對建筑工程中混凝土施工裂縫控制的分析

李敏

摘要：混凝土是現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑工程實(shí)施的主要建筑材料，混凝土的質(zhì)量將直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全性。具體的結(jié)構(gòu)可以由許多因素，如受到影響：對環(huán)境的影響，溫度，材料，機(jī)械等，所以我們偶爾看到混凝土構(gòu)件的表面將有一些淺或深破解，為了保證質(zhì)量建設(shè)項(xiàng)目，我們只有認(rèn)真總結(jié)和研究裂縫的各種原因，針對原因采取及時(shí)的措施，以防止，為了使混凝土施工質(zhì)量得到保證。筆者原因?yàn)榻ㄔO(shè)混凝土裂縫，并從熱應(yīng)力，原材料的質(zhì)量和施工工藝收縮幾方面的素質(zhì)進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：混凝土；施工質(zhì)量；預(yù)防控制；裂縫

前言

混凝土是建筑工程中一種重要的材料，然而在其使用的過程中，普遍存在裂縫問題，混凝土施工中，局部或大面積出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象始終是困惑施工單位的關(guān)鍵性質(zhì)量問題，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫不但降低了結(jié)整體強(qiáng)度與硬度，而且對于建筑物的整體效果也造成了一定程影響。文章根據(jù)筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對房屋建筑工程中混凝土裂縫的成因及控制措施做些粗淺的分析研究，對以后的工作提供借鑒和參考。

1 混凝土裂縫成因

1.1 溫度裂縫

當(dāng)外部溫度或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生形變，若變形受到約束，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)將產(chǎn)生溫度裂縫。通常情況下，溫度應(yīng)力主要有3種形成方式：（1）大體積混凝土（厚度超過2m）澆注之后由于水泥水化放熱產(chǎn)生溫度應(yīng)力；此外，由于混凝土彈性模量的急劇變化也會在其內(nèi)部形成殘余應(yīng)力；（2）當(dāng)水泥放熱基本結(jié)束后，由于混凝土的冷卻以及外界氣溫變化引起溫度應(yīng)力；（3）在使用過程中，由于突發(fā)降水、冷空氣侵襲或日落等致使混凝土結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，內(nèi)部溫降相對較慢而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。

1.2 墻體干縮導(dǎo)致的裂縫

在房屋建筑混凝土施工中，墻體干縮導(dǎo)致的裂縫比較常見，危害也比較大。因?yàn)榛炷羶?nèi)部和外部水分蒸發(fā)的程度、水泥漿體中水分蒸發(fā)的程度都會有所差異，這就導(dǎo)致了不可逆的收縮，加上外部溫度因素的變化和影響，墻體內(nèi)部蒸發(fā)的水分肯定會小于外部，進(jìn)而導(dǎo)致墻體混凝土要發(fā)生變化，加上原有混凝土的束縛產(chǎn)生的拉應(yīng)力必然會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。所以，干縮裂縫常常出現(xiàn)在混凝土澆筑或養(yǎng)護(hù)管理結(jié)束后的一周左右。

1.3 原材料質(zhì)量引起的裂縫

配制混凝土?xí)r所采用原材料質(zhì)量不合格，也可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

（1）水泥

如果水泥安定性不合格，其中的游離氧化鈣含量超標(biāo)，則由于氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，在混凝土凝結(jié)后仍然繼續(xù)起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強(qiáng)度下降。若水泥出廠時(shí)強(qiáng)度不足，水泥受潮或過期，亦可能使混凝土強(qiáng)度不足，導(dǎo)致混凝土開裂。

（2）砂、石集料

a.砂石的粒徑、級配、雜質(zhì)含量

如果砂石粒徑太小、級配不良，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，使混凝土收縮加大，影響混凝土的強(qiáng)度：如果使用超出規(guī)定的特細(xì)砂，后果將更加嚴(yán)重。當(dāng)砂石中含泥量高時(shí)，將造成水泥和拌和水用量加大，降低混凝土強(qiáng)度以及抗凍性和抗?jié)B性。

b.拌和水及外加劑

拌和水或外加劑中氯化物含量較高時(shí)對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應(yīng)有影響。

