現澆混凝土結構早期裂縫成因及防治措施

戎偉

（山西二建集團有限公司，山西 太原 030013）

0 引言

現澆混凝土結構工程施工期間出現裂縫是最常見的問題，當混凝土結構出現裂縫就會對施工質量產生一定影響。本文對現澆混凝土結構進行識別、分析和控制早期裂縫，目前，施工人員仍不知道裂縫的成因，因此，也不知道應該采取相應控制措施。建筑工程質量直接影響人們的生活質量，現澆混凝土在建筑工程中可以提高建筑物的整體強度和抗環境侵蝕的能力，但現澆混凝土施工中存在諸多不足，其中最重要的一個方面就是現澆混凝土結構由于多種原因容易出現嚴重的早期裂縫，這對混凝土結構的耐久性和安全性構成威脅，因此，有必要探討現澆混凝土建筑工程結構早期裂縫產生的原因，并分析其預防措施，以便從多方面深入解決這一問題[1]，如圖1所示。

圖1 裂縫

1 現澆混凝土早期裂縫的原因

現澆混凝土結構早期裂縫發生的原因，較為常見的是材料質量引起的裂縫，如水泥穩定性不合格、粗細骨料含泥量大等，如果使用不合格原料就將出現“豆腐渣項目”，因此，只有控制好原材料的質量，才能從根本上保證工程質量，且在現澆混凝土施工期間人工拌制的混凝土是影響其均勻性和密實度的重要指標，在現澆混凝土施工中如果忽視任何過程，如混凝土的拌合、運輸、溢出和振動，都可能是出現裂縫的直接或間接原因，過早拆除模板將導致混凝土結構開裂，這也與混凝土加固粘結層和保護層過厚或過薄有關，當現澆混凝土施工后期混凝土表面越干燥，越容易產生裂紋，尤其是在高溫或風雨等極端天氣條件下施工，所產生的干燥、強風和暴雨均會對混凝土表層有較大影響，增加開裂的環境條件[2]。同時，現澆混凝土工程中由于基礎沉降不均勻，基礎變形引起的應力較大，裂縫通常是穿透性的，當混凝土雨后環境溫度變化較大時，會發生溫差變形，當產生的附加應力超過當時混凝土拉力時，也會出現裂縫。一般來說，混凝土收縮的發展規律是初期快，后期慢，且在施工期間由于材料放置過早老化、對地面的影響或早期地震、過早拆除不適當的形式或方法，經常出現不同程度的裂縫，從內因來看，混凝土配合比、原材料質量、施工工藝等都對混凝土裂縫有一定的影響；在外因方面，施工環境的溫、濕度條件和周圍腐蝕性物質的存在都會對混凝土裂縫產生影響，混凝土澆筑后，由于混凝土表面和內部水分蒸發會產生干收縮，從而導致裂縫，當收縮應力大于混凝土抗拉強度時，混凝土的收縮會產生微裂縫，這類裂縫是混凝土最常見的裂縫，很難控制[3]。現澆混凝土凝固期間因體積變形會產生內部裂紋，會對局部結構有一定的影響，但存在的一些小裂縫是無形的。通常，混凝土裂縫寬度在0.05mm以下是正常的，由于現澆混凝土水泥水化熱就會產生裂縫，這些裂縫主要與鋼筋有關，當裂縫發生時，如果剪切力大會出現斜裂縫，這種情況下，內部結構構件受曲率時間的影響力最大，產生的力不均勻，且現澆混凝土材料的類型、含量和表面水泥的尺寸都會影響裂縫的發生，粉煤灰的量隨含量的大小而變化，而骨料是水泥石還原的階段，一般認為，增加骨料的最大粒徑，可以降低出砂率，減少混凝土收縮，如果水泥骨料壓縮系數較小，則其骨料吸水率高，混凝土吸水率對其剛度和壓縮性能有所影響[4]。最后，現澆混凝土裂縫也與氣候條件有關，主要原因是材料之間的應力差異會促使裂紋出現在軸承的滾動極限處，在相同溫度下，兩種材料杠桿力是由其溫差產生的，當產生的應力大于結構抗剪強度時，整個結構將因這種變化而有所影響，從而使現澆混凝土出現裂縫[5]。

