鋼筋混凝土裂縫防治方法的探討

崔 鵬 山西霍州煤電集團(tuán)山西汾河焦煤股份有限公司，山西 霍州 031400

1 房屋建筑鋼筋混凝土裂縫的成因分析

1.1 表面裂縫形成原因

施工過程中，鋼筋混凝土在干縮、非線性溫度場的影響下，其表面的溫度急劇下降，而混凝土內(nèi)部溫度沒有出現(xiàn)明顯波動(dòng)，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)外溫差現(xiàn)象，并引起溫度應(yīng)力。施工期間，筆者鋼筋混凝土的抗拉強(qiáng)度水平，與混凝土的齡期相關(guān)，在鋼筋混凝土的溫度收縮變形程度，超出了本身的抗拉標(biāo)準(zhǔn)性能，混凝土的表面必然會(huì)出現(xiàn)裂縫。特別是堅(jiān)硬表面的混凝土，澆筑后早期的彈性模量不大，基本處于塑性狀態(tài)，長期在內(nèi)外溫差的環(huán)境中，難以維持混凝土的抗裂性能。

1.2 深層裂縫形成原因

在鋼筋混凝土溫度下降的過程中，其內(nèi)部和外部溫度，會(huì)出現(xiàn)梯度狀，誘使深層裂縫脫離基礎(chǔ)的約束，并網(wǎng)縱深方向發(fā)展。在相關(guān)工程當(dāng)中，筆者發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土實(shí)施結(jié)構(gòu)降溫，通常情況下外部溫度必然在內(nèi)部溫度之下，因此梯度之間會(huì)有互相約束影響，某些施工單位為減少施工流程，沒有設(shè)置隔離層，因此這種約束影響無法得到緩解，大概澆筑60-180 天后，深層裂縫開始形成，而且這種類型的裂縫，貫穿危害性特別強(qiáng)，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，具有很大的影響。譬如長期外露在室外的混凝土面、與框架結(jié)構(gòu)連接的基礎(chǔ)混凝土，或者以蒸汽方式養(yǎng)護(hù)的預(yù)制混凝土構(gòu)件，深層裂縫的情況可以說是司空見慣。

1.3 基礎(chǔ)裂縫形成原因

鋼筋混凝土澆筑時(shí)溫度比較高，水化熱過程中，溫度直線上升，而在完成澆筑后，其溫度又會(huì)急劇降低，因此會(huì)有溫度應(yīng)力產(chǎn)生，當(dāng)應(yīng)力在混凝土抗拉強(qiáng)度水平之上，必然出現(xiàn)基礎(chǔ)貫穿裂縫。貫穿裂縫形成的原因，可歸結(jié)為受外界拉應(yīng)力約束引起混凝土斷面變形，進(jìn)而影響混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。在鋼筋混凝土施工期間，拉應(yīng)力變形是不可避免的現(xiàn)象，當(dāng)在結(jié)構(gòu)受荷載作用時(shí)，需要在混凝土強(qiáng)度允許范圍內(nèi)，考慮其抗裂性能受到的最大影響，否則就會(huì)從微觀裂縫發(fā)展成為宏觀裂縫，包括澆筑溫度高低、基礎(chǔ)塊薄層長間歇、施工間歇產(chǎn)生約束等，都是基礎(chǔ)貫穿裂縫防治必須考慮的重點(diǎn)因素。

2 房屋建筑鋼筋混凝土裂縫的控制措施

在了解房屋建筑鋼筋混凝土裂縫形成原因的基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為可在施工期間，通過混凝土配合比優(yōu)化、混凝土性能改善、混凝土養(yǎng)護(hù)幾個(gè)方面的措施，控制混凝土裂縫出現(xiàn)。具體施工措施如下:

2.1 優(yōu)化混凝土配合比

鋼筋混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，混凝土材料的合理選擇，是最為關(guān)鍵的前提。首先是水泥材料，抗裂、低熱、高強(qiáng)均為指標(biāo)之一，礦渣水泥具備以上三個(gè)指標(biāo)，可用于內(nèi)部混凝土，而外部混凝土，除了以上指標(biāo)，在凍融、耐磨、抗腐蝕、環(huán)保等方面，在施工時(shí)也要視為指標(biāo)性能，譬如中熱硅酸鹽水泥;其次是粉煤灰材料，具有活性特征，是改善水泥性能時(shí)不可或缺的材料，必要時(shí)可用于代替同等量水泥，當(dāng)前國內(nèi)外很多混凝土工程中，利用粉煤灰控制混凝土水化熱現(xiàn)象，以降低混凝土溫度的升幅，反映效果很好，與此同時(shí)，粉煤灰的摻用，還可以改善混凝土的粘塑性、可泵性和后期強(qiáng)度，要求在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，予以靈活使用，藉此輔助實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的混凝土配合比;再次是外加劑材料，可用于混凝土配合比設(shè)計(jì)的，有引氣劑、減水劑、膨脹劑、緩凝劑等，各種外加劑材料具有不同的功能用途，譬如引氣劑可用于增強(qiáng)混凝土抗凍融性能，減水劑可用于降低混凝土絕熱溫升，膨脹劑建立混凝土內(nèi)部應(yīng)力平衡而防止開裂。

