混凝土施工中非結(jié)構(gòu)裂縫的探討

謝北寒

【摘 要】目前建筑業(yè)己經(jīng)成為國家的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，在建筑工程中，混凝土裂縫現(xiàn)象時?？梢?，混凝土坍落度大、用水量多、水泥用量多、砂率大、凝結(jié)時間長等因素極易在混凝施工中出現(xiàn)裂縫，本文就發(fā)表下作者的觀念，供同行參考。

【關(guān)鍵詞】混凝土裂縫；技術(shù)施工；控制

在我國的建筑行業(yè)，混凝土施工技術(shù)中，混凝土裂縫現(xiàn)象時?？梢?，尤其是商品混凝土廣泛應(yīng)用以來，極易在混凝施工中出現(xiàn)裂縫。這些裂縫的存在，常常會影響混凝土的強度及耐久性，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害的影響?？s短了其使用壽命?；炷亮芽p的存在時常困擾著一些施工單位，弄不好還會引起官司，造成重大經(jīng)濟賠償。因此，本人根據(jù)對混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究及以往的施工經(jīng)驗，談?wù)剬炷潦┕ぶ挟a(chǎn)生非結(jié)構(gòu)裂縫的一些體會。

1.混凝土裂縫的類型和產(chǎn)生原因

近年來預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)用范圍逐漸推廣到更多的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，如大跨超長、超厚及超靜定框架結(jié)構(gòu)，其混凝土強度等級必須提高至C50。在采用泵送條件下，其收縮與水化熱大大增加，約束應(yīng)力裂縫很難避免。張拉前開裂、張拉后又不閉合。裂縫控制的難度更加困難。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)裂縫允許寬度是嚴格的，預(yù)兆性較小，裂縫擴展速度快。裂縫深度h與結(jié)構(gòu)厚度H的關(guān)系如下：h≤0.1H表面裂縫；0.1H

應(yīng)當盡量避免貫穿性及縱深裂縫。如出現(xiàn)該種裂縫應(yīng)采取化學灌漿處理來保證強度，即灌縫抗拉強度必須超過混凝土抗拉強度。早期裂縫一般出現(xiàn)在一個月之內(nèi)，中期裂縫約在6個月之內(nèi)，其后1～2年或更長時間屬于后期裂縫。

現(xiàn)場實際施工中，由于混凝土的組成材料和微觀構(gòu)造的不同以及所受外界影響的不同，混凝土產(chǎn)生裂縫的原因較為復雜。產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾個方面：

（1）大體積混凝土水化熱引起的裂縫。大體積混凝土由于水泥在水化過程中產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導致混凝土內(nèi)部溫度升高。當混凝土塊體內(nèi)部的溫度與外界環(huán)境溫度相差很大，以致所形成的溫度應(yīng)力或溫度變形超過混凝土當時的抗拉強度或極限拉伸值時，就會產(chǎn)生裂縫。

（2）混凝土干縮引起的裂縫?；炷猎谟不^程中，由于干燥收縮會引起體積變化。當這種體積變化受到約束時，如兩端固定梁或是高配筋率的梁，或是澆筑在老混凝土上或堅硬巖基上的新混凝土，都可能產(chǎn)生這種裂縫。這種裂縫的寬度有時很大，甚至會貫穿整個構(gòu)件。

（3）混凝土塑性塌落引起的裂縫。在大厚度的構(gòu)件中，混凝土澆筑后半小時到數(shù)小時即可發(fā)生這種裂縫。其原因是混凝土塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，或是在過分凹凸不平的基礎(chǔ)上進行澆筑。或是模板沉陷、移動或是斜面澆筑的混凝土向下流淌。

（4）塑性收縮裂縫。這種裂縫發(fā)生在混凝土澆筑后數(shù)小時，仍處于塑性狀態(tài)的時刻。在炎熱或大風天氣，混凝土表面水分蒸發(fā)過快以及混凝土水化熱高等，都容易產(chǎn)生這種裂縫。這類裂縫的寬度可大可小，小的細如發(fā)絲，大的可到數(shù)毫米。其長度可由數(shù)厘米到數(shù)米，深度很少超過5cm，但薄板則有可能被其穿透，分布的形狀一般是不規(guī)則的。

（5）堿一骨料反應(yīng)引起的裂縫?；炷良铀韬虾?，水泥中的堿不斷溶解。這種堿液與活性骨料中的活性氧化硅起化學反應(yīng)，析出膠狀的堿一硅膠。從周圍介質(zhì)中吸水膨脹，其體積可增大到三倍，而使混凝土脹裂。其特點是裂縫中有白色沉淀的膠體，顯雜亂的“地圖”狀。

