建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制研究

單新龍 王 燕

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1 混凝土裂縫的主要成因

1.1 溫度、濕度裂縫 混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的產(chǎn)生主要是混凝土溫度變化所引起的，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)存在內(nèi)外溫差或混凝土結(jié)構(gòu)體積較大時(shí)，混凝土整體溫度變化很容易造成工程結(jié)構(gòu)的開裂。在混凝土工程澆筑完成后，混凝土內(nèi)部溫度的增加會(huì)在其表面出現(xiàn)相應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力，而溫度的降低過程又會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)兩種應(yīng)力值大小超出混凝土結(jié)構(gòu)本身所能承受限度后就會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

1.2 材料與配合比 如果配合比設(shè)計(jì)有問題，將是形成后的抗拉強(qiáng)度受到影響，導(dǎo)致開裂，包括水泥的用量不合理、水灰比過大、含砂率不適應(yīng)、骨料的品質(zhì)較差等，彼此相互關(guān)聯(lián)。資料表明，若用水量保持不變，當(dāng)水泥的用量提高10%時(shí)，收縮現(xiàn)象將增大5%；若水泥的用量保持不變，則當(dāng)水的用量提高10%時(shí)，強(qiáng)度將減小至少20%，并且和鋼筋之間的粘結(jié)力將完全失去。常見導(dǎo)致混凝土收縮異常的配合比原因包括：粗、細(xì)集料使用前其含泥量較大，使收縮大幅增加；集料的級配較差，或?yàn)殚g斷級配；骨料中含有大量針片狀顆粒，使單位體積的用水量及用灰量都增加，引起較大的收縮；所選水泥品種不當(dāng)，如與普硅水泥相比，礦渣水泥的收縮較大。

1.3 沉降不均勻引發(fā)的裂縫 地基土不均勻比較嚴(yán)重，若不能合理處理地基，受外荷載作用導(dǎo)致差異過大的沉降，使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂。地基浸水、下陷在使用期間造成基礎(chǔ)沉降，引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫。房屋結(jié)構(gòu)物使用中將用途改變增大了荷載，增大了地基不均勻沉降的幅度，使上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定程度的裂縫。

1.4 塑性收縮裂縫 混凝土結(jié)構(gòu)的塑性收縮裂縫具有不規(guī)則性，其實(shí)際長度、寬度和面積等并無明顯規(guī)律可言，大多出現(xiàn)于混凝土結(jié)構(gòu)表面，其裂縫深度不超過50mm。在此過程中，塑性收縮裂縫的產(chǎn)生主要由于混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后未能及時(shí)采取覆蓋措施，而項(xiàng)目所在地的外界環(huán)境恰好為炎熱和大風(fēng)天氣，從而使得整體混凝土工程表面水分蒸發(fā)速度極快，而混凝土澆筑模板和混凝土基礎(chǔ)吸水較快，兩方面的作用使混凝土結(jié)構(gòu)在本身水化熱影響下出現(xiàn)劇烈收縮現(xiàn)象，而此時(shí)未形成自身強(qiáng)度的混凝土結(jié)構(gòu)對其內(nèi)在應(yīng)力并無明顯的抵擋能力，最終使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂。

1.5 設(shè)計(jì)缺陷引發(fā)的裂縫 結(jié)合有關(guān)資料及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，建筑設(shè)計(jì)過程中考慮不周時(shí)，容易在混凝土結(jié)構(gòu)物中產(chǎn)生不同程度的裂縫，這將使建筑結(jié)構(gòu)降低穩(wěn)定性，諸如部分凹角部位易發(fā)生裂縫 ；結(jié)構(gòu)約束影響溫度應(yīng)力和混凝土收縮等方面在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中易被忽略，未設(shè)置相應(yīng)構(gòu)造鋼筋對溫度應(yīng)力進(jìn)行抵抗等表現(xiàn)。

2 預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要措施

2.1 合理選用原材料及用量 在深入了解工程項(xiàng)目實(shí)際建造目標(biāo)和工程施工情況的基礎(chǔ)上，科學(xué)選擇低水化熱和高強(qiáng)度的水泥品種，選擇級配較好、外表較為粗糙且無堿性反應(yīng)的粒徑更為合適的骨料，選擇膨脹劑和減水劑等外加劑以減少實(shí)際用水量，降低混凝土工程結(jié)構(gòu)的水化熱以減小收縮，最大程度上優(yōu)化混凝土工程結(jié)構(gòu)的性能，以提升其實(shí)際抗開裂能力。此外，施工人員還可采取科學(xué)正確的混凝土收縮補(bǔ)償技術(shù)，以避免鋼筋混凝土收縮裂縫的發(fā)生，進(jìn)而抑制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)收縮開裂現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù) 養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵在于設(shè)法降低溫度，避免溫差過大和干縮。一般養(yǎng)護(hù)都采用噴水的方法，這對普通結(jié)構(gòu)的減少收縮與避免龜裂都是合理可行的。而對大體積混凝土而言，引起內(nèi)外部溫度有顯著差異，且強(qiáng)度的增長速度也不同，所以不可只采用常規(guī)方法，需額外采取埋設(shè)循環(huán)冷卻水管等方法。另外，拆模的時(shí)間應(yīng)給出具體規(guī)定，不可過早和過晚，完成拆模后應(yīng)立即予以覆蓋和灑水，盡可能規(guī)避氣溫因素的影響，對于養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，以混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)確定和控制，通常不少于7d。

2.3 溫度裂縫控制 進(jìn)行溫度裂縫控制，能夠有效提升混凝土性能，增強(qiáng)其抗裂能力。房建施工中，溫度裂縫控制策略如下：第一，進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)件形態(tài)的確認(rèn)，并實(shí)現(xiàn)差異化拆模，避免溫差梯度造成結(jié)構(gòu)裂縫；第二，進(jìn)行混凝土攪拌控制，通過加水等方式實(shí)現(xiàn)粗細(xì)骨料的冷卻，從而降低入模溫度；第三，堅(jiān)持分層、分段澆筑原則，對澆筑層進(jìn)行散熱控制；第四，為促進(jìn)混凝土骨料等級的提升，應(yīng)進(jìn)行空氣或增塑劑的合理添加；第五，澆筑后期對混凝土進(jìn)行有效保養(yǎng)，如拆模后應(yīng)及時(shí)覆蓋保濕材料，而溫度降低時(shí)，應(yīng)實(shí)施保暖措施。

2.4 塑性沉降開裂處理措施 在應(yīng)對塑性沉降引起的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題時(shí)，施工人員可從以下兩個(gè)方面開展相關(guān)工作。一方面，工作人員可在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完成后對其進(jìn)行及時(shí)覆蓋，保證混凝土結(jié)構(gòu)的濕度、溫度等條件符合相關(guān)要求，甚至可采用加大混凝土結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境濕度的方式以降低混凝土的實(shí)際收縮量，進(jìn)而避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。另一方面，施工人員可在經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)可行的基礎(chǔ)上，盡可能地降低混凝土坍落度，通過控制骨料含泥量和含砂率等方式提升混凝土工程整體質(zhì)量，從而最大程度上避免塑性沉降的開裂問題。

3 結(jié)語

總之，混凝土房屋結(jié)構(gòu)有很多原因會(huì)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，是建筑業(yè)中比較常見的問題，應(yīng)結(jié)合混凝土裂縫的產(chǎn)生原因，有針對性地制定控制措施，進(jìn)一步優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)管理施工工藝，在日常養(yǎng)護(hù)方面應(yīng)更加嚴(yán)格，才能使混凝土房屋結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫盡可能減少。