淺談商品混凝土裂縫及其防治

【摘 要】分析了砼的收縮特性及商品砼裂縫產(chǎn)生的原因，從材料、施工、設(shè)計(jì)等方面提出了預(yù)防商品砼裂縫的措施。

【關(guān)鍵詞】收縮；裂縫；原因；材料；施工；設(shè)計(jì)

Shallow talk crack and its prevention and cure of the merchandise concrete

Lin Fang-hua

(Jianda the limited company of the engineering superintendency Xinghua Jiangsu 225700)

【Abstract】Analysis constringency characteristic and merchandise Mao of the Mao crack creation of reason， put forward to prevent merchandise Mao from crack from the material， construction， design...etc. of measure.

【Key words】Constringency;Crack;Reason;Material;Construction;Design

近年來隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，加之市容管理和環(huán)保方面的要求，商品混凝土以其質(zhì)量穩(wěn)定，能耗低，施工效率高，環(huán)境污染小，節(jié)約施工成本等優(yōu)點(diǎn)在工程中受到日益普遍的應(yīng)用，然而商品混凝土也因?yàn)槠渥陨淼囊恍┨攸c(diǎn)，經(jīng)常出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，影響了結(jié)構(gòu)質(zhì)量或工程觀感，本文就談?wù)勥@方面的問題。

1. 混凝土的收縮及其影響因素

1.1 塑性收縮。

塑性收縮是新拌混凝土失水引起的收縮，它的失水是由表面脫水而引起，新拌混凝土顆粒之間完全充滿水，當(dāng)高風(fēng)速、低相對濕度、高氣溫和高的混凝土溫度等因素作用時(shí)，水從漿體向表面移動，從表面脫水，這時(shí)，產(chǎn)生毛細(xì)管負(fù)壓力，隨著失水增加，毛細(xì)管負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，使?jié){體產(chǎn)生收縮，當(dāng)收縮力高于基體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會使表面產(chǎn)生開裂。據(jù)試驗(yàn)，混凝土早期塑性收縮最大速率發(fā)生在澆筑后1~4小時(shí)，此后收縮平緩。因此在收縮速度較大的時(shí)期特別要采取保護(hù)措施以避免混凝土開裂。

1.2 干燥收縮。

干燥收縮的主要原因是水分在混凝土硬化后較長時(shí)間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的，由于集料的干燥收縮很小，因此混凝土的干燥收縮主要是水泥石收縮造成的?；炷恋乃终舭l(fā)、干燥過程是從外向內(nèi)逐漸發(fā)展的。由于混凝土蒸發(fā)、干燥非常緩慢，產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在一個(gè)月以上，而且裂縫產(chǎn)生在表層很淺的位置，裂縫細(xì)微，有時(shí)呈平行線狀或網(wǎng)狀，由于碳化和鋼筋銹蝕的作用，干縮裂縫不僅嚴(yán)重?fù)p害薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，也會使大體積混凝土的表面裂縫發(fā)展成為更嚴(yán)重的裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。

1.3 碳化收縮。

碳化收縮是空氣中的CO2在存在水的條件下與水泥水化產(chǎn)物作用生成CaCO3、硅膠、鋁膠和游離水而引起的收縮。產(chǎn)生收縮的原因在于這些游離水的蒸發(fā)。碳化作用產(chǎn)生游離水，游離水蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生毛細(xì)管張力，從而引起漿體收縮。碳化作用和碳化收縮均發(fā)生在混凝土表面。對碳化收縮影響最大的是相對濕度。

2. 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其防治方法

收縮是混凝土的固有特性，而混凝土結(jié)構(gòu)的開裂除由于地基不均勻沉降、過早拆模或超負(fù)荷使用等因素外，一般都是由于混凝土收縮引起的。隨著商品混凝土的普遍使用，混凝土的坍落度普遍比現(xiàn)場攪拌的大。特別是泵送混凝土的大量采用，更加劇了混凝土的收縮，根據(jù)有關(guān)分析，混凝土裂縫主要是材料、施工、設(shè)計(jì)等三方面因素。2.1 混凝土材料方面。

2.1.1

混凝土是一種收縮性材料。雖然其收縮的絕對值不大，但由于其較高的彈性模量和很低的抗拉強(qiáng)度，即使很小一點(diǎn)的收縮變形也會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土即出現(xiàn)開裂。因此，應(yīng)當(dāng)設(shè)法盡最大可能的降低混凝土的收縮值和最大程度地提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。對于商品混凝土攪拌站來說，一是盡量少用收縮量大的水泥，如礦渣水泥。二是在滿足施工和易性的條件下，應(yīng)盡量減小混凝土的水灰比，盡量減小單位體積水泥漿量和砂漿量。

2.1.2 混凝土水灰比大，收縮將顯著增加，同時(shí)抗拉強(qiáng)度降低。如水灰比為0.6的混凝土收縮比水灰比為0.4的增加約40%；而與混凝土相比，砂漿和水泥漿的收縮大約增加2~5倍。

需要特別注意的是水泥的細(xì)度問題和石子的含泥量問題.水泥的細(xì)度越細(xì)，混凝土越容易開裂。這是由于：

2.1.2.1 細(xì)度大的水泥水化快，產(chǎn)生較大的水的消耗，易引起混凝土的自干燥收縮。

2.1.2.2 水泥細(xì)度細(xì)，則使毛細(xì)管細(xì)化，較細(xì)的毛細(xì)管失水時(shí)將產(chǎn)生較大的張力。

2.1.2.3 細(xì)顆粒容易水化充分，產(chǎn)生更多的易于干燥收縮的凝膠和其化水化物。粗顆粒的減少，減少了穩(wěn)定體積的未水化顆粒，因而影響到混凝土的長期性能。

