淺談產(chǎn)生混凝土裂紋的原因及其控制措施

摘要：大體積混凝土的澆筑后容易出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象一直以來(lái)是個(gè)困擾工程技術(shù)人員的問(wèn)題，本文以廣東省茂名市茂名潤(rùn)昌房地產(chǎn)開發(fā)有限公司金碧花園C棟為例，本工程地上15層和地下1層，總建筑面積23206m²。分析容易產(chǎn)生混凝土裂紋的原因，并提出了高溫條件TT程施工時(shí)如何預(yù)防和控制混凝土裂紋產(chǎn)生的措施。

關(guān)鍵詞：混凝土 裂紋 原因 控制

1 產(chǎn)生混凝土裂紋的原因及其控制措施

在混凝土施工過(guò)程中，溫度升高是由水化熱和南方天氣溫度高引起的?；炷羶?nèi)部溫度升高并且膨脹，而混凝土表面處于冷卻和收縮狀態(tài)，如果內(nèi)外形成溫差過(guò)大，則在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力引起開裂。裂紋的寬度和深度取決于熱的混凝土內(nèi)部和冷的混凝土外表面之間的溫度差大小。天氣晝夜溫度相差過(guò)大也是混凝土產(chǎn)生裂紋的原因之一。

1.1混凝土施工時(shí)溫度的控制措施為防止出現(xiàn)開裂，在混凝土施工過(guò)程中，所有構(gòu)件要考慮溫度控制。其內(nèi)部溫度不能比當(dāng)?shù)丨h(huán)境年平均溫度高出6℃～10℃，可通過(guò)以下途徑控制混凝土的內(nèi)部溫度：①低水泥用量——270～390kg／m³；②粗集料——0.5～31.5mm；③大的粗集料用量——可占總集料量的70-80％；④利用低熱水泥；⑤摻加火山灰摻合料一其水化熱約為水泥水化熱的25％～50％；⑥冷卻混凝土組成料使混凝土的初始溫度降低；⑦用預(yù)埋的冷卻水管給混凝土降溫：⑧用散熱迅速的鋼模澆注：⑨水養(yǎng)護(hù)；⑩每層澆注厚度不大于1.0m。

1.2預(yù)防和控制措施混凝土澆注的溫度在25℃～35℃之間時(shí)，應(yīng)提前采取一些措施來(lái)改善高溫對(duì)混凝土產(chǎn)生的不利影響，臨時(shí)采取的措施很少能充分實(shí)施。如果在工地沒(méi)有可以參考的數(shù)據(jù)，那么應(yīng)該根據(jù)試拌時(shí)的溫度和典型混凝土截面尺寸來(lái)確定最高溫度的限制，而不是引用某些權(quán)威機(jī)構(gòu)規(guī)定的最佳溫度。盡可能在一定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行大量的試驗(yàn)測(cè)定拌合物的性能，建立不同溫度條件下混凝土性能與時(shí)間關(guān)系曲線，以此確定出不同混凝土溫度時(shí)卸載混凝上所允許的最長(zhǎng)時(shí)間。

1.3混凝土組成材料的質(zhì)量控制和冷卻措施通常降低混凝土溫度的方法是在拌合前降低混凝土組成材料的溫度，如冷卻一種或多種組分。在炎熱天氣下，應(yīng)盡量降低集料與拌合水的溫度，因?yàn)榕c其他材料相比，這些材料在拌合后對(duì)混凝土溫度影響比較大。

混凝土拌合物中每種材料對(duì)新拌混凝土溫度的貢獻(xiàn)與每種材料的溫度、比熱和每種材料的質(zhì)量有關(guān)。

在混凝土所用材料中，水最易冷卻。即使水的用量比其他材料少，但冷水也會(huì)適當(dāng)降低混凝土的溫度。我們要盡可能使用較冷的水源，這些水源不要直接暴露在太陽(yáng)光下，儲(chǔ)水池和運(yùn)輸水的管道應(yīng)該埋藏、隔熱、遮陽(yáng)或漆成白色，使水盡可能保持較低的溫度。

有許多簡(jiǎn)單的方法可以使集料保持較低的溫度，料堆必須遮陽(yáng)和通過(guò)噴淋維持潮濕。由于蒸發(fā)是一個(gè)降溫的過(guò)程，特別是相對(duì)濕度較低時(shí)，噴淋是一種有效的冷卻方法。噴淋粗集料時(shí)要避免集料表面水分含量變化過(guò)大引起流動(dòng)性、均勻性不良。另一種冷卻方法是制冷。集料可以浸在冷水桶槽中，還可在儲(chǔ)料倉(cāng)中通人循環(huán)的冷空氣。

1.4混凝土澆筑前的控制措施在炎熱的天氣，混凝土澆注前，應(yīng)采取一定的預(yù)防措施來(lái)維持或降低混凝土的溫度，攪拌機(jī)、流料槽、傳送帶、漏料斗、泵送管以及其他設(shè)備都應(yīng)遮陽(yáng)、漆成白色或蓋上濕麻布來(lái)減少太陽(yáng)輻射熱能。

