關(guān)于商品混凝土裂縫成因和防治措施分析

 

　　關(guān)鍵詞：商品混凝土；裂縫；水化反應(yīng)

 

　　隨著當(dāng)今建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們對建筑工程質(zhì)量重要性的認(rèn)識也隨之提高，工程業(yè)主對建筑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)亦格外重視。商品混凝土以其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，尤其是穩(wěn)定、可靠、優(yōu)良的質(zhì)量深受青睞。但目前使用商品混凝土施工的工程也有出現(xiàn)質(zhì)量事故的案例，其中最常見的當(dāng)數(shù)裂縫問題，尤其是表面系數(shù)大的板、墻以及大體積混凝土施工工藝不良等因素更易造成結(jié)構(gòu)裂縫。以下就混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析并淺議裂縫控制的措施。

　　混凝土的裂縫基本上是由于水分蒸發(fā)和漿體收縮，收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度引的。混凝土的收縮裂縫大體上有以下幾種類型。

　　2.1塑性收縮裂縫

　　塑性收縮是混凝土在初凝前的塑性階段失水形成的。一種情況是新澆筑的混凝土表面泌水，在室外會很快地蒸發(fā)；另一種情況是由于新拌混凝土顆粒之間的空間充滿了水，澆筑后的混凝土表面受風(fēng)吹、日曬，外部的高溫度和低濕度等因素的影響，隨著混凝土表面水分的蒸發(fā)，內(nèi)部水分逐漸向外部遷移，造成混凝土在塑性階段的體積收縮。塑性收縮一般可達(dá)新澆混凝土體積的1％左右，大流動性混凝土有時可達(dá)2％。在澆筑大面積平板（如樓層板、基礎(chǔ)底板、頂板等）時，由于風(fēng)吹日曬，內(nèi)部水分遷移速度小于上表面水分蒸發(fā)的速度，混凝土表面的收縮應(yīng)力遠(yuǎn)大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會產(chǎn)生大量不規(guī)則微細(xì)裂縫。如不及時抹壓和覆蓋，此類裂縫會迅速向內(nèi)部延伸，嚴(yán)重時會造成貫通裂縫。

　　2.2水化反應(yīng)收縮及裂縫

　　水泥水化反應(yīng)后，反應(yīng)產(chǎn)物的體積與剩余自由水體積之和小于反應(yīng)前水泥礦物體積與水體積之和，形成水化反應(yīng)收縮。水泥水化反應(yīng)收縮量可達(dá)混凝土體積的0.5％以上?；炷脸跄?，水化反應(yīng)收縮的一部分反映在塑性收縮中；在混凝土初凝后的水泥化學(xué)反應(yīng)收縮則主要形成混凝土內(nèi)部的毛細(xì)孔，在養(yǎng)護(hù)不及時或養(yǎng)護(hù)時間過短時會產(chǎn)生收縮裂縫。

　　2.3表面溫差收縮裂縫

　　大體積混凝土由于水泥水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度較高，當(dāng)混凝土的表面溫度與氣溫相差過大時，會發(fā)生溫差收縮裂縫。在混凝土澆筑初期（3～5天），如果混凝土表面溫度與環(huán)境差10℃，則由于溫差收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力將大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，即有可能出現(xiàn)溫差裂縫。由于空氣是溫度的不良導(dǎo)體，空氣與混凝土表面的熱交換不是靠傳導(dǎo)而主要是靠對流，熱交換比較和緩。經(jīng)驗(yàn)表明，在無風(fēng)的外部環(huán)境中，混凝土表面溫度與氣溫之差大于25℃時，就會產(chǎn)生肉眼可見的溫差裂縫。因此，對于大體積混凝土或可能發(fā)生表面與環(huán)境溫差較大的混凝土工程應(yīng)采取內(nèi)部測溫的方法，關(guān)注混凝土表面溫度與環(huán)境氣溫的溫差。當(dāng)溫差太大時，應(yīng)采取覆蓋保溫的方法，以免出現(xiàn)溫差裂縫。

　　2.4干燥收縮裂縫

　　混凝土硬化后，側(cè)部的游離水會由表及里逐漸蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮裂縫。在約束條件下，收縮變形導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土就會出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫?；炷恋母稍锸湛s是從施工階段撤除養(yǎng)護(hù)時開始的，早期的收縮裂縫比較細(xì)微，往往不為人們所注意。隨著時間的推移，混凝土的蒸發(fā)量和干燥收縮量逐漸增大，裂縫也逐漸明顯起來。

　　混凝土干燥收縮值的大小與混凝土的體積穩(wěn)定性直接相關(guān)，并受環(huán)境相對濕度的影響?；炷恋闹T多成分中，以粗骨料的體積穩(wěn)定性最好，砂子次之，收縮變形主要發(fā)生在水泥及摻和料構(gòu)成的漿體和砂漿上。因此，在施工和易性允許的情況下，盡可能加大石子用量，降低砂率，降低用水量，對減少干燥收縮裂縫以及提高混凝土的體積穩(wěn)定性、強(qiáng)度和耐久性是有利的。　　2.5混凝土骨料沉降引起的裂縫

