淺談砼裂縫的施工質量控制

（江蘇邗建集團有限公司 225127）

摘要：伴隨著多元化的現代技術，建筑施工過程中，混凝土裂縫是一大難題，也是目前工程施工中一項普遍頑癥，其產生的原因也有很多，下面本人簡單論述下施工過程中混凝土裂縫原因分析和控制措施。

關鍵詞：建筑工程；砼裂縫；施工技術；質量控制；

一、砼裂縫的原因分析

混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和溫度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等。

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。如養護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1/10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104，長期加荷時的極限拉伸變形也只有（1.2～2.0）×104。

由于原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆筑過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝土的邊緣部位如何結果內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其他外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

二、溫度應力的分析

根據溫度應力的形成過程可分為一下三個階段：

1、早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的電話，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

2、中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

3、晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。

（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如橋梁墩身，結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現拉應力，在中間出現壓應力。

（2）約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土的護欄混凝土，這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。

控制溫度如下：

1、采取改善骨料級配。由于硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑和塑化劑等措施以減少混凝土的水泥用量；

2、拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

3、熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用建筑層面散熱；

4、在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；

5、規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；

6、施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施；

改善約束條件的措施是：

1、合理地分縫分塊；

2、避免基礎過大起伏；

3、合理的安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露；

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其機構的整體性是十分困難的，因此施工中應力預防貫穿性裂縫的發生為主。當混凝土溫度高于氣溫時適應考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫，新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆注初期，由于水化熱的散發，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加拉應力，與水化熱應力迭加，在加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數值，就有導致裂縫的危險，但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一清醒保溫材料，如泡沫海綿等，對于防止混凝土表面產生過大的拉應力，具有顯著的效果。加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小，因為大體積混凝土的含筋率極低。

由于剛的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15倍，當內混凝土應力達到抗拉強度而開裂時，鋼筋的應力將不超過100～200kg/cm2。因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一，主要作用為：

1、混凝土存在大量毛細孔道，水蒸發后毛細管中產生毛細管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。

2、水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。

3、水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。

4、減水防裂劑可以改善水泥漿稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。

5、提高水泥漿與骨料的粘結力，提高的混凝土抗裂性能。

6、混凝土在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

7、摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。

8、摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

9、摻外加劑混凝土和易性好，表面易抹平，減少水分蒸發，減少干燥收縮。

四、混凝土的早期養護

實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。

從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：

1、防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫；

2、防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度；

3、防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

混凝土的早期養護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是互相關聯的。混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期。

五、結束語

綜上所述，在混凝土施工中有針對性地采取相關預防措施，盡可能采取有效的施工技術控制裂縫，保證結構原形，減少裂縫的寬度和數量，特別是有害的裂縫出現，為此，我認為應該在工程竣工后，通過專家論證，進一步分析探討總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。