關于建筑混凝土施工裂縫的控制和預防分析

李梅

引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展，我們解決混凝土裂縫問題的措施也在進行不斷的變革，在實際的混凝土施工過程中，我們可以根據(jù)施工中所出現(xiàn)的問題有針對性的進行解決，以此來提高施工質(zhì)量。本文首先對影響混凝土施工裂縫出現(xiàn)的因素進行分析，然后就其中最主要的溫度應力因素展開詳細的分析，之后根據(jù)影響混凝土施工裂縫產(chǎn)生的因素進行采取措施的探討，最后根據(jù)以上內(nèi)容進行總結，從而將混凝土施工裂縫控制及預防的分析過程呈現(xiàn)在讀者面前。

1 影響混凝土裂縫產(chǎn)生的因素

1.1 荷載導致混凝土產(chǎn)生裂縫

混凝土會因受到結構上的次應力及荷載而產(chǎn)生荷載裂縫，也可以將其稱作是由于次應力及直接應力的影響而產(chǎn)生的裂縫。其中的次應力及直接應力主要包括重力及其他外作用力。通常是由于這些力作用于某一個部位時導致部位開裂現(xiàn)象，并且進一步產(chǎn)生裂縫。

1.2 自身收縮導致混凝土產(chǎn)生裂縫

還未參與施工的混凝土是一個由固、液、氣三種狀態(tài)共同組成的假固體，里面會包含一些沒有水化過的水泥，因此，這些水泥顆粒在施工前會吸收周圍的水分，從而導致混凝土中部分結構的水分散失，使得體積變小，從而導致收縮裂縫的產(chǎn)生。正是這個原因，混凝土裂縫中的收縮裂縫主要呈現(xiàn)出內(nèi)部收縮小、表面收縮大的現(xiàn)象，表面的收縮也會因內(nèi)部混凝土的影響而受到一定的拉力，一旦這種表面拉力超過混凝土的抗拉力極限，就會產(chǎn)生收縮裂縫。

1.3 溫度變化導致混凝土產(chǎn)生裂縫

自然界的物質(zhì)都有熱脹冷縮的特性，混凝土也不例外，當外界環(huán)境或混凝土結構自身發(fā)生溫度變化時，混凝土會隨溫度的變化而產(chǎn)生形狀的變化，但由于混凝土自身具有一定的結構性，因此會產(chǎn)生抗力阻礙形變的發(fā)生，一旦這種變化力超過混凝土的抗拉力強度時，也會導致混凝土裂縫的產(chǎn)生。在實際的混凝土施工過程中，混凝土主要會因冬季施工、水化熱、施工環(huán)境溫度較高、蒸汽養(yǎng)護不當，混凝土新舊接縫處理不當?shù)纫蛩卦斐闪芽p的產(chǎn)生。

1.4 方向位移或基礎不均導致混凝土產(chǎn)生裂縫

在實際的施工過程中，混凝土會因為方向位移或基礎不均等原因使得自身產(chǎn)生一定的附加應力，這種附加應力一旦超過混凝土自身的抗應力強度，地基就會產(chǎn)生不均沉降，使得結構的負載差異變大、新舊建筑間的不均沉降以及地基凍脹等現(xiàn)象發(fā)生，這些現(xiàn)象發(fā)生的最終結果便是混凝土出現(xiàn)裂縫。

1.5 鋼筋銹蝕導致混凝土產(chǎn)生裂縫

混凝土自身具有碳化作用，這種碳化作用會破壞周圍鋼筋表面的氧化膜，從而引起周圍鋼筋的銹蝕，銹蝕的鋼筋會反作用于混凝土產(chǎn)生膨脹應力，引起混凝土保護層的開裂及脫落，從而引起其他形式的混凝土裂縫現(xiàn)象。

