鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制與防水

張紅安 濰坊昌大建設(shè)集團(tuán)有限公司

混凝土是一種在建筑領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的材料，其是由水泥、石子、沙子、水以及摻和材料、外加劑等按照一定的比例拌和而成，具有強(qiáng)度高、受壓性能好等優(yōu)勢(shì)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，是在混凝土的基礎(chǔ)上配備加強(qiáng)鋼筋的一種結(jié)構(gòu)形式，有著諸多優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的問(wèn)題，如裂縫等。如何有效減少裂縫的出現(xiàn)，并做好防水工作，是當(dāng)前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程建設(shè)全過(guò)程中需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因

（一）混凝土收縮

混凝土的初凝硬化是在空氣中完成，這個(gè)過(guò)程中混凝土的體積發(fā)生了縮減，這便是收縮現(xiàn)象。其為不受外力的變形，可分為化學(xué)收縮、干燥收縮以及塑性收縮。一般情況下，骨料越多，則混凝土收縮越小，骨料彈性模量越大，則混凝土收縮越小。同時(shí)，若是骨料級(jí)配不合理，也可能出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。若骨料含量過(guò)大，混凝土失水，則會(huì)造成網(wǎng)狀裂縫的出現(xiàn)，且通常為不規(guī)則縫。

（二）水泥水化熱

對(duì)于混凝土來(lái)說(shuō)，水泥水化熱是不可避免的一個(gè)現(xiàn)象，也是導(dǎo)致溫度應(yīng)力的一個(gè)重要原因。水泥水化的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱。水泥的高溫期，一般是處于混凝土澆筑后3天。水泥品種不同，則在不同時(shí)間產(chǎn)生的水化熱也有明顯的差異，低水化熱水泥、中水化熱水泥、高水化熱水泥，通常前3天的水化熱分別為 40～60、50～70、70～85kcal/kg。同時(shí)，對(duì)混凝土的特點(diǎn)進(jìn)行分析，因?yàn)閮?nèi)外散熱條件存在明顯的差異，所以其內(nèi)部的熱量不容易被發(fā)散出來(lái)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度不斷攀升，增加了外表、內(nèi)部之間的溫差，使內(nèi)部出現(xiàn)壓應(yīng)力，表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，如果超出極限抗拉強(qiáng)度，混凝土表面便會(huì)出現(xiàn)裂縫。

（三）后期養(yǎng)護(hù)不到位

混凝土澆筑完畢、初步成型之后，為確保水泥水化的正常進(jìn)行，需要做好養(yǎng)護(hù)工作，從而為混凝土硬化提供必要的溫度、濕度條件。若是沒(méi)有及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)管理，則容易引起干縮裂縫、塑性裂縫等裂縫的出現(xiàn)。此外，混凝土澆筑后，也要及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)，以預(yù)防在風(fēng)速較大、溫度較高的天氣下，混凝土表面迅速硬結(jié)但下部尚未初凝，避免二次振搗。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制與防水策略

（一）設(shè)計(jì)階段

首先，應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行優(yōu)化選擇。在對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行選擇的時(shí)候，必須對(duì)水泥、石子、沙子、外加劑的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，并合理設(shè)計(jì)其配合比，從源頭上確保混凝土的質(zhì)量?；炷辽a(chǎn)的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)其各種原材料，包括水泥、石子、沙子以及外加劑的計(jì)量偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制，及時(shí)檢測(cè)骨料的含水率，并以此為根據(jù)，合理調(diào)整用水量，確保水灰比的合理性。水泥的用量對(duì)混凝土水化熱的高低產(chǎn)生著直接的影響。鑒于此，在對(duì)水泥材料進(jìn)行選擇的過(guò)程中，應(yīng)盡可能地選擇水化熱比較低的類型，如低熱礦渣硅酸鹽水泥等。也可以適當(dāng)降低水泥用量。在選擇骨料的時(shí)候，為降低水化熱，確?；炷恋暮鸵仔浴⒐ぷ餍阅?，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)粗細(xì)集料，如選擇級(jí)配較好的中砂作為細(xì)集料，減少對(duì)水泥、水的使用量。

其次，合理使用外加劑。為減少對(duì)水泥的使用，降低混凝土的水化熱，控制混凝土收縮，提高混凝土的早、后期強(qiáng)度與和易性，可適當(dāng)使用減水劑。為降低混凝土的水化熱，提高其泌水性、抗?jié)B性，可使用膨脹劑。

最后，防水混凝土。包括普通防水混凝土、外加劑防水混凝土。主要是對(duì)混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，或采取摻外加劑的方法，來(lái)改善混凝土的抗?jié)B性、密實(shí)性。普通防水混凝土的原料基本與普通混凝土相同，在實(shí)際進(jìn)行配置的時(shí)候，應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，結(jié)合抗?jié)B設(shè)計(jì)等級(jí)。在普通混凝土中，水泥砂漿主要起粘結(jié)、填充作用，而在防水混凝土之中，水泥砂漿還要在石子周圍形成優(yōu)質(zhì)、一定數(shù)量的砂漿包裹層，以減少混凝土內(nèi)部縫隙、毛細(xì)管的產(chǎn)生，切斷潛在的滲水通路，從而提高結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能。外加劑防水混凝土是將一定量的外加劑，如引氣劑、膨脹劑、減水劑、加氣劑等加入混凝土拌合物之中，從而可以有效改善混凝土的結(jié)構(gòu)組成，并能提升其和易性、密實(shí)度、抗?jié)B性，實(shí)現(xiàn)防水、抗?jié)B的目的。

（二）施工階段

首先，模板施工。防水混凝土施工中，應(yīng)確保模板平整實(shí)，且要有較高的剛度、強(qiáng)度。支模，應(yīng)盡量避免螺栓、鐵絲貫穿混凝土，無(wú)法避免時(shí)，則要采取止水措施。如將一塊止水鋼板焊接在螺栓間，以切斷滲水通路。拆模后，將防水材料涂在混凝土墻的外壁上。

其次，施工縫。應(yīng)優(yōu)先選擇機(jī)械方式進(jìn)行混凝土攪拌、澆筑、振搗，確保分層、連續(xù)澆筑。作為防水薄弱點(diǎn)的施工縫，在施工中應(yīng)盡量少留或者是不留。不可使施工縫垂直于墻體，不可在彎矩、剪力最大處留設(shè)水平施工縫。

（三）后期養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑后，做好養(yǎng)護(hù)工作，可采取加熱養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)、蓄熱養(yǎng)護(hù)等措施。冬季施工時(shí)主要應(yīng)用蓄熱養(yǎng)護(hù)、加熱養(yǎng)護(hù)。加熱養(yǎng)護(hù)還可用于預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)。自然養(yǎng)護(hù)是最常用的一種養(yǎng)護(hù)手段，指的是在自然溫度條件下，采取澆水濕潤(rùn)、覆蓋、保溫、擋風(fēng)等措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上，混凝土收縮、水泥水化熱以及后期養(yǎng)護(hù)不到位，是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的主要成因。為實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的有效控制、做好防水，應(yīng)在設(shè)計(jì)、施工、后期養(yǎng)護(hù)等多個(gè)階段采取綜合技術(shù)措施。