鋼筋混凝土墻板構(gòu)件早期裂縫的防治措施研究

趙建新

（寧夏煤炭基本建設(shè)公司 混凝土制品公司，寧夏 石嘴山753000）

0 引言

混凝土作為水泥漿體硬化后的水泥石與砂、石骨料組成的非均質(zhì)復(fù)合材料，微裂縫是其本身的固有屬性。 微裂縫在外力或變形作用下逐漸擴(kuò)展并互相串連穿過硬化后的水泥石，將發(fā)展成為可見的宏觀裂縫。 微觀裂縫為宏觀裂縫的出現(xiàn)提供了裂縫源，使混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)與使用過程中可能出現(xiàn)不同形式、不同程度的宏觀裂縫。

根據(jù)裂縫的肉眼可見程度，工程界一般將大于等于0.05mm 的裂縫（實(shí)際最佳視力可見為0.02mm）稱為“宏觀裂縫”，否則稱之微觀裂縫。裂縫按其產(chǎn)生的原因，可分為荷載裂縫和變形裂縫。荷載裂縫是指因動、靜載的直接作用引起的。 變形裂縫是指因不均勻沉降、溫度變化、濕度變異、膨脹、收縮、徐變等變形因素引起的裂縫。

1 混凝土質(zhì)量控制

1.1 優(yōu)化配合比

根據(jù)最小單位用水量或最小膠凝材料用量原則、最大骨料堆積密度原則、適當(dāng)水灰比原則“三原則”進(jìn)行抗裂配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)。 在滿足混凝土強(qiáng)度和工作性能的前提下，選擇最小膠凝材料用量；增大骨料體積，控制骨料的合理級配，減小骨料空隙率，以減少膠凝材料用量；選用級配良好的粗、細(xì)骨料。

1.2 混凝土澆筑

確保澆筑后混凝土具有良好的均質(zhì)性，應(yīng)保證混凝土組成、配比不發(fā)生波動。 在泵送混凝土進(jìn)場時嚴(yán)格把關(guān)。 嚴(yán)禁坍落度超出設(shè)計(jì)要求、出現(xiàn)大的波動，這有利于控制塑性塌落。 在坍落度不足時，嚴(yán)禁隨意加水，以保證混凝土組成和配比一致性，避免混凝土均質(zhì)性降低。

混凝土的澆筑環(huán)境、出料高度、次序?qū)炷恋木|(zhì)性、早期微缺陷的形成都會產(chǎn)生影響。 混凝土墻板可采取分層分段澆筑方式。 分段連續(xù)澆筑時，每段混凝土可采用由外向內(nèi)、對稱次序的方式進(jìn)行澆筑，防止模板受力不勻產(chǎn)生位移而出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象出現(xiàn)。 分層澆筑時，在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢，避免上層混凝土與下層之間形成較強(qiáng)的內(nèi)約束作用，出現(xiàn)約束微裂縫，帶來裂縫隱患，影響混凝土的整體性。

施工中的振搗會對混凝土的塑性塌落及均質(zhì)性產(chǎn)生較大影響。

振搗不足時，將造成混凝土密實(shí)程度不足，可能會引起混凝土強(qiáng)度的降低， 也可能使混凝土產(chǎn)生較大的塑性塌落而引起沉縮裂縫；而過度振搗則會使混凝土表面出現(xiàn)大量浮漿， 造成混凝土均質(zhì)性變差。因此，混凝土振搗的原則應(yīng)是充分但不過分振搗。采用振搗棒操作時，做到“快插慢拔”，插點(diǎn)應(yīng)均勻。防止塑性塌落裂縫產(chǎn)生，可在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗，使混凝土充分沉實(shí)。

1.3 鋼筋構(gòu)造工程

適當(dāng)?shù)摹凹?xì)、密”方式配筋可以在約束混凝土早期收縮的同時，分散微裂縫，延遲宏觀裂縫的出現(xiàn)。 利用構(gòu)造配筋達(dá)到有效防裂的前提是，按設(shè)計(jì)方案的裂縫構(gòu)造控制措施精確實(shí)施鋼筋構(gòu)造工程，在整個施工過程中不產(chǎn)生偏差。這些構(gòu)造控制措施的內(nèi)容通常包括錨固長度規(guī)定、構(gòu)造鋼筋的設(shè)置、構(gòu)造縫及后澆帶的設(shè)置等。

1.4 模板工程

模板應(yīng)表面光滑,并避免采用吸水性大的材料制備。 模板表面的凸凹不平會限制混凝土的均勻下沉，降低混凝土的均質(zhì)性；吸水過大或太快會造成部分混凝土喪失流動性，導(dǎo)致塑性沉降裂縫產(chǎn)生。 模板材料應(yīng)滿足強(qiáng)度要求， 確保能夠承受混凝土自重以及施工荷載的作用。

