混凝土裂縫與滲漏的控制措施

耿 立

混凝土質(zhì)量通病是建筑工程中經(jīng)常發(fā)生的、普遍存在的一類質(zhì)量問題，它同時(shí)影響工程內(nèi)部質(zhì)量和外部質(zhì)量，由于這類通病具有多發(fā)性、反復(fù)性等特點(diǎn)，因此對工程質(zhì)量危害很大，減少和控制混凝土質(zhì)量通病的發(fā)生，不僅保證了工程質(zhì)量，同時(shí)也提高了工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)利益。

混凝土質(zhì)量通病有好多種，如裂縫、滲漏、麻面、蜂窩、孔洞、露筋等等，現(xiàn)在混凝土工藝已有很大發(fā)展，而且施工管理也越來越規(guī)范，在去年我公司質(zhì)量大檢查中發(fā)現(xiàn)麻面、蜂窩、孔洞等現(xiàn)象已很少見，裂縫、滲漏在多個(gè)工程中發(fā)現(xiàn)，下面就裂縫和滲漏這兩大通病來簡單談?wù)勊鼈兊某梢蚣胺乐未胧?/p>

1 裂縫

1.1 裂縫產(chǎn)生原因

1.1.1 混凝土配合比及所用原材料

1)配合比中水泥用量越大，用水量越高，水泥漿體積越大、收縮就會(huì)越大。砂率選擇不當(dāng)，混凝土和易性差，導(dǎo)致混凝土離析、泌水、保水性不良，增加收縮值。2)水泥的安定性不合格，當(dāng)水泥中所含的游離氧化鈣或氧化鎂熟化很慢，水泥已硬化成型后它在其中繼續(xù)熟化時(shí)，引起不均勻的體積變化，出現(xiàn)龜裂，崩潰等現(xiàn)象。當(dāng)石膏摻量過多即游離的三氧化硫過量時(shí)，在水泥已經(jīng)硬化后，它還會(huì)繼續(xù)與固態(tài)的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積膨脹，也會(huì)引起混凝土開裂。3)水泥的水化熱大，混凝土容易產(chǎn)生裂縫，水泥等級(jí)越高，細(xì)度越細(xì)，混凝土開裂影響越大，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大，越容易產(chǎn)生裂縫。4)集料含泥量過大，顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，針片含量越大，這些都容易造成混凝土收縮的增大，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

1.1.2 堿骨料反應(yīng)

堿骨料反應(yīng)裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫，堿骨料反應(yīng)是指水泥中的堿性氧化物與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在骨料表面生成復(fù)雜的堿—硅酸凝膠，其吸水后會(huì)產(chǎn)生很大的體積膨脹，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生膨脹開裂而破壞，這種裂縫一般出現(xiàn)很晚，有時(shí)需要幾年到十幾年，大都是在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)，很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中及時(shí)采取預(yù)防措施。

此外還有設(shè)計(jì)分段不合理，施工縫處理不當(dāng)，現(xiàn)場振搗不當(dāng)，養(yǎng)護(hù)條件不當(dāng)，地基不均勻沉降等等都能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

1.1.3 溫度

現(xiàn)在的趨勢是水泥細(xì)度越來越小，因此水化的速度很快，水泥在水化過程中會(huì)釋放出一定的熱量，而這些熱量一下無法散發(fā)出去，特別在澆筑初始階段，因此產(chǎn)生混凝土的內(nèi)外溫差，產(chǎn)生應(yīng)力，而混凝土抗拉能力很小，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。劇烈的溫度、濕度變化會(huì)使混凝土體變化產(chǎn)生的應(yīng)力大于新硬結(jié)混凝土的初始強(qiáng)度，從而產(chǎn)生裂縫。特別在高溫環(huán)境下施工時(shí)，水分的快速蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮，產(chǎn)生裂縫。事實(shí)上許多裂縫往往是混凝土收縮及溫度變化綜合引起的。

