混凝土施工裂缝的控制及其预防

2015-10-29王岚

建材与装饰 2015年7期

关键词：热量水泥裂缝

王岚

（河南理工大学焦作矿区建设工程质量监督站　河南　焦作　454000）

混凝土施工裂缝的控制及其预防

王岚

（河南理工大学焦作矿区建设工程质量监督站河南焦作454000）

在建筑施工领域，混凝土的应用领域极其的广泛，在混凝土施工过程中，有很多原因都会造成裂缝，在一定程度上影响着混凝土的质量，进而影响了建筑物的耐久性以及稳定性。本文通过分析混凝土施工裂缝的形成机理，提出相应的解决方法，提高混凝土的质量，保证建筑物的稳定性和耐久性。

混凝土；施工；裂缝

1　前言

混凝土施工裂缝可能出现在建筑结构的任何一个部位，如现浇板、楼梯、梁、柱等。裂缝的出现不仅影响建筑的外观，甚至降低结构的承载力，影响结构的稳定性。通过分析裂缝的形成原因，采取相应的措施对产生的裂缝进行有效地控制和预防，尽最大的能力降低混凝土施工裂缝，保证施工质量，提高结构的耐久性和稳定性。

2　裂缝的形成机理

混凝土中产生的裂缝是难以避免的，有裂缝的出现，不但影响了建筑的美观，而且还影响到了建筑的正常使用，大大降低了建筑的稳定性和耐久性。我们根据裂缝的成因，并结合了实际的情况，采取相应的措施对裂缝进行控制和预防。力学裂缝和温度裂缝是常见的混凝土裂缝。

2.1力学裂缝

力学裂缝又称是应力裂缝，该类裂缝由收缩产生，如：自身收缩、塑性收缩、碳化收缩、干燥收缩等。在现实工程中，主要有以下三种表现：①在混凝土硬化的过程中，体积会随着水分的蒸发而缩小和减少，而板块的四周因为有支座的控制，不能随意改变。由于混凝土收缩会引起板快的控制力变大，便会在压力相对集中的部位产生裂缝；②在拆模的时候，混凝土的强度没有达到规定的数值，混凝土还没有达到最终凝固的效果，使得混凝土楼板发生一定的弹性变形，在混凝土的早期强度偏低或基本没有的时候，或者在承受弯、压、拉应力较低的时候，混凝土会出现一些裂缝；③在施工的过程当中，没有及时的采取有效措施对结构加以保护，一般情况下，因工种交叉进行施工，施工人员在板上行走较为频繁，而板上层的钢筋软且细，造成钢筋发生弯曲变形、下沉，混凝土保护层发生破坏，产生结构裂缝。

在混凝土硬化的过程中，水泥迅速升温并不断向外释放热能，有时候也会因为混凝土在硬化过程中缺水而出现裂缝。温度是导致混凝土硬化的最为明显的一个原因，主要表现在混凝土自身密度小，不易散发热量，向混凝土浇水的时候，混凝土遇水产生化学反应，生热，热量大量积累在混凝土内部不散发，从而在混凝土表面形成了不同的温度，不同的温度相互作用就形成了一种力量；混凝土模型形成之后，混凝土外部的差异会快速降低，从而导致混凝土表面出现裂缝；混凝土内部的最高温度与热量散发后的使用温度或最低温度的差值，引发裂缝。

3　混凝土裂缝的预防措施

3.1力学裂缝控制措施

在实际工程中，通常使用的控制力学裂缝的措施主要有以下四种：

（1）表面处理法。通常的表面处理法主要以表面贴补法和表面涂抹法为主，前者较多用于封堵漏水的裂缝，而后者则恰恰与此相反。

（2）填充法。常常使用可以修补裂缝的混凝土进行填充裂缝，裂缝越宽成本越低，相应的整体经济效益也就越高。采用填充法的标准通常是裂缝在0.3mm左右。裂缝直接用于修补材料填充。

（3）灌浆法。此方法是最为通用的方法，并且能够将裂缝处理的很好。传统的灌注法用压力为0.2～0.4MPa的压送设备向裂缝注入混凝土，闭塞裂缝，具有较好的效果。而新方法采用弹性补缝器向裂缝注入注缝胶，省电方便且效果较好。

