混凝土施工過程中裂縫的防控

喬春仁

摘 要：混凝土施工過程中出現(xiàn)裂縫，不僅會(huì)影響建筑物的外觀和使用壽命，更有可能降低其內(nèi)部的承壓能力、滲透力和耐久性，埋下一系列安全隱患。鑒于此本文以“混凝土施工過程中裂縫的防控”為主要研究對(duì)象，從原因、過程、分類及防治措施幾個(gè)角度來進(jìn)行論述，望其內(nèi)容能夠?yàn)閺V大工作人員提供一定的借鑒與啟示。

關(guān)鍵詞：混凝土施工；裂縫；防治控制

1 前言

就我國(guó)目前的建筑工程施工而言，建筑企業(yè)在應(yīng)用混凝土?xí)r存在著許多的問題，對(duì)其整體質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。所以在這種背景下建筑企業(yè)在建筑工程施工中藥有效的加強(qiáng)對(duì)建筑混凝土施工材料進(jìn)行嚴(yán)格的管理和控制，針對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫的具體原因進(jìn)行有效的控制。建筑工程混凝土施工過程中會(huì)出現(xiàn)各類裂縫，尤以因溫度所引發(fā)的溫度裂縫為最。本文中筆者將主要探討此類溫度裂縫發(fā)生的原因、過程及主要防治方法，為探究科學(xué)施工、實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制提供可靠的依據(jù)。

2 裂縫產(chǎn)生的主要原因及分類

混凝土本身是極具脆性（抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的十分之一）的一類施工原料，且攪拌過程中使用的各類配料不均勻、配料比不穩(wěn)定，澆筑過程中的離析現(xiàn)象都是誘發(fā)裂縫產(chǎn)生的關(guān)鍵性原因。而根據(jù)約束力情況的不同，混凝土溫度裂縫可以劃分為內(nèi)約束裂縫、外約束裂縫兩種。

2.1 內(nèi)約束裂縫

這類裂縫一般產(chǎn)生較早、且數(shù)量較多，多發(fā)生在澆筑塊側(cè)壁、呈不規(guī)則狀態(tài)、且方向不定；同時(shí)因?yàn)槌鯘驳幕炷翉椖Ｐ　⑺苄源螅拗屏藨?yīng)壓力的增長(zhǎng)，故而此類裂縫淺（深度一般只有30毫米左右）而短，表層之下仍然保持著結(jié)構(gòu)的完整性，據(jù)此也被稱之為表面裂縫。

2.2 外約束裂縫

這類裂縫主要是因混凝土體積較大、且混凝土的澆灌溫度與絕熱溫度之差超過25度所引起的。當(dāng)混凝土的厚度超過2米時(shí)，其在硬化期間所釋放出的大量水會(huì)致使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。這種拉應(yīng)力一旦超過混凝土自身的抗壓強(qiáng)度、就會(huì)導(dǎo)致混凝土在化熱過程中產(chǎn)生高溫——內(nèi)部散熱慢而外部散熱快的現(xiàn)狀會(huì)生成巨大溫差，進(jìn)而引發(fā)混凝土表面的拉應(yīng)力，這兩種拉應(yīng)力的相互作用，便誘發(fā)了裂縫的生成。通常情況下，這種裂縫一般會(huì)出現(xiàn)在混凝土施工后的2～3月后，出現(xiàn)于結(jié)構(gòu)內(nèi)部、貫穿較深，也會(huì)被稱為“貫穿性裂縫”。

另外，在混凝土施工的過程中，為了保障模板的周轉(zhuǎn)率，常常要求新澆筑的混凝土要盡早拆模。但是倘若選擇在混凝土自身的溫度高于外界氣溫時(shí)拆模，則有可能引起混凝土表面的早期裂縫。

3 裂縫產(chǎn)生的過程

混凝土施工過程中所產(chǎn)生的裂縫，究其形成過程而言，一般分為三個(gè)階段。

3.1 初期裂縫階段

一般特指混凝土澆筑的升溫階段——從澆筑混凝土開始直到水泥水化放熱結(jié)束。這個(gè)階段混凝土在形態(tài)上會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)基本特征，一是水泥釋放出大量的水化熱、二是混凝土彈性模量急劇變化。

3.2 中期裂縫階段

也就是混凝土水化熱反應(yīng)后的降溫階段——從水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)開始到混凝土冷卻、溫度穩(wěn)定為止。當(dāng)水化反應(yīng)溫度升至峰值后會(huì)逐漸下降、散盡后結(jié)構(gòu)物的外部溫度與環(huán)境溫度基本持平，但此時(shí)結(jié)構(gòu)物外部溫度所引發(fā)的“外約束力”與早期所形成的殘余應(yīng)力相互疊加，超過混凝土自身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

