淺析混凝土現澆板裂縫的成因及防治措施

劉孝臣

摘 要：在工程建設中混凝土的應用日益廣泛，由于其具有良好的耐火耐久性及取材容易等優點而成為一種性能優異的施工原材料。但在實際施工中，混凝土的應用也存在很多不足之處，其中一個主要缺陷就是不具有良好的抗裂性，這導致很多工程結構中出現混凝土裂縫，特別是在樓面及路橋面等現澆板式建筑構件中十分常見。本文較深入地探討了混凝土現澆板裂縫的主要成因及防治措施，對于提高混凝土施工質量具有十分重要的作用。

關鍵詞：混凝土施工；現澆板裂縫；防治措施

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A

1 前言

在民用建筑物中鋼筋混凝土是一種十分重要的材料，而裂縫普遍存在于現澆混凝土樓板結構中，并逐漸成為一個影響建筑質量的重要問題，不只是對使用功能產生不利影響，也損害建筑結構外觀，對結構整體產生不同程度的破壞，使建筑剛度降低，進而腐蝕鋼筋，對建筑物強度的持久性和耐久性的影響也很大。

2 混凝土結構裂縫的主要成因

很多原因都會引起混凝土結構出現裂縫，溫濕度變化，混凝土不均勻性、脆性及不合理結構，選擇不合格的水泥等原材料，不合格的配合比設計及水灰比在澆筑中不穩定，不適宜的施工環境及混凝土養護溫度，模板發生變形，過早施加于混凝土上的荷載，不均勻的基礎沉降等都是導致裂縫的原因。水泥在混凝土硬化過程中將釋放較多的水化熱，內部逐漸升溫，使表面產生拉應力。后期降溫期間，因建筑物結構基礎或老混凝土對其產生約束作用，混凝土內部還將產生拉應力，在混凝土表面的降溫也將產生較大拉應力。當上述拉應力遠大于混凝土自身的抗裂能力時，就容易發生不同程度的裂縫。很多混凝土內部濕度幾乎不會產生變化，但表面濕度卻會發生諸如忽視養護、干濕不均等較大或較為劇烈的變化，干縮形變在混凝土表面受其內部約束作用，一般情況下也容易引發裂縫。

混凝土材料具有一定的脆性，抗拉強度只有10%的搞壓強度左右，加荷時間不長時只有0.6～1.0×104的極限拉伸變形，加荷時間較長時也只有1.2～2.0×104的極限拉伸變形，因原材料均勻性不夠，達不到穩定的水灰比，運輸或澆筑時易產生離析現象，相同混凝土結構中具有不均勻的抗拉強度，在很多較低抗拉能力的薄弱部位易發生不同程度的裂縫。鋼筋在鋼筋混凝土中主要承擔拉應力，壓應力由混凝土承擔。若拉應力在素混凝土內或鋼筋混凝土邊緣部位結構內出現，就需要由混凝土結構所承擔。通常建筑物設計中盡量要控制產生拉應力或將其控制在最低程度，但在實際施工中，混凝土因冷卻高溫至運轉中溫度保持穩定，一般都要在混凝土內部引發較大的拉應力。溫度應力有時可大于其它外荷載引發的應力，所以對溫度應力變化規律的掌握對于結構的合理設計施工都是十分重要的。

3 分析溫度應力的形成過程

形成溫度應力的過程通常分為三個不同的階段，對其過程進行分析可知：一是自混凝土澆筑直至水泥放熱全部完成的階段被稱為早期，一般在一個月左右。該階段特征比較明顯，水泥釋放的水化熱較多，混凝土急劇變化彈性模量，殘余應力因變化的彈性模量過程而形成在混凝土內。二是自水泥釋放熱量全部完成直至混凝土溫度冷卻后保持穩定的階段被成為中期，溫度應力在此階段主要因混凝土冷卻及外界變化的溫度而產生，產生的應力疊加早期形成的殘余應力后，混凝土彈性模量在此階段不會產生較大變化。三是混凝土冷卻完全的運轉過程被稱為晚期，外界變化的溫度一般會引發溫度應力，這些應力疊加上述兩種殘余應力后共同在混凝土上產生作用。

4 控制溫度及產生裂縫的措施

為有效避免產生裂縫、使溫度應力減小，主要可采取溫度控制和約束條件改善兩方面措施。

4.1 溫度控制措施

一是水泥材料應優先采用諸如如具有較低水化熱的火山灰質硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等；二是設計水泥配合比過程中，為使混凝土中水泥減少用量或混凝土減小水灰比，可采取對骨料級配改善、混合料添加、添加減水劑、塑化劑、引氣劑等外加劑措施；三是針對水泥和集料，不僅應采取常規檢驗外，還要采取堿集料反應試驗方法；四是碎石在混凝土拌制過程中應采用水進行沖洗冷卻，使混凝土降低出罐及澆筑溫度；五是混凝土澆筑過程中應盡可能將較高溫度的時間段避開，比如在夜間溫度較低時開展有關施工；六是對混凝土澆筑地點改善通風條件，使混凝土澆筑層面加速散熱；七是混凝土表面溫度迅速降低時應采取保溫措施，避免混凝土表面產生溫度驟變梯度，尤其是在冬季施工期間更應采取措施進行保溫。

4.2 約束條件改善措施

一是對混凝土的分縫分塊應合理；二是對混凝土結構基礎應盡可能避免出現較大起伏；三是對混凝土施工工序應安排合理，澆筑盡保持連續性，以免在施工過程中發生中斷。

4.3 其它措施

一是對模板支撐體系應詳細做好設計計算，以免模板產生不同程度的變形；二是拆模時間規定應合理，以保證混凝土拆摸達到設計強度；三是對混凝土原料應進行嚴格計量，以免混凝土產生較大變化的配合比和水灰比；四是在混凝土澆筑完成后，其表面應避免過早承載荷載，特別是混凝土終凝過程中；五是對混凝土應加強早期養護，以免混凝土產生早期脫水、表面干裂等情況；六是混凝土性能應采用適宜的外加劑進行改善，進而使混凝土提高抗裂性能，以實現預期效果。

結語

綜上所述，很多工程結構中出現混凝土裂縫，特別是在樓面及路橋面等現澆板式建筑構件中十分常見。本文通過分析探討混凝土現澆板產生裂縫的主要原因及防治措施，在實際施工建設中，應結合具體問題分析，有針對性地制定預防處理措施，才能有效控制混凝土的裂縫的產生。

參考文獻

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