浅谈混凝土施工裂缝产生的原因及控制措施

2021-05-03诸明会

建材与装饰 2021年12期

关键词：构件水泥裂缝

诸明会

（常德经投工程咨询有限公司，湖南常德415000）

0 引言

在建筑工程中，由于混凝土是由多种原料混合而成的材料，比如水、水泥、骨料等复杂原料，其原料的质量、施工技术、生产工艺、方法、步骤、季节更替、施工操作水平、结构设计不合理、地基的不均匀沉降因素会在混凝土施工过程中产生裂缝。

要精确把握各方面因素，避免混凝土施工裂缝的出现。要提高施工的质量保证建筑的整体质量，延长建筑的使用寿命，保障人们在使用过程中的体验感。

1 混凝土施工裂缝产生的原因

混凝土施工过程中，受各种因素影响会出现不同类型的裂缝，主要是以下几种裂缝，以下对这些裂缝形成原因进行分析。

1.1 干燥收缩造成的裂缝

混合黏土中掺砂粉砂黏土原料或杂质、骨料匹配不合理、水泥与外加剂已变质或过期、外加剂品种和用量使用不当、水和水泥混合不当、养护不当，受风和日晒影响，表面水分流失快，混凝土体积减小。相反，工程内部温度影响不大，使温差波动小，所以收缩也小，二者之间产生相对的拉力，造成工程表面的裂缝产生。另一种情况是，混凝土工程长期暴露在空气中，表面水分蒸发快，内部水分蒸发慢，二者水分蒸发不一致，产生相应的拉力，也会造成混凝土工程表面的裂缝产生。一般干燥收缩造成的裂缝有两种情况：①不规则的龟纹或径向裂纹；②裂缝在一定的时间间隔内出现。

1.2 温度变化引起的裂缝

在高温条件下进行浇筑混凝土时，如果不及时的养护和养护方法出现失误时，浇筑后的混凝土中掺有水泥，水化热，通常会因为环境温度和工程构件自身的温度的变化形成差异，会造成工程内外产生拉力，这种受力变形就是温度引起的变化，特别是大体积混凝土浇筑后，水泥在硬化过程中产生大量水化热，构件里面温升和混凝土表面温差较大。此时变形受到混凝土内部的约束，产生较大的拉应力，混凝土的早期抗拉强度很低，因超过极限的过度拉力而出现裂缝。由于温度变化引起的裂缝特征与干燥收缩引起的裂缝特征相似，其分布多为不规则纵横交错。但有一个显著的季节特征，冬季缝宽较宽，夏季缝薄。在混凝土施工的截面高度上，形状多为宽窄型。温度裂缝如图1所示。

图1 温度裂缝

裂缝的一般特点：由于温度的变化、温差大小、内外制约程度和结构构件的类型不同，温度裂缝的形状和发生的位置都有很大的不同。此外，随着时间的消逝，温度裂缝会随之发展，甚至裂缝更大。

1.3 塑性收缩产生的裂缝

塑性收缩裂纹常见于新铸和暴露在空气中的结构，构件表面出现，且长度不同、不连贯、裂纹、类似于干泥浆表面。大部分混凝土在初凝后（一般浇筑后4h左右），当外界温度高，风速高，气候非常干燥。

出现原因：混凝土浇筑后，表面未及时覆盖，受风、日晒影响，表面自由水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而这种混凝土早期强度较低，不能抵抗这种变形应导致开裂；使用收缩率大的水泥或水泥用量过多，或使用过多的粉砂；混凝土水灰比过大，模板、垫层太干，吸湿量过大。斜坡上的混凝土由于荷载大，在向下流动时出现裂缝，如图2所示。

图2 塑性裂缝

1.4 沉陷裂缝

结构和构件下的软、硬基础不均匀、部分地面存在软土，尤其是下陷性的黄土、冻土、膨胀土、盐渍土、软土等不良场地，没有经过夯实及必要的加固处理，混凝土浇筑后，地基部分区域沉降，导致地基出现裂缝。卧式预制件的底模部分位于回填土上，在维修过程中浸水，造成局部沉降。由于横向刚度差，弦、腹杆或梁的上侧出现裂纹。结构各部分受力不同，没有做必要的加固处理。由于地基应力不均匀或结构应力不均匀，产生不均匀沉降，引起结构应力集中，发生开裂。未按条约及图纸要求进行施工，模板刚度不足、模板支撑薄弱、支撑间距过大或支撑在软土上。冬季施工时，在多年冻土上支撑模板支架，表面结构没有达到一定的硬度时，地基融化下降，导致结构下沉或开裂等。

2 出现裂缝后的解决措施

混凝土浇筑前，应根据批准的施工计划编制施工计划并进行控制。根据施工进度、具体用途和当地交通环境，合理安排生产运输。对于以土层为模型的基础工程，应在施工前对土层进行良好的测量，必要时对软弱下卧层进行处理。在浇注过程中，应防止混凝土被水浸透。在岩石等硬基础上浇筑长而大的混凝土基础时，应首先使用沥青铺设隔离层，以便减少约束。模板中的垃圾杂物要在收到经验后清理合格。后浇带应留置严禁按照图纸和规范的要求，和几种应当严格按照图纸和规范要求的停止时间，来降低温度收缩拉力，按要求施工，安排浇注进度和顺序，因材料破损和人为原因造成的冷缝。对于大体积混凝土应计算温差设置降温措施。大体积混凝土分层、分段浇筑，有利于散热，减少约束，较大面积混凝土会承受两次振动，合理布置结构抗裂钢筋。冬季或冻土环境施工应采取预防措施。在施工设计过程中，应躲开埋管线或开口密集的地方，

进行布置时应采取加固施工措施。钢筋的距离和选址应符合图纸要求，保护钢筋的膜层的厚度和布置应符合图纸要求，应采取措施防止钢筋被踩踏。

3 混凝土施工裂缝的控制措施

3.1 减少裂缝控制

对降裂的控制主要在于对湿度变化的控制，使结构、构件的湿度相对稳定。对混凝土的早期养护，在完成后，外露的表面应覆盖条状、草袋或塑料膜和洒水器。早期涂布在高温、低湿度、高风速、水雾压实和足够维护时间的条件下。增加混凝土表面的压力，但应注意避免压力过大。使用水压实技术，如混凝土喷涂或塑料薄膜涂层，减少水分蒸发或使用其他方法减少空气流动（如保护墙、保护），以减缓表面水的蒸发。应及时拆除结构的预应力部位，以免延长堆肥时间。正确搅拌要避免具体数量的水灰、水泥、砂石饱和，严格控制砂石含量，避免使用粉状砂石来增加混凝土强度。当组件在明火上放置较长时间时，应继续正确地使用灌溉或涂层，以便有较长的湿润期，特别是较薄的材料，应在阴凉处覆盖该组件。

3.2 温度裂缝控制

选择使用低热或中热水泥配置的混凝土；在混凝土中掺入粉煤灰或减水剂；采用后期强度（90d、230d）可以减少水泥的使用和温度的升高；在基础上埋设冷却水管，循环冷却水，使水化产生热量；在小钢筋的其余骨料混凝土中，掺加小于30%的石头以便吸收热量，可节约混凝土的使用。做好混凝土保温、保湿保养、缓冷，充分发挥蠕变特性，降低温度应力；夏季避免阳光暴晒，冬季采用保温罩，避免剧烈的温度梯度。保护时间较长，要增加温度检测步骤，根据时间变化，适时调整保温措施，控制混凝土内外温差不超过25℃，施工构件拆除后，应及时进行土壤填埋，避免结构侧面长期暴露在外。