混凝土裂縫控制技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用探討

張富城

（廣東龍飛建筑集團(tuán)有限公司 廣東河源 517300）

1 前言

隨著建筑業(yè)的不斷進(jìn)步，該領(lǐng)域也在不斷的發(fā)展和擴(kuò)大，而混凝土施工技術(shù)通常是整個(gè)建筑工程的一個(gè)重要組成部分?；炷两Y(jié)構(gòu)的裂縫主要是在澆注混凝土?xí)r產(chǎn)生，水加熱不能散發(fā)，會(huì)威脅到項(xiàng)目的整體性能和耐久性能，所以我們應(yīng)該提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)的施工質(zhì)量管理，確保及時(shí)控制裂縫的形成。所以，我們?cè)诰唧w施工時(shí)，要嚴(yán)格控制混凝土的施工技術(shù)，盡可能保證整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目能滿足除我們施工質(zhì)量要求，由于混凝土是一種脆性材料，所以混凝土結(jié)構(gòu)往往會(huì)產(chǎn)生一些不同層次、不同形式的裂縫，這種現(xiàn)象是很常見(jiàn)的。在某些情況下，會(huì)造成很嚴(yán)重的裂縫。因此，我們必須大力研究混凝土技術(shù)，對(duì)于結(jié)構(gòu)中存在的裂縫必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，這具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 混凝土結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫種類

混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫主要有溫度裂縫、收縮裂縫、荷載裂縫、地基變形裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、凍脹裂縫、施工材料質(zhì)量裂縫等等。

2.1 收縮裂縫

混凝土在經(jīng)過(guò)建筑后的一段時(shí)間，混凝土硬化會(huì)達(dá)到一定的強(qiáng)度，在混凝土的脫水和收縮硬化過(guò)程中，收縮裂縫在炎熱的夏季是無(wú)規(guī)則的。假如表面積和水分損失過(guò)快，一般認(rèn)為在混凝土施工中，混凝土?xí)l(fā)生收縮變形，但混凝土抗拉強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)度不能抵抗混凝土收縮應(yīng)力，因而產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。同時(shí)混凝土的水化會(huì)產(chǎn)生水化熱，這會(huì)引起混凝土的收縮，這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在大面積澆筑的梁、板、柱等小構(gòu)件上，如果將混凝土構(gòu)件暴露在空氣中，危害更為嚴(yán)重。如果不給予阻止，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。影響混凝土收縮開(kāi)裂的主要因素是原材料配合比、外界環(huán)境溫度和濕度等。

2.2 沉降裂縫

建筑物沉降會(huì)引起地基沉降，早期沉降速率較快，沉降量較大，后期沉降趨于穩(wěn)定。由于地基沉降的不同，會(huì)產(chǎn)生沉降差異，混凝土的結(jié)構(gòu)會(huì)因?qū)炷恋姆磻?yīng)而開(kāi)裂。沉降裂縫通常貫穿，裂縫通常出現(xiàn)在跨度大剛性小的地方，沉降裂縫較大的地方，裂縫的寬度和沉降量也較大。

2.3 施工質(zhì)量隱患產(chǎn)生的裂縫

建筑的質(zhì)量直接反映在建筑結(jié)構(gòu)中。在混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，產(chǎn)生裂縫的原因有很多。列舉如下：①振搗混凝土?xí)r，時(shí)間不夠或振動(dòng)過(guò)度引起的裂縫。②澆注混凝土?xí)r高度高，直接澆筑時(shí)可產(chǎn)生混凝土離析。③混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，造成失水過(guò)多。④為了加快梁、板等構(gòu)件的施工，早期拆除模板，構(gòu)件底部由于上部荷載導(dǎo)致開(kāi)裂。

2.4 溫度變化引起的裂縫

混凝土在周圍環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土的大小形狀就會(huì)發(fā)生變化。變形一被措施控制，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。溫度裂縫在內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生了。根據(jù)溫度的變化引起裂縫的擴(kuò)張或臺(tái)攏，是溫度裂縫不同于其他裂縫的最明顯的特征導(dǎo)致溫度變化主要原因如下：

（1）太陽(yáng)照射。強(qiáng)烈的太陽(yáng)光照射，溫度會(huì)明顯高于其它部位的溫度，結(jié)構(gòu)內(nèi)部由外及內(nèi)溫度梯度呈非線形分布。又因?yàn)槭艿阶陨砑s束措施的影響，會(huì)引起這些部位拉應(yīng)力加大，產(chǎn)生裂縫。太陽(yáng)照射和后面的突發(fā)性降溫是造成結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最普遍因素。

