房屋混凝土變形裂縫成因與解決途徑

馬剛

摘要：混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。混凝土的裂縫是建筑工程中較普遍存在的問題。混凝土裂縫是由于混凝土結(jié)構(gòu)由于內(nèi)外因素的作用而產(chǎn)生的物理結(jié)構(gòu)變化，而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因混凝土裂縫常見處理方法有填充法、灌漿法、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法等。由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)威脅到結(jié)構(gòu)安全。混凝土裂縫的控制是一個(gè)綜合性的問題，需要經(jīng)過設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及使用方等多方面的配合。實(shí)踐證明，在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮，對(duì)于控制收縮裂縫，效果是很好的。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；混凝土裂縫；膨脹劑；施工控制；解決途徑

混凝土的裂縫是建筑工程中較普遍存在的問題。從油田現(xiàn)場(chǎng)施工來(lái)看，主要存在的裂縫大多數(shù)是由結(jié)構(gòu)變形變化引起的，材料特性、施工設(shè)計(jì)及后期養(yǎng)護(hù)對(duì)變形裂縫的產(chǎn)生具有一定影響。采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)、干縮裂縫防治技術(shù)、二次抹壓施工技術(shù)及優(yōu)選材料配置可以較好的控制變形裂縫的產(chǎn)生。

1變形裂縫成因分析

1.1材料特性的影響

（1）配料選擇影響。骨料其本身不收縮，但骨料中的含泥量大小與混凝土的收縮有很大關(guān)系。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)變形裂縫的產(chǎn)生。水泥品種對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生也有明顯影響。礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開裂影響很大。混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)或摻量不當(dāng)，特別是具有引氣作用的外加劑可顯著地增加混凝土收縮。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大、越易開裂。（2）干燥收縮。干縮裂縫產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。干縮裂縫寬度大概為0.05～0.20mm。混凝土的干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。（3）溫差收縮。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差10℃時(shí)，產(chǎn)生的冷縮值約為0.01%，當(dāng)其大于混凝土的極限拉伸值時(shí)，則引起結(jié)構(gòu)開裂。由于水泥水化熱引起的裂縫一般產(chǎn)生于大體積混凝土，裂縫多平行于結(jié)構(gòu)的短邊，由于環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫可能貫穿整個(gè)桿件截面。（4）塑性收縮。原因?yàn)榛炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無(wú)法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。水泥用量大，外加劑保水性差，粗骨料少，振搗不良，環(huán)境溫度高，表面失水大等都能導(dǎo)致混凝土塑性收縮發(fā)生表面開裂現(xiàn)象。

1.2施工設(shè)計(jì)問題

引起結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生裂縫的設(shè)計(jì)問題，主要存在兩大類：第一類，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定很靈活，沒有驗(yàn)算裂縫的明確規(guī)定，設(shè)計(jì)方法留給設(shè)計(jì)人員自由處理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的實(shí)際處理手法。

第二類，設(shè)計(jì)規(guī)范有明確規(guī)定，對(duì)于荷載裂縫有計(jì)算公式并有嚴(yán)格的允許寬度限制。對(duì)于變形裂縫沒有計(jì)算規(guī)定，只按規(guī)范留伸縮縫，即留縫就不裂的設(shè)計(jì)原則。

1.3施工管理及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)問題

（1）混凝土配合比設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，水泥與外加劑是否相適應(yīng)，砂石級(jí)配及其含泥量是否符合規(guī)范要求，混凝土坍落度控制是否合理，這些都影響到混凝土的質(zhì)量及其收縮變形。（2）現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

（3）現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)或拆模過早，引起拆模裂縫。（4）混凝土養(yǎng)護(hù)十分重要，尤其是墻體和柱梁的保溫保濕養(yǎng)護(hù)不到位，容易產(chǎn)生收縮裂縫。某些露天構(gòu)筑物盡管當(dāng)?shù)貪穸群艽螅捎诖碉L(fēng)影響，加速了混凝土水分蒸發(fā)速度，亦即增加干縮速度，容易引起早期表面裂縫。這也許是夏季比秋冬季，南方比北方出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫較多的原因。

1.4外界因素

當(dāng)建筑完成交付使用后，一些外界因素也可能導(dǎo)致裂縫。主要有：（1）使用荷載超負(fù)荷，造成混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形；（2）野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫；（3）周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫；（4）意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫；（5）地基沉降不均勻也可引起梁板裂縫。

2建筑結(jié)構(gòu)的變形裂縫控制

2.1采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)及混凝土的表面摸壓，適當(dāng)選擇配合比，避免水灰比、水泥用量。砂率過大，嚴(yán)格控制砂、石的含泥量，避免使用粉砂等。要解決由于收縮而產(chǎn)生的變形裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮，實(shí)踐證明，效果是很好的。

2.2 干縮裂縫防治技術(shù)。（1）在氣溫高、濕度低、或風(fēng)速大的天氣下，混凝土表面搓毛后，及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)并用塑料薄膜覆蓋，使混凝土表面保持濕潤(rùn)。（2）在冬季施工時(shí)，搓毛后及時(shí)用塑料薄膜及棉毯覆蓋，保持混凝土中的水分盡可能的少蒸發(fā)，確保水泥進(jìn)行水化反應(yīng)所需要的水分，即可消除干縮裂縫及溫度裂縫。（3）施工放線及施工下一道工序時(shí)，盡可能的僅將施工所需的部位揭開，操作完畢后，立即覆蓋。

2.3二次抹壓的施工技術(shù)。混凝土澆注振搗后，用鐵滾筒碾壓2-3遍，在混凝土初凝后及終凝前分兩次用木抹搓毛抹壓，第一遍時(shí)普遍搓毛抹壓，第二遍時(shí)應(yīng)重點(diǎn)對(duì)出現(xiàn)裂縫的部位進(jìn)行拍打，使其二次液化，彌合裂縫，消除收縮裂縫及沉降裂縫。

2.4優(yōu)選材料及配置。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置，同時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。在砂、石原材料選擇方面，一定要選用級(jí)配優(yōu)良的，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。對(duì)于混凝土要積極采用摻合料和混凝土外加劑。選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。在混凝土施工中還要注意澆搗工作、養(yǎng)護(hù)工作、降溫和保溫工作等，避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。

3結(jié)論

（1）現(xiàn)場(chǎng)施工表明，混凝土裂縫多為材料特性問題引起的變形裂縫。（2）混凝土裂縫的控制是一個(gè)綜合性的問題，需要經(jīng)過設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及使用方等多方面的配合。（3）實(shí)踐證明，在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮，對(duì)于控制收縮裂縫，效果是很好的。

參考文獻(xiàn)

[1]徐家和. 建筑施工實(shí)例應(yīng)用手冊(cè)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015

（作者單位：勝利油田北方實(shí)業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司）