典型的一個(gè)例子是由天津六建承建的巴黎豪園綜合樓，屋面混凝土160 mm厚，澆筑時(shí)間是在炎熱的7月份，澆筑的那幾天正好風(fēng)很大，天氣又熱，澆筑完2 d后發(fā)現(xiàn)面層有很多不規(guī)則的裂紋，其中有幾條裂紋的寬度達(dá)到了0.8 mm左右，深度達(dá)到了35 mm～38 mm。雖然沒有影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，但是對于屋面混凝土來說這種裂縫必定會(huì)影響結(jié)構(gòu)的耐久性，必須進(jìn)行修補(bǔ)。

由南京三建總公司承建的沭淮文化藝術(shù)中心，梁跨長60 m，混凝土澆筑完拆模后發(fā)現(xiàn)大梁底部有十幾條豎向裂紋，頂面有五六條斜向裂紋。裂紋分布無規(guī)律。這就是在施工過程中沒有考慮到大跨度混凝土一些細(xì)節(jié)而造成的溫度應(yīng)力引起的裂縫。

1.1.4 碳化

碳化主要是空氣中CO2與混凝土水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成碳酸鈣和水。因生成物碳酸鈣為中性，所以碳化又叫中性化。

混凝土的碳化是在潮濕的條件下才能進(jìn)行?；炷撂蓟髸?huì)產(chǎn)生體積收縮，當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生細(xì)小裂縫，潮濕的空氣通過裂縫使內(nèi)部的混凝土繼續(xù)碳化收縮，從而使裂縫向混凝土內(nèi)部發(fā)展，外界空氣等有害物質(zhì)通過裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部，影響整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)。

1.2 對策、措施

1)在施工之前水泥檢測時(shí)應(yīng)檢測一下細(xì)度，特別在大體積混凝土中，對于細(xì)度很小，特別是小于1%的水泥在施工時(shí)一定要特別注意，可以適當(dāng)摻加一些摻合料降低水化熱，摻合料尤以粉煤灰或粗顆粒礦渣粉為佳，在滿足混凝土強(qiáng)度的基礎(chǔ)上盡量選用低標(biāo)號(hào)水泥，降低水化熱，優(yōu)先選用粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。2)大部分混凝土裂縫在澆筑后不久就會(huì)產(chǎn)生，混凝土剛開始產(chǎn)生強(qiáng)度時(shí)比較敏感，易產(chǎn)生收縮裂縫和其他因外界原因產(chǎn)生的裂縫，在混凝土中摻入合成纖維如聚丙烯纖維，以增強(qiáng)塑性混凝土的抗拉能力，抑制混凝土的塑性收縮龜裂，抑制裂紋的產(chǎn)生。3)養(yǎng)護(hù)條件應(yīng)起到防止缺失水分，保持混凝土內(nèi)外溫差最小的作用，以控制裂縫的產(chǎn)生，保溫保濕法所用的材料種類較多，我們最常用的是草袋或棉氈加塑料薄膜的方法。用草袋加塑料薄膜保溫保濕養(yǎng)護(hù)不少于7 d，摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B性要求的混凝土，不得少于14 d，不宜用直接澆水法養(yǎng)護(hù)，適時(shí)在塑料薄膜下補(bǔ)水，保證水泥和膨脹劑發(fā)揮補(bǔ)償收縮的條件。養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制水相同。同時(shí)掌握合適的拆模時(shí)間，強(qiáng)度達(dá)不到要求不得進(jìn)行拆模和后續(xù)施工。當(dāng)混凝土強(qiáng)度小于10 M Pa時(shí)，不得在現(xiàn)澆混凝土上吊運(yùn)、堆放重物。4)作業(yè)時(shí)間應(yīng)當(dāng)避開午間氣溫高峰，縮短在烈日或強(qiáng)風(fēng)下的施工時(shí)間，在炎熱的天氣盡量做到12:00～15:00停止施工。5)選擇粗骨料應(yīng)根據(jù)施工條件，盡量選用質(zhì)量優(yōu)良、級(jí)配良好、含泥量低的石子。這樣既可以減少用水量，也可以相應(yīng)減少水泥用量，還可以減少混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。選擇細(xì)骨料時(shí)，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，對混凝土的裂縫控制有重要作用，選擇細(xì)骨料時(shí)也要特別強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格控制含泥量。6)盡量選用堿活性小的砂石骨料、低堿水泥和低堿或無堿的外加劑，同時(shí)選用合適的摻合料抑制堿骨料反應(yīng)，在混凝土中摻入足夠的含有活性SiO2的礦物細(xì)摻料，能夠使混凝土中的堿骨料反應(yīng)完全得到抑制。