（2）遇水化合放熱。在澆筑體積較大的混凝土的施工過(guò)程中混凝土內(nèi)的水泥遇水發(fā)生化合反應(yīng)放熱，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生很高的溫度，混凝土內(nèi)部與外部溫度差別太大，從而混凝土表面產(chǎn)生裂縫。施工中，在選擇水泥品種時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，盡量選擇水化放熱較低的水泥種類，每單位水泥的使用量要控制好，降低混凝土人模時(shí)的溫度，從而控制好混凝土內(nèi)部與外部的溫度差別，采取合理的方式緩慢的把溫度降下來(lái)，根據(jù)情況采取散熱措施，例如循環(huán)冷卻系統(tǒng)或采薄層連續(xù)澆筑等。

（3）突然性降溫。沒(méi)有預(yù)料到的大雨、冷氣流的來(lái)襲、太陽(yáng)落山等因素均可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外部表面溫度驟然下降，但由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度降低相對(duì)較為緩慢從而產(chǎn)生溫度梯度。

（4）蒸汽養(yǎng)護(hù)或者冬天施工時(shí)操作不當(dāng)，混凝土表面內(nèi)部溫度相差太大，容易產(chǎn)生裂縫。

3 房屋出現(xiàn)裂縫的原因

3.1 荷載的原因

鋼筋混凝土主要是受壓構(gòu)件，外部應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗壓承載力。裂紋沿載荷方向發(fā)展，通常包括彎曲裂縫、斜向裂縫等。

3.2 變形裂縫

外部載荷使建筑物變形，當(dāng)變形受到抑制時(shí)，可以產(chǎn)生反力。一旦反力超過(guò)墻的承載能力，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。構(gòu)件的形狀就會(huì)發(fā)生變化，剛度變小，應(yīng)力出現(xiàn)松弛現(xiàn)象。裂縫包括：①使用部件環(huán)境變化產(chǎn)生的裂縫，主要是由于環(huán)境的影響，通常是在溫度或濕度變化較大時(shí)產(chǎn)生；②施工過(guò)程中由于操作不當(dāng)或管理不當(dāng)造成的裂縫，如混凝土或鋼筋混凝土的閑置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；③由于地基變形產(chǎn)生裂縫等。

4 混凝土裂縫控制技術(shù)

4.1 荷載裂縫控制技術(shù)

在現(xiàn)階段，由于鋼筋混凝土規(guī)范是基于特定的條件和功能來(lái)定的，鋼筋對(duì)銹蝕具有高度敏感性，需要充分考慮裂縫控制等級(jí)。我國(guó)綜合考慮了各種因素對(duì)混凝土的影響，將控制分為三個(gè)不同的層次：①嚴(yán)禁組件有裂紋，使用任何有裂縫的組件將導(dǎo)致混凝土裂縫發(fā)生擴(kuò)展。②確保不會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件壓力集中的現(xiàn)象。對(duì)于組件的選擇要考慮不開(kāi)裂性能，適用標(biāo)準(zhǔn)拉應(yīng)力條件的構(gòu)件不應(yīng)大于承受強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)具體要求，構(gòu)件周圍不存在拉應(yīng)力。③可以使用有裂紋的部件，但應(yīng)在最大壓力范圍內(nèi)使用。

4.2 變性裂縫控制技術(shù)

溫度變化產(chǎn)生的溫度裂縫現(xiàn)象，應(yīng)盡量避免溫度差的存在，我們可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中采取一定的手段措施。首先，增加鋼性提高抗裂性，可以增加直徑小、間距小的鋼梁。在整個(gè)施工過(guò)程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要無(wú)縫澆筑。此外，控制裂紋的應(yīng)力集中現(xiàn)象，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)孔洞，建筑物的安全就會(huì)受到威脅，在一般情況下，有應(yīng)對(duì)這種情況的兩種主要措施，一是設(shè)置孔的角度，避免裂縫，然后能增加鋼筋數(shù)量。在鋼筋混凝土裂縫問(wèn)題，主要以阻力為主要原則，這一原則將結(jié)構(gòu)的最大剛性放大并拉伸，從而避免了裂縫的產(chǎn)生。這一原則則是呈相反的趨勢(shì)，降低整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的剛度并適應(yīng)了地基變形。

