鋼筋混凝土墻板構件早期裂縫的防治措施研究

趙建新

（寧夏煤炭基本建設公司 混凝土制品公司，寧夏 石嘴山753000）

0 引言

混凝土作為水泥漿體硬化后的水泥石與砂、石骨料組成的非均質復合材料，微裂縫是其本身的固有屬性。 微裂縫在外力或變形作用下逐漸擴展并互相串連穿過硬化后的水泥石，將發展成為可見的宏觀裂縫。 微觀裂縫為宏觀裂縫的出現提供了裂縫源，使混凝土結構在建設與使用過程中可能出現不同形式、不同程度的宏觀裂縫。

根據裂縫的肉眼可見程度，工程界一般將大于等于0.05mm 的裂縫（實際最佳視力可見為0.02mm）稱為“宏觀裂縫”，否則稱之微觀裂縫。裂縫按其產生的原因，可分為荷載裂縫和變形裂縫。荷載裂縫是指因動、靜載的直接作用引起的。 變形裂縫是指因不均勻沉降、溫度變化、濕度變異、膨脹、收縮、徐變等變形因素引起的裂縫。

1 混凝土質量控制

1.1 優化配合比

根據最小單位用水量或最小膠凝材料用量原則、最大骨料堆積密度原則、適當水灰比原則“三原則”進行抗裂配合比優化設計。 在滿足混凝土強度和工作性能的前提下，選擇最小膠凝材料用量；增大骨料體積，控制骨料的合理級配，減小骨料空隙率，以減少膠凝材料用量；選用級配良好的粗、細骨料。

1.2 混凝土澆筑

確保澆筑后混凝土具有良好的均質性，應保證混凝土組成、配比不發生波動。 在泵送混凝土進場時嚴格把關。 嚴禁坍落度超出設計要求、出現大的波動，這有利于控制塑性塌落。 在坍落度不足時，嚴禁隨意加水，以保證混凝土組成和配比一致性，避免混凝土均質性降低。

混凝土的澆筑環境、出料高度、次序對混凝土的均質性、早期微缺陷的形成都會產生影響。 混凝土墻板可采取分層分段澆筑方式。 分段連續澆筑時，每段混凝土可采用由外向內、對稱次序的方式進行澆筑，防止模板受力不勻產生位移而出現應力集中現象出現。 分層澆筑時，在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢，避免上層混凝土與下層之間形成較強的內約束作用，出現約束微裂縫，帶來裂縫隱患，影響混凝土的整體性。

施工中的振搗會對混凝土的塑性塌落及均質性產生較大影響。

振搗不足時，將造成混凝土密實程度不足，可能會引起混凝土強度的降低， 也可能使混凝土產生較大的塑性塌落而引起沉縮裂縫；而過度振搗則會使混凝土表面出現大量浮漿， 造成混凝土均質性變差。因此，混凝土振搗的原則應是充分但不過分振搗。采用振搗棒操作時，做到“快插慢拔”，插點應均勻。防止塑性塌落裂縫產生，可在混凝土初凝前進行二次振搗，使混凝土充分沉實。

1.3 鋼筋構造工程

適當的“細、密”方式配筋可以在約束混凝土早期收縮的同時，分散微裂縫，延遲宏觀裂縫的出現。 利用構造配筋達到有效防裂的前提是，按設計方案的裂縫構造控制措施精確實施鋼筋構造工程，在整個施工過程中不產生偏差。這些構造控制措施的內容通常包括錨固長度規定、構造鋼筋的設置、構造縫及后澆帶的設置等。

1.4 模板工程

模板應表面光滑,并避免采用吸水性大的材料制備。 模板表面的凸凹不平會限制混凝土的均勻下沉，降低混凝土的均質性；吸水過大或太快會造成部分混凝土喪失流動性，導致塑性沉降裂縫產生。 模板材料應滿足強度要求， 確保能夠承受混凝土自重以及施工荷載的作用。

