徐超

摘要：各類混凝土裂縫的產(chǎn)生、發(fā)展與存在都與設(shè)計(jì)、混凝土配合比及選材、施工工藝、使用條件等有關(guān)。為減少混凝土裂縫對建筑物的影響，保證在設(shè)計(jì)年限內(nèi)正常使用，應(yīng)從裂縫的產(chǎn)生原因開始，采取技術(shù)措施與管理措施來預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；預(yù)防措施

1 裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 裂縫的分類

根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類：外荷載作用引起的裂縫和變形變化引起的裂縫。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)工程實(shí)踐中結(jié)構(gòu)物的裂縫由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉降等）為主引起的約占80%以上，由荷載為主引起的約占20%左右。一般工業(yè)及民用建筑中，寬度小于0.05mm的裂縫對使用（防水、防腐、承重）都無危險(xiǎn)性，故視具有小于0.05mm裂縫的結(jié)構(gòu)為無裂縫結(jié)構(gòu)或微裂縫結(jié)構(gòu)，視大于0.05mm裂縫的結(jié)構(gòu)為裂縫結(jié)構(gòu)或宏觀裂縫結(jié)構(gòu)。宏觀裂縫是微觀裂縫擴(kuò)展的結(jié)果。通過不斷改進(jìn)混凝土施工藝，減少微觀裂縫，防止微觀裂縫擴(kuò)展。

1.2 設(shè)計(jì)原因

1、鋼筋錨固長度不滿足要求產(chǎn)生的裂縫。

2、設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算簡圖與實(shí)際受力情況不符產(chǎn)生的裂縫。

3、計(jì)算理論選擇錯(cuò)誤，結(jié)構(gòu)構(gòu)造不當(dāng)引起的裂縫。

4、構(gòu)件的剛度不滿足要求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

5、平板結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)構(gòu)造不當(dāng)導(dǎo)致板而開裂。

6、計(jì)算模型選擇時(shí)，考慮主要應(yīng)力，忽略次要應(yīng)力，而忽略部分的應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫。

7、設(shè)計(jì)是未考慮施工方法，由此在結(jié)構(gòu)中引起的裂縫。

8、預(yù)制構(gòu)件連接部分的裂縫。

1.3 混凝土配合比原因

配比設(shè)計(jì)中水泥等級選用不當(dāng)，如較高強(qiáng)度混凝土選用低標(biāo)號水泥，為滿足強(qiáng)度要求水泥用量增大；設(shè)計(jì)中水泥品種選用不當(dāng)，如大體積混凝土選用早強(qiáng)水泥等；為滿足現(xiàn)場泵送需求，水膠比過大；借用通用配合比，混凝土強(qiáng)度富余較多，水泥用量大，用水量大。

砂、石級配不合理。黃砂由于價(jià)格原因選用細(xì)砂甚至于粉砂，造成混凝土收縮增大；碎石生產(chǎn)廠一般規(guī)模較小，提供的碎石不能保證連續(xù)級配，或針片狀等較多，為滿足流動(dòng)性要求膠合料增加。

混凝土外加劑、摻和料選用品種或摻量不當(dāng)。各種外加劑都有其特性，如改善混凝土和易性、調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間、提高強(qiáng)度、改善耐久性等。如不能掌握外加劑的特點(diǎn)，單純節(jié)約水泥、增加流動(dòng)性、加快模板周轉(zhuǎn)會(huì)增加混凝土的收縮。

1.4 材料原因

水泥品種原因，普通硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度及后期強(qiáng)度都較高，水化熱高；礦渣硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度低，水化熱較低，干縮變形大，析水性較大；粉煤灰硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度低，水化熱低，干縮較小。水泥等級越高、細(xì)度越細(xì)早強(qiáng)越高對混凝土開裂影響越大。

配制混凝土?xí)r宜選用Ⅱ區(qū)砂，Ⅲ區(qū)宜用強(qiáng)度等級低于C30的混凝土和建筑砂漿，骨料粒徑越細(xì)、針片狀顆粒含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

2 裂縫的控制

2.1 設(shè)計(jì)措施

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足承載力要求并充分考慮地基沉降，控制建筑物相對沉降量，或增加基礎(chǔ)剛度以減少不均勻變形。

建筑平面應(yīng)盡可能避免L形等復(fù)雜形式，必要時(shí)應(yīng)采用留置變形縫等減少應(yīng)力集中出現(xiàn)。

避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)，采取加強(qiáng)措施，如：在現(xiàn)澆樓面板陽角處設(shè)置放射狀鋼筋；在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁等。

