混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因及控制措施

焦斌

（神東煤炭集團(tuán)神東置業(yè)公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

1 前言

混凝土（砼）結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的，在保證結(jié)構(gòu)安全和耐久性的前提下，裂縫是人們可接受的材料特征，但長(zhǎng)期以來(lái),由于對(duì)砼裂縫問(wèn)題認(rèn)識(shí)上的偏差,或重視程度不高,砼開(kāi)裂現(xiàn)象十分普遍,嚴(yán)重破壞了建筑物的外觀質(zhì)量,給業(yè)主的心理造成不安全感。特別是住宅工程裂縫發(fā)生后，往往會(huì)引起投訴、糾紛、以及索賠要求等。現(xiàn)結(jié)合本人大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)真研究，談?wù)勴沤Y(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)原因及控制措施。

2 裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，但引起裂縫的因素主要有以下幾方面，現(xiàn)作分析。

2.1 溫度裂縫

形成原因：砼是熱的不良導(dǎo)體,傳熱很慢,砼澆筑后，在砼硬化初期,水泥的水化熱使砼內(nèi)部溫度升高，造成內(nèi)外溫差很大,形成溫度梯度,產(chǎn)生膨脹或收縮，從而出現(xiàn)裂縫。

控制措施

1)在材料方面：嚴(yán)格控制砼原材料,降低水泥水化熱。選用中熱和低熱的水泥品種;選擇合適的骨料級(jí)配,增強(qiáng)砼的和易性,在施工條件允許的情況下,盡量選擇粒徑較大、級(jí)配良好的粗骨料;摻加適量的外加劑或摻和料；優(yōu)化砼配合比,改善砼的性能,從而降低水化熱。

2)在施工、設(shè)計(jì)方面

a)控制砼的出機(jī)溫度。對(duì)砼出機(jī)溫度影響最大的是石子與砂的溫度,采用預(yù)冷骨料、遮陽(yáng)防曬、灑水降溫。

b)掌握好砼澆筑時(shí)間。合理部署施工,盡量避免在炎熱天氣澆筑大體積砼,控制砼的澆筑溫度,減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差。

c)及時(shí)對(duì)砼進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。盡量減少砼的暴露面和暴露時(shí)間,避免夏季遭受暴曬,防止冬季經(jīng)受寒潮沖擊,延緩混凝土的降溫速率。

d)改善邊界約束和構(gòu)造設(shè)計(jì)。如設(shè)置后澆帶、底板和頂板與墻的轉(zhuǎn)角處配制溫度鋼筋等。

2.2 塑性裂縫

形成原因：在新拌砼中，骨料顆粒懸浮在一定稠度的膠結(jié)材料漿體中，由于普通砼的漿體密度低于骨料，因而骨料在漿體中有下沉趨勢(shì)。當(dāng)下沉的固體顆粒遇到水平鋼筋或受到側(cè)面模板的摩擦阻力時(shí)，就會(huì)與周?chē)捻判纬沙两挡睿陧彭敳勘砻嫘纬伤苄猿两盗芽p。砼在初凝前由于水分蒸發(fā)、內(nèi)部水分不斷向表面遷移，形成砼在塑性階段體積收縮。當(dāng)施工時(shí)溫度高，相對(duì)濕度低時(shí)，砼內(nèi)部水分向表面遷移供應(yīng)不上蒸發(fā)量的情況下，砼表面失水干縮受下面砼的約束，表面會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的塑性收縮裂縫。

控制措施

a)控制砼單位用水量和水灰比,在滿足施工要求時(shí),盡可能減少坍落度。b)摻加適量質(zhì)量良好的泵送劑及摻合料,可有效改善砼的性能和降低沉陷。c)砼攪拌時(shí)間要適當(dāng),時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)都會(huì)造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷。d)砼澆筑時(shí),下料不宜太快,防止堆積或振搗不充分。e)砼應(yīng)振搗密實(shí),在柱、梁、墻和板的變截面處宜分層澆筑、振搗,在砼澆筑后,砼尚未凝結(jié)之前,對(duì)砼進(jìn)行兩次復(fù)振,以排除砼因泌水在粗骨料水平鋼筋下部產(chǎn)生的水分和空隙,改善砼和鋼筋的握裹力,消除砼沉降裂縫。f)為防止水分激烈蒸發(fā)形成內(nèi)外硬化不均和異常收縮引起裂縫,應(yīng)采取緩凝和覆蓋。

2.3 水化收縮及干躁收縮裂縫

形成原因：水泥在水化反應(yīng)過(guò)程中，水化產(chǎn)物的絕對(duì)體積同水化前的水泥與水的體積之和相比有所減少所產(chǎn)生裂縫。砼工程在硬化后，內(nèi)部的游離水會(huì)由表及里逐漸蒸發(fā)失水，導(dǎo)致砼由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下，當(dāng)收縮變形量導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，砼就會(huì)出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫。干燥收縮裂縫在潮濕條件下可以逐漸縮減愈合，因此如果裂縫寬度不大于規(guī)定指標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)不致構(gòu)成危害。