支模時，保證模板定位精確、連接牢固，并置于堅實的地面之上，使之能有效發揮承受荷載、抵抗變形的作用。 模板安裝應保證接縫構造緊密、不滲水、不漏漿，避免混凝土與實際配比發生變化，均質性降低。拼接模板時確保模板整齊光滑，避免錯位現象，因產生突變截面而造成混凝土不均勻沉降，從而導致塑性塌落裂縫產生。

2 減小約束的方式

現實工程中，理想的無約束狀態是無法實現的，構件總是在施工成型、性能發展過程中，受到模板、鋼筋、相鄰構件的約束。 因此，非荷載變形引起的混凝土約束應力原因來源于自身變形受到一定程度的內外約束，約束應力大小不僅取決于非荷載變形量，也取決于構件受到的約束程度。 通過一定技術手段，在一定程度上有效釋放混凝土結構的非荷載變形，或是降低結構所受的約束程度，就能達到降低混凝土內部約束應力，提高其抗裂性能的目的。

如果材料自身具有足夠高的抗拉強度和極限拉伸應變，即便混凝土發生的非荷載變形受到完全約束，構件也具有足夠的抵抗能力而不至于開裂。工程中，可采用適當增加配筋或增加纖維增強的方式，提高混凝土本身的極限拉伸或抗拉強度來獲得一定的抗裂效果，也可在混凝土施工中采取正確措施（如合理振搗、養護）來提高混凝土的均質性，保證其抗拉強度和極限拉伸應變增長。

商品混凝土普遍具有較高的收縮變形，同時伴隨提高施工效率的泵送工藝， 建設方及施工方均希望能獲得大體量完整性的混凝土產品。 為了解決此類混凝土產品的防裂問題，采用“抗放結合”的裂縫控制措施，能獲得較為理想的裂縫控制效果。 考慮到目前工程中裂縫的普遍存在性以及混凝土收縮變形大的實際情況，“放”的措施使用明顯不足，應該進一步加強。

3 動態養護

根據工程的實際情況，混凝土的養護可采用灑水、噴霧、濕草墊覆蓋、養護劑涂刷等多種方式進行。養護除常規概念上的濕養護以外，也包括保溫。對于混凝土墻板，在其水化降溫期間，灑水類“冷養護”是不當的，只能加劇混凝土的早期裂縫。 甚至必要時，還要對其進行保溫。因此，“冷養護”應當在墻板降溫基本完成后進行。

對于混凝土墻板的干縮裂縫，理論上只要能夠保證充足的保濕養護，干燥收縮裂縫的發生幾率將大大降低。因此，實際工程中減少混凝土的長期收縮，防止干縮裂縫的最有效措施就是灑水養護。 即便受到施工條件和進度的影響，也應保證混凝土墻板的充分養護，至少應滿足7-14 天的養護要求。

對于高溫、大風環境下的混凝土工程，或者凝結硬化慢的混凝土（冬季施工、摻加緩凝劑），通常由于混凝土面層失水速度遠大于其泌水速度，極其容易形成表面塑性收縮裂縫，抹壓操作后必須及時進行養護，養護時間也應適當延長，有條件時可采用保水性能好的養護劑養護。

施工管理是裂縫施工控制最重要的一部分，也是裂縫施工控制措施取得效果的關鍵。 所有施工控制措施都將借助于施工管理得以實施。

結合材料、設計、施工三方的共同努力，施工防裂措施實施到位，即便是在超長、超大的混凝土墻板構件的施工中，突破原有伸縮縫、后澆帶的設置要求，也能達到成功防裂的效果。

5 結束語

總之，無論是理論研究還是試驗研究，其目的是為了在混凝土結構實際工程通過采取適當的措施來盡可能避免或減小這種早期裂縫的出現，或是將其控制在符合規范要求的范圍內，使之不致發展成有害裂縫。 工程建設是一個不可逆過程，必須用“事前預控”的思路來對待混凝土早期裂縫的防治問題。

［1］王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社,1997.

［2］袁勇.混凝土早期裂縫控制[M].北京:科學出版社,2004.

［3］富文權,韓素芳.混凝土工程裂縫分析與控制[M].北京:中國鐵道出版社, 2002.