對于樓面、墻板等構(gòu)件在滿足受力時(shí)，應(yīng)注意鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇，鋼筋間距一般不大于15cm 。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮施工時(shí)的氣候特征，合理設(shè)置后澆縫，在正常施工條件下，后澆縫間距20～30m，保留時(shí)間一般不小于60天，如不能預(yù)測施工時(shí)間的具體條件，也可臨時(shí)根據(jù)具體情況作設(shè)計(jì)變更。

2.2 施工配合比設(shè)計(jì)

施工配合比應(yīng)根據(jù)使用要求、施工條件、原材料等因素通過試驗(yàn)確定。如早強(qiáng)還是緩凝、現(xiàn)場工地條件當(dāng)時(shí)的氣溫、保溫養(yǎng)護(hù)措施、地上施工還是地下施工，以及工地的管理操作水平等。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度選擇水泥品種、等級，優(yōu)先選擇普通硅酸鹽水泥，如環(huán)境條件允許可以選擇礦渣水泥。水泥等級應(yīng)選擇高標(biāo)號水泥以減少水泥用量，但不應(yīng)以提高水泥的細(xì)度增加強(qiáng)度。

混凝土外加劑主要有加氣劑、塑化劑、防水劑、速凝劑、防凍劑等，在混凝土中摻加各種塑化劑、減水劑、加氣劑等可以在保持良好的工作條件下減少用水量，因此可以減少收縮。過量地?fù)郊铀芑瘎?、減水劑等又會(huì)顯著增加收縮。外加劑的摻量應(yīng)以膠凝材料重量的百分比表示。施工中一般使用復(fù)合型減水劑，如YJ-2和JM系列近期工程中使用較多，不僅可以減少水用量，改善混凝土的和易性和流動(dòng)性，提高混凝土的抗議離析性。

混凝土活性摻合料常選用粉煤灰，部分項(xiàng)目選用石粉。摻和料可代替水泥作為膠凝材料故可降低水化熱，同時(shí)可提高混凝土的工作性，應(yīng)當(dāng)盡可能利用，特別是對于泵送大體積混凝土，一般限制在15-20%，早期抗裂要求較高的工程，粉煤灰的摻量應(yīng)限制在較小的范圍內(nèi)。

混凝土應(yīng)根據(jù)實(shí)際采用的原材料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)并按普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)、試配，并滿足混凝土強(qiáng)度、耐久性和工作性的要求，不得采用經(jīng)驗(yàn)配合比。嚴(yán)格控制水灰比，寧可小一些。

混凝土生產(chǎn)時(shí)，砂石的實(shí)際含水率可能與配合比存在差異，應(yīng)測定實(shí)際含水率并相應(yīng)地調(diào)整材料用量。

2.3 材料選擇：

混凝土使用水泥應(yīng)優(yōu)選質(zhì)量、性能較好的生產(chǎn)廠家，選擇含堿量小、水化熱低，耐熱性、抗腐蝕性、抗凍性能好的水泥。

砂、石原材料質(zhì)量波動(dòng)較大，在施工中經(jīng)常被忽視，主要有含泥量、級配不符合要求，部分地區(qū)選用粉砂作為混凝土拌合用砂，嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度并增加混凝土的收縮。耐久性混凝土應(yīng)控制混凝土中氯化物、堿的總含量。

混凝土用水泥更換生產(chǎn)廠家或砂、石原材料變化較大時(shí)應(yīng)重新確定配合比。

某城市地鐵站主體施工不同混凝土供應(yīng)商配合比

兩個(gè)配合比施工混凝土現(xiàn)場留置試塊強(qiáng)度和實(shí)體檢測強(qiáng)度符合要求。同樣用土工布覆蓋養(yǎng)護(hù)，配合比一施工段現(xiàn)場混凝土裂縫控制較好。

配合比一生產(chǎn)場地

材料管理：

分倉存放

有防雨措施

原因分析：

配合比（一）混凝土供應(yīng)商混凝土預(yù)拌砂、碎石、水泥、外加劑材料供應(yīng)商等均經(jīng)過嚴(yán)格比選，定點(diǎn)供應(yīng)，進(jìn)行檢查嚴(yán)格，施工配合比控制準(zhǔn)確，并能根據(jù)工地條件進(jìn)行試配。