　　混凝土初凝前處于一種自由狀態(tài)，經(jīng)過振動器械的振搗，排除了混凝土內(nèi)的大部分空隙，但仍有少部分空隙不可避免地存在。振搗完畢后，在混凝土內(nèi)部骨料自身重量的作用下，粗骨料等比重大的顆粒緩慢沉降密實(shí)。水氣泡等比重小的成分被擠壓浮至混凝土面層。出現(xiàn)此現(xiàn)象，若均勻沉降，則不會出現(xiàn)裂縫。然而混凝土在下沉過程中受到鋼筋骨架的影響，阻礙了混凝土下沉，所以在鋼筋附近就會出現(xiàn)裂縫，這種裂縫在塑性混凝土中尤為明顯。有時在施工過程中，因模板移動、變形或受到劇烈振動，或拆模過早，混凝土強(qiáng)度不夠等，均能造成沉降裂縫。

　　3.1設(shè)計(jì)方面預(yù)控

　?、僭O(shè)計(jì)中對住宅四周陽角處樓面板配筋進(jìn)行加強(qiáng)，板負(fù)筋不采用分離式切斷，改為沿房間全長配置，并且適當(dāng)加密加粗，以提高混凝土的極限拉伸應(yīng)變。工程實(shí)踐充分證明，采用此種措施后，房間內(nèi)基本上不再發(fā)生45.斜角裂縫。

　?、谠O(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因而不得已時，應(yīng)充分考慮加強(qiáng)措施。

　　③合理留設(shè)伸縮縫。伸縮縫是為了防止結(jié)構(gòu)因溫度效應(yīng)而設(shè)置的一種結(jié)構(gòu)縫。我國現(xiàn)行的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)式結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)或土中條件下的伸縮縫間距為55m，合理設(shè)置伸縮縫對大體型結(jié)構(gòu)防止溫度裂縫是非常有效的。

　?、芎侠砹粼O(shè)后澆帶。它是施工期間保留的臨時性溫度收縮變形縫，是一種特殊的施工縫。設(shè)計(jì)后澆帶的目的是取代結(jié)構(gòu)中永久性的伸縮縫。要求在澆搗后澆帶之前，結(jié)構(gòu)混凝土至少30％的收縮已完成。

　?、萁Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分重視對于構(gòu)造鋼筋配置的認(rèn)識，特別是樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋直徑和數(shù)量的選擇。

　　3.2材料方面預(yù)控

　?。?）骨料

　　目前泵送混凝土的碎石規(guī)格一般為5mm～25mm.根據(jù)試驗(yàn)，采用5mm～40mm石子比采用5mm～25mm石子每立方米混凝土可減少用水量15kg左右，在相同水灰比情況下，水泥用量減少20kg左右，因此盡量選擇大粒徑粗骨料。

　?。?）砂

　　采用中、粗砂，細(xì)度模數(shù)必須控制在2.3以上，含泥量控制在2％以下。因?yàn)椴捎眉?xì)度模數(shù)為2.8：2.3的中砂每立方混凝土可減少水泥用量約30kg，減少水用量20kg～25kg，從而降低混凝土水化熱和溫差引起的收縮。泵送混凝土?xí)r，砂率應(yīng)控制在38％～45％。

　?。?）選用優(yōu)質(zhì)高效的外加劑

　　為達(dá)到抗裂、防水的目的，在配制混凝土?xí)r，一般需要摻人減水劑、緩凝劑、膨脹劑等。外加劑的質(zhì)量對混凝土的影響非常大，有些膨脹劑與其他外加劑一起使用可能會產(chǎn)生副作用，因此在使用前應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。

　　3.3施工中的主要措施

　?。?）振搗要密實(shí)，振搗時間以5—15s宜，并采用二次振搗技術(shù)?；炷翝仓?0—30min后，振搗時不要碰鋼筋及埋件。

　?。?）混凝土振實(shí)后，采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)混凝土，并覆蓋嚴(yán)密，保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水，并延長養(yǎng)護(hù)時間，采用冷水拌合法，降低混凝土澆注時的溫度。

　?。?）澆注前檢查模板的剛度是否滿足要求，即側(cè)模之間、側(cè)模和底板之間、側(cè)模和底模與小橫方之間是否安裝牢固，形成堅(jiān)固的整體。且結(jié)合嚴(yán)密。水平支撐是否到位、堅(jiān)固，確保支撐不位移

　　商品混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的裂縫，是目前較難克服的質(zhì)量通病之一。特別是住宅工程的裂縫發(fā)生后，往往會引起投訴、糾紛以及索賠要求等。因此，政府建筑質(zhì)量監(jiān)督單位、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位等對此都非常重視，許多專家針對該問題也提了相應(yīng)的預(yù)防和處理措施。文章結(jié)合有關(guān)專家的意見進(jìn)行歸納，結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出各項(xiàng)防范措施和處理方法，希望為提高我國整體建筑工程質(zhì)量創(chuàng)造條件。