（4）结构补强法。多用于因火灾、负荷过大或者长久失修而出现的裂缝。结构补强法又包括许多具体的实施方法，通常可以采取取样或者用气体、水等产生的压力来进行检测最终的结果。

以江西省井冈山市和抚州市南丰县军峰山作为研究地点，选择4个样地(表1)。研究区域均属于亚热带季风气候，年均温14.2 ～ 17℃，最低温-10 ～ -6℃，最高温38 ～ 39℃，年均降水量为1852.6 ～ 1875 mm。土壤为黄壤，一般为酸性[13]。区域内的典型植被为亚热带常绿阔叶林，优势种为马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)、长柄双花木和狗脊蕨(Woodwardia japonica(L. f.) Sm.)等[14]。

3.2温度裂缝控制措施

减小温差的具体要求如下：①混凝土的内外温差控制在25℃以内；②混凝土温度陡降应小于10℃。在室外温度为20～ 30℃时，使用混凝土，其原因主要是因为在此条件下，混凝土内部与外部的气压差减小，有效地防止了因为温差大而形成的裂缝，与此同时还降低了施工成本。结合理论数据，将石块拌入混凝土的模具中，这样也可以有效的防治因起温差而引起的裂缝显现。

3.2.1水泥与水的比列

水泥遇水产生化学反应是混凝土内外温度不同的主要原因，适当的降低水泥遇水后产生的化学反应的强度，从而就可以降低混凝土表面因内外万毒的不同而行成的温度差异。相应的化学反应所产生的热量数值见表1所示。

减少水泥遇水后产生热量的主要方法是：①利用化学反应，在水泥中水泥中C3S、C3A所含的比例越大，则产生热量的速度也就越快，温差越久越大。通过上表相关数据的分析，后两种水泥因遇水产生化学反应生成的热量少，因此这两种水泥通常被需要大量的体积大的混凝土的情况下使用。如果混凝土的外部有强大的压力则选择使用膨胀幅度小的水泥。②为了防止水泥水化过快，可以适当的添加其他化学试剂，延缓水泥凝固的速度，延长水泥凝固的时间。③即可以降低水泥遇水产生的热量又可以延缓水泥水化的速度的方法是利用粉煤灰，将其拌入水泥中，使其产生化学方应。④在特定的条件下，可以利用坚硬的石头较小混凝土膨胀的幅度。

表1　水泥水化热（单位：kJ/kg）

表2　岩石的线膨胀系数

表2通过实验描述了岩石的物理性质。可以通过将骨料之间的间距缩短来见小减弱混凝土的收缩强度，把岩石都要构成成分砂砾控制在一定的单位范围内。选择粗骨料的时候尽量挑选粒径大的的粗骨料节约成本的同时减少水泥与水产生的化学反应。一定的混凝土中尽量在标准以及要求内提高水以及水以及水泥的利用率，这也可以有效地减缓混凝土缩水现象。

3.2.2利用石块吸热

石块具有吸收热量的性能，在一定的混凝土中按照合理比例掺入一定数量的石块，石块在吸收热量的同时也可以降低混凝土的使用，从成本这一块来看，节约了成本。然而在掺入石块的时候，要严格控制石块的大小，强度等必须在合理范围内。

3.2.3合理的入模温度

混凝土入模和出模的温度都有严格的控制，前者一般是28℃以内，后者一般要求在25℃之内。若施工的时间是在夏季，也需要注意避免混凝土因太阳照射产生过高的温度，调和水泥的水的温度也不宜过高。

3.2.4调节气温差异

提高混凝土外部热量，降低混凝土内部热量，通过外蓄内降的方式，在外部用水或者各种帘子形成保温层防止热量消失，在内部通常利用环保节能的金胶管或者软胶管采用如图1的方式利用水吸收热量的性能降低混凝土内部的气温。

3.3其他措施

混凝土的拌合严格根据混凝土配合比，根据现场集料的含水量以及具体的气温条件等调整配合比，保证混凝土的和易性较好，避免因水用量过多产生的影响结构的美观和质量。加强混凝土施工的管理，保证混凝土拌合的质量。