建筑施工中混凝土裂缝

2012-04-23黄善文

城市建设理论研究 2012年35期

关键词：水灰比外加剂骨料

黄善文

摘要：混凝土裂缝的控制是一个非常复杂的问题也是很普遍的现象, 但只要在施工的每个环节都严格按规范及设计要求操作, 并采取必要的浇注后的防治措施, 就能有效地防止混凝土裂缝的产生。本文分析了施工中混凝土裂缝的原因，总结了混凝土裂缝控制措施。

关键词：建筑施工混泥土裂缝原因控制措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

混凝土结构中存在微裂缝是一种普遍现象，裂缝的出现不仅会影响建筑物的正常使用功能，而且容易引起钢筋的锈蚀，加快混凝土碳化，降低材料的耐久性，进而影响结构的承载能力。

一、建筑施工中混凝土裂缝产生的原因分析

1、建筑结构设计的原因

建筑设计不合理会导致混凝土结构中出现裂缝，主要表现在：结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝；对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝；构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝；未充分考虑混凝土构件的收缩变形；采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发、体积逐渐缩小，产生收缩，而板的四周由于受到支座的约束，不能自由伸展，当混凝土的收缩所引起板的约束应力超过一定程度时，必然引起现浇表面的开裂。

2、混凝土材料的因素

不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大，而粉煤灰水泥收缩值较小，快硬性水泥收缩大。一般来说，其水灰比不变，水泥用量越多，混凝土的收缩率越大，因为混凝土的干缩主要产生于水泥浆的干缩，水泥浆越少，混凝土中骨料对干缩的制约作用越显著。

其次，混凝土中水的蒸发引起混凝土的收缩，水灰比越大水泥浆越稀，收缩率越大开裂的可能性也越大。同时减少用水量和水泥量对于改善干缩、提高混凝土的抗裂更为有效，但应在正确的方法指导下采用，必须保证混凝土的设计强度要求。

再次，粗细骨料含泥量过大、骨料颗粒级配不良都会造成混凝土收缩增大，从而诱导裂缝的发生，骨料的密度大、级配好、弹性模量高、骨料粒径大则可减少混凝土的收缩。外加剂和掺合料会影响混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收缩和徐变，从而会对混凝土的开裂产生影响，掺有外加剂的混凝土干缩值较大，特别是初期干缩值较大。

3、混凝土材料的配合比

集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。混凝土水灰比过大，或使用过量粉砂也可以使楼板产生裂缝。当用同一品种及相同强度等级水泥时，混凝土强度等级主要取决于水灰比。当水泥水化后，多余的水分就残留在混凝土中，形成水泡或蒸发后形成气孔，减少了混凝土抵抗荷载的实际有效断面，在荷载作用下，可能在孔隙周围产生应力集中，使楼板表面出现裂缝，而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大，拉力强度低，容易因塑性而产生裂缝。配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等。

4、施工工艺及养护的原因

混凝土拌和不匀、拌和时间过长，运输时间过长、运输泵送时改变了配合比，浇筑顺序不合理、速度太快等施工会改变混凝土的质量，降低混凝土的性能，引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。现场振捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣抽撤过快，会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的发生。施工中，振捣棒直接搁在钢筋上进行振动，钢筋被扰动，同时使得浇筑完的混凝土过早受到振动，影响了钢筋与混凝土的握裹作用，也影响了混凝土的均匀性与密实性。钢筋保护层厚度不足，造成钢筋与混凝土的握裹作用减小，对混凝土变形开裂的约束作用减弱。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工，混凝土的收缩值大。大体积混凝土构件浇筑后，抹面的次数和保温工作不到位，易产生表面收缩裂缝。

二、建筑施工中混凝土裂缝的控制措施

1、原材料的选择和配合比的设计

（1）原材料的选择

在建筑施工中，混凝土的原材料选择要满足以下要求：

首先，尽量选择含泥量低、碱活性小的砂石骨料；其次，在水泥的选择上，要尽量选择稳定性强、水化热低的矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥等。如果选择普通硅酸盐水泥，可以通过合理添加掺合料，调节水泥性能；最后，要选择适当的掺合料，达到抑制碱骨料反应的作用。

