混凝土裂縫原因及其治理

康國云 李曉華

（內蒙古鑫安建筑安裝工程有限責任公司，內蒙古 烏蘭浩特 137400）

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因

1.1 水泥水化熱

水泥水化過程中放出大量的熱，且主要集中在澆筑后的七天左右，大量的水泥水華熱使混凝土內部升高，在表面引起拉應力；后期在降溫過程中，由于受到基礎或表面已經(jīng)凝固的混凝土的約束，因降溫收縮的砼又會在混凝土內部引起拉應力，尤其對于大體積混凝土來講，混凝土內部和表面的散熱條件不同，內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化，這種內外溫差巨大的現(xiàn)象更加嚴重，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。

1.2 混凝土的收縮

混凝土在空氣中硬結時體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下這種自發(fā)變形不會產(chǎn)生應力，但在受到外部約束時（支承條件、鋼筋等），變形受限，在混凝土中產(chǎn)生拉應力，使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是混凝土內部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。

1.3 外界氣溫濕度變化的影響

澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

1.4 設計不當產(chǎn)生的裂縫

為追求建筑物的外觀樣式,建筑物表面存在過多凹凸角,產(chǎn)生的凹角應力集中導致出現(xiàn)裂縫。一些超長建筑物,很易出現(xiàn)伸縮裂縫。此外,因設計的承重板件厚度太小,剛度減弱,板中受拉鋼筋和受壓混凝土應力增大,致使板件出現(xiàn)穿透性裂縫。

2 混凝土裂縫的防治措施

2.1 溫度的控制

優(yōu)先采用水化熱低的水泥,如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥等；用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量,降低水化熱,將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下；降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6 以下；改善骨料級配,在澆筑時投入適量的毛石；摻加外加劑。為了改善混凝土的拌和性,在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌合物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現(xiàn)時間；澆筑混凝土時,放慢澆筑速度和減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱或采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升,降低澆筑混凝土的溫度；大體積混凝土更容易產(chǎn)生裂縫,因為溫度應力與結構尺寸相關,混凝土結構尺寸越大,溫度應力越大,所以在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫,減小混凝土的內外溫差,減小約束；采用人工降溫措施,如拌制混凝土時,用低溫水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度,澆筑混凝土時,預留溫度收縮縫。

減小約束,澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設5mm 左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷；加強混凝土養(yǎng)護,混凝土澆筑后,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,以控制內外溫差,減緩獎溫速度;并注意灑水養(yǎng)護,或養(yǎng)護時用循環(huán)水冷卻,適當延長養(yǎng)護時間,保證混凝土表面緩慢冷卻。長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節(jié)采取保溫措施,以防止寒潮襲擊；在混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內；規(guī)定合理的拆模時間,氣溫降低時進行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度驟降。

2.2 采用合理的施工方法

混凝土的拌制,要嚴格控制原材料計量準確,同時嚴格控制混凝土坍落度,并盡量降低混凝土拌合物的溫度。

混凝土澆筑過程質量控制。澆筑過程中要振搗密實,振搗時間應均勻一致以表面泛漿為宜,間距要均勻,以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜,澆筑完畢后,表面要壓實、抹平,以防止表面裂縫。另外,澆筑混凝土要求分層澆注,分層流水振搗,同時要保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密。避免縱向施工縫、提高結構整體性和抗剪性能。盡量避開在太陽輻射較高的時間澆筑,若由于工程需要在夏季施工,則盡量避開正午高溫時段,澆筑盡量安排在夜間進行?；炷翉姸冗_到設計強度的75%以上,混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內,預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上方可拆模。在混凝土在拆模后,特別是冬季施工,在拆模后立即采取表面保護。防止表面降溫過大,引起裂縫。另外,當日平均氣溫在2～3 天內連續(xù)下降不小于6～8℃時,28 天齡期內混凝土表面必須進行表面保護。

2.3 設計單位應明確建筑物的安全第一的宗旨

在保證安全的前提下對建筑物的實用性、裝飾性進行改進,不可片面追求建筑物的經(jīng)濟性和裝飾效果。

2.4 混凝土材料方面的選擇

選用收縮性較低的水泥,合理搭配水泥強度等級與混凝土強度等級之間關系。一般情況下,水泥強度比所使用的混凝土強度大一個等級。如配置C30 混凝土,使用強度等級為P.O.42.5 的水泥比較合適,可以達到合理的水灰比,保證施工質量。切記不能只為片面追求經(jīng)濟效益,使用高標號水泥、大水灰比的配合比。在現(xiàn)場一定要設置與施工規(guī)模和進度相匹配的水泥倉庫,嚴禁不同廠家的水泥混用。

選用級配良好的粗、細骨料,粗骨料中針、片狀石子嚴禁超標,細骨料不能使用細砂,含泥量、泥塊含量嚴格控制在規(guī)范要求以內。盡量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時,采用灑水等降溫措施,減緩混凝土水化反應速度,降低混凝土入模溫度。

3 混凝土裂縫的處理方法

3.1 表面處理法

包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補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。

3.2 填充法

用修補材料直接填充裂縫,一般用來修補較寬的裂縫(0.3mm),作業(yè)簡單,費用低。寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫,或是裂縫中有充填物、用灌漿法很難達到效果的裂縫,以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V 型槽,然后作填充處理。

3.3 灌漿法

此法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。

3.4 結構補強法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗、鉆心取樣試驗、壓水試驗、壓氣試驗等。

4 結束語

以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關系進行了理論和實踐上的初步探討，雖然學術界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

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