在合理選用材料的基礎(chǔ)上，混凝土配合設(shè)計(jì)時(shí)，以“三低二摻一高”為原則，即嚴(yán)格控制混凝土的含砂量，盡可能減少坍落度和降低水膠比，同時(shí)除了摻入適量減水劑和引氣劑，還應(yīng)嚴(yán)格按照材料比例，盡量加大高粉煤灰摻量，使得混凝土在抗裂能力、抗拉強(qiáng)度、抗拉伸等方面，都趨于最優(yōu)狀態(tài)。

2.2 改善混凝土性能

選用良好配合比的混凝土施工，適時(shí)考慮到混凝土性能可能受到主客觀因素的影響，正面強(qiáng)調(diào)施工手段的科學(xué)合理性，以進(jìn)一步改善混凝土的性能。在施工之前，準(zhǔn)備好施工所需的機(jī)械設(shè)備、儀表儀器等，特別是混凝土溫度控制的方面，在混凝土出料、卸料、泵送、澆灌、振搗過程中，應(yīng)根據(jù)氣候溫度的具體情況，靈活選擇合理的施工方法，以便在混凝土的內(nèi)外部溫差，降至最低狀態(tài)。譬如氣候溫度比較高時(shí)，利用管道輸送混凝土，必要時(shí)可將草包覆蓋管道之上，同時(shí)循序推進(jìn)混凝土，縮小混凝土暴露的面積。

澆灌混凝土?xí)r，為有效控制厚度，可根據(jù)泥漿面下孔深的狀態(tài)，靈活調(diào)整混凝土面的高度，以及觀察返水的情況，進(jìn)而準(zhǔn)確分析和判斷孔內(nèi)情況。現(xiàn)場隨機(jī)抽取了5 個(gè)樁基，統(tǒng)計(jì)其混凝土的澆灌量。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，混凝土澆灌量在10-20%之間。針對(duì)該問題，筆者提出了控制混凝土自重向下流動(dòng)的平衡，根據(jù)各個(gè)流體點(diǎn)的壓強(qiáng)變化狀態(tài)，尤其是在每次澆灌時(shí)，當(dāng)?shù)诙嚮炷翝补鄷r(shí)，已澆灌的混凝土很容易初凝和堵管，使得導(dǎo)管受力異常。對(duì)此，我們除了需要檢查使用導(dǎo)管是否有嚴(yán)重磨損、銹蝕、焊縫、砂眼等跡象，而且保持澆灌的連續(xù)性，速度既不能太快，也不能太慢，譬如在混凝土達(dá)到鋼筋網(wǎng)底部下面1m 時(shí)，適當(dāng)減緩澆灌的速度，可避免混凝土對(duì)鋼筋網(wǎng)的沖擊力，在混凝土達(dá)到鋼筋網(wǎng)底部上面4m 時(shí)，則要略提導(dǎo)管，保持導(dǎo)管底口和鋼筋網(wǎng)底部2m 的距離，然后再回復(fù)正常的灌注速率。

至于混凝土的振搗，根據(jù)振動(dòng)的界限狀態(tài)，剔除有泌水問題的粗骨料，同時(shí)檢查鋼筋下部是否有混凝土孔隙，這樣就能夠增強(qiáng)混凝土和鋼筋的握裹能力，規(guī)避混凝土沉落問題。

2.3 養(yǎng)護(hù)混凝土

澆筑好的混凝土，強(qiáng)度，抗變形能力，均為混凝土養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)性能。期間需要根據(jù)混凝土收縮應(yīng)力，確定具體的保溫時(shí)間，在保持混凝土表面濕潤的狀態(tài)下，將草袋、舊麻袋、塑料薄膜等覆蓋其上，并在實(shí)測混凝土內(nèi)外溫度變化情況，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)展開全方位統(tǒng)計(jì)分析。在混凝土養(yǎng)護(hù)的過程中，不能夠采用強(qiáng)制性的降溫措施，而是根據(jù)混凝土內(nèi)部實(shí)際溫度場情況，重點(diǎn)檢查是否有裂縫問題。至于混凝土暴露問題的解決，建議以±0.00 標(biāo)高為基準(zhǔn)，小于該基準(zhǔn)的部位，以回填土方式處理，大于該基準(zhǔn)的部位，則以覆蓋方式處理，方可有效減少混凝土的暴露面，并確保不影響混凝土的性能。

3 結(jié)束語

文章通過研究，基本明確了房屋建筑鋼筋混凝土形成的原因，以及混凝土裂縫控制的方法，但考慮到不同房屋建筑鋼筋混凝土工程施工條件和要求的差異性，筆者建議相關(guān)工程在參考借鑒以上施工方法時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，予以因地制宜地利用，并在實(shí)際工程施工中，歸納總結(jié)出更多的優(yōu)秀技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，作為本文研究補(bǔ)充和完善的內(nèi)容。

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