混凝土施工中非結構裂縫的探討

苗宇

摘 要：目前建筑業己經成為國家的支柱性產業之一，在建筑工程中，混凝土裂縫現象時常可見，混凝土坍落度大、用水量多、水泥用量多、砂率大、凝結時間長等因素極易在混凝施工中出現裂縫，本文就發表下作者的觀念，供同行參考。

關鍵詞：混凝土裂縫；技術施工；控制

在我國的建筑行業，混凝土施工技術中，混凝土裂縫現象時常可見，尤其是商品混凝土廣泛應用以來，極易在混凝施工中出現裂縫。這些裂縫的存在，常常會影響混凝土的強度及耐久性，對結構產生有害的影響。縮短了其使用壽命。混凝土裂縫的存在時常困擾著一些施工單位，弄不好還會引起官司，造成重大經濟賠償。因此，本人根據對混凝土結構的相關研究及以往的施工經驗，談談對混凝土施工中產生非結構裂縫的一些體會。

1 混凝土裂縫的類型和產生原因

近年來預應力混凝土應用范圍逐漸推廣到更多的結構領域，如大跨超長、超厚及超靜定框架結構，其混凝土強度等級必須提高至C50。在采用泵送條件下，其收縮與水化熱大大增加，約束應力裂縫很難避免。張拉前開裂、張拉后又不閉合。裂縫控制的難度更加困難。預應力結構裂縫允許寬度是嚴格的，預兆性較小，裂縫擴展速度快。裂縫深度h與結構厚度H的關系如下：h≤0.1H表面裂縫；0.1H

應當盡量避免貫穿性及縱深裂縫。如出現該種裂縫應采取化學灌漿處理來保證強度，即灌縫抗拉強度必須超過混凝土抗拉強度。早期裂縫一般出現在一個月之內，中期裂縫約在6個月之內，其后1～2年或更長時間屬于后期裂縫。

現場實際施工中，由于混凝土的組成材料和微觀構造的不同以及所受外界影響的不同，混凝土產生裂縫的原因較為復雜。產生裂縫的原因主要有以下幾個方面：

（1）大體積混凝土水化熱引起的裂縫。大體積混凝土由于水泥在水化過程中產生的大量水化熱得不到散發，導致混凝土內部溫度升高。當混凝土塊體內部的溫度與外界環境溫度相差很大，以致所形成的溫度應力或溫度變形超過混凝土當時的抗拉強度或極限拉伸值時，就會產生裂縫。

（2）混凝土干縮引起的裂縫。混凝土在硬化過程中，由于干燥收縮會引起體積變化。當這種體積變化受到約束時，如兩端固定梁或是高配筋率的梁，或是澆筑在老混凝土上或堅硬巖基上的新混凝土，都可能產生這種裂縫。這種裂縫的寬度有時很大，甚至會貫穿整個構件。

（3）混凝土塑性塌落引起的裂縫。在大厚度的構件中，混凝土澆筑后半小時到數小時即可發生這種裂縫。其原因是混凝土塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，或是在過分凹凸不平的基礎上進行澆筑。或是模板沉陷、移動或是斜面澆筑的混凝土向下流淌。

（4）塑性收縮裂縫。這種裂縫發生在混凝土澆筑后數小時，仍處于塑性狀態的時刻。在炎熱或大風天氣，混凝土表面水分蒸發過快以及混凝土水化熱高等，都容易產生這種裂縫。這類裂縫的寬度可大可小，小的細如發絲，大的可到數毫米。其長度可由數厘米到數米，深度很少超過5cm，但薄板則有可能被其穿透，分布的形狀一般是不規則的。

（5）堿一骨料反應引起的裂縫。混凝土加水拌合后，水泥中的堿不斷溶解。這種堿液與活性骨料中的活性氧化硅起化學反應，析出膠狀的堿一硅膠。從周圍介質中吸水膨脹，其體積可增大到三倍，而使混凝土脹裂。其特點是裂縫中有白色沉淀的膠體，顯雜亂的“地圖“狀。