2 滲漏

2.1 產(chǎn)生滲漏的原因

2.1.1 混凝土本身產(chǎn)生的裂縫

宿淮展覽館蓄水池容量220 m3，在澆筑完成以及后來驗(yàn)收時(shí)都沒發(fā)現(xiàn)任何問題，驗(yàn)收一次性通過，但是使用三年后發(fā)現(xiàn)了比較嚴(yán)重的滲漏問題，后來抽水仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)東側(cè)池壁上有數(shù)條寬度不等的裂紋。最終確定是地基不均勻沉陷引起的池壁裂縫導(dǎo)致滲漏，滲漏會(huì)使池壁產(chǎn)生較大的滲透壓力，影響池壁的穩(wěn)定，同時(shí)滲漏會(huì)使混凝土產(chǎn)生侵蝕破壞而降低強(qiáng)度，縮短使用壽命。因此發(fā)現(xiàn)滲漏，必須及時(shí)查明原因，分析危害性，并進(jìn)行妥善處理。

2.1.2 混凝土抗?jié)B性差

混凝土是一種多孔性物體，在存在壓力差的情況下，必然會(huì)引起液體從高處向低處遷離，這種性質(zhì)就是滲透性，滲透性與其孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，滲透性大的混凝土容易產(chǎn)生滲漏。

抗?jié)B性差的主要原因如下如下:

1)混凝土配合比及所用原材料，混凝土配合比中，水灰比過大，混凝土收縮率大，抗?jié)B小。水泥用量太少，孔隙率提高，孔徑增大?；炷敛幻軐?shí)，抗?jié)B性差。在沭河發(fā)電廠碼頭就發(fā)現(xiàn)了因混凝土抗?jié)B性變化而出現(xiàn)的滲漏問題。2)石子粒徑大，使用單粒級(jí)石子。3)砂子用細(xì)砂，且含泥量大，砂率太小。

另外還有施工時(shí)振搗不密實(shí)、不均勻?；炷翝仓r(shí)產(chǎn)生離析，混凝土里面出現(xiàn)薄弱面而產(chǎn)生滲漏。養(yǎng)護(hù)條件不當(dāng)，混凝土與止水帶結(jié)合不緊，施工縫留置形式不妥等原因。

2.2 防治對策

1)混凝土配合比對其抗?jié)B性能影響很大，配合比設(shè)計(jì)是重要一環(huán)。配合比應(yīng)由實(shí)驗(yàn)室反復(fù)驗(yàn)證，綜合分析各種原材料對混凝土抗?jié)B的影響而選，特別強(qiáng)調(diào)水泥用量不宜低于 320 kg/m3，水灰比不宜大于0.5。2)石料應(yīng)盡量采用連續(xù)粒級(jí)的碎石或卵石，最大粒級(jí)不宜過大。當(dāng)現(xiàn)場無連續(xù)粒級(jí)的石子時(shí)，可以將幾種石子按不同比例摻配成粒級(jí)再進(jìn)行使用，嚴(yán)格控制砂石料的含泥量。3)摻入引氣劑或膨脹劑，提高抗?jié)B效果。4)嚴(yán)格控制混凝土設(shè)備運(yùn)輸及施工質(zhì)量，確保混凝土攪拌均勻。5)做好混凝土的澆筑、振搗、防止混凝土離析、漏振和振搗不實(shí)，特別是避免關(guān)鍵部位振搗不實(shí)。嚴(yán)格按規(guī)定要求操作，從而確?；炷恋馁|(zhì)量。

[1] 崔躍東.淺談混凝土施工中裂縫的防治[J].山西建筑，2008，34(28):170-171.