石子含泥量越高，混凝土也越容易開裂。這是由于石子表面所帶的泥份妨礙了石子與砂漿之間的咬合粘結(jié)，弱化了石子的界面結(jié)構(gòu)，降低了界面強(qiáng)度，出就降低了混凝土的強(qiáng)度，特別是降低了抗拉強(qiáng)度。因而在相同收縮應(yīng)變的情況下，石子含泥量高的混凝土更容易開裂。

2.2 施工方面。

2.2.1 振搗方式。

不正確的振搗方式造成混凝土分層分析、表面浮漿而使混凝土面層開裂或造成混凝土砂漿大量向低處流淌，致使混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮，在結(jié)構(gòu)厚薄交界處出現(xiàn)裂縫。

2.2.2 二次振搗和多次抹面。

施工人員沒有根據(jù)商品混凝土的特點(diǎn)，配合做好振搗和多次抹面，讓塑性沉降裂縫和干縮裂縫及時(shí)得到愈合。商品混凝土由于采用攪拌車運(yùn)送、泵送澆搗，混凝土坍落度比較大，凝結(jié)時(shí)間比較長。一般混凝土初凝時(shí)間都在10小時(shí)以上，甚至更長。即使在炎熱的夏天，混凝土摻了高效緩凝減水劑后，表面被太陽曝曬，水分蒸發(fā)很快，表面形成一層幾毫米厚“硬膜”，看上去混凝土好像已經(jīng)凝結(jié)，實(shí)際上內(nèi)部還未達(dá)到初凝，若不進(jìn)行二次振搗和多次抹面，混凝土表面就會出現(xiàn)裂縫。開始裂縫是淺表的、窄細(xì)的，若不及時(shí)處理，裂縫就會擴(kuò)展，由于應(yīng)力集中，最終的裂縫很可能是貫穿性的。

采用二次振搗可以消除因塑性沉降而引起的內(nèi)分層，阻斷因泌水而留下的連貫，改善骨料界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B透能力。進(jìn)行二次以上抹面時(shí)，最好采用手扶抹壓機(jī)，可以有效提高因泌水而削弱的混凝土表面強(qiáng)度，使混凝土因水分蒸了而引起的塑性裂縫及時(shí)得到愈合。

2.2.3 現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)。

現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)不當(dāng)是造成混凝土收縮開裂最主要的原因。混凝土澆筑后，若表面不及時(shí)覆蓋、澆水養(yǎng)護(hù)，表面水分迅速蒸發(fā)，很容易產(chǎn)生收縮裂縫。特別是在氣溫高、相對濕度低、風(fēng)速大的情況下，干縮更容易發(fā)生，一些高層建筑的樓面為什么會更容易產(chǎn)生裂縫，就是因?yàn)楦呖罩械娘L(fēng)速比地面大。

對于高性能混凝土，由于水灰比小，膠凝材料用量大，混凝土密實(shí)性好，泌水少，若保養(yǎng)不好，干縮情況更嚴(yán)重。

2.2.4 模板質(zhì)量。

模板的支撐牢靠，拼縫嚴(yán)密及澆水濕潤也可以有效降低混凝土裂縫的出現(xiàn)及其它質(zhì)量問題。2.2.5 正確使用膨脹劑。

摻加膨脹劑的混凝土對養(yǎng)護(hù)的要求更高。膨脹混凝土在早期養(yǎng)護(hù)不好時(shí)的裂縫更容易發(fā)生（因?yàn)榕蛎泟┮?。在W/C過低時(shí)尤為嚴(yán)重。另外，膨脹劑不能防止表層混凝土的塑性微裂縫的發(fā)生。在一些使用膨脹混凝土的工程上，樓面或屋面仍然出現(xiàn)裂縫，其根源就在于沒能進(jìn)行良好的保濕養(yǎng)護(hù)。

2.2.6 控制內(nèi)外溫差和環(huán)境溫差。

溫差應(yīng)力產(chǎn)生裂縫，對于大體積混凝土和內(nèi)外環(huán)境溫差大（特別是冬季施工）的混凝土澆筑要嚴(yán)格控制好澆筑方案，避免產(chǎn)生內(nèi)外溫差產(chǎn)生裂縫。

2.3 設(shè)計(jì)方面。

合理放置沉降縫，避免不均勻沉降。對于混凝土墻體，構(gòu)造筋必須增強(qiáng)，配筋率要提高，同時(shí)宜采取直徑較小、間距不大于150mm的配筋，以提高鋼筋混凝土的極限拉伸變形值和分散收縮應(yīng)力。邊柱與墻的配筋率不同，收縮落差不同。它們的連接處容易發(fā)生豎向裂縫。所以，此處應(yīng)插入水平增強(qiáng)筋。

對于混凝土樓板宜采用細(xì)而密的雙層構(gòu)造配筋，角部增設(shè)放射性配筋以抑制裂縫。超長樓板也可采用部分預(yù)應(yīng)力的補(bǔ)償收縮混凝土澆筑。樓板混凝土強(qiáng)度不宜過高，以不超過C30為宜。

混凝土結(jié)構(gòu)的開口部位和突出部位容易開裂，應(yīng)增強(qiáng)構(gòu)造鋼筋，也可在混凝土中摻入鋼纖維或尼龍纖維。

3. 結(jié)語

混凝土的收縮是客觀存在，為了防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂，應(yīng)該從混凝土的生產(chǎn)制造、施工及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面采取防治措施。而施工環(huán)節(jié)則是避免混凝土出現(xiàn)裂縫關(guān)鍵所在，務(wù)必引起每一位施工人員特別是技術(shù)和管理人員的高度重視。