劉文英

在建筑工程中,我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)混凝土構(gòu)件的裂縫問題,而鋼筋混凝土構(gòu)件基本上都是帶裂縫工程的,只是有些裂縫很細(xì),甚至肉眼看不見,一般對(duì)結(jié)構(gòu)的使用無大的危害,允許其存在。有些裂縫在使用荷載或外界物理及化學(xué)因素作用下,不斷產(chǎn)生和發(fā)展引起混凝土碳化、保護(hù)層剝落及鋼筋銹蝕,使鋼筋混凝土強(qiáng)度和剛度受到削弱,耐久性降低,嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生垮塌事故,危害結(jié)構(gòu)的正常使用,必須加以控制。因此本文重點(diǎn)就混凝土構(gòu)件裂縫詳細(xì)分析其產(chǎn)生的根本原因,并針對(duì)性地提出了相應(yīng)的防治對(duì)策。

1 裂縫產(chǎn)生原因

1.1 設(shè)計(jì)方面原因

1)地基的不均勻沉降;2)荷載的作用;3)結(jié)構(gòu)體型突變及未設(shè)置必要的伸縮縫;4)在樓房的設(shè)計(jì)中,設(shè)備專業(yè)特別是電氣專業(yè),大多將照明、有線電視、通訊等所需的管線直接敷設(shè)于現(xiàn)澆板中,而且有時(shí)集中于某一處現(xiàn)澆板中的管線多達(dá)7根～8根,由此就會(huì)使該處現(xiàn)澆板厚度大大削弱,從而引起現(xiàn)澆板在該處開裂;5)在混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),現(xiàn)澆樓板房屋四周離陽角1 m左右部位,即在樓板的分離式配筋的負(fù)彎矩筋以及角部放射筋末端或外側(cè)常發(fā)生45°左右的樓地面斜角裂縫。該裂縫是由于現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范側(cè)重于按強(qiáng)度考慮,未充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,配筋量因而達(dá)不到要求所致。

1.2 施工方面原因

1)原材料質(zhì)量引起的裂縫。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌合水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質(zhì)量不合格,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。2)配比不適當(dāng)產(chǎn)生的裂縫。在實(shí)際的施工中,常常發(fā)現(xiàn)混凝土水灰比過大,或使用過量粉砂也可以使樓板產(chǎn)生裂縫。比如現(xiàn)在高強(qiáng)混凝土水灰比的取值要嚴(yán)格控制在0.24～0.38之間,不能過大,而對(duì)普通混凝土的水灰比而言,最大也只能到0.6,如果過高則會(huì)產(chǎn)生裂縫而帶來嚴(yán)重的后果。在同一品種及相同強(qiáng)度等級(jí)水泥條件下,混凝土強(qiáng)度等級(jí)主要取決于水灰比,因?yàn)樗嗨瘯r(shí),所需的結(jié)合水,一般只占水泥重量1/4左右。如今工程界比較普遍的現(xiàn)象是,為了獲得必要的流動(dòng)性,保證澆灌質(zhì)量,常需要較大的水灰比。3)施工違反操作規(guī)程。常見因素有攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長;振搗不良;澆筑速度過快;塑性混凝土下沉;施工縫接槎處理不好;初期養(yǎng)護(hù)不當(dāng);早期受凍;鋼筋骨架構(gòu)造不當(dāng)(主箍筋配置、主箍筋間距、主筋搭焊接錨固、輔筋和預(yù)埋件問題等);亂踩配筋致使保護(hù)層減小;模型板剛度不足;模板支架下沉或失穩(wěn);過早拆模等。過早拆模或者在混凝土未到終凝時(shí)間就上荷載等,這些因素都可直接造成混凝土樓板的彈性變形,致使混凝土早期強(qiáng)度低或無強(qiáng)度時(shí),承受彎、壓、拉應(yīng)力,致使混凝土裂縫。

2 裂縫的預(yù)防措施

2.1 提高全員質(zhì)量意識(shí),充分認(rèn)識(shí)裂縫危害

隨著建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展,混凝土技術(shù)也在向功能型和智能型方向發(fā)展,這就要求參建的技術(shù)管理人員不斷加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)和提高,充分認(rèn)識(shí)裂縫產(chǎn)生的危害,加強(qiáng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)組成、各種材料對(duì)混凝土性能的影響、新工藝新過程的學(xué)習(xí)了解,監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位一起對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底,對(duì)工程中的重要部位、關(guān)鍵工序、施工措施,與施工班組研究討論,共同努力實(shí)現(xiàn)控制質(zhì)量目標(biāo),有效地避免有害裂縫的產(chǎn)生。

