混凝土裂縫控制技術在工程中的應用

張明強

（黑龍江省水利水電工程總公司，黑龍江 綏化 152000）

裂縫是混凝土建筑物主要的老化病害之一，主要由溫度、干縮、砼自身質量、水泥水化熱、鋼筋銹蝕、地基變形、等原因引起。

為控制裂縫的產生，施工中常采取以下幾種措施。

1 控制混凝土因自身質量欠缺而形成的裂縫

混凝土水泥的強度等級和水泥用量相對較高時，開裂現象比較普遍，因此，高強混凝土不一定是高性能混凝土，而高性能混凝土因具有較高的體積穩定性，收縮變形較小而使抗裂性能大大提高，同時高強混凝土必須采用高效減水劑，從而提高混凝土的密實性和抗滲能力。控制干縮裂縫的控制方法有：

1.1 降低混凝土單位用水量

用水量的增加勢必使剩余水量增加，因此，從確保混凝土耐久性出發，應降低混凝土單位用水量（單位用水量控制在160kg～180kg）。

1.2 降低混凝土周圍約束

若混凝土周圍約束過大，內部拉應力無法釋放，拉應力增大而使混凝土干裂，因此，應減少混凝土的倉號長度，（分段澆筑長度應控制在8m～12m左右）以使混凝土內部拉應力能夠充分釋放。

1.3 添加膨脹劑

適量添加膨脹劑（澆筑中摻用粉煤灰）后可以使混凝土體積膨脹，在混凝土內部產生壓應力，部分抵消了混凝土因毛細孔隙干燥而產生的拉應力，從而起到控制干縮裂縫的作用。

2 控制干縮裂縫

混凝土的干縮裂縫主要是由于毛細管壓力造成的。毛細管孔隙在干燥過程中逐步失水，產生很大的毛細管張力，混凝土體積產生收縮，由于混凝土周圍存在約束，內部又有拉應力，當拉應力超過混凝土材料抗拉強度時，便產生了干縮裂縫。干縮裂縫的控制方法有：

2.1 降低混凝土單位用水量

用水量的增加勢必使剩余水增加，因此，從確保混凝土耐久性出發，應降低混凝土單位用水量。

2.2 水泥的影響

不同水泥，混凝土收縮也不同，因此常采用普通425＃水泥。

2.3 降低混凝土周圍約束

若混凝土周圍約束過大，內部拉應力無法釋放，拉應力增大而使混凝土干裂，因此，應減少混凝土的分倉長度，以使混凝土內部拉應力能夠充分釋放。

2.4 添加膨脹劑

適量添加膨脹劑后可以使混凝土體積膨脹，在混凝土內部產生壓應力，部分抵消了混凝土因毛細孔隙干燥而產生的拉應力，從而起到控制干縮裂縫的作用。

因混凝土中摻加粉煤灰技術在我省水利行業尚處于探索階段，但根據有關資料，混凝土中單方水泥用量每增減10kg，水化熱相應升降1℃～1.2℃，從一定程度上控制了裂縫的產生。

3 控制鋼筋銹蝕引起的裂縫

鋼筋銹蝕后體積膨脹2～4倍，對周邊混凝土產生壓力，可能產生順筋裂縫，甚至脫落，從而影響建筑物的使用。而鋼筋銹蝕多為氣蝕、電離引起。因此，在工程要注意鋼筋的銹蝕問題，并從以下幾個方面對鋼筋銹蝕加以控制的。

3.1 鋼筋出廠時，其表面有一層氧化膜，可以對鋼筋起到一定的保護作用，但該薄膜遇水或受潮后因水的微酸性而脫落，使鋼筋酸性氧化而銹蝕。因此，鋼筋原材料和加工后的半成品均應架空放置和上蓋防水雨布作防潮處理。

3.2 鋼筋安裝前表面清潔處理，鋼筋安裝前，其表面必須潔凈、無污物，對已發生銹蝕的部位，必須用鋼絲刷打磨干凈，以保證鋼筋與混凝土的有效結合，同時也可防止因電離而發生銹蝕。

3.3 加強振搗，同時要在增加混凝土和易性和降低砼水灰比上下功夫。提高混凝土密實性，從而減少鋼筋與空氣的接觸。

4 控制水化熱

水泥水化后放出大量的熱量，使混凝土內外形成較大的溫差，從而在溫度應力的作用下形成裂縫。特別是在夏季施工，當中午氣溫高于37℃，露天存放的石子表面溫度可達48℃，砼出機口溫度在30℃左右，混凝土水化后內部溫度更高。為控制混凝土水化開裂，施工中采用了以下措施。

4.1 加冰降溫

在混凝土澆筑前購入冰塊，砸成粒徑約3cm的小塊加入砼生料中，充分拌合后量取出機口溫度，根據出機口溫度來確定加冰量。實際工作中，出機口的控制溫度為18℃，混凝土單方用冰量在60kg左右。因冰塊破碎工作量較大，粒徑也很難控制，加入冰塊后還需延長拌和時間，降低了混凝土澆筑速度，為克服該問題，實際工作中多采用拌和水降溫的方法，即把冰塊稍加破碎后放入拌和水池中來降低水溫。用此方法，通常能夠把拌和用水的溫度降至3℃～7℃左右。

4.2 骨料降溫

骨料的溫度控制主要通過搭蓋涼棚和灑水降溫來進行。搭蓋涼棚可避免太陽光直射，減少骨料吸熱，澆筑前2～3小時再用井水（約16℃）對粗骨料進行充分的灑水降溫。采取以上方法降溫后，澆筑前粗骨料內部溫度約為23℃，細骨料內部溫度約為25℃，降溫效果比較明顯。

4.3 夜間澆筑

白天氣溫較高，即使采用多種降溫措施也很難保證混凝土的入倉溫度，而夜間澆筑-特別是下半夜澆筑，氣溫相對較低，采取溫控措施后，比較容易控制砼的入倉溫度。因此，工作中多把其他工序的施工安排在白天進行，而把混凝土澆筑安排在夜間進行。通過以上溫控措施，可使混凝土出機口溫度控制在18℃以內，入倉溫度控制在28℃以下，有效地控制了溫度裂縫的產生。

5 混凝土養護

由于采用普通硅酸鹽水泥和泵送施工工藝，砼早期水化熱較大。經量測，一般在澆筑后24h左右，內部溫度即達到最大值（約32℃），而此時因規范要求鋼模板尚不能拆除，還不能直接進行表面灑水降溫，為降低混凝土溫度，除盡量降低水灰比外，在澆筑完畢后18h即開始對鋼模板表面進行不間斷的灑水降溫，拆模后對混凝土表面進行全天候養護至14天，通過拆模前是否對鋼模板表面灑水降溫的對比觀察，采取對鋼模板表面灑水降溫的，明顯比未對鋼模板表面灑水降溫的混凝土產生裂縫少的多，因此，混凝土養護應從模板面的灑水降溫開始。

總之通過以上幾種方法，混凝土裂縫現象基本可得到控制，從而在保證混凝土質量上起到一定的效果。

[1]韓德宏,郭鳳廷.灌注樁橋墩施工中注意事項及事故處理[J].水利天地,2005,(07).