混凝土墻體裂縫控制技術(shù)研究

宋可佳 劉騰馳 曾鏗 何玲瓏 高君暉

摘?要：長期以來，通常采用混凝土內(nèi)摻入微膨脹劑;墻體施工過程加后澆筑帶;墻體內(nèi)增加縱向力筋這三種技術(shù)措施來控制墻體裂縫。但是，混凝土墻體通常仍然存在開裂現(xiàn)象，并且仍然沒有有效的措施?；炷翂w的裂縫控制問題一直是學(xué)術(shù)研究的重點，并且在工程領(lǐng)域中長期與建筑有關(guān)。

關(guān)鍵詞：混凝土;墻體裂縫;控制;策略

隨著建筑物結(jié)構(gòu)的不斷擴(kuò)展，超長混凝土墻體的裂縫控制問題已成為要解決的技術(shù)問題。近幾十年來，國內(nèi)外專家學(xué)者在這一領(lǐng)域進(jìn)行了許多理論討論和實踐工作。從初始伸縮縫的初始設(shè)置開始，逐步發(fā)展了相關(guān)的技術(shù)手段，已形成許多良好的施工技術(shù)，例如逐步澆鑄帶，導(dǎo)帶和增強(qiáng)帶，可以有效控制和解決超細(xì)壁的撕裂問題。由于伸縮縫導(dǎo)致的外墻建筑物外觀已得到糾正。

1?工程概述

某項目占地面積42742.41m?，總建筑面積約130900.77m?，包括4棟20～34F不等的高層（1#、2#、3#、4#樓），4棟11F洋房（5#、6#、7#、8#樓）。本工程墻柱混凝土強(qiáng)度等級設(shè)計為C30～C50不等，混凝土強(qiáng)度等級越高，水泥用量越多，溫升越高，易造成混凝土溫度應(yīng)力過大，致使混凝土開裂，并減弱建筑物耐久性。為保證其施工質(zhì)量，要重點處理好混凝土澆筑時產(chǎn)生的水化熱引起的裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)自身的影響。

2?混凝土曲面墻體裂縫開裂機(jī)制

2.1?收縮裂縫

混凝土收縮的原因是在硬化和硬化過程中混凝土體積會發(fā)生變化。如果混凝土收縮并且結(jié)構(gòu)受到限制，則會出現(xiàn)收縮裂縫。根據(jù)各種裂紋機(jī)理，收縮裂紋可分為化學(xué)收縮，干收縮，塑性收縮，自動收縮，碳化收縮裂紋等?；炷恋氖湛s裂縫通常發(fā)生在混凝土表面至深處，有時在混凝土的保護(hù)層中會出現(xiàn)圓形裂縫。收縮裂紋最顯著的特征是它們與載荷無關(guān)，裂紋通常在沒有外部應(yīng)力的情況下發(fā)生并且相對穩(wěn)定。

2.2?溫度裂縫

溫度裂縫是由快速冷卻或快速加熱引起的溫度差以及由水泥水化過程中形成的水化和散熱條件形成的內(nèi)部和外部之間的溫度差引起的收縮裂縫。溫度裂縫通常是在鋼筋較弱的情況下發(fā)生的。溫度引起的內(nèi)部應(yīng)力和限制應(yīng)力與溫度差異有關(guān)，尤其是晝夜變化。當(dāng)氣候條件最差時，經(jīng)常會發(fā)生強(qiáng)烈的結(jié)構(gòu)裂縫。溫度負(fù)荷還與結(jié)構(gòu)的地理位置有關(guān)。例如，在相對穩(wěn)定的海洋氣候中的結(jié)構(gòu)優(yōu)于大陸氣候。

3?裂縫控制對策及主要施工措施

3.1?設(shè)計措施

在設(shè)計時，應(yīng)妥善處理構(gòu)件的“阻力”與“釋放”之間的關(guān)系，應(yīng)盡可能避免因結(jié)構(gòu)截面突然變化而引起的應(yīng)力集中，并應(yīng)強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)加固的作用。在計劃該項目時，使用了一個大的十字形立柱鑄件將地下室分為四個區(qū)域，并避免了由于每個區(qū)域中的較大載荷差異而導(dǎo)致的過多相對沉積而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)裂縫。根據(jù)施工期間計算出的應(yīng)力分布對齊沉降點。封閉注入后區(qū)域的條件是，地下室各部分的相對沉積趨于穩(wěn)定，并且各部分的負(fù)荷沒有大的增加。

3.2?原料選擇

它采用均勻穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥，等級為P.O42.5，很容易添加添加劑，初始化學(xué)收縮率也較低。添加優(yōu)質(zhì)粉煤灰。使用細(xì)砂礫和中型砂以及粗細(xì)的混凝土骨料，可以嚴(yán)格控制砂的污泥含量，減少孔隙率并擴(kuò)大表面。碎石的破碎指數(shù)小于12%，粒度為25-40 mm，污泥含量不應(yīng)大于0.6，并且不應(yīng)有有機(jī)污染物。中砂中的污泥含量不應(yīng)超過3%，而通過0.315毫米篩的砂應(yīng)至少為15%。它達(dá)到了最小化水合熱，減少收縮裂紋和提高抗裂性的目的。