1.4 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

施工單位在房屋建筑的施工過程中，沒有對建筑原材料的采購、驗(yàn)收和施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，施工管理和裂縫防治的措施也沒有落實(shí)到位，這也是導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的重要因素。例如水灰比過大、沙石級配不良等因素都容易導(dǎo)致混凝土的收縮程度過大，這就為裂縫的出現(xiàn)埋下了隱患。除了以上幾種裂縫在施工中比較經(jīng)常出現(xiàn)之外，還有我們因在施工中操作不當(dāng)造成的裂縫問題。這具體會體現(xiàn)在混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長，使水分蒸發(fā)過多，導(dǎo)致混凝土坍落度損失較大，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。還有就是混凝土初期養(yǎng)護(hù)工作管理不嚴(yán)，造成混凝土早期強(qiáng)度增長時(shí)失水，收縮量大，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

2 混凝土裂縫控制

2.1 原材料控制

（1）選用中低水化熱的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥或粉煤灰水泥等。充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少水泥用量。在滿足使用的條件下，大體積混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)就“能低不高”的原則。同時(shí)應(yīng)注意水泥的質(zhì)量，特別是安定性達(dá)標(biāo)。

（2）盡量選用粒徑較大（不超過40mm）且級配良好的粗集料；砂和碎石的含泥量不超過1%，針片狀顆粒含量不得大于15%。

（3）在混凝土中摻加超細(xì)礦粉。超細(xì)礦粉具有微珠潤滑效應(yīng)，有明顯的減水作用，并能夠提高混凝土的和易性、體積穩(wěn)定性、密實(shí)性以及抗化學(xué)侵蝕性能，同時(shí)還具有增加混凝土強(qiáng)度，減少塌落度損失、降低水化熱等性能。

（4）適當(dāng)加大活性細(xì)摻料的用量，以替代部分水泥，從而降低水化熱，增強(qiáng)硬化前后混凝土的體積穩(wěn)定性。如使用大摻量粉煤灰不僅能提高混凝土的和易性，而且改善了混凝土的工作性能和可靠性。

2.3 改進(jìn)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)措施

從技術(shù)層面講，混凝土裂縫控制主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和施工中的技術(shù)措施改進(jìn)上。

（1）設(shè)計(jì)技術(shù)措施

a.由于挖孔、轉(zhuǎn)角和形狀突變處等部位應(yīng)力集中容易產(chǎn)生裂縫，所以應(yīng)采取有效的構(gòu)造措施，例如在轉(zhuǎn)角、孔邊作構(gòu)造筋加強(qiáng)：轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋或網(wǎng)片：突變處做成漸變過渡等。

b.優(yōu)化鋼筋配置，根據(jù)“細(xì)而密”的原則，減小水平布筋間距，將混凝土中可能產(chǎn)生的收縮應(yīng)力分散。

（2）施工技術(shù)措施

a.控制混凝土中膠骨比在1：3以下；

b.在保證和易性和泵送的前提下降低砂率；

c.在混凝土中摻入適量的復(fù)合纖維，提高基體的抗裂形變能力，阻止原始缺陷（裂紋等）的擴(kuò)展；

d.在溫度較高的季節(jié)，通過對原材料和粗骨料進(jìn)行遮陽、覆蓋，以及采用低于5℃的拌和水噴淋、冷卻降溫來降低混凝土的澆注溫度。

2.4 提高施工工藝質(zhì)量

由于評價(jià)混凝土抗裂能力是以極限拉伸率、施工強(qiáng)度保證率或施工均勻性為指標(biāo)（離差系數(shù)）。因此，在施工過程中，必須嚴(yán)格按照相關(guān)的國家或行業(yè)規(guī)范，以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，加強(qiáng)現(xiàn)場管理監(jiān)督和質(zhì)量控制，從而確?；炷两Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件符合設(shè)計(jì)要求的抗裂能力。

（1）在混凝土澆搗前，應(yīng)先將基層和模板澆水濕透，避免混凝土失水；振搗時(shí)，應(yīng)組織好振搗棒的走向，保證混凝土振搗密實(shí)并防止漏振。同時(shí)也應(yīng)避免過度振搗（以混凝土不再下沉、不冒氣泡為準(zhǔn)）。

（2）混凝土澆注完畢后可進(jìn)行二次抹壓，必要時(shí)利用吸水泵排出表面泌水。但表面刮抹應(yīng)限制到最小程度，避免在其表面灑水泥干粉刮抹，加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。