澆注混凝土前，模板、鋼筋及基礎(chǔ)應(yīng)噴霧或用涼水噴淋，在澆注和修整時(shí)對(duì)這些地方噴霧不僅能降低接觸面和周圍空氣的溫度，還能增加空氣的相對(duì)濕度，從而減緩混凝土溫度的升高，也使得澆注后混凝土水分的蒸發(fā)最少。在溫度特別高時(shí)，將澆注混凝土的時(shí)間改在早晚或夜間，可以取得良好的效果，這些措施可以很經(jīng)濟(jì)地減小大體積混凝土的溫度收縮和開裂。

1.5預(yù)防塑性收縮裂紋塑性收縮裂縫有時(shí)在新拌混凝土澆注后不久就在表面出現(xiàn)，而有時(shí)卻在修整時(shí)或修整后不久產(chǎn)生。如果采取預(yù)防措施，可以消除這些主要在水平表面出現(xiàn)的裂縫。

炎熱天氣通常會(huì)造成塑性收縮開裂，但如果周圍環(huán)境引起混凝土表面水分快速蒸發(fā)，塑性收縮開裂也會(huì)隨時(shí)發(fā)生，一旦混凝土表面蒸發(fā)的水分大于泌水速度就會(huì)產(chǎn)生開裂，因?yàn)檫@使得表面出現(xiàn)快速的干燥收縮和拉應(yīng)力，通常裂縫為短而不規(guī)則形狀。下列情況單獨(dú)或同時(shí)出現(xiàn)，將加速混凝土表面的水分蒸發(fā)并增加塑性收縮開裂的可能：①混凝土表面溫度明顯高于空氣溫度；②空氣濕度低；③風(fēng)速大。

裂紋的長(zhǎng)度通常為50～1000mm，呈不規(guī)則分布，相距50～700mm。目前還沒(méi)有辦法確切預(yù)測(cè)在什么時(shí)候會(huì)產(chǎn)生塑性開裂。因此只能采取預(yù)防措施，這些措施以如下順序在施工中實(shí)施：①潤(rùn)濕干燥和吸濕性強(qiáng)的混凝土集料；②冷卻集料和拌合水以使混凝土保持較低的溫度；③澆注混凝土前，潤(rùn)濕基礎(chǔ)，對(duì)模板噴霧；④搭建臨時(shí)擋風(fēng)板來(lái)降低混凝土表面的風(fēng)速；⑤搭建臨時(shí)遮陽(yáng)板降低混凝土表面的溫度；⑥在澆注和修整之間如果有較長(zhǎng)的時(shí)間間隔可臨時(shí)用聚乙烯膜之類的覆蓋物來(lái)保護(hù)混凝土；⑦在澆注之后或修整之前立即對(duì)混凝土板噴霧，但應(yīng)注意防止板積水，因?yàn)榉e水會(huì)降低混凝土板表面水泥漿體的質(zhì)量；⑧在混凝土中加入塑料纖維有助于減少塑性收縮裂紋的形成。

減少混凝土塑性開裂最有效的方法是在最終修整之前和之后噴霧養(yǎng)護(hù)混凝土，噴霧可以增加混凝土板上方空氣的相對(duì)濕度，從而減少混凝土水分的蒸發(fā)。

其他防止混凝土表面水分，快速損失的方法包括：①噴灑能臨時(shí)保持水分的薄膜(通常為聚合物)，或者覆蓋濕潤(rùn)的麻袋；②施工過(guò)程中避免不必要的延誤，澆注后至開始養(yǎng)護(hù)的時(shí)間間隔盡量縮短；③如果抹面時(shí)出現(xiàn)塑性收縮裂縫，在裂紋的兩側(cè)用抹子敲擊并重新抹面可使裂縫閉合，但是如果沒(méi)有找到裂縫產(chǎn)生的原因，裂縫還可能再次出現(xiàn)。

1.6混凝土養(yǎng)生和保護(hù)混凝土拆除模板養(yǎng)護(hù)，拆模對(duì)混凝土不造成損傷時(shí)就要及時(shí)松開模板，然后在混凝土上露表面灑水。在硬化混凝土和平直的混凝土表面灑水時(shí)，水的溫度不應(yīng)低于混凝土溫度10℃以上，這可以在很大程度上減少溫度應(yīng)力所產(chǎn)生的裂縫，而溫度應(yīng)力是由養(yǎng)護(hù)水和混凝土之間的溫度差引起的。

混凝土抹面后最初的幾小時(shí)最需要潮濕養(yǎng)護(hù)，為防止混凝土外露表面干燥，抹面結(jié)束后應(yīng)盡可能早地進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，而且持續(xù)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不少于24h。在炎熱天氣盡可能整個(gè)養(yǎng)護(hù)期都采用潮濕養(yǎng)護(hù)。但是如果潮濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間超過(guò)24h，且混凝土表面仍然潮濕時(shí)，可用養(yǎng)護(hù)紙、熱反射塑料卷材或成膜養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行保護(hù)以便混凝土免于干燥。

混凝土水平表面可以使用白色養(yǎng)護(hù)劑，在炎熱天氣下應(yīng)該經(jīng)過(guò)24h潮濕養(yǎng)護(hù)后才能使用養(yǎng)護(hù)劑，如果實(shí)際情況不允許，就應(yīng)該在抹面后且混凝土的表面潮濕時(shí)立即使用養(yǎng)護(hù)劑。

2 結(jié)語(yǔ)

混凝土裂紋不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此，在施工中需要采取各種措施來(lái)預(yù)防裂紋，特別是重點(diǎn)部位混凝土裂紋的出現(xiàn)和發(fā)展，以保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。