（2）配合比的设计。配合比的设计不合理会导致混凝土和易性差，出现离淅、泌水、保水性差等现象，增加收缩值，产生裂缝。因此，在混凝土施工中，一定要优化配合比，特别是水灰比，在满足强度和施工工艺要求的基础上，尽量减少水泥用量。

（3）正确使用外加剂。正确添加外加剂，能够起到降低水泥用量、减少水化热、提高混凝土的使用性能的作用。在混凝土施工中，多采用具有减水、增塑、缓凝作用的外加剂，以此来预防裂缝的产生。

2、重视基础处理，防止不均匀沉降

（1）在施工前要对地基地质情况进行细致勘察，避免在土质松软、容易塌陷的地基上修建建筑物。

（2）针对软弱层要进行必要的技术处理，使地基达到平整、紧实的施工要求。

冬季施工中，可以采用大棚对基础中的冻土和冰块进行彻底清除，以免在温度升高的情况下冻土和冰块熔化，出现塌陷。

3、控制混凝土水化热升温，减小温度应力

在施工中，可以采取一些措施减小混凝土因水化热升温与环境产生的温差值，进而减小温度应力，避免产生裂缝。尤其是环境温度低于混凝土施工温度的时候，可以采取以下的方法降低温差值：首先，对原材料进行加热，在混凝土拌制、运输和浇筑过程中储备热量，加快水泥水化放热，降低混凝土内部温度。其次，在混凝土浇筑过程中可以通过搭设暖棚，提高入仓环境温度，减少温度应力。最后，随时观察混凝土内部温度变化情况，根据混凝土内部温度变化随时提高保护温度，降低温差。通过降低混凝土内部温度与提高环境温度的双重作用，有效降低温度差，减小或避免温度应力，可以有效防止裂缝产生。

4、合理布置防裂钢筋

钢筋与混凝土共同工作的基础是两者之间的粘结力。在一般常温和允许应力状态下，钢材的性能是比较稳定的，其与混凝土的热膨胀系数相差不大，因而在温度变化时，钢筋与混凝土之间的内应力很小，而钢材的弹性模量比混凝土的弹性模量大7-15倍。当混凝土的强度达到极限强度、变形达到极限拉伸值时，应力开始转移到钢筋上，从而可以避免裂缝的开展拼。配置的构造钢筋应尽可能采用小直径、小间距，例如配置直径6-14mm、间距控制在100-150mm。按全截面对称配筋是最合理的，这样可大大提高混凝土抵抗贯穿性开裂的能力。若进行全截面对称配筋，配筋率应控制在0.3%-0.5%之间。

5、重视混凝土的浇筑过程

混凝土浇筑方面应该注意以下问题：

（1）在混凝土浇筑过程中，应分层分段连续进行。每层浇筑高度应根据实际情况具体分析，一般分层高度为振捣器作用部分长度的1.25倍，最大不超过50厘米。

（2）在没有采取其他措施的情况下，混凝土从料口投放的自由倾落高度要控制在2米以内。

（3）在浇筑混凝土的过程中，应避免出现间歇。如果不能避免，则应该严格控制间歇时间。并保证在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。

（4）使用插入式振捣器应快插慢拔，确保插点排列均匀，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍(一般为30－40cm)。振捣上一层时应插入下层5cm，以消除两层间的接茬影响。

（5）在浇筑混凝土过程中，应该密切观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋的工作情况，如果发现问题，应该及时停止作业，并在浇筑好的混凝土凝结前，将问题排除，以保证正常作业。

6、合理控制拆模时间

要合理控制拆模时间，在拆模前，对现场同条件的试块进行测试，达到设计及规范要求的拆模强度后方可拆模，严禁提早拆模。

7、加强冬施期间混凝土结构的养护

（1）通常来讲，混凝土保温养护的持续时间不能少于15天，在实际施工中，可以根据温度应力确定是否需要适当延长养护时间。保温覆盖层的拆除工作要逐层进行，不可贸然整体拆除。

（2）提前确定温控指标，进而根据温控指标要求，对浇筑后的混凝土实施保温养护措施，以达到降低混凝土浇筑块体的内外温差、减缓降温速度、防止裂缝产生的目的