4.2.1 降低水泥的水化熱

在水泥的選擇過(guò)程中，一般選用一些中、低水化熱的水泥，如礦渣的硅酸鹽水泥或火山灰的硅酸鹽水泥。這樣既能充分利用混凝土后期的強(qiáng)度，又能降低水泥的總用量。

4.2.2 降低混凝土的實(shí)際入模溫度

在夏季施工時(shí)應(yīng)禁止沙子和石料被陽(yáng)光直接照射，必要時(shí)噴灑細(xì)水霧。或者你可以用冷水對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌。同時(shí)，保證模具內(nèi)部的通風(fēng)，來(lái)加快熱量的散發(fā)。通過(guò)某些緩凝減水劑的滲透來(lái)避免水化熱的集中產(chǎn)生。

4.2.3 加強(qiáng)施工當(dāng)中的溫度控制

在混凝土澆筑后進(jìn)行保溫，并長(zhǎng)期維護(hù)，緩慢降低溫度可避免混凝土發(fā)生突然的內(nèi)外溫度、濕度變化。同時(shí)，要加強(qiáng)溫度控制，及時(shí)調(diào)整保濕養(yǎng)護(hù)的措施。

4.2.4 改善具體的約束條件

進(jìn)行分層澆筑，合理設(shè)置一些施工縫和后澆帶，這樣既可以放寬具體的約束條件，又可以減少水化熱的聚集現(xiàn)象。

5 工程案例分析

5.1 工程概況

某市房建工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為兩層，長(zhǎng)160.4m，寬120.6m，高11.8m，墻厚400mm。施工過(guò)程中長(zhǎng)墻體結(jié)構(gòu)單次繞筑最長(zhǎng)長(zhǎng)度達(dá)50～60m，高約6m，單次澆筑L/H＞8，易產(chǎn)生貫通裂縫。該工程進(jìn)入冬期后施工，雖可降低混凝土受高溫的影響，但由于外界溫度較低使混凝土溫度梯度較大，仍有產(chǎn)生裂縫的可能。同時(shí)業(yè)主要求縮短3個(gè)月工期，考慮到相似工程有開(kāi)裂的先例，必須研究保證工程質(zhì)量的措施。

5.2 控制技術(shù)

（1）為降低混凝土內(nèi)部水化速率及最高溫度，選擇水化放熱值低及水化放熱速率慢的水泥；適量摻加粉煤灰、礦粉等優(yōu)質(zhì)摻合料，取代水泥用量。

（2）為降低混凝土內(nèi)外溫差，并避免冬期施工混凝土受凍，須采取必要的保溫養(yǎng)護(hù)措施，防止混凝土表面溫度過(guò)低。

（3）在相同水膠比的條件下，盡量減少用水量（單方用水量165kg）并減少膠材用量，以降低水化熱量。

（4）在保證和易性的前提下適當(dāng)降低砂率，提高石子含量，增大粗骨料的最大粒徑，以減小混凝土收縮，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

（5）加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，保證養(yǎng)護(hù)期間的相對(duì)濕度，以減少干燥收縮，降低開(kāi)裂幾率，提髙混凝土的相對(duì)強(qiáng)度。

（6）優(yōu)選含泥量及泥塊含量低且級(jí)配優(yōu)良的砂及石子，采用防凍型高性能聚羧酸減水劑，提高混凝土的抗凍性能。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，混凝土裂縫修補(bǔ)方法可供實(shí)際工程中的結(jié)構(gòu)修補(bǔ)進(jìn)行參考。但所有措施必須嚴(yán)格遵守有關(guān)技術(shù)規(guī)程。同時(shí)，裂縫的形成原理還需要進(jìn)一步進(jìn)行研究，在不出現(xiàn)裂紋加強(qiáng)的情況下，更好地掌握這些方法的應(yīng)用?；炷猎诮ㄖこ讨械膽?yīng)用越來(lái)越廣泛，裂縫問(wèn)題在施工過(guò)程中尤為重要，我們必須重視它的存在，并通過(guò)各種方法減少裂縫出現(xiàn)的概率。我們?cè)谝院蟮难芯恐?，必須積極加強(qiáng)對(duì)混凝土施工質(zhì)量的要求，并進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。這樣才能在很大程度上達(dá)到對(duì)混凝土施工裂縫的控制。

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[2]鄭祖光.對(duì)冬季混凝土施工裂縫的控制.黑龍江水利科技，2016（3）：128～129.

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