2 減少和預防混凝土裂縫的措施

要想提升現澆混凝土結構早期裂縫的防治質量，就需要提高現澆混凝土的耐久性。首先，要加強現澆混凝土原材料的質量控制，原材料的質量及其清潔度對混凝土的整體質量有很大影響，為了保證現澆混凝土的質量，必須對施工使用的材料進行嚴格審查，在現澆混凝土施工過程中相關原材料的使用應嚴格遵守生產線規定，符合行業相關技術要求，原材料在進入現場前需要在進口由檢查人員進行嚴格檢查，經檢查合格之后方可進入現場，原材料也應在進入檢驗地點后進行取樣確保質量符合相關使用標準，當現澆混凝土進行混合比例時，應進行試驗檢測，確保混合料配合比滿足施工要求，能有效提高混凝土質量，減少因材料影響而產生的早期結構裂縫，而骨料和外加劑的性質對混凝土抗裂性有重要影響，在實際設計和施工過程中，選擇合適的水泥品種將混凝土與骨料混合，應對骨料的整體外觀，例如棱角度和硬度制定嚴格的要求，以確保水泥的粘附性，必須仔細選擇添加劑，不應添加過量的減水劑和空氣添加劑，這種混凝土攪拌機配合比的良好變化直接影響抗壓強度；其次在抗裂性方面，應嚴格控制水灰關系，根據最佳抗裂性原則優化混凝土的水灰比，在獲得理想的水灰比后，不應輕易改變，如果阻力需要提高，配合比可以從外加劑和骨料兩方面進行調整，對于裂縫較多的混凝土配合比，在制作新的現澆混凝土時，可對混凝土進行兩次振搗，有效提高水泥與鋼筋之間的粘結力，禁止使用不符合建筑工程要求的混凝土，以確保建筑施工質量；最后在材料選擇方面應使用硅酸鹽普通水泥，骨料應由粒徑分類選擇，選用粗粒徑、空隙小、含泥量少的骨料，并與粉煤灰和減水劑等配合使用，以提高現澆混凝土的能力，減少耗水量[6]。現澆混凝土施工期間應指定專人觀察梁、板底部的形狀，防止混凝土下沉或膨脹，并避免混凝土水化熱的最大值，減少混凝土內外溫差引起的裂縫，在混凝土施工期間，為避免混凝土裂縫，應確保縱橫墻布置合理，豎墻洞口盡量小，控制建筑物的高度比，整體剛度越大，調整不均勻沉降的能力越強，也可以在基礎項目中進行調整，采用基礎埋深、不同于基礎計算力、不同墊層厚度來調整基礎的不均勻變形，充分加強基礎剛度，現澆混凝土結構應合理，并與其他接頭一起安裝，限制伸縮縫間距，特別是形狀復雜、沉降值大的伸縮縫，盡量采用多個伸縮縫，對于表面裂縫和對結構無影響的大面積薄裂縫而言，當裂縫影響結構完整性時，可采用表面涂刷砂漿法、條帶法、表面雕刻法和嵌槽法等防滲透和滲漏處理方法，以起到防水滲透的作用，而對于影響結構耐久性的縱向腐蝕裂縫，應將主鋼筋周圍含有鹽水烷基元素的混凝土分成四份，然后通過噴砂除銹的方法增加密封性，對結構完整性有重大影響的接縫處需采用結構加固法，如加固鋼箱梁、加固連接鋼板等，隨著地下水位的變化，裂縫和剝落應重新匹配防水灌漿，在采取上述預防和控制措施后，受多種因素影響地面仍可能出現少量裂縫，當地面裂縫出現時必須進行適當的裂縫處理[7]。同時，混合料的配比是質量控制中最重要的因素，就混凝土抗裂性而言，混凝土骨料模塊較高，因此可以提高現澆混凝土的抗裂性，在現澆混凝土的配合比中，應增加總骨料混合物的量，并按相應的混合比例加水泥摻量，這也是提高現澆混凝土抗裂性能的最佳控制方案，在對現澆混凝土配合比拌制時應調整方法，嚴格控制水灰比確保現澆混凝土的穩定性，另外，也可以在現澆混凝土施工后在表面澆水，確保混凝土表面處于濕的狀態，需要注意的是，混凝土澆筑和愈合時間不得少于7h，當對現澆混凝土改進工藝和質量振動時，應注意施工時間控制與施工時振動位置，不得使用振動棒輕敲混凝土，以避免對混凝土結構造成強烈沖擊，并根據現澆混凝土施工項目結構設計原則對防止早期裂縫發生的情況，對現澆混凝土施工所需的建筑材料，應均勻堆放，當所需要使用的材料在周圍堆放期間如果產生荷載就必須嚴格控制，還必須嚴格控制混凝土澆筑時間[8]。

3 結語

綜上所述，混凝土是工程施工常用的材料，對工程建設具有重要意義，但是混凝土在使用期間容易出現裂縫，不僅會影響美觀，還會影響建筑質量，而要想有效解決現澆混凝土結構早期裂縫出現的情況，就需要確保現澆混凝土施工期間所需材料符合相關規范的要求。本文通過分析現澆混凝土出現早期裂縫的原因，可以從原材料配合比設計和現澆混凝土施工工藝等方面論述現澆混凝土裂縫的防治措施，并提出一些有益的解決辦法，對改善我國建筑工程現澆混凝土早期裂縫具有積極意義。