混凝土裂縫的成因與控制方案

關(guān) 永 樂

(中化二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030021)

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混凝土裂縫的成因與控制方案

關(guān) 永 樂

(中化二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030021)

以莫桑比克馬普托水泥生產(chǎn)線建設(shè)施工為例，介紹了混凝土裂縫的類型，從混凝土材料選擇、配合比優(yōu)化、施工管理等方面，闡述了混凝土裂縫的控制措施，經(jīng)工程實(shí)踐表明，混凝土裂縫的數(shù)量和寬度都明顯減少，保證了混凝土結(jié)構(gòu)的安全性。

混凝土裂縫，配合比，施工管理，控制措施

在莫桑比克馬普托水泥生產(chǎn)線建設(shè)施工中，由于當(dāng)?shù)貤l件限制。混凝土中使用的砂、石含泥量和泥塊含量大，級配不良。未采用摻合料和混凝土外加劑。混凝土配合比中用水量和水泥用量都偏大，不經(jīng)濟(jì)合理。施工中存在問題。這就使得混凝土的質(zhì)量問題頻繁出現(xiàn)，最讓施工單位、預(yù)拌混凝土單位以及建設(shè)單位頭疼的一個(gè)重要問題就是混凝土裂縫。盡管現(xiàn)在施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許混凝土在規(guī)定范圍內(nèi)帶裂縫工作，而且混凝土的裂縫也是不可避免的。可是超過規(guī)定的混凝土裂縫存在，會在短時(shí)期內(nèi)使混凝土內(nèi)部的鋼筋等材料受到腐蝕，因此混凝土的承載能力以及耐久性等性能也會隨之降低，而且還會直接對建筑物的外觀和使用的壽命產(chǎn)生非常大的影響。所以我們必須對混凝土的裂縫進(jìn)行控制和預(yù)防，使裂縫的數(shù)量以及寬度減少，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，這樣才可以保證混凝土結(jié)構(gòu)的安全性。

1 混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫根據(jù)產(chǎn)生的原因，可以分為兩類，即：結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。

1.1 結(jié)構(gòu)性裂縫

結(jié)構(gòu)性裂縫是有通過荷載所引起的，裂縫和荷載相互對應(yīng)，由于承載力不足所產(chǎn)生了裂縫，這種裂縫表現(xiàn)出來的形式很多，究其原因，主要是設(shè)計(jì)、施工及使用時(shí)所產(chǎn)生的裂縫。

1.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫

非結(jié)構(gòu)性裂縫是因?yàn)楦鞣N的變形變化所引起的。從國內(nèi)外的相關(guān)資料以及工程實(shí)踐來看，非結(jié)構(gòu)性裂縫在混凝土裂縫中占據(jù)了很大的比例，形成的原因也非常復(fù)雜，以收縮裂縫為主導(dǎo)。工程中最常見的有收縮裂縫、溫度裂縫及沉降裂縫三種。

2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

1)產(chǎn)生的原因：砂、石含泥量，泥塊含量都較大。碎石級配不良，屬于單粒粒級。針、片狀顆粒含量，壓碎指標(biāo)均大。

控制措施：去所有砂、石場取樣，進(jìn)行試驗(yàn)檢測。選取砂、石含泥量，泥塊含量都最小，質(zhì)量優(yōu)良的砂、石。針對碎石級配不良的問題，采取用5 mm～16 mm碎石3份，16 mm～31.5 mm碎石7份混合均勻(體積比)，配制成符合連續(xù)粒級5 mm～31.5 mm的碎石。最終,選擇含泥量和泥塊含量都較低的的砂及碎石，并且碎石的針、片狀含量和壓碎指標(biāo)都比較低,還符合連續(xù)粒級,級配良好。

2)產(chǎn)生的原因：混凝土中并未摻加減水劑和摻合料，配合比中的每立方米水泥以及水用量都比較大,離散性大，且粘聚性較差。

控制措施：在混凝土中摻加高效活性粉煤灰摻合料，加入高效減水劑。使混凝土每立方米用水量和水泥用量都大幅度降低。提高混凝土的和易性。

3)產(chǎn)生的原因：由于很多施工單位的施工人員素質(zhì)普遍較低，對于施工質(zhì)量并不重視，因此在對混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，對于一些鋼筋密集的部位，施工人員為了方便，總希望混凝土的流動性大，可以和水一樣流，隨便比劃兩下就可以澆筑到位，因此，便隨意往混凝土的內(nèi)部加入沒有經(jīng)過充分?jǐn)嚢璧摹吧保@種水不能均勻地分布在混凝土的內(nèi)部，而是讓混凝土的坍落度有了部分的增加，這樣的結(jié)果就是使得混凝土的水膠比增大，強(qiáng)度降低。會使混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象，如果把這樣的混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)的澆筑，不僅在強(qiáng)度上得不到保證，而且會因?yàn)轭A(yù)拌混凝土砂率高的特點(diǎn)，使它伴有例如粉煤灰一樣的外加劑，這些都會使得混凝土細(xì)、粉料的比例增加。