1.6 凍脹導致混凝土產(chǎn)生裂縫

對于溫度低于冰點溫度的寒冷地區(qū)，混凝土會因溫度過低而出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的發(fā)生會導致混凝土自身產(chǎn)生一種膨脹應力，膨脹應力的產(chǎn)生在一定程度上降低了混凝土的抗應力能力，因此很容易導致混凝土產(chǎn)生澆灌凍脹，從而產(chǎn)生裂縫。

1.7 材料質(zhì)量導致混凝土產(chǎn)生裂縫

在制備混凝土的過程中，如果所使用的原材料中含有劣質(zhì)水泥、泥量大的砂石等，會很容易造成裂縫的產(chǎn)生。此外，進行拌和的水及添加劑中所含的氯化物較多也會很容易引起鋼筋的銹蝕，從而致使混凝土質(zhì)量不過關，最終導致裂縫的產(chǎn)生。

1.8 施工工藝導致混凝土產(chǎn)生裂縫

在制備混凝土的過程中，攪拌時間過長，鋼筋位置偏移、運輸時期過長、早期養(yǎng)護不當以及初期受凍等不合理的工藝操作都會導致混凝土易出現(xiàn)不規(guī)則的裂痕，最終產(chǎn)生裂縫。

2 溫度應力的影響因素及形成過程

2.1 影響溫度應力產(chǎn)生的因素

影響混凝土產(chǎn)生裂縫的一個主要因素是溫度應力，而促進溫度應力形成的主要因素則包括以下兩點：①約束應力。所謂的約束應力指的是在混凝土整體結構或邊界受到外界環(huán)境的約束時，自身無法發(fā)生形變而產(chǎn)生的應力，這種約束應力很容易引起混凝土的裂縫。②自生應力。在混凝土邊界未受到約束時，其內(nèi)部的溫度變化會呈現(xiàn)出線性分布，當其內(nèi)部結構之間相互進行約束時，就會產(chǎn)生溫度應力。例如，在高層展開施工時，其基礎建筑的結構尺寸往往很大，在進行混凝土預冷的過程中，其表面溫度會迅速降低，而內(nèi)部的溫度一般不會發(fā)生明顯變化，這時其表面就會出現(xiàn)較大的拉應力，該力的強度在中間時達到最大，因此導致混凝土中間出現(xiàn)裂縫。圖1即為混凝土中溫度應力的分布圖。

圖1 溫度應力分布示意圖

2.2 溫度應力的形成過程

溫度應力的形成主要包括以下三個階段：第一階段大約要耗時一個月，該階段的主要工作是進行混凝土的澆筑，此時的混凝土主要表現(xiàn)出兩個特點：①在該階段中水泥與水混合時會產(chǎn)生大量的水化熱；②混凝土彈性模量變化較大。正因為此時混凝土的彈性模量會出現(xiàn)較大的變化，其內(nèi)部才擁有較大的應力。第二階段為水泥放熱到混凝土冷卻這一段時間，該階段的混凝土會因自身冷卻及外界溫差而產(chǎn)生溫度應力，同時與第一階段的殘留應力疊加，但是，該階段的彈性模量應在可控范圍中。第三階段是混凝土完全冷卻時所產(chǎn)生的應力，該階段的應力主要受外界溫度的影響，再加上第一階段、第二階段的殘留應力，便極易致使混凝土產(chǎn)生裂縫。

3 混凝土施工裂縫的控制及預防措施

3.1 正確使用外加劑

3.1.1 使用水化熱較低的水泥

在混凝土施工過程中使用水熱化較低的水泥，可以對骨料級配進行一定的改善。通常我們可以采取在混凝土澆筑時加入蠻石、毛石的方式進行熱量的吸收，值得注意的是，這些石塊的總體積需在20～30%之間。

3.1.2 使用合適的復合液

在混凝土施工的過程中，在確?；炷翉姸鹊那疤嵯?，可以添加含有膨脹劑、緩凝劑、防水劑、減水劑的復合液，以減少水泥使用量，從而降低水化熱。此外，添加復合劑之后的混凝土還具有表面易涂平、易性好、保持水分、防止干燥收縮等優(yōu)點。

