施工阶段混凝土裂缝成因及防治与处理

2011-08-15温艳芳

山西建筑 2011年18期

李军温艳芳

混凝土是一种不密实非均质脆性结构材料，混凝土内部存在着固体、液体和空隙。裂缝在混凝土结构中是一种普遍的现象，在一定程度上不能完全避免。但是裂缝的出现不仅会影响到建筑物的美观、结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀，加速混凝土的碳化，降低混凝土的使用耐久性和抗疲劳、抗渗能力，裂缝进一步扩大甚至可能会导致坍塌事故。因此，研究裂缝的成因及其影响因素，能更好地防治裂缝，提高工程质量。

1 施工阶段裂缝的成因

混凝土产生裂缝的原因极为复杂，施工阶段裂缝产生的形式和种类也很多，主要是变形裂缝，包括自身变形裂缝和结构变形裂缝，如温度、收缩、不均匀沉降等方面，要根本解决施工阶段混凝土中裂缝问题，需要从混凝土材料方面、施工方面裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

1.1 材料原因

1)粗细骨料含泥量过大，骨料颗粒级配不良，混凝土单方用灰量、用水量增多，造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。

2)混凝土外加剂、掺合料选择不当或掺量不当，严重增加混凝土收缩。

3)配合比中水灰比过大，混凝土内部水化后残留多余水分，水泥和石子的粘结小，与钢筋的咬接不彻底，降低强度的同时增加了混凝土收缩量，造成混凝土开裂。

4)碱—骨料化学反应，碱活性骨料和碱含量高的水泥(碱含量超过0.6%钠当量时)，或受到含可溶性硫酸盐的水作用时，反应生成物遇水膨胀，造成混凝土不均匀应力，破坏其内部结构，并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结，形成裂缝。

1.2 施工及现场养护原因

1)现场浇捣混凝土时，振捣不均匀、漏振、过振等，混凝土内部气泡不能完全排除时，钢筋表面的气泡则会降低混凝土与钢筋的粘结力，钢筋若受到过多振动，则水泥浆在钢筋周围密集，也会大大降低粘结力，造成混凝土离析、密实度差，降低结构的整体强度，诱导裂缝的产生。

2)高空浇筑混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。

3)大体积混凝土浇筑，混凝土内的水泥在水化反应过程中散发出大量热量，并与外部气温形成一定的温差，从而产生温度应力，其大小与温差有关，并直接影响到混凝土的开裂及裂缝的宽度。另外大体积混凝土工程缺少两次抹面，容易产生表面收缩裂缝。

4)配筋不足，配筋间距大，配筋率小的混凝土结构开裂多，无筋混凝土比有筋混凝土开裂多，钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都有可能导致混凝土开裂。

5)现场模板拆除不当、拆模过早或冬季施工，引起拆模裂缝。

6)现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

2 施工阶段裂缝的控制措施

2.1 材料选择方面

1)根据结构的要求合理选择水泥品种。一般来说，水泥的需水量越大，混凝土的干燥收缩越大，不同水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为:矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。所以，从减少收缩的角度出发，宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥，尽量避免采用早强高的水泥。

2)选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。砂率、含泥量的大小影响混凝土的干燥收缩，最佳砂率范围可以通过理论计算和工程实践确定。

3)化学外加剂的选用。掺加干燥收缩小的减水剂、泵送剂，掺合料和外加剂作为混凝土的组分材料，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

2.2 施工方面

1)控制泵送混凝土水泥用量。混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大，但是增加量不显著，在有可能减少水泥用量时，尽可能降低水泥用量，泵送混凝土的水泥用量偏高，C20～C60混凝土的水泥用量一般约为250 kg/m3～500 kg/m3。

2)把握用水量。混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大，在同一水泥用量条件下，混凝土的干燥收缩和用水量成正比，为直线关系;当水泥用量较高的条件下，混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大。

3)规范浇捣混凝土。浇捣时，振捣棒要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

4)正确选择养护时间和方法。混凝土浇筑面受到风吹日晒，表面干燥过快，产生较大的收缩，受到内部混凝土的约束，在表面产生拉应力而开裂，如果混凝土终凝之前进行早期保温保湿养护，对减少干燥收缩有一定作用，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。

5)混凝土降温和保温。对于大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题，采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现，浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

6)配合比试验。试验人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比。

2.3 全员质量意识方面

随着建设事业的飞速发展，混凝土技术也在向功能型和智能型方向发展，这就要求参建的技术管理人员不断加强和提高自身的学习，充分认识裂缝产生的危害，加强对混凝土结构组成、各种材料对混凝土性能的影响、新工艺新过程的学习了解，监理单位、设计单位和施工单位一起对操作人员进行技术交底，对工程中的重要部位、关键工序、施工措施，与施工班组研究讨论，共同努力实现控制质量目标，有效地避免有害裂缝的产生。

3 混凝土裂缝的处理

3.1 自身变形裂缝处理

1)表面覆盖修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。该法适用于裂缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所用，常用的处理措施是在裂缝表面拌水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响而继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面贴玻璃纤维布等措施，以防止裂缝继续开裂。

2)嵌缝填充法。嵌缝填充法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝表面凿成V形或U形槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。同时也用来修补较宽的裂缝(0.3mm)，作业简单，费用低。

3)低压化学灌浆法。灌浆法是利用压力设备将水泥浆、环氧树脂、甲基苯烯酸酯、聚氨酯等胶凝材料压入混凝土的裂缝中，胶凝材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。