支模時，保證模板定位精確、連接牢固，并置于堅(jiān)實(shí)的地面之上，使之能有效發(fā)揮承受荷載、抵抗變形的作用。 模板安裝應(yīng)保證接縫構(gòu)造緊密、不滲水、不漏漿，避免混凝土與實(shí)際配比發(fā)生變化，均質(zhì)性降低。拼接模板時確保模板整齊光滑，避免錯位現(xiàn)象，因產(chǎn)生突變截面而造成混凝土不均勻沉降，從而導(dǎo)致塑性塌落裂縫產(chǎn)生。

2 減小約束的方式

現(xiàn)實(shí)工程中，理想的無約束狀態(tài)是無法實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)件總是在施工成型、性能發(fā)展過程中，受到模板、鋼筋、相鄰構(gòu)件的約束。 因此，非荷載變形引起的混凝土約束應(yīng)力原因來源于自身變形受到一定程度的內(nèi)外約束，約束應(yīng)力大小不僅取決于非荷載變形量，也取決于構(gòu)件受到的約束程度。 通過一定技術(shù)手段，在一定程度上有效釋放混凝土結(jié)構(gòu)的非荷載變形，或是降低結(jié)構(gòu)所受的約束程度，就能達(dá)到降低混凝土內(nèi)部約束應(yīng)力，提高其抗裂性能的目的。

如果材料自身具有足夠高的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸應(yīng)變，即便混凝土發(fā)生的非荷載變形受到完全約束，構(gòu)件也具有足夠的抵抗能力而不至于開裂。工程中，可采用適當(dāng)增加配筋或增加纖維增強(qiáng)的方式，提高混凝土本身的極限拉伸或抗拉強(qiáng)度來獲得一定的抗裂效果，也可在混凝土施工中采取正確措施（如合理振搗、養(yǎng)護(hù)）來提高混凝土的均質(zhì)性，保證其抗拉強(qiáng)度和極限拉伸應(yīng)變增長。

商品混凝土普遍具有較高的收縮變形，同時伴隨提高施工效率的泵送工藝， 建設(shè)方及施工方均希望能獲得大體量完整性的混凝土產(chǎn)品。 為了解決此類混凝土產(chǎn)品的防裂問題，采用“抗放結(jié)合”的裂縫控制措施，能獲得較為理想的裂縫控制效果。 考慮到目前工程中裂縫的普遍存在性以及混凝土收縮變形大的實(shí)際情況，“放”的措施使用明顯不足，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)。

3 動態(tài)養(yǎng)護(hù)

根據(jù)工程的實(shí)際情況，混凝土的養(yǎng)護(hù)可采用灑水、噴霧、濕草墊覆蓋、養(yǎng)護(hù)劑涂刷等多種方式進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)除常規(guī)概念上的濕養(yǎng)護(hù)以外，也包括保溫。對于混凝土墻板，在其水化降溫期間，灑水類“冷養(yǎng)護(hù)”是不當(dāng)?shù)?，只能加劇混凝土的早期裂縫。 甚至必要時，還要對其進(jìn)行保溫。因此，“冷養(yǎng)護(hù)”應(yīng)當(dāng)在墻板降溫基本完成后進(jìn)行。

對于混凝土墻板的干縮裂縫，理論上只要能夠保證充足的保濕養(yǎng)護(hù)，干燥收縮裂縫的發(fā)生幾率將大大降低。因此，實(shí)際工程中減少混凝土的長期收縮，防止干縮裂縫的最有效措施就是灑水養(yǎng)護(hù)。 即便受到施工條件和進(jìn)度的影響，也應(yīng)保證混凝土墻板的充分養(yǎng)護(hù)，至少應(yīng)滿足7-14 天的養(yǎng)護(hù)要求。

對于高溫、大風(fēng)環(huán)境下的混凝土工程，或者凝結(jié)硬化慢的混凝土（冬季施工、摻加緩凝劑），通常由于混凝土面層失水速度遠(yuǎn)大于其泌水速度，極其容易形成表面塑性收縮裂縫，抹壓操作后必須及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間也應(yīng)適當(dāng)延長，有條件時可采用保水性能好的養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。

施工管理是裂縫施工控制最重要的一部分，也是裂縫施工控制措施取得效果的關(guān)鍵。 所有施工控制措施都將借助于施工管理得以實(shí)施。

結(jié)合材料、設(shè)計(jì)、施工三方的共同努力，施工防裂措施實(shí)施到位，即便是在超長、超大的混凝土墻板構(gòu)件的施工中，突破原有伸縮縫、后澆帶的設(shè)置要求，也能達(dá)到成功防裂的效果。

5 結(jié)束語

總之，無論是理論研究還是試驗(yàn)研究，其目的是為了在混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)際工程通過采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀M可能避免或減小這種早期裂縫的出現(xiàn)，或是將其控制在符合規(guī)范要求的范圍內(nèi)，使之不致發(fā)展成有害裂縫。 工程建設(shè)是一個不可逆過程，必須用“事前預(yù)控”的思路來對待混凝土早期裂縫的防治問題。

［1］王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.

［2］袁勇.混凝土早期裂縫控制[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

［3］富文權(quán),韓素芳.混凝土工程裂縫分析與控制[M].北京:中國鐵道出版社, 2002.