混凝土裂縫的控制技術(shù)研究

萬 勤

0 引言

目前的土木建筑工程，以混凝土結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位，混凝土結(jié)構(gòu)由于內(nèi)外因素的作用不可避免地存在裂縫，而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。混凝土裂縫一般有三種狀態(tài):靜止裂縫，活動裂縫，正在發(fā)展的裂縫。混凝土裂縫處理方法的選擇一般要考慮以下主要因素:判斷裂縫是活動的還是靜止的;修補的主要目的是什么;是否需要加固處理;裂縫產(chǎn)生的主要原因是什么;裂縫未來的變化(數(shù)值和方向)如何。

本文在分析工程中大面積混凝土早期裂縫產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程施工實踐，探討了混凝土早期裂縫的預(yù)防控制技術(shù)，分析了廣場工程中伸縮縫的選型方法和應(yīng)用技術(shù)。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與分析

1.1 溫度變化引起的裂縫

由于混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，在混凝土硬化初期，水泥的水解水化反應(yīng)放出較多的熱量。混凝土本身又是熱的不良導(dǎo)體，散熱緩慢，因而混凝土內(nèi)部的溫度高，有時溫差可達(dá)50℃ ～70℃。這將使內(nèi)部混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹，而外部混凝土隨著氣溫降低卻收縮，尤其是受到氣溫、濕度、風(fēng)等突變影響，收縮更大。此時，內(nèi)部混凝土膨脹和外部混凝土收縮的相互制約，對外部混凝土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)外部混凝土所受的拉應(yīng)力超過混凝土當(dāng)時的極限抗拉強度，將產(chǎn)生裂縫。

1.2 混凝土干縮導(dǎo)致的裂縫

干縮是指混凝土凝結(jié)后，出現(xiàn)體積減縮的現(xiàn)象。這主要是混凝土因水分的散失引起的，且這種收縮是長期持久的。混凝土在干燥的空氣中硬化，由于水分的逐漸蒸發(fā)，體積逐漸干縮，這種干縮往往是表面較大，內(nèi)部較小，所以常在表面產(chǎn)生許多微細(xì)縫。

1.3 水泥的水解水化反應(yīng)引起收縮裂縫

水泥的水解水化反應(yīng)所生產(chǎn)的水化物體積變小，形成相對收縮，是一種化學(xué)反應(yīng)收縮，從而引起混凝土早期裂縫的產(chǎn)生。在混凝土早凝階段，體積收縮隨齡期的增長而增大，但當(dāng)齡期達(dá)到40 d后，隨著水泥的水解水化反應(yīng)的逐步完成，這種收縮漸趨穩(wěn)定，影響相對較小。

1.4 沉降收縮裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致，或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，裂縫呈梭形，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或成30°～45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度0.3mm～0.4mm，受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

1.5 施工原因引起的裂縫

1)因攪拌不足或過分，振搗不密實，而造成混凝土強度不足，易導(dǎo)致早期開裂、斷板。因某些原因使混凝土澆筑作業(yè)中斷，而且再澆筑時未按施工縫處理，新舊混凝土由于結(jié)合不良和收縮不一致，形成一條不規(guī)則的接縫。養(yǎng)護(hù)不及時，尤其是在氣溫高、溫度小、風(fēng)速大的不利條件下，就會使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫。還有就是切縫深度不足，造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，在混凝土薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。

2)基層標(biāo)高失控，造成路面厚度不均，過薄或厚薄交接處將成為薄弱斷裂，在混凝土收縮時，難以承受拉應(yīng)力而開裂;基層干燥會吸收混凝土拌和物的水分使底部混凝土失水，強度降低，導(dǎo)致混凝土開裂;在一些易發(fā)生路基不均勻沉降的部位，如填挖交接處、新老路基交接處、軟弱地基等部位，也會導(dǎo)致混凝土路面的開裂。

2 混凝土裂縫的控制技術(shù)及應(yīng)用

本部分主要結(jié)合具體廣場工程實踐，深入探討實際工程施工中的混凝土裂縫控制技術(shù)。

2.1 工程概況

本廣場工程占地11萬m2，共鋪貼廣場磚36840 m2，各類花崗巖 11490 m2，雨化石 1580 m2，青條板 1990 m2，機刨板 3275 m2，其中心廣場面積為25434 m2，混凝土面積16600 m2。