2.混凝土裂縫的控制措施

由于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因比較復雜，很多時候表現(xiàn)為上述幾方面原因綜合性作用下導致混凝土產(chǎn)生裂縫。混凝土裂縫的預(yù)防控制措施往往也必須從設(shè)計方案、施工方案和材料選擇等方面綜合考慮。

2.1在設(shè)計方面

（1）降低結(jié)構(gòu)約束，做好抗與放的良好結(jié)合，包括漫置后澆帶、施工縫及滑動層。

（2）合理確定混凝土的強度等級，避免過高設(shè)計混凝土強度等級帶來混凝土收縮量的增加。

（3）做好設(shè)計荷載驗算，在混凝土結(jié)構(gòu)尺寸變化較大處，適當?shù)募訌娊Y(jié)構(gòu)配筋，提高配筋率。

（4）根據(jù)環(huán)境條件合理確定混凝土鋼筋保護層厚度。

（5）確定無害裂縫控制寬度。

2.2在施工方面

（1）優(yōu)化混凝土配合比：應(yīng)用減水率大、收縮比率小的高效減水劑或緩凝高效減水劑，大幅度減少用水量。提高混凝土的密實性；應(yīng)用保水性較好的普通硅膠鹽水泥以及需水量比較小的優(yōu)質(zhì)粉煤灰；連續(xù)級配的粗骨料，偏粗的中砂；對厚大體積的混凝土應(yīng)選擇水化熱低的水泥并適量摻加塊石降低混凝土水化熱峰值，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強度及極限拉伸。

（2）澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。

（3）厚大體積混凝土施工，采用水化熱溫升控制措施。根據(jù)環(huán)境及混凝土原材料溫度計算水化熱峰值，延緩溫差梯度與降溫梯度，保證混凝土內(nèi)外溫差控制在20°C以內(nèi)。如盡可能降低混凝土人模溫度，人模溫度控制在比環(huán)境溫度高5°C范圍內(nèi)；盡可能減少結(jié)構(gòu)底板與外側(cè)墻混凝土上澆筑時間差，減少新老混凝土之間的收縮差；采用竹膠板模板，改善混凝土表面熱交換條件，延遲拆模時間，減小混凝土降溫速率；加強養(yǎng)護和測溫，采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護法可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養(yǎng)護周期，即在混凝土中埋設(shè)冷卻管，在混凝土升溫階段通水帶走混凝土水化熱熱量，降低混凝土最高溫升值，頂、底板蓄水養(yǎng)護，外側(cè)墻噴淋、澆水或涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。內(nèi)孔保濕保溫養(yǎng)護，冬季保溫養(yǎng)護等。

（4）振搗克分，澆筑方法得當。但應(yīng)避免過振，通常振搗時間宜為15-30秒。截面厚度相對較大的構(gòu)筑物，可先澆筑較深部位。為保證施工質(zhì)量，利于混凝土早期散熱，應(yīng)對厚混凝土進行相對較長的分層施工，每一大層內(nèi)仍須做到斜面分層。根據(jù)泵送大體積混凝土的特點，采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，從而提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。待每層達到預(yù)定高度后略作停歇。靜止約2-3h后混凝土完成相當一部分早期沉縮，及散發(fā)了大量的早期水化熱。此時再集中覆蓋下一層混凝土，并于兩層混凝土之間進行二次振搗，確保深厚混凝土施工質(zhì)量。

（5）強技術(shù)管理，健全混凝土面層質(zhì)量保證體系。如妥善排除澆筑過程中的泌水，初凝前完成抹平工作，終凝前完成壓光工作，隨即噴養(yǎng)護劑或覆蓋劑及時養(yǎng)護。

3.混凝土裂縫的處理

對于混凝土裂縫的出現(xiàn)，應(yīng)根據(jù)裂縫的涮查結(jié)果、建筑物重要性、使用功能和裂縫控制標準進行裂縫危害性分析后，嚴格按照規(guī)范標準要求和設(shè)計認可的處理方案對裂縫進行相對的處理。常規(guī)的處理方法主要有以下四種：

（1）表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度為達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫、不漏水的縫、不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其他防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

（2）填充法：用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（≥0.3mm），作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm。深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后做填充處理。

（3）灌漿法：此法應(yīng)用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

（4）結(jié)構(gòu)補強法：因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強度，可采取結(jié)構(gòu)補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預(yù)應(yīng)力法等?；炷亮芽p處理效果的檢查包括：修補材料試驗；鉆心取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。

以上是本人對混凝土施工過程中產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)裂縫原因分析及控制防御措施，已在很多地施工。 [科]