2.2 設(shè)計(jì)方面所采取的措施

1)建筑平面選型在滿足使用要求的前提下,力求簡單。平面復(fù)雜的建筑物,容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂。2)合理布置縱橫墻,縱墻開洞應(yīng)盡可能小。3)控制建筑物的長高比。長高比越小,整體剛度越大,調(diào)整不均勻沉降的能力越強(qiáng)。4)減少地基的不均勻沉降。除了前述的措施外,在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中還可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度、不同的地基計(jì)算強(qiáng)度和不同的墊層厚度等方法,來調(diào)整地基的不均勻變形。5)層層設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱,可以增加建筑物的整體性,提高磚石砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度,防止或減少裂縫。即使出現(xiàn)了裂縫,也能阻止其進(jìn)一步發(fā)展。6)正確地設(shè)置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的選定合適,構(gòu)造要合理,可以和其他結(jié)構(gòu)縫合并設(shè)置。7)在混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,并采取合理的加強(qiáng)措施。

2.3 施工方面所采取的措施

1)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)場材料的控制。建筑材料的質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量,對(duì)進(jìn)場的建筑材料一定要把好關(guān)。混凝土在澆筑至硬化期間,水泥會(huì)放出大量水化熱,水化熱越大,產(chǎn)生裂縫的可能性就越大,因此應(yīng)盡量采取措施降低水化熱。a.盡量選用水化熱較小的水泥品種,必要時(shí)可以加入緩凝劑,減緩澆筑速度以利散熱,或加入適當(dāng)?shù)臏p水劑,改善和易性,減少水泥用量,降低水化熱。b.選用良好級(jí)配的骨料,嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量,細(xì)骨料宜用干凈的中砂或粗砂,最好用中粗砂,粗骨料宜用粒徑較大、連續(xù)級(jí)配好的石子,嚴(yán)禁混入煅燒過的白云石或石灰石。

2)改進(jìn)組成設(shè)計(jì)。施工前應(yīng)做好混凝土配合比設(shè)計(jì)和試配檢驗(yàn),應(yīng)采用低水灰比,在滿足混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的前提下,盡量減少單位用水量、拌制混凝土?xí)r摻入一定量的磨細(xì)粉煤灰,降低水泥用量以減少水化熱量。配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場,依據(jù)施工現(xiàn)場的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況,合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度,針對(duì)現(xiàn)場的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比,協(xié)助現(xiàn)場搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。另外還要對(duì)裝料順序、攪拌時(shí)間、澆筑點(diǎn)坍落度、入模溫度、留槎部位進(jìn)行規(guī)劃,對(duì)模板進(jìn)行設(shè)計(jì),充分做好施工前的準(zhǔn)備工作。

3)施工過程質(zhì)量控制。混凝土澆筑時(shí)應(yīng)控制澆筑速度,塑性混凝土下沉,施工縫接槎處理,鋼筋骨架構(gòu)造(主箍筋配置、主箍筋間距、主筋搭焊接錨固、輔筋和預(yù)埋件等)位移;保護(hù)層厚度,模板剛度,模板支架下沉或失穩(wěn)及過早拆模等問題。同時(shí)澆搗時(shí),振搗棒要快插慢拔,根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間,避免過振或漏振,應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù),以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡?；炷琉B(yǎng)護(hù)在混凝土裂縫的防治工作中,對(duì)新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作尤為重要,以保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。主要是控制好構(gòu)件的濕潤養(yǎng)護(hù),對(duì)于大體積混凝土,有條件時(shí)宜采用蓄水或流水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14 d～28 d。混凝土的降溫和保溫工作:對(duì)于厚大體積混凝土,施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設(shè)散熱孔、通水排熱等),避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后,應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施,表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。對(duì)于地下結(jié)構(gòu)混凝土,盡早回填土,對(duì)減少裂縫有利。夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫入模、低溫養(yǎng)護(hù),必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。

3 混凝土裂縫修補(bǔ)

1)表面處理法:包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法,表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫,深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)(土工膜或其他防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。2)填充法:用修補(bǔ)材料直接填充裂縫,一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫,作業(yè)簡單,費(fèi)用低。寬度小于0.3 mm,深度較淺的裂縫或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫,以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V形槽,然后作填充處理。3)灌漿法:此法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。4)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法:因超荷載產(chǎn)生的裂縫,裂縫長時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等。

綜上所述,對(duì)于混凝土裂縫的控制是一個(gè)綜合性的問題,需要經(jīng)過設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及使用方等多方面的配合。隨著當(dāng)今對(duì)混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高,相信混凝土裂縫問題將會(huì)逐漸得以圓滿地解決。