段 文 祥

(陽(yáng)煤集團(tuán)發(fā)展計(jì)劃部,山西 陽(yáng)泉 045000)

探究混凝土施工中的裂縫控制策略

段 文 祥

(陽(yáng)煤集團(tuán)發(fā)展計(jì)劃部,山西 陽(yáng)泉 045000)

從混凝土施工裂縫形成的原因(外部荷載、溫度變化、施工不當(dāng))入手，根據(jù)這些原因提出了控制裂縫的相應(yīng)措施，并結(jié)合具體的工程案例進(jìn)行了詳細(xì)分析，以期提高混凝土質(zhì)量，延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)使用期限，進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

混凝土材料,施工裂縫,裂縫控制

混凝土是以水泥、砂石、水等按照一定的比例混合攪拌形成?；炷敛牧暇哂谐杀镜汀⒃蟻?lái)源廣泛、抗壓能力強(qiáng)、耐久性等優(yōu)點(diǎn)，因此在土木工程中廣泛應(yīng)用。隨著建筑工程的規(guī)模越來(lái)越大，混凝土結(jié)構(gòu)的面積越來(lái)越大，水泥用量越多，混凝土水泥水化熱作用越明顯。在施工過(guò)程中，因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，很容易造成混凝土結(jié)構(gòu)變形，導(dǎo)致混凝土裂縫。因此，在施工過(guò)程中，必須采取有效的措施，合理控制混凝土裂縫產(chǎn)生，延長(zhǎng)混凝土使用周期。

1 混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因比較復(fù)雜，有內(nèi)因和外因。混凝土材料本身由水泥、砂石、水混合而成，它本身就是一個(gè)非均勻性的多孔材料。但是混凝土攪拌比較均勻，所以孔隙比較少，對(duì)混凝土承重、防滲透功能沒(méi)有多大影響。然而隨著時(shí)間推移，混凝土在使用過(guò)程中，受到高溫、水分等介質(zhì)的影響，這些孔隙會(huì)不斷擴(kuò)大，由微觀裂縫變成宏觀裂縫?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因有很多種：溫度變化、混凝土荷載、混凝土施工后保養(yǎng)不當(dāng)?shù)取?/p>

1.1外部荷載造成的裂縫

混凝土在施工過(guò)程中，在荷載作用下，如果混凝土抗壓應(yīng)力大于混凝土極限拉伸值，那么就會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫。

1.2溫度變化造成的裂縫

外部荷載對(duì)混凝土裂縫影響只有20%，混凝土裂縫主要原因是由于溫差變化，溫差變化占混凝土裂縫藝術(shù)的80%左右?；炷猎跐仓^(guò)程中，水泥硬化過(guò)程中會(huì)釋放大量的熱量。實(shí)驗(yàn)證明，350 kg/m2～550 kg/m2的水泥，攪拌成混凝土以后能夠釋放17 500 kJ/m3～27 500 kJ/m3的熱量，而混凝土內(nèi)部的散熱條件不好，大量的熱量聚集在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇升高。而混凝土結(jié)構(gòu)外部散熱條件比較好，所以混凝土溫度下降比較快，這樣混凝土內(nèi)外形成很大的溫差，混凝土收縮應(yīng)力超過(guò)了混凝土抗拉力的極限，則會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫。同時(shí)，混凝土在硬化過(guò)程中，混凝土表面水分被蒸發(fā)，如果水分蒸發(fā)太快，也會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫。

1.3施工不當(dāng)造成的裂縫

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，施工技術(shù)也在不斷進(jìn)步?；炷梁奢d、溫度裂縫可以通過(guò)合理配置混凝土配比，采取一定的措施，降低混凝土溫差裂縫，從而有效的控制混凝土裂縫的產(chǎn)生。然而建筑工程混凝土施工裂縫大部分是由于施工不當(dāng)造成的。主要有以下幾個(gè)方面的原因：第一，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)和形式日益多樣化，建筑工程中出現(xiàn)了很多不合理的設(shè)計(jì)，這些不合理的設(shè)計(jì)嚴(yán)重影響到工程質(zhì)量。比如建筑工程的鋼筋比較細(xì)，導(dǎo)致鋼筋混凝土的承重力不夠，影響到混凝土結(jié)構(gòu)。第二，施工過(guò)程中，施工人員操作不當(dāng)造成的。比如在混凝土配置過(guò)程中，沒(méi)有根據(jù)工程的實(shí)際情況，合理配置砂石、水泥、水的配比，如果在配置過(guò)程中，砂石比較多，則可能影響混凝土收縮能力。如果添加的水比較多，在水泥水化熱過(guò)程中，混凝土內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)很多水泡，造成混凝土內(nèi)部孔隙，從而影響到混凝土承重能力。此外，如果混凝土運(yùn)輸時(shí)，混凝土還沒(méi)有澆筑之前，混凝土已經(jīng)出現(xiàn)了初凝現(xiàn)象，那么混凝土澆筑的效果就不好。第三，混凝土澆筑以后，混凝土還沒(méi)有完全硬化，就拆掉了建筑結(jié)構(gòu)模板，導(dǎo)致混凝土樓板變形，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉力性能，從而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2 混凝土施工裂縫的防治技術(shù)

