試論工民建混凝土結構性裂縫的防治措施

譚華峰

重慶四方新材股份有限公司 重慶 401307

1 工民建結構性裂縫的基本概念

根據目前的研究水平、設計指南及施工工藝，各國土木工程界已經認識到，混凝土建筑結構出現裂縫的現象是不可避免的，但其有害程度可以人為控制，混凝土是帶裂縫工作的。混凝土裂縫分為有害裂縫、無害裂縫。一般認為裂縫寬度大于等于0.3mm的裂縫為有害裂縫，小于0.3mm的裂縫為無害裂縫[1]。結構裂縫影響結構承載力、使用安全性、防水性能，降低混凝土耐久性和使用壽命。

2 工民建混凝土結構性裂縫的產生原因

混凝土是由固相、液相、氣相組成的非勻質水泥基復合材料，其材料、生產、澆筑、養護等一系列過程中，材料、施工工藝、環境等因素都對混凝土結構產生裂縫有影響。結構性裂縫主要分為：塑性裂縫、收縮裂縫、施工工藝不當導致的裂縫、養護不到位導致的裂縫、結構構造裂縫、材料因素導致的裂縫。以下對各種類型裂縫作簡要闡述。

（1）塑性裂縫。塑性裂縫，分為塑性沉降裂縫、塑性收縮裂縫。因混凝土由石子、砂、膠凝材料、水各種密度原材料組成的非勻質材料，當混凝土坍落度偏大時，由于密度不同，石子下沉，水泥漿體上浮產生塑性沉降裂縫。因混凝土初凝前，表面水分不斷蒸發，混凝土內部水分不斷向表面遷移，體積收縮，留下泌水通道，產生塑性收縮裂縫。

（2）收縮裂縫。收縮裂縫分為水化收縮裂縫、干燥收縮裂縫。在混凝土凝結硬化過程中，膠凝材料水化產物的絕對體積同水化前，體積減小產生收縮裂縫。其中硅酸鹽水泥的水化收縮量為1%～2%。混凝土凝結硬化后，內部的游離水會由表及里逐漸蒸發失水，導致混凝土產生干燥收縮，隨時間的推移，收縮越來越大，一般混凝土90d的干縮率為0.04%～0.06%，這也是混凝土結構產生裂縫的主要原因。

（3）施工工藝不當導致的裂縫。施工工藝不當產生的裂縫，如墻體分層澆筑速度過快，下層混凝土初凝時沉降，產生橫向裂縫；分層澆筑間隔太長，產生冷縫；拆模時間不當，混凝土未終凝即拆模，混凝土拉裂；振搗時過振，石子下沉，漿體上浮，漿體富余處易出現塑性收縮裂縫。

（4）養護不到位導致的裂縫。混凝土及時養護，在高溫、大風、烈日暴曬等情況下，混凝土內部泌水速度小于表面蒸發速度，表面產生不規則塑性裂縫；混凝土標號高，水泥用量多，水化熱大，混凝土內部外部溫差過大產生溫度應力，導致開裂。

（5）結構構造裂縫。結構構造裂縫分兩類：一為結構形狀不合理，如建筑凹角處應力集中引起的裂縫。二為結構配筋構造措施不合理，如梁柱節點，或者構件端部受剪區域，箍筋加密區約束不夠導致裂縫。

（6）材料因素導致的裂縫。材料因素導致的裂縫，主要是原材料選用不當導致，如水泥中C3A含量高，早期水化快，水化熱高，處理不當易出現塑性收縮、干縮和溫度裂縫。砂、石的含泥量過大，混凝土坍落度損失過大，外加劑吸附過多，降低水泥石與骨料的黏結強度。粉煤灰、水泥的安定性不良，混凝土中游離氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，導致膨脹開裂。

3 工民建中混凝土結構性裂縫的預防措施

（1）原材料控制。原材料是控制混凝土開裂的基礎，優質原材料對混凝土早期開裂，中期混凝土水化、強度增長，后期混凝土耐久性能都有很大影響。水泥優選質量穩定、生產批量大的大型水泥生產供應商，品種優選低堿、硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥。骨料選用孔隙率小，級配良好的粗骨料，砂選用細度模數2.4～2.8之間的中砂、篩分曲線在二區。人工機制砂，含粉量宜在10%～12%，MB值1.4以內。外加劑宜選用與水泥相容性良好、減水率較高的聚羧酸減水劑。煤灰宜選用二級、一級煤灰，特別注意控制需水比、燒失量指標。脫硫、脫硝、濕排磨細煤灰不宜使用在抗裂性要求較高的混凝土。

（2）施工工藝控制。施工環節的工藝控制，是預防工民建混凝土結構性裂縫的重要保證。其中澆筑、振搗、養護環節都對混凝土結構裂縫的發展有重要影響。澆筑階段，混凝土澆筑宜連續進行，中途不宜停止過久，防止混凝土初凝形成冷縫；振搗環節，振搗棒應快插慢拔，時間不宜超過15s，避免欠振、過振導致混凝土開裂；養護階段，抹壓是混凝土施工的一道必備工序和流程，但是看似簡單的抹壓過程，如果能夠通過規范地操作，也能夠起到避免裂縫的作用[2]。大體積混凝土養護優先采取覆蓋草墊，麻袋或編織物濕潤接觸覆蓋，有條件的采取需水養護，體量特別大的，還可以采取內部循環水降溫法。一般要求混凝土澆筑時氣溫不得大于 35℃，必要時采取一些合理的降溫措施，例如對骨料進行預冷、在混凝土內部埋設冷卻水管、分層分塊施工等措施[3]。

4 工民建中混凝土結構性裂縫的處理方式

混凝土結構性裂縫需要工程設計、混凝土供應、施工、養護等各個環節相互配合、積極采取措施預防裂縫的出現。對結構構件表面的龜裂紋，可采取表面涂抹水泥漿、環氧樹脂進行修補，封閉裂縫。對結構有一定深度的非貫穿性裂縫，可采取鑿槽嵌補的方法修補。對結構深度較大的裂縫，可采取壓力灌漿或負壓吸入的方法進行修補。修補材料可采用水泥漿（可摻入膨脹劑、水玻璃等）、環氧樹脂或其他專用混凝土修補膠。

5 結束語

綜上所述，對工民建中混凝土結構性裂縫控制，在分析裂縫產生的各種原因，以優選原材料為前提，嚴格控制施工過程各個環節，嚴格遵照相關規范標準，加強工程設計、施工質量及養護環節的質量管理，降低混凝土結構裂縫發生概率，保證工程質量。