淺析建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

李燕 羅浩

【摘要】建筑結(jié)構(gòu)工程中的混凝土結(jié)構(gòu)由于其用料省、施工快、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為其主要結(jié)構(gòu)形式。隨著混凝土結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用其自身存在的一些問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，其中最為明顯的當(dāng)屬裂縫問(wèn)題?；炷两Y(jié)構(gòu)在施工及使用過(guò)程中會(huì)受到各種因素的影響，從而出現(xiàn)由各種原因引起的裂縫，這在一定程度上制約了混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。本文對(duì)建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行了探討分析，并提出了建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程中裂縫的控制措施。。

【關(guān)鍵詞】建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程； 裂縫原因； 控制措施；

一.建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程裂縫產(chǎn)生的原因

1.1約束力較強(qiáng)的原因

在建筑結(jié)構(gòu)工程中，混凝土都是厚重的整體澆筑物體，從而導(dǎo)致了地基對(duì)其的約束力。這種來(lái)自外部的約束力會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂痕，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部的約束力，這主要是因溫度的差值引起的。

1.2混凝土自縮及水泥水化熱的原因

大體積的混凝土都是靠?jī)沙傻乃謥?lái)硬化的，其余的都被外界蒸發(fā)掉了。當(dāng)蒸發(fā)掉的水分超過(guò)本質(zhì)上應(yīng)該蒸發(fā)的水分，就會(huì)引起混凝土收縮。除此之外，大體積的混凝土材料中夾雜了很多的添加劑和礦渣等，也是對(duì)其影響的重要因素。此外，水灰比、骨料的含量及其種類(lèi)也對(duì)混凝土的自縮值有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程施工過(guò)程時(shí)，應(yīng)該將混凝土裂縫以及自縮原因考慮到其中。繼而保障施工的有效性和科學(xué)性，保證建筑工程的施工質(zhì)量。 在水泥水化的過(guò)程中，必然產(chǎn)生一些熱量。由于混凝土結(jié)構(gòu)工程比較厚，表面系數(shù)低，混凝土散發(fā)的熱量不能及時(shí)的疏散，導(dǎo)致了大面積的混凝土結(jié)構(gòu)工程內(nèi)部的溫度越來(lái)越高。與外界形成了很大的差值，引起了混凝土出現(xiàn)斷裂問(wèn)題。

1.3外界溫度的原因

混凝土在建筑工程施工的過(guò)程中，由于它澆筑的溫度隨著外界溫度的變化而變化。當(dāng)外界的氣溫升高時(shí)，都會(huì)減少混凝土內(nèi)、外部位的溫差，形成溫度應(yīng)力。溫差越大，溫度的應(yīng)力越大，產(chǎn)生的裂痕也就越大。所以，溫度應(yīng)力和水泥水化熱造成混凝土裂縫的主要原因應(yīng)歸結(jié)于溫度的差值。

二、建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程裂縫的控制措施

2.1適當(dāng)調(diào)整鋼筋的配置方案

通過(guò)調(diào)整鋼筋的配置方案，可以增設(shè)混凝土中溫度的傳遞分布筋，將其內(nèi)部的熱量及時(shí)傳遞出來(lái)，以防止內(nèi)部熱量增高。在鋼筋的配置設(shè)計(jì)上，一般采取在配筋率不改變的前提下、上下皮配筋差異的方案，也就是說(shuō)底皮鋼筋在沒(méi)有柱板帶的地方橫縱均采用Φ25@150，在有柱板帶的地方上下皮筋則采Φ25@130。由于混凝土的厚度約為1米，出于其散熱速度的考慮，可在底皮鋼筋與頂皮鋼筋之間設(shè)置Φ25，溫度分布筋采用每平方米1根的方式，采用搭接焊的方式連接上下。通過(guò)這種上下錯(cuò)位的分布方式，可使鋼筋的直徑減小，鋼筋之間的間距縮短，這樣就減少了混凝土的收縮程度，上下搭接的方式能夠使中間的熱量迅速散發(fā)出來(lái)，減少裂縫發(fā)生的幾率。

2.2減少約束力

（1）減少內(nèi)部約束力。由于混凝土的內(nèi)部約束來(lái)自于溫度應(yīng)力，那么只有減少溫度應(yīng)力才有可能減少內(nèi)部約束。較少溫度應(yīng)力影響的有效措施，上述內(nèi)容中已經(jīng)有詳細(xì)地論述，在此不進(jìn)行過(guò)多論述。除了上述內(nèi)容中論述的方法，還有一種保溫的方法，比如暖棚法、覆蓋法和蓄水法等。這些方式都是經(jīng)過(guò)實(shí)踐論述的、非常有效的保溫方法，能夠?qū)⒒炷羶?nèi)部溫度保持在一定范圍之內(nèi)，減少與外部溫度差異。

