建筑混凝土施工的裂縫原因及其防治方法

張啟賢

摘 要：本文首先闡述了建筑施工中混凝土裂縫的成因，接著對建筑施工中有效防治混凝土裂縫的措施進(jìn)行了探討，為建筑工程施工提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程；混凝土；裂縫

引言

建筑施工離不開混凝土，而混凝土因其特性，加上施工不當(dāng)和外界環(huán)境影響，會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。在施工中，采取有針對性的措施，能夠有效避免混凝土出現(xiàn)深層甚至是貫穿裂縫，能大大提升建筑工程的施工質(zhì)量。

1 建筑施工中混凝土裂縫的成因

1.1 混凝土的水分流失

塑性裂縫是混凝土裂縫中最常見的一種類型，這種裂縫多是混凝土水分流失過快引起的。當(dāng)水分流失過快時(shí)，混凝土由于不均勻會(huì)發(fā)生收縮，從而產(chǎn)生裂縫。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種裂縫的產(chǎn)生多發(fā)生在燥熱或大風(fēng)天氣，其特點(diǎn)是中間寬，兩頭細(xì)。深入探究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)塑性裂縫的內(nèi)在原因是混凝土自身強(qiáng)度設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)，容易導(dǎo)致混凝土受到高溫、強(qiáng)風(fēng)等因素的影響，因失水過快導(dǎo)致出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，加上混凝土自身的特性，最終出現(xiàn)龜裂。

1.2 混凝土的水化放熱

混凝土攪拌、硬化時(shí)，水泥會(huì)釋放能量，如果這種能量過大，使得混凝土內(nèi)外出現(xiàn)較大溫差，將會(huì)使混凝土出現(xiàn)兩種不良后果。一是其內(nèi)部較高的溫度會(huì)使混凝土表面和內(nèi)部的拉應(yīng)力的差值變大，降低了混凝土表面的抗裂性；二是混凝土內(nèi)部較高的溫度會(huì)使得其內(nèi)部水分流失速度加快，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。國外部分學(xué)者經(jīng)過試驗(yàn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)通過模擬水泥水化模型進(jìn)而預(yù)測水泥水化進(jìn)程，基于該模型能精準(zhǔn)掌握水泥水化早期的水化度，并及時(shí)把握混凝土微觀變化狀況，避免混凝土早期的水化放熱。

1.3 混凝土的溫濕度失控

溫濕度裂縫是一種少見的裂縫，出現(xiàn)這種狀況的原因主要是養(yǎng)護(hù)不當(dāng)和混凝土所處環(huán)境溫差較大。這種裂縫多出現(xiàn)于大型施工現(xiàn)場，因施工時(shí)間跨度大，加之中國部分地區(qū)的季節(jié)性溫差較大，常導(dǎo)致混凝土處于熱脹冷縮的狀況。加之養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)，或者配方比例失誤，極大可能引起溫濕度裂縫。此外，在施工全周期引發(fā)裂縫的人為因素有：人工操作機(jī)械振搗不到位、不密實(shí)、混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等，這些因素應(yīng)當(dāng)在施工中盡量避免。

2 建筑施工中有效防治混凝土裂縫的措施

混凝土裂縫防治的拌制環(huán)節(jié)必須對砂子和石子的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。其次，施工是一個(gè)長期過程，必須密切關(guān)注水泥的存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，避免其自身水分缺失導(dǎo)致混凝土質(zhì)量下降，引起裂縫。最重要的是，必須考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素，因地制宜地調(diào)整砂子和石子的級配，還有水泥和水的比例來避免裂縫的產(chǎn)生。

2.1 設(shè)計(jì)預(yù)防

在施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須綜合考慮混凝土裂縫的產(chǎn)生，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避免出現(xiàn)過多的結(jié)構(gòu)斷面，若建筑結(jié)構(gòu)或者造型需要，則必須設(shè)計(jì)一定的防護(hù)措施，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。其次，施工時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。總結(jié)大量裂縫成因和施工經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，混凝土收縮是裂縫產(chǎn)生的重要因素，而將膨脹劑摻進(jìn)混凝土之后能大大減少收縮現(xiàn)象，避免裂縫的產(chǎn)生。最后，設(shè)計(jì)人員對構(gòu)造鋼筋的設(shè)計(jì)、配置、使用等進(jìn)行綜合考慮，保證在薄壁環(huán)節(jié)有足夠的支撐力。