3.3?添加聚丙烯纖維以改善混凝土的整體性能

混凝土本身的防裂和防滲透性能是確保外墻抗裂性能的關(guān)鍵因素。在該項目中，將適量的聚丙烯纖維（Duke Split Monofilament）添加到外墻的半透性混凝土中。下表列出了主要技術(shù)性能指標(biāo)。添加適量的纖維可以防止水泥基體中原始的微裂紋擴(kuò)展，并有效地延遲新裂紋的出現(xiàn)。該抗龜裂作用主要用于抑制混凝土的初始塑性龜裂并抑制基材中微裂紋的發(fā)生和發(fā)生。可以大大減少或完全消除宏觀裂紋的產(chǎn)生。同時，許多分散的聚丙烯纖維可防止混凝土偏析并阻止混凝土的毛細(xì)作用，從而顯著提高混凝土的抗?jié)B性，耐久性，韌性和泵送性能，有效地提高了抗裂性和整體性能。具體提出了對現(xiàn)有裂縫控制技術(shù)和原理的總結(jié)和分析，以及現(xiàn)場服務(wù)技術(shù)人員的多年技術(shù)經(jīng)驗，以利用完整的構(gòu)造和集成的澆筑施工技術(shù)從液壓水池中建造超長混凝土墻。該過程有效地防止了超長混凝土墻上的裂縫以及簡單的施工結(jié)構(gòu)，較短的施工時間和較低的成本。

3.4?配合比設(shè)計

在混凝土拌和施工中，必須嚴(yán)格控制水灰比和下垂量，以最大程度減少初始收縮裂紋的發(fā)生。由于該項目使用商品混凝土，因此根據(jù)施工現(xiàn)場及時通知混凝土制造商不同的混合比技術(shù)要求，并進(jìn)行試驗混合以促進(jìn)混凝土混合比的優(yōu)化設(shè)計。確保它滿足可變要求?；曳直瓤刂圃?.45至0.5，傾角控制在140至160mm。初始凝結(jié)時間超過8小時，砂比控制在40%至45%之間。強(qiáng)度符合設(shè)計要求?？梢允褂没旌衔?。減少最大水化熱，延遲出現(xiàn)峰值熱量的時間，延遲混凝土的凝結(jié)時間，減少水泥膠結(jié)物的量，減少水化熱，減少混凝土的收縮率，增加混凝土強(qiáng)度并改善混凝土可加工性;加入0.9 kg / m³的聚丙烯單絲纖維，其混凝土體積比，直徑和長度分別為48μm和19 mm，以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度并控制混凝土的開裂。加入適量的粉煤灰以減少水合熱量;抗?jié)B性等級S6至S8。

3.5?投放動作

對于坡度擴(kuò)展，層注入和速度而言，混凝土澆筑不應(yīng)太快。每層的長度約為1 m，每層之間的振動會增加，從而導(dǎo)致混凝土在注入期間損失了一些熱量，從而減少了隨后的溫度升高。澆注時，應(yīng)將振動器快速插入并緩慢拉出。根據(jù)混凝土坍落度，必須適當(dāng)記錄振動時間，以避免過度振動或漏振，并且必須注意及時振搗到位，以減少混凝土中的水分和氣泡。

3.6?拆除與維護(hù)

脫模時間應(yīng)推遲，脫模時間至少應(yīng)為3天。建議不要在撕下模具后立即倒下并握住。為了使壁的表面收縮裂縫最小化，應(yīng)在其上覆蓋一層薄膜以進(jìn)行時間隔離和維護(hù)。及時正確的維護(hù)。在預(yù)防和控制混凝土裂縫中，新澆混凝土的早期維護(hù)尤為重要。拆卸模具后半個月內(nèi)必須保持濕固化。面向太陽的墻壁必須特別維護(hù)，并且必須使用諸如薄膜包被的草袋和噴水的方法來潤濕它們，并且保持溫暖。硬化混凝土?xí)r，硬化的表面不能直接用重水清洗。

3.7?其他措施

3.7.1 加強(qiáng)砼養(yǎng)護(hù)

高標(biāo)號砼澆筑完成后養(yǎng)護(hù)措施非常重要，尤其對結(jié)構(gòu)表面收縮裂縫控制及砼強(qiáng)度影響較大，采用噴灑高標(biāo)號砼專用養(yǎng)護(hù)液及覆蓋薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)時間不得少于14天。

3.7.2 剪力墻板采用新型模板加固體系——鋼背楞模板支撐體系

鋼背楞模板支撐體系主次鋼背楞為優(yōu)質(zhì)冷軋鋼材質(zhì)，以鋼代木，使用壽命可達(dá)300次以上，可以多個項目反復(fù)循環(huán)使用，大大降低施工成本;模板接縫處連接緊密，保證不跑模不漏漿，省去工人執(zhí)行以上防治措施的時間，輕松解決施工難題，提高工程施工質(zhì)量。

4?結(jié)語

總而言之，可以說上述最初使用的技術(shù)手段仍被廣泛用于修復(fù)墻體裂縫。在實際的工程中實際上消耗了大量的人力，物力和財力，在墻體施工之后幾乎采取了所有檢查和便秘措施。本文的目的是找出為什么上述措施由于壁溫應(yīng)力的計算和分析而失敗，并有效地研究新的思想和新的裂縫控制方案。

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