控制措施

1)在材料方面

a)水泥:水泥應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。水泥顆粒越細(xì),硬化時(shí)收縮越大,摻混合材料的硅酸鹽水泥配置的砼比用普通水泥配置的混凝土干縮率大,按收縮值排序?yàn)?礦渣水泥>普通硅酸鹽水泥>粉煤灰硅酸鹽水泥,因此在滿足砼配合比設(shè)計(jì)要求的前提下盡可能采用中、低熱水泥,降低水泥用量。

b)粗骨料:粗骨料最大粒徑應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)鋼筋凈間距和泵送管徑要求,粒徑增大可減少用水量、水泥用量,從而可以減少砼自身收縮。

c)細(xì)骨料:細(xì)骨料級(jí)配應(yīng)合理,并優(yōu)先選用中砂,控制云母、硫化物、有機(jī)質(zhì)、粘土、淤泥等有害物質(zhì)含量,降低混凝土收縮。

d)減水劑和摻合料:泵送混凝土中摻入減水劑,在水灰比不變的情況下,減少水泥用量,降低混凝土收縮。混凝土中摻入粉煤灰、礦渣粉、沸石粉等摻合料可以增加混凝土密實(shí)度,提高可泵性。

2)在施工方面

a)采用二次抹壓技術(shù),即在砼初凝前在砼表面進(jìn)行二次抹壓,消除砼干縮、沉縮和塑性收縮發(fā)生的表面裂縫,增加砼的密實(shí)度,但是,二次抹壓時(shí)間必須掌握恰當(dāng),過(guò)早抹壓沒(méi)有效果,過(guò)晚抹壓砼已進(jìn)入初凝狀態(tài),失去塑性,消除不了砼表面已出現(xiàn)的裂縫。b)在砼澆筑完畢后及時(shí)覆蓋塑料薄膜或濕草袋,對(duì)砼進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù),接縫處搭接蓋嚴(yán),避免混凝土水分蒸發(fā),保持砼表面處在濕潤(rùn)狀態(tài)下養(yǎng)護(hù),砼終凝后繼續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)7天。c)砼經(jīng)過(guò)二次抹壓初凝后,輕微灑水潤(rùn)濕,砼終凝后每天分幾次澆水養(yǎng)護(hù),保持水浸潤(rùn)混凝土表面7天。d)為防止側(cè)模板過(guò)早拆卸,導(dǎo)致砼表面產(chǎn)生干燥收縮裂縫,應(yīng)在砼表面刷養(yǎng)護(hù)液。

2.4 施工裂縫

裂縫形成的原因

a）振搗工藝不當(dāng)發(fā)生的裂縫

振搗不足部位砼構(gòu)造比較疏松，拆模后易出現(xiàn)蜂窩、麻面，過(guò)振部位則粗骨料下沉，表面泌漿、泌水，中間砂漿富集，易由表及里發(fā)生塑性裂縫和干燥裂縫。有時(shí)工地為減少拆、裝泵管次數(shù)，將砼拌合物集中卸下，用振搗器趕料，使大量漿體被趕走，粗骨留在原處，導(dǎo)致砼結(jié)構(gòu)失勻，漿體多的部位易出現(xiàn)塑性收縮裂縫和干燥裂縫。

b）養(yǎng)護(hù)不足引起的裂縫

砼澆筑后如不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，易產(chǎn)生塑性收縮裂縫和早期干燥裂縫，特別是水泥用量大的高強(qiáng)度等級(jí)砼和高溫、干燥氣候條件下澆筑的平板結(jié)構(gòu)砼，如不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，極易出現(xiàn)早期收縮裂縫。

c）施工荷載裂縫

目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。當(dāng)樓層砼澆筑完畢后不足24小時(shí)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，就忙著進(jìn)行鋼筋綁扎、材料吊運(yùn)等施工活動(dòng)，這就給大開(kāi)間部位的房間雪上加霜。除了大開(kāi)間的砼總收縮值較小開(kāi)間要大的不利因素外，更容易在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動(dòng)荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成，就難于閉合，形成永久性裂縫，這種情況在高層住宅主體快速施工時(shí)較常見(jiàn)。

控制措施

a）加強(qiáng)教育和管理，作好技術(shù)交底，使全體操作人員掌握正確的操作工藝。

b）主體結(jié)構(gòu)的施工速度不能強(qiáng)求過(guò)快，樓層砼澆筑完后的必要養(yǎng)護(hù)必須獲得保證。

c）科學(xué)安排樓層施工作業(yè)計(jì)劃。

d）加強(qiáng)對(duì)砼的養(yǎng)護(hù)，施工中必須堅(jiān)持覆蓋麻袋或草包等進(jìn)行一周左右的妥善保濕養(yǎng)護(hù)，建議采用噴養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到降低成本和提高工效，并可避免或減少對(duì)施工的影響。

3 實(shí)例

鄂爾多斯市東勝區(qū)神華麗苑小區(qū)13#-16#住宅樓，12層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積2.68萬(wàn)m2，經(jīng)采取以上控制措施，在施工成本上有少量增加，但在混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治方面取得了顯著效果，自本工程投入使用以來(lái)，未發(fā)現(xiàn)有明顯裂縫出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的防水、抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，縮短建筑物的使用壽命，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，施工中應(yīng)盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫,或盡可能減少裂縫的數(shù)量和寬度,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

[1]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

[2]傅沛興.混凝土裂縫原因分析，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南,北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.