2.2 降低載荷

載荷是混凝土施工常見的危害因素，較大的載荷極易引發(fā)混凝土裂縫。采用模擬分析軟件 ABAQUS 對混凝土載荷進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)如下。混凝土受到較大載荷時(shí)容易發(fā)生拉伸損傷，從而導(dǎo)致出現(xiàn)孔隙甚至裂縫，而孔隙與混凝土斷裂韌度成線性關(guān)系。因此設(shè)計(jì)、施工全程都應(yīng)當(dāng)注意避免載荷過大，盡可能避免混凝土孔隙誘發(fā)裂縫。此外，施工和監(jiān)理人員必須對裂縫易發(fā)處進(jìn)行多次篩查，其次，要防止骨料在施工過程中出現(xiàn)下沉導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。另外，應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注樓板處，也可以通過分批次或者分散承重或者給新鋪設(shè)的混凝土添加木模板，降低其需要承受的載荷，避免裂縫的產(chǎn)生。

2.3 優(yōu)選材料及配置

針對施工環(huán)境，適當(dāng)選擇低水化熱的水泥，如成分為礦渣、硅酸鹽等的水泥材料。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)選取粗骨料和細(xì)骨料的制作材料。粗骨料的材料選擇標(biāo)準(zhǔn)為0.005～0.04m 的連續(xù)級配石子，含泥量不得高出 1%；細(xì)骨料以粗砂原料為主，含泥量不得超出 3%。這樣制作的混凝土能減少水分過度流失，避免水化熱的出現(xiàn)。其次，也要重視磨細(xì) II 級減水劑、粉煤灰的篩選，以此提升混凝土粘塑性。

2.4 控制混凝土施工溫度

一般來說，水泥加熱使混凝土本身產(chǎn)生一定的熱量。因此，在施工過程中，水泥必須用盡可能少的水加熱，水泥量必須根據(jù)混凝土的強(qiáng)度合理控制。根據(jù)現(xiàn)場的具體情況，科學(xué)選擇集料，合理添加減水劑和飛灰劑，并在一定程度上改善混凝土和異性，達(dá)到有效減少加熱的目的。同時(shí)，在開工施工前，需要在地下室內(nèi)設(shè)置合理的冷卻水管。施工溫度高時(shí)，可加速水管內(nèi)的水，有效降低混凝土內(nèi)部溫度。同時(shí)，在施工過程中可以采取一定程度的綜合措施來控制環(huán)境溫度。例如，可以在夜間進(jìn)行澆注作業(yè)，以確保能夠控制溫差問題造成的裂縫，從而大大降低混凝土的溫度達(dá)到初始凝結(jié)。同時(shí)，在白天石工的運(yùn)行過程中，可以進(jìn)行遮陽裝置的合理設(shè)置。混凝土抽吸時(shí)，可通過吹出冷水或覆蓋草袋，有效降低溫度增加，進(jìn)一步降低內(nèi)外溫差，避免裂縫。在施工過程中，溫度管理對混凝土的性能有很大的影響。

2.5 有效加強(qiáng)對成型混凝土的養(yǎng)護(hù)

完成混凝土制作之后，必須重視起相關(guān)養(yǎng)護(hù)，并對養(yǎng)護(hù)進(jìn)行記錄。混凝土保溫養(yǎng)護(hù)過程必須在 14 天以上。對保溫覆蓋面進(jìn)行拆除必須慎重，應(yīng)嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，即混凝土表面和環(huán)境溫度差不超過 20℃方能進(jìn)行。為使混凝土保持必要水分，選擇在混凝土表層位置涂抹薄膜養(yǎng)生液，通過形成防水隔離層來提高水化操作效能。

3 結(jié)束語

建筑工程中的核心建材混凝土的質(zhì)量對建筑的壽命有顯著影響。混凝土不合格，輕則導(dǎo)致建筑質(zhì)量下降，重則導(dǎo)致房屋坍塌、人員傷亡。在施工過程中，必須對混凝土引起足夠重視，應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注其裂縫情況，及時(shí)處理，并對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，避免類似情況再次出現(xiàn)，降低混凝土裂縫概率，保證施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

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