2.2 施工的預(yù)防控制措施

1)施工溫度的控制。

中心廣場大面積混凝土的澆筑都是在10月份，澆筑的溫度一般都低于30℃。混凝土在修整抹面后，用麻袋覆蓋，以防止白天和夜晚的溫度急驟變化而產(chǎn)生貫穿裂縫，并且要保持表面溫度，減少表面蒸發(fā)。

2)混凝土材料的選擇。

為防止產(chǎn)生早期裂縫，應(yīng)合理選用水化熱低，干縮性小的普通硅酸鹽水泥。在該工程中監(jiān)理和甲方相互配合，多次對到達(dá)現(xiàn)場的水泥進(jìn)行抽樣，送往市建工局檢測中心檢驗，結(jié)果滿足要求;還要控制好現(xiàn)場材料的級配、水灰比、用水量，要求施工單位嚴(yán)格按照設(shè)計施工配合比施工。整個工程全部采用碎石、砂和自來水，對表面有泥土等雜質(zhì)的碎石進(jìn)行清洗，對干燥的碎石也要澆水濕潤，以減少材料中的雜質(zhì)對混凝土質(zhì)量的影響。

3)施工方法和施工工藝的控制。

應(yīng)嚴(yán)格控制好基層的標(biāo)高及平整度，按照設(shè)計要求用水準(zhǔn)儀對場地內(nèi)挖填土的標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制，并用碾壓機對場地進(jìn)行平整，使其壓實質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。確保厚度均勻，強度均勻。

混凝土在澆筑過程中，用人工攤鋪，嚴(yán)禁拋擲，應(yīng)該用鐵鍬反扣，從而防止混凝土拌和物的離析。在施工過程中，監(jiān)理和甲方要求施工單位將混凝土均勻攤鋪，不允許工作面參差不齊，影響振搗，并且對混凝土的澆搗，須均勻有序的進(jìn)行，不能雜亂無章的隨意振搗，不允許出現(xiàn)過振或漏振，從而導(dǎo)致混凝土強度不均勻;在混凝土振搗密實后，再用平板振動器縱橫交錯地振搗，最后用振動梁托平。

4)伸縮縫的應(yīng)用及控制。

因為整個廣場是一個圓形的形狀，伸縮縫的設(shè)置不僅要在徑向設(shè)置，還要沿圓周方向設(shè)置，如圖1所示。

為了保證整個廣場鋪地的美觀，徑向伸縮縫是一條貫穿的直線，圓周方向的伸縮縫是一個圓曲線，伸縮縫每隔5 m設(shè)置一道;在施工過程中，施工縫未處理好的，也應(yīng)設(shè)置伸縮縫;在與軟弱地基交接處，應(yīng)設(shè)置伸縮縫。

在要求設(shè)置伸縮縫處，先將“▽”形入口的鐵制壓板用振動梁壓入，隨后提出，用備好的木制三夾板嵌入，并在兩側(cè)模板上做好嵌條的記號，然后進(jìn)行表面修整，收光抹平，待初凝硬化后，可用切縫機沿記號鋸開，縫寬為3mm～5mm，這樣可以引導(dǎo)混凝土早期裂縫沿木制夾板裂開，便于切割，節(jié)約了經(jīng)費，保證槽口邊緣無損傷。

3 結(jié)語

本文總結(jié)了大面積混凝土早期裂縫產(chǎn)生的主要原因，結(jié)合具體工程實踐，探討了裂縫的預(yù)防和控制技術(shù)，分析了伸縮縫的應(yīng)用和控制技術(shù)，可為類似的工程設(shè)計和施工提供有益的參考作用。

當(dāng)然，在實際中每個工程都各有特點，各不相同，在實踐中一定要靈活地掌握，加以區(qū)別，有針對性地采取相應(yīng)措施。只要我們廣大工程技術(shù)人員在思想上重視，技術(shù)施工中加強防范措施，混凝土路面早期裂縫的問題是可以處理好的。

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