2.1選擇質(zhì)量好的混凝土材料

混凝土材料質(zhì)量直接影響到混凝土澆筑的質(zhì)量。因此，必須選擇質(zhì)量好的混凝土材料。選擇硅酸鹽水泥或者水泥水化熱比較低的水泥，嚴(yán)格控制水泥的用量。其次，選擇大小適中的砂石骨料，并嚴(yán)格控制砂石骨料直徑大小，選擇級(jí)配好的砂石骨料，砂石骨料直徑不能超50 mm，砂石含泥量控制在1%～3%?；炷翑嚢璧乃仨毷菬o(wú)污染、消毒過(guò)的自來(lái)水。最后，為了提高混凝土強(qiáng)度，還需要在混凝土中添加外加劑。比如在混凝土中添加減水劑，可以改善混凝土的和易性，減少水泥的用量，減低水泥的水化熱作用。

2.2混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

為了降低混凝土施工裂縫，提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和使用周期，必須加強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制。在混凝土施工過(guò)程中，嚴(yán)格遵守混凝土施工工藝標(biāo)準(zhǔn)和施工流程?；炷寥肽r(shí)，要緩慢不能集中傾倒，以免沖擊力過(guò)大，沖擊模板和鋼筋骨架。混凝土澆筑高度超過(guò)2 m時(shí)，則采用串筒、溜管下料，出料管口到澆筑層的傾落高度小于1.5 m?；炷翉倪\(yùn)輸?shù)綕仓仨氃? h內(nèi)完成，防止混凝土施工冷縫出現(xiàn)，兩次混凝土澆筑的時(shí)間不能超過(guò)1.5 h，混凝土交接處必須用振搗棒不斷攪動(dòng)，以免混凝土表面出現(xiàn)浮漿盒氣泡。振搗棒按照梅花形布置排列，根據(jù)澆筑順序進(jìn)行振搗，以免出現(xiàn)漏振或者錯(cuò)振的現(xiàn)象。振搗棒應(yīng)該與混凝土表面垂直成40°～45°，振搗棒每一次移動(dòng)的距離不能大于振搗棒作用半徑的1.5倍，且振搗棒插入的時(shí)候要快，但是拔出來(lái)的時(shí)候要慢。振搗棒每一次振動(dòng)延續(xù)時(shí)間在20 s～30 s。振搗過(guò)程中，禁止振搗棒碰觸到底部的混凝土模板、鋼筋和預(yù)埋件。因此，必須合理控制振搗棒與底部的距離。

2.3混凝土模板

在混凝土澆筑前，必須安裝混凝土模板?；炷恋哪０灏凑战ㄖこ唐矫娼Y(jié)構(gòu)、軸線、標(biāo)高等進(jìn)行設(shè)計(jì)，在澆筑前，要檢查混凝土模板是否與設(shè)計(jì)符合，以免混凝土出現(xiàn)跑漿、松動(dòng)、變形等現(xiàn)象?；炷翝仓^(guò)程中，要及時(shí)清除舊混凝土模板表面的砂漿、污染物質(zhì)，以免影響混凝土澆筑效果?；炷聊０灞仨氃诨炷翝仓?8 h以后才能拆除，同時(shí)混凝土澆筑以后，禁止在模板上行走。