配合比二混凝土供應(yīng)單位采用面對廣大用戶通用配比，材料控制相對較弱。

2.4 現(xiàn)場施工：

混凝土原材料計(jì)量偏差不應(yīng)超過規(guī)范要求，計(jì)量器具應(yīng)定期校驗(yàn)，以保持計(jì)量準(zhǔn)確。生產(chǎn)過程中應(yīng)定期測定骨料的含水率，當(dāng)遇雨天或其他原因致使含水率發(fā)生顯著變化時(shí)，應(yīng)增加測定次數(shù)，以便及時(shí)調(diào)整用水量和骨料用量，使其符合設(shè)計(jì)配合比要求?，F(xiàn)在多使用商品混凝土，應(yīng)選擇質(zhì)量穩(wěn)定，信譽(yù)好的廠家。

合理布置混凝土澆筑順序，保證混凝土能連續(xù)澆筑并在底層初凝之前將上一層澆筑完畢，防止擾動(dòng)已初凝的混凝土而出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。當(dāng)出現(xiàn)意外情況造成底層混凝土已初凝時(shí)，則應(yīng)在繼續(xù)澆筑混凝土之前，用與混凝土同配比水泥漿處理，使新舊混凝土結(jié)合緊密，保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體性。凝固時(shí)間不宜過快，柱、墻、深梁與板等變截面結(jié)構(gòu)宜分層次澆灌?；炷翝矒v時(shí)，振動(dòng)捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，振搗時(shí)間以10～15s/次為宜，避免過振或漏振。假設(shè)混凝土分層厚度為30cm ，振搗時(shí)間為15s/次，50型振搗捧振搗間距為40cm，每立方米混凝土用一個(gè)振搗捧需要的振搗時(shí)間為：

T=1÷0.3÷（0.4×0.4）×15=312.5（s）≈5.2min

如果混凝土澆筑速度為40m3/h，

N=40×5.2÷60≈3.5（個(gè)）

按要求振搗需要3.5個(gè)振搗捧不間斷振搗。

澆筑混凝土在第一次振搗后20～30mim后進(jìn)行二次振搗，在混凝土初凝前進(jìn)行二次抹面，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。新澆混凝土終凝后，人員在混凝土上部走動(dòng)無明顯痕跡開始混凝土覆蓋、灑水養(yǎng)護(hù)。如混凝土不具備蓄水或流水養(yǎng)護(hù)條件，樓面應(yīng)用土工布、草簾等保水材料覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)較好，墻、柱等豎向構(gòu)件拆模后及時(shí)涂刷養(yǎng)護(hù)液，以保證混凝土表面濕潤。混凝土澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間：對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7 d；對摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土，不得少于14d。

大體積混凝土施工，施工前應(yīng)進(jìn)行水化熱計(jì)算，采取必要的措施：降低混凝土入模溫度；埋設(shè)散熱孔、通水排熱等防止內(nèi)部溫度過高；分層澆筑避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值；表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。根據(jù)混凝土尺寸布置測溫點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)測溫度調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。混凝土拆模時(shí)間，混凝土梁、板等水平構(gòu)件拆模前應(yīng)保證混凝土有足夠強(qiáng)度使構(gòu)件能承受自重和施工荷載，墻、柱模板拆除時(shí)混凝土表面溫度與大氣溫度差別不大。對于地下結(jié)構(gòu)混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。施工中避免遭遇大風(fēng)襲擊，引起劇烈水分蒸發(fā)，形成上部和下部或截面中部與邊緣部位硬化不均和差異收縮。注意高溫季節(jié)給硬化帶來的影響，采取適當(dāng)措施緩凝，炎熱氣溫和日曬能促進(jìn)混凝土失水。

3、混凝土裂縫的處理

1、表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法

表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不在活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)法適用于大面積漏水的防滲堵漏。

2、填充法

用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫，作業(yè)簡單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫，或是裂縫中有填充物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后作填充處理。

3、灌漿法

次法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

4、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時(shí)間不處理導(dǎo)致的砼耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等。

4 結(jié)語

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的施工功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，但通過以上對樓屋面裂縫的形式、成因、防治手段的分析可知，只要嚴(yán)格按照有關(guān)的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格施工，應(yīng)該能夠大大減少樓屋面裂縫產(chǎn)生的可能性，提高樓屋面的質(zhì)量。我們?nèi)孕鑼炷亮芽p進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，研究出更合理的方法應(yīng)對各類混凝土施工裂縫，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定的工作。

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