3.1.3 使用合理的水灰比

引起混凝土收縮的一個重要原因是水灰比，可以采取使用減水防裂劑與減少水泥使用量的方式進行水灰比的調(diào)整。減水防裂劑具有降低混凝土的泌水性、提高水泥漿的稠度、降低混凝土的沉縮變形性等優(yōu)勢，合理的水灰比可以使混凝土的骨料與水泥漿具有較好的粘合力，從而在較大程度上提高混凝土的抗碳化能力，降低碳化收縮程度。

3.2 嚴格控制溫度

3.2.1 嚴格控制入模溫度

選擇好澆注材料之后，要進行溫度的調(diào)整，確?；炷寥肽＿^程中具有合適的溫度值。例如，在澆筑較大體積的承臺時，我們可以采取向碎石灑水的方式進行降溫，并將入模溫度調(diào)節(jié)在25℃以下。這樣不僅可以控制混凝土的溫升值，也可以縮短混凝土的養(yǎng)護周期。

3.2.2 嚴格控制現(xiàn)場溫度

混凝土的制備過程中通常會采取連續(xù)澆筑的方式，因此要對現(xiàn)場溫度進行合理的控制。例如在對體積較大的承臺進行澆筑時，通常會采取在基坑周圍設置雨棚、集水溝及盲溝的方式進行現(xiàn)場溫度的控制，該方式主要運用了循環(huán)保溫的原理。

3.2.3 嚴格控制混凝土溫度與濕度

嚴格控制混凝土的溫度對預防其產(chǎn)生裂縫具有重要意義，我們主要針對混凝土表面溫度梯度及內(nèi)外溫度差進行控制。在對混凝土進行早期養(yǎng)護的過程中，主要目的是：①確保水泥的水化作用；②確?；炷敛皇軡穸燃皽囟鹊挠绊懚冃巍Ｋ?，濕度和溫度對混凝土所產(chǎn)生的影響存在一定的聯(lián)系性。例如，新制成的混凝土中的水分可以滿足水泥的水化需求，但因為水分蒸發(fā)等原因會阻礙該過程的進行，所以要采取一定的措施對溫度進行嚴格控制，以此來確?；炷恋臐穸?。

3.3 及時養(yǎng)護與監(jiān)測

3.3.1 及時進行混凝土的養(yǎng)護

及時進行混凝土的后期養(yǎng)護可以對混凝土的性能進行一定的優(yōu)化，可以預防其表面的干縮，提高其抗裂能力，對確保混凝土的質(zhì)量與防止其產(chǎn)生裂縫具有重要意義。

3.3.2 及時進行混凝土的監(jiān)測

對混凝土的監(jiān)測過程主要包括原材料的監(jiān)測、施工過程的監(jiān)測兩大部分。在施工前對原材料進行嚴格的監(jiān)測對確保施工順利完成具有重要意義。在施工過程中嚴格監(jiān)測施工進行程度，按照施工方案進行明確的分工，分責任于個人，及時進行記錄，例如，能夠?qū)炷翝仓^程中所出現(xiàn)的裂縫問題進行及時的解決，并且還能夠通過采取措施實現(xiàn)預防目的。

4 總結

為了能夠?qū)炷亮芽p的控制及預防展開詳細的討論，本文作者查閱了許多文獻，在進行文獻查閱的過程中發(fā)現(xiàn)，建筑領域?qū)е禄炷廉a(chǎn)生裂縫的原因持有不同的觀點，但在如何對混凝土施工裂縫進行控制方面擁有幾乎相同的意見，以上幾種措施是進行較為詳細的總結而得出的，但其具體效果如何，還需要相關人員根據(jù)實際施工情況進行選擇與檢驗。

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