控制措施：這時(shí)就要施工單位加大對于混凝土澆筑的監(jiān)管力度，對相關(guān)的施工人員進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)，加強(qiáng)他們對于工程質(zhì)量的認(rèn)識，并且要與其進(jìn)行混凝土澆筑前的質(zhì)量交底，派專人在混凝土澆筑現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)在施工現(xiàn)場進(jìn)行隨意加水的現(xiàn)象，就要對其進(jìn)行嚴(yán)懲。

4)由于混凝土采用的是輸送泵的方式進(jìn)行輸送，這樣一來的機(jī)械化程度高，而且澆筑到結(jié)構(gòu)部位的速度也非常快，現(xiàn)場進(jìn)行澆筑的施工人員如果出現(xiàn)人員數(shù)量不夠、施工人員責(zé)任心不強(qiáng)等現(xiàn)象，則輸送到結(jié)構(gòu)部位的混凝土便會出現(xiàn)振搗混亂及不均勻的情況發(fā)生，甚至?xí)咕植康幕炷脸霈F(xiàn)少振、漏振及過振現(xiàn)象。所以在混凝土出現(xiàn)少振或漏振的地方，很容易出現(xiàn)蜂窩麻面的現(xiàn)象，這會使混凝土表層發(fā)生碳化的情況，時(shí)間一長便會出現(xiàn)裂縫，這樣就會在很大程度上影響到混凝土結(jié)構(gòu)的安全性。

控制措施：針對此類的現(xiàn)象，施工管理人員一定要制定出一套有效的混凝土澆筑的施工組織設(shè)計(jì)，對于進(jìn)行混凝土振搗工作的施工人員，要進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)，和他們進(jìn)行技術(shù)交底工作，而在對那些澆筑面積大的結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑前，一定要對其進(jìn)行仔細(xì)的了解，合理安排好澆筑的時(shí)間及順序，并且每次都要派專人去現(xiàn)場對進(jìn)行澆筑的施工人員進(jìn)行指導(dǎo)。

5)現(xiàn)在有很多的施工單位都是要等澆筑振搗完成后才會對其進(jìn)行抹平，在混凝土終凝前對其進(jìn)行抹壓，待終凝后在進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，實(shí)際上在混凝土終凝前，表面就已經(jīng)出現(xiàn)裂縫。在對混凝土進(jìn)行抹壓時(shí)，由于面積較大，而施工人員的體力也有限，所以對于已經(jīng)產(chǎn)生裂縫的壓合效果就不是非常的理想，即便是灑水養(yǎng)護(hù)也不能彌合裂縫，智能控制裂縫的數(shù)量及寬度不再增加。

控制措施：在混凝土初凝之前，在其表面蓋上一層塑料薄膜，因?yàn)樵诨炷帘砻孢M(jìn)行覆蓋，可以使薄膜內(nèi)的水分保留，不被蒸發(fā)，這樣混凝土的表面就會始終保持濕潤，混凝土內(nèi)部的水分也不會游離到表面，使混凝土從內(nèi)到外都得到了水化，這樣一來，就對混凝土起到了非常好的養(yǎng)護(hù)效果，而且還減少了混凝土因缺水所產(chǎn)生的裂縫。

6)體積較大的混凝土在水泥水化時(shí)會釋放出大量的熱量，在2 d～3 d的時(shí)候溫度最高，這種溫度會持續(xù)一段時(shí)間，然后才會慢慢降下來，等到21 d后，會和大氣溫度相同。由于混凝土在溫度上升的過程中處于熱脹狀態(tài)，所以產(chǎn)生強(qiáng)度拉應(yīng)力的可能性并不大，這時(shí)候不容易使混凝土產(chǎn)生裂縫，而在混凝土溫度下降的過程中，混凝土由于降溫而開始收縮，這時(shí)候混凝土的彈性模量也已經(jīng)增加，所以降溫收縮會使混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這種拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會產(chǎn)生裂縫。