3.3 后期裂縫階段

混凝土完全冷卻以后，在其表面溫度無限與周邊環(huán)境接近、且較為穩(wěn)定時(shí)，外在環(huán)境條件一旦發(fā)生巨變，就會(huì)因?yàn)榛炷帘旧韺儆诓涣紝?dǎo)體，而成生溫度階梯，隨著梯度的不斷增大，而最終生成裂縫。

4 混凝土施工過程中裂縫的防控措施

結(jié)合混凝土裂縫生成的主要原因，筆者認(rèn)為施工過程中對(duì)其的防控可以從這樣幾個(gè)角度來開展：

4.1 基于原料措施所采取的裂縫防控

第一，在水泥的選擇上，可以考慮使用礦渣水泥、煤灰水泥、火山水泥或符合水泥，針對(duì)施工過程中所需的體積較大的混凝土，也優(yōu)先選擇中（或低熱）水泥。

第二，在具體施工的過程中降低水泥用量，以減少水化熱發(fā)生的可能性。施工人員可以選擇良好級(jí)配的骨料，降低水灰比，在混凝土中摻加減水劑和粉煤灰等方式，降低水泥含量，延緩溫峰的出現(xiàn)。

第三，為保證混凝土施工的質(zhì)量和穩(wěn)定性，正確選用外加劑也是能夠有效預(yù)防裂縫的措施之一。從功能上來說，外加劑不僅有改善混凝土塑性、增加和易性及緩凝的作用，還具有以下幾種效果：首先，摻入外加劑的混凝土其和易性更好，表面容易撫平、進(jìn)而產(chǎn)生微膜，既可以減少水分蒸發(fā)、還能緩解干燥收縮現(xiàn)象；其次，摻入外加劑的混凝土其密實(shí)性頗佳，可以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，間接提升其抗裂性能；再次，使用外加劑可以有效改善水泥漿的濃稠度，降低泌水出現(xiàn)的概率，減少沉縮變形；最后，加入外加劑的混凝土在保持其強(qiáng)度的條件下，可減少15%的水泥用量成本，而且同等用量的水泥可以用骨料來進(jìn)行補(bǔ)充。

4.2 基于施工過程所采取的裂縫防控

第一，盡可能避免在溫度過高或過低，陰雨天進(jìn)行混凝土澆筑。

第二，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，要盡可能減少澆筑的厚度、合理控制速度，要利用澆筑橫斷面加快散熱過程。

第三，在澆筑過程中，可以通過在混凝土中預(yù)設(shè)冷水管，通過通入冷水來達(dá)到降溫的目的。

第四，合理劃分混凝土澆筑模塊，防止?jié)仓鼗^大而引發(fā)波動(dòng)起伏，要合理安排工序，避免局部過大、過高及側(cè)面長(zhǎng)期暴露。

第五，在氣候炎熱的條件下進(jìn)行施工時(shí)，可以將水泥、粉煤灰等膠凝材料提前入庫，并在砂石料現(xiàn)場(chǎng)增設(shè)隔熱網(wǎng)、避免太陽直接照射原料；可設(shè)置噴淋裝置，在拌制混凝土?xí)r用冰水代替自來水進(jìn)行合理降溫，減少混凝土對(duì)外界熱量的吸收，以實(shí)現(xiàn)實(shí)際操作時(shí)對(duì)澆注溫度的控制。

4.3 基于養(yǎng)護(hù)策略的裂縫防控

混凝土的養(yǎng)護(hù)對(duì)于防止其表面生成早期裂縫具有十分重要的作用。就時(shí)間而言，養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵期是混凝土澆筑完成后的最初數(shù)日，施工人員要注重混凝土及周邊區(qū)域適宜的濕度環(huán)境，為養(yǎng)護(hù)工作創(chuàng)造合理且可靠的條件。

首先，混凝土表面需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母采w保護(hù)，以免其遭受氣溫、濕度等外在環(huán)境變化的影響導(dǎo)致變形，產(chǎn)生冷縮或干縮的不利狀況；

其次，應(yīng)采用經(jīng)常性澆水保持混凝土表面濕潤(rùn)狀態(tài)的方式來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這樣一方面可以保證水泥水化作用可以順利進(jìn)行、達(dá)到理想中的抗壓強(qiáng)度、生成一定的抗裂能力；另一方面，適宜的濕度條件同樣是能夠?qū)炷吝M(jìn)行有效保溫的措施之一。

總而言之，混凝土施工過程中出現(xiàn)裂縫，不僅會(huì)影響建筑物的外觀和使用壽命，更有可能降低其內(nèi)部的承壓能力、滲透力和耐久性，埋下一系列安全隱患。因此，相關(guān)施工單位和施工主體必須加強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫的防控，對(duì)混凝土施工過程而言，預(yù)防裂縫出現(xiàn)的方法是多樣的，需要工作人員在非工作階段合理積累經(jīng)驗(yàn)、實(shí)際施工過程中做到有效規(guī)劃、合理使用，以確保施工質(zhì)量。

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