（2）減少外部約束力。減少外部約束力，主要應(yīng)當(dāng)從如何減少地基對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)工程約束力的角度出發(fā)。在當(dāng)前建筑工程市場(chǎng)上，減少地基對(duì)混凝與約束力的方法主要就是指設(shè)置滑動(dòng)層的方法。所謂的滑動(dòng)層，就是指在混凝土和地基之間設(shè)置的瀝青油氈層或砂墊層?；瑒?dòng)層的設(shè)置能夠減少地基對(duì)混凝土約束，保證混凝土地塊能夠自由變形，進(jìn)而降低裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3合理選擇混凝土材料

混凝土裂縫的材料控制，主要是著眼于降低混凝土的水化熱與收縮作用，增強(qiáng)混凝土抗拉強(qiáng)度等方面問(wèn)題。

（1）水泥。首先應(yīng)優(yōu)先使用低熱和中低熱、綜合性能好的普通硅酸鹽水泥；如混凝土中摻入外加劑如高效減水劑以控制單位用水量，或優(yōu)質(zhì)摻合料替換部分水泥用量，在保證同基準(zhǔn)混凝土工作性強(qiáng)度的前提下，較高幅度地降低水泥用量，達(dá)到降低水化熱和混凝土收縮作用的目標(biāo)。

（2）骨料。其中砂石的含泥量對(duì)于混凝土抗拉強(qiáng)度具有較強(qiáng)的影響，控制失當(dāng)可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)嚴(yán)重開(kāi)裂，因此砂的含泥量應(yīng)≤2%，石的含泥量應(yīng)≤1%；摻加≤混凝土體積25%的粗骨料，將塊石最大粒徑限制在150～250mm范圍內(nèi)，不僅可相應(yīng)降低用水量、泌水量與混凝土收縮作用，也能通過(guò)減少水泥用量達(dá)到減少水泥水化熱的作用，且石塊本身具有較高的吸收發(fā)熱量的功能，可以有效地控制混凝土的溫升。

（3）礦物摻和料。粉煤灰、礦渣、硅灰等礦物摻和料的加入能夠很好地降低膠結(jié)材料的水化熱，其中，粉煤灰具有火山灰活性，對(duì)于降低混凝土澆注初期的水化熱，減少干縮，改善混凝土的和易性、抗?jié)B性能和耐久性指標(biāo)均具有明顯意義，工程應(yīng)用廣泛。但由于粉煤灰的二次水化反應(yīng)往往會(huì)在混凝土澆筑14天后發(fā)生，且混凝土中水泥濃度降低，都必然導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度偏低，使混凝土粘結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)。因此，粉煤灰摻量的控制必須嚴(yán)格遵循相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)要求，并通過(guò)減水劑與改性劑雙摻的方法予以解決。

2.4加強(qiáng)對(duì)混凝土澆筑的控制

根據(jù)施工的具體情況及溫度應(yīng)力，可確定應(yīng)選擇整體澆筑還是分段澆筑。在澆筑過(guò)程中，遵循“分區(qū)定點(diǎn)、循序漸進(jìn)、一個(gè)坡度、一次到頂”原則，根據(jù)混凝土泵形成的坡度，在上層和下層分別布置兩道振搗點(diǎn)：第一道位于混凝土的卸點(diǎn)，解決上部振實(shí)；第二道位于混凝土的坡腳處，解決下部混凝土密實(shí)問(wèn)題。在澆筑過(guò)程中，應(yīng)選擇一個(gè)部位進(jìn)行，直到符合設(shè)計(jì)的標(biāo)高，混凝土形成扇形流動(dòng)趨勢(shì)，再在坡面實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑。當(dāng)混凝土分段澆筑結(jié)束后，可以在混凝土的初凝階段實(shí)現(xiàn)二次振搗或者表面擠壓，排除表面積水，并用木拍反復(fù)擠壓密實(shí)，防止產(chǎn)生表面裂縫，提高混凝土的防水性能與表面觀感。一般混凝土澆筑可選擇夜間進(jìn)行，這樣可減少新舊混凝土的溫度差距，減少冷縮變形產(chǎn)生的裂縫。

2.5強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)工程的養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)的核心是防止混凝土早期表面失水，同時(shí)養(yǎng)護(hù)可以補(bǔ)充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的進(jìn)行?；炷谅访妗蛎婊虻孛媸┕?，塑性收縮裂縫是長(zhǎng)期困擾的問(wèn)題。過(guò)去混凝土泌水量大，一般采用二次收漿，然后開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，防止塑性收縮裂縫?，F(xiàn)代高性能混凝土基本沒(méi)有泌水，如果風(fēng)大或溫度高，水分蒸發(fā)量大，混凝土表面很快就會(huì)出現(xiàn)裂縫，必須在終凝前再次抹面閉合裂縫。在工程實(shí)踐中，人們也一直在摸索如何更早地開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，得到很多成功經(jīng)驗(yàn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展使得建筑物高度、體積、厚度等逐漸增加，建筑基礎(chǔ)承受的荷載越來(lái)越大，所以混凝土結(jié)構(gòu)工程被廣泛應(yīng)用于建筑工程施工。而建筑工程混凝土施工直接關(guān)系到整個(gè)建設(shè)工程施工質(zhì)量和施工效益，因此對(duì)其裂縫產(chǎn)生的原因及其控制措施進(jìn)行分析具有重要的意義。

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