2 混凝土裂縫的控制措施

由于混凝土裂縫產生的原因比較復雜，很多時候表現為上述幾方面原因綜合性作用下導致混凝土產生裂縫。混凝土裂縫的預防控制措施往往也必須從設計方案、施工方案和材料選擇等方面綜合考慮。

2.1 在設計方面

（1）降低結構約束，做好抗與放的良好結合，包括漫置后澆帶、施工縫及滑動層。（2）合理確定混凝土的強度等級，避免過高設計混凝土強度等級帶來混凝土收縮量的增加。（3）做好設計荷載驗算，在混凝土結構尺寸變化較大處，適當的加強結構配筋，提高配筋率。（4）根據環境條件合理確定混凝土鋼筋保護層厚度。（5）確定無害裂縫控制寬度。

2.2 在施工方面

（1）優化混凝土配合比：應用減水率大、收縮比率小的高效減水劑或緩凝高效減水劑，大幅度減少用水量。提高混凝土的密實性；應用保水性較好的普通硅膠鹽水泥以及需水量比較小的優質粉煤灰；連續級配的粗骨料，偏粗的中砂；對厚大體積的混凝土應選擇水化熱低的水泥并適量摻加塊石降低混凝土水化熱峰值，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強度及極限拉伸。（2）澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。（3）厚大體積混凝土施工，采用水化熱溫升控制措施。根據環境及混凝土原材料溫度計算水化熱峰值，延緩溫差梯度與降溫梯度，保證混凝土內外溫差控制在20°C以內。如盡可能降低混凝土人模溫度，人模溫度控制在比環境溫度高5°C范圍內；盡可能減少結構底板與外側墻混凝土上澆筑時間差，減少新老混凝土之間的收縮差；采用竹膠板模板，改善混凝土表面熱交換條件，延遲拆模時間，減小混凝土降溫速率；加強養護和測溫，采用內散外蓄綜合養護法可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養護周期，即在混凝土中埋設冷卻管，在混凝土升溫階段通水帶走混凝土水化熱熱量，降低混凝土最高溫升值，頂、底板蓄水養護，外側墻噴淋、澆水或涂刷養護劑養護。內孔保濕保溫養護，冬季保溫養護等。（4）振搗克分，澆筑方法得當。但應避免過振，通常振搗時間宜為15-30秒。截面厚度相對較大的構筑物，可先澆筑較深部位。為保證施工質量，利于混凝土早期散熱，應對厚混凝土進行相對較長的分層施工，每一大層內仍須做到斜面分層。根據泵送大體積混凝土的特點，采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂“的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應泵送工藝，從而提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。待每層達到預定高度后略作停歇。靜止約2-3h后混凝土完成相當一部分早期沉縮，及散發了大量的早期水化熱。此時再集中覆蓋下一層混凝土，并于兩層混凝土之間進行二次振搗，確保深厚混凝土施工質量。（5）加強技術管理，健全混凝土面層質量保證體系。如妥善排除澆筑過程中的泌水，初凝前完成抹平工作，終凝前完成壓光工作，隨即噴養護劑或覆蓋劑及時養護。

3 混凝土裂縫的處理

對于混凝土裂縫的出現，應根據裂縫的涮查結果、建筑物重要性、使用功能和裂縫控制標準進行裂縫危害性分析后，嚴格按照規范標準要求和設計認可的處理方案對裂縫進行相對的處理。常規的處理方法主要有以下四種：（1）表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度為達到鋼筋表面的發絲裂縫、不漏水的縫、不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其他防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。（2）填充法：用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（≥0.3mm），作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm。深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后做填充處理。（3）灌漿法：此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。（4）結構補強法：因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度，可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等。混凝土裂縫處理效果的檢查包括：修補材料試驗；鉆心取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。

以上是本人對混凝土施工過程中產生非結構裂縫原因分析及控制防御措施，已在很多地施工。