2.4混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑以后，還要及時(shí)給混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。由于混凝土澆筑以后，水泥水化熱釋放大量的熱量，所以必須確?；炷猎谝粋€(gè)比較適宜的硬化環(huán)境下，增加混凝土的強(qiáng)度。混凝土施工盡量選擇晴天，避免雨天施工，影響水泥硬化?；炷琉B(yǎng)護(hù)可以讓水泥充分水化，進(jìn)一步加速混凝土硬化速度。同時(shí)，為了避免混凝土成型過(guò)程中，出現(xiàn)暴曬、風(fēng)吹，使混凝土不正常收縮，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。混凝土澆筑以后，等混凝土初凝，可以用濕潤(rùn)的草簾或者麻布袋覆蓋在表面，然后在上面灑水保護(hù)?；蛘咴诨炷帘砻嫱磕B(yǎng)護(hù)劑，將混凝土結(jié)構(gòu)與周?chē)艚^起來(lái)。夏季高溫施工過(guò)程中，要加強(qiáng)混凝土灑水次數(shù)，因?yàn)橄募緶囟缺容^高，混凝土水分蒸發(fā)比較快，混凝土結(jié)構(gòu)表面很容易因?yàn)橛不俣冗^(guò)快，造成溫差過(guò)大產(chǎn)生收縮應(yīng)力。如果在冬季施工，則要做好混凝土保溫措施，防止外部氣溫過(guò)低，造成混凝土凍裂。此外，混凝土在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，還要及時(shí)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣能及時(shí)掌握混凝土收縮變化，可以采取有效的措施進(jìn)行防治。混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般在7 d～15 d左右。

2.5建筑工程施工中混凝土裂縫的處理方法

雖然混凝土在施工過(guò)程中，采取有效的方法進(jìn)行控制，但是混凝土裂縫是無(wú)法避免的。因此，混凝土裂縫產(chǎn)生以后，還要對(duì)其進(jìn)行處理，以免混凝土裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛性和強(qiáng)度，加速混凝土結(jié)構(gòu)的碳化和老化。在施工過(guò)程中，根據(jù)混凝土建筑的實(shí)際情況，采取有效的方法，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫進(jìn)行修復(fù)，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的安全性。常見(jiàn)的方法有表面修復(fù)法、灌注法、加固法。表面修復(fù)法比較簡(jiǎn)單就是在混凝土表面裂縫處涂抹一層水泥砂漿或者環(huán)氧膠泥等防腐材料，防止混凝土裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大。灌注法則是通過(guò)壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入到混凝土裂縫處，讓膠結(jié)材料與混凝土結(jié)構(gòu)融為一體，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。加固法則是在混凝土構(gòu)件的角部外包型鋼，用粘貼鋼板、噴射混凝土以及增設(shè)支點(diǎn)進(jìn)行加固。

3 工程案例

陽(yáng)煤集團(tuán)棚戶區(qū)改造住宅小區(qū)建筑工程，單棟住宅樓一共有25層，其中地下2層，地上23層，建筑總面積為32 000 m2，地下室底板和承臺(tái)使用一次澆筑混凝土，混凝土強(qiáng)度為C30。由于外墻混凝土和地下室底板要同時(shí)澆筑，所以混凝土施工縫高于底板表面300 mm。由于該建筑在5月份～9月份施工，這個(gè)時(shí)期溫度比較高，混凝土內(nèi)部溫度比較大，散熱能力比較差，所以必須采取有效的措施，控制混凝土內(nèi)外溫差變化。設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)前，根據(jù)施工環(huán)境，制定設(shè)計(jì)方案，施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙編制施工方案。由于該工程混凝土結(jié)構(gòu)面積比較大，必須合理計(jì)算施工過(guò)程中產(chǎn)生的熱脹冷縮變化，并采取措施降低內(nèi)外溫差。在施工過(guò)程中，施工單位嚴(yán)格控制混凝土澆筑技術(shù)，確?；炷翝仓|(zhì)量?；炷翝仓院?，要做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，夏季高溫季節(jié)，灑水次數(shù)要頻繁一些。通過(guò)控制混凝土內(nèi)外溫差和施工裂縫的產(chǎn)生，從而提高整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土施工裂縫嚴(yán)重影響到混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用時(shí)間，因此，在施工過(guò)程中，必須采取有效的措施進(jìn)行防治，提高混凝土施工質(zhì)量。

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Crackcontrolstrategyinconcreteconstruction

DuanWenxiang

(DevelopmentPlanningDepartmentofYangquanCoalGroup,Yangquan045000,China)

This paper mainly formed from concrete construction cracks (external loads, temperature change, improper construction) to start, according to these reasons put forward the corresponding measures to control the cracks, and combined with specific engineering case are analyzed in detail, in order to improve the quality of concrete, concrete structure to extend the period of use, to further expand its scope of application.

concrete material, construction crack, crack control

TU755

A

1009-6825(2017)26-0114-02

2017-07-04

段文祥(1983- )，男,工程師