控制措施：a.施工單位在對大體積的混凝土進(jìn)行澆筑前，要對大體積混凝土澆筑的裂縫預(yù)防技術(shù)進(jìn)行充分掌握，要制定出一套完整的澆筑措施，還要在混凝土出廠前做好選料、配料以及溫度控制等工作，減少水化熱的可能。b.在對大體積混凝土澆筑前，要通過埋冷卻管及安裝溫度監(jiān)控設(shè)備等，對混凝土的內(nèi)部溫度進(jìn)行控制，這也是減低混凝土內(nèi)外溫差的最佳方法。c.不管是什么時(shí)候，對澆筑完的混凝土的溫差要加強(qiáng)控制，延緩拆模的時(shí)間，在混凝土上面覆蓋薄膜，以此來對混凝土進(jìn)行保溫、保濕的工作，嚴(yán)格控制混凝土的溫度，避免因混凝土的內(nèi)外溫差較大所產(chǎn)生的溫度收縮裂縫。

7)混凝土在剛剛澆筑好以后，強(qiáng)度還沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，有些甚至是初凝還沒有完成，踩上去都有可能會陷進(jìn)去的時(shí)候，一些施工人員就在上面進(jìn)行施工，或者是放一些材料，因?yàn)檫@時(shí)候的混凝土屬于脆性材料，而且自身的強(qiáng)度還經(jīng)不起重物來壓，所以很容易產(chǎn)生荷載裂縫。

控制措施：這時(shí)候就要求施工的項(xiàng)目部必須要合理安排好施工的時(shí)間及進(jìn)度，把工程前期的工作進(jìn)行壓縮，延長主體的施工時(shí)間，加強(qiáng)施工人員的責(zé)任心，施工管理人員要經(jīng)常在工地進(jìn)行巡查，在混凝土的強(qiáng)度還沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，不可以讓施工人員在上面進(jìn)行施工。

8)在施工過程中，裂縫的控制措施并沒有按照設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行完成，在施工的過程中，像構(gòu)造鋼筋的設(shè)置、錨固長度及構(gòu)造縫等工序，都沒有按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行，而且定位、布放及澆搗混凝土?xí)r也沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的時(shí)候，就會因?yàn)槭┕ぶ械牟忍さ仍蚨チ芽p控制的作用。對于構(gòu)造縫及后澆帶設(shè)計(jì)的位置及尺寸隨意更改，對已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫并沒有引起足夠的重視。

控制措施：a.我們要加強(qiáng)施工的管理和監(jiān)督的力度，保證裂縫的控制措施可以按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行；b.在進(jìn)行混凝土的澆搗時(shí)，一旦發(fā)生由于踩踏而引起錯(cuò)位時(shí)，要及時(shí)恢復(fù)尺寸的位置；c.控制好構(gòu)造縫及后澆帶的位置，不要對其進(jìn)行輕易的改動。

3 結(jié)語

在施工當(dāng)中，混凝土裂縫的控制都是通過材料，混凝土配合比、施工管理等來完成的。為了使混凝土裂縫的控制措施達(dá)到所期待的效果，在進(jìn)行施工之前，一定要選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級及水泥品種、等級和級配優(yōu)良的砂、石原材料，積極采用摻合料和混凝土外加劑等控制措施。混凝土配合比設(shè)計(jì)從坍落度、用水量、水泥用量、水膠比、砂率采用引氣劑或引氣減少劑等控制措施。全面了解工程中關(guān)于裂縫施工的控制措施，制定出一套有效的施工方案。而且所有的措施必須進(jìn)行技術(shù)交底，派專人進(jìn)行混凝土的監(jiān)督、控制工作，同時(shí)還要對工程的實(shí)際情況對其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣才可以有效的對混凝土的裂縫進(jìn)行預(yù)防和控制。

[1] 李慧慧.大體積混凝土裂縫成因及其預(yù)防措施分析[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2013(5):31-33.

[2] 郭麗娟.建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與防治探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2015(1):80-81.

[3] 夏志東.建筑混凝土施工技術(shù)[J].門窗,2016(10):146-147.

On reasons for concrete cracks and controlling scheme

Guan Yongle

(ChinaChemicalEngineeringSecondConstructionCorporation,Taiyuan030021,China)

Taking the construction at Maputo cement production line in Mozambique as the example, the paper introduces the types for the concrete cracks, illustrates the control over the concrete cracks from the selection for the concrete materials, optimization of the proportional ratio, and construction management, and proves by the engineering practice that the number and width of the concrete cracks can be obviously reduces, so as to ensure the safety of the concrete structure.

concrete crack, proportional ratio, construction management, controlling measure

1009-6825(2017)13-0084-03

2017-02-26

關(guān)永樂(1963- ),男,高級工程師

TU755

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