（3）嚴(yán)格施工操作程序，杜絕過早施加荷載和過早拆模，當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，過早拆模，會在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象；在澆搗過程中需派專人護(hù)筋，以免踩彎板面負(fù)筋的現(xiàn)象發(fā)生。

（4）采用分層連續(xù)澆注并合理設(shè)置施工縫，能夠盡快散發(fā)水化熱，并放松約束條件的聚集。由于施工技術(shù)和施工組織上的原因，不能連續(xù)將結(jié)構(gòu)整體澆完，并且間歇時(shí)間過長，應(yīng)預(yù)先選定適當(dāng)?shù)牟课辉O(shè)置施工縫，以減少裂縫和確保結(jié)構(gòu)安全。

2.5 裂縫的處理方法

（1）對于簡單的小的裂縫，可以先把縫處處理干凈，曬干后涂刷封閉也可以用環(huán)氧漿液灌縫，可以阻止水汽、化學(xué)物質(zhì)和二氧化碳的侵入。

（2）對于較淺的裂縫，就要把裂縫改成八字的凹槽，弄干凈后把他濕潤，在表面刷水泥漿，然后通過1：2水泥砂漿分層壓實(shí)抹光后再利用環(huán)氧膠泥嵌補(bǔ)。

（3）對于較大較深的，能夠影響整體結(jié)構(gòu)的裂縫，首先要仔細(xì)的觀察其的深度還有寬度，通過化學(xué)灌漿或水泥壓力灌漿的方式來處理，也可封閉表面注漿一起進(jìn)行；而結(jié)構(gòu)剛度減小，承載力和嚴(yán)重裂縫，就要對具體的情況分析后才可采取措施，利用預(yù)應(yīng)力加固或采用鋼筋混凝土圍套、鋼套箍或結(jié)構(gòu)膠粘貼劑貼鋼板加固等方式來處理。

3 完善混凝土的養(yǎng)護(hù)工作

養(yǎng)護(hù)工作是混凝土施工中的關(guān)鍵，要及時(shí)保證混凝土的適宜的溫度和濕度，從而控制好混凝土的內(nèi)表溫度差，使得混凝土的強(qiáng)度得到正常發(fā)展，控制混凝土裂縫的出現(xiàn)。大面積的底護(hù)板必須預(yù)先鋪設(shè)一層塑料薄膜后再加上二層的草包，此為混凝土的保溫保濕控制措施。大體積混凝土澆筑完后，由于水泥的水化作用產(chǎn)生大量的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)產(chǎn)生較高溫度，而混凝土表面和邊界受氣溫影響溫度較低；結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度升高過快或外部環(huán)境溫度急劇下降，結(jié)構(gòu)都容易產(chǎn)生裂縫，因此后期的溫度監(jiān)控及養(yǎng)護(hù)非常重要?；炷翝沧⑼旰?，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)（保溫層材料和厚度依據(jù)施工氣溫確定）?；炷帘砻鎵浩胶?，先在混凝土表面灑水，再覆蓋一層塑料薄膜，然后在塑料薄膜上覆蓋保溫材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，當(dāng)施工氣溫較低時(shí)，要用保溫材料進(jìn)行覆蓋嚴(yán)密，防止混凝土暴露，中午氣溫較高時(shí)可以揭開保溫材料適度散熱。在寒冷的天氣中或者溫度變化的環(huán)境下，及時(shí)預(yù)防驟冷氣候影響，防止混凝土的早期裂縫出現(xiàn)發(fā)展。及時(shí)掌握混凝土內(nèi)表溫度差和降溫的速率，對混凝土養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，根據(jù)實(shí)際情況確定是否延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在混凝土拆膜后要及時(shí)回土或者增加覆蓋養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語

在建筑施工中主要注意混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫，影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。隨著建筑材料科學(xué)的發(fā)展、施工技術(shù)水平提高及在施工過程中加強(qiáng)監(jiān)控、嚴(yán)格把關(guān)、注意細(xì)節(jié)，混凝土裂縫將逐步得到控制。施工質(zhì)量控制措施的制定要涉及到建筑技術(shù)、施工技術(shù)、安全管理等諸多方面的問題，必須依托國內(nèi)建筑行業(yè)強(qiáng)大的施工技術(shù)理論與技術(shù)手段的支持和保障，否則難以真正實(shí)現(xiàn)對于混凝土施工質(zhì)量的有效控制。