混凝土裂缝控制技术的应用

安利聪

【摘要】混凝土的裂缝较为普遍,尽管在施工中采取了各种措施,但在工程施工中其仍然存在。目前的土木建筑工程，以混凝土结构占主导地位，混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝，而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。建筑物维修、改造业已成为当今社会的热门课题，而混凝土裂缝无处不在，无法避免，建筑物的破坏往往是从裂缝开始，如果裂缝的发展有可能对建筑物的整体受力造成严重影响，或建筑物表面裂缝影响了人们的感观舒适度，给人造成危险感，那就有必要对裂缝进行控制和治理。
【关键词】 混凝土    裂缝原因  控制方法?
【正文】混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。受约束的混凝土，当温度、混凝土收缩等因素所产生的拉应力大于混凝土极限抗拉强度时，混凝土就被拉裂而产生裂缝。由于混凝土的组成及脆性特征，导致其抗裂性能差，抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右，裂缝的产生不可能完全避免，只要裂缝的数量、形状及发展趋势不影响建筑物的受力及表面感观，可以不进行处理。施工中尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，特别是避免有害裂缝的出现，确保工程质量。不同规范对建筑物所要求的耐久性、美观度不同，对需要处理的裂缝规定也有所不同。混凝土的裂缝是不可避免的，其微观裂缝是本身物理力学性质决定的，但它的有害程度是可以控制的，裂缝有害程度的标准是根据使用条件决定的。下面就谈谈自己的肤浅看法。
1、混凝土裂缝产生的主要原因及分类
1.1、裂缝产生的主要原因
水泥水化热大，水泥安定性不良，大气温度变化较大，碱一骨料反应，混凝土碳化，混凝土早期受冻，混凝土养护时缺水以及混凝土遭到硫酸盐侵蚀。由于施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等）引起的裂缝。为追求建筑物的外观样式，建筑物表面存在过多的凹凸角，产生的凹角应力集中导致出现裂缝。此外，因设计的承重板件厚度太小，刚度减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大，致使板件出现穿透性裂缝，即设计不当产生的裂缝。
1.2、混凝土裂缝分类
按裂缝的方向、形状分类有水平裂缝、垂直裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝以及放射状裂缝等；按成因分类主要有塑性裂缝、干缩裂缝、温度裂缝及不均匀沉降裂缝；按深度可分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。
2、控制裂缝的产生
裂缝是混凝土建筑物主要由干缩、砼自身质量、水泥水化热、温度、钢筋锈蚀、地基变形、荷载、碱骨料反应、地基冻胀等原因引起。即混凝土硬化过程中，由于混凝土脱水，引起收缩，或者受温度高低的温差影响，引起胀缩不均匀而产生的裂缝。
  2．1、干缩裂缝的控制
混凝土浇注后应该及早养护。混凝土初凝时，要在混凝土表面浇水进行养护，浇水量随着混凝土强度的增长而逐步加大；在混凝土终凝的时候，混凝土表面应该蓄水养护，养护时间约需3天左右，浇水养护仍然需要14天。要及时搓毛抹压，第一遍时普遍抹压消除裂纹，抹压应在混凝土初凝后、终凝前进行，第二遍抹压则重点寻找裂缝，用木抹子拍打，使混凝土愈合裂纹。混凝土毛细管孔隙在干燥过程中失水，产生毛细管张力，混凝土体积收缩，因为混凝土周围存在约束，内部又有拉应力，当拉应力超过混凝土材料抗拉强度时，便产生了干缩裂缝。
控制方法：从确保混凝土耐久性出发，应降低混凝土单位用水量；按收缩值大小排序：矿渣水泥>普通水泥>粉煤灰水泥；降低混凝土周围约束，应减少混凝土的分仓长度，充分释放混凝土内部拉应力；适量添加膨胀剂后可以使混凝土体积膨胀，产生压应力，部分抵消了混凝土因毛细孔隙干燥而产生的拉应力，起到控制干缩裂缝的作用。[] 　
2.2、混凝土质量控制
（1）降低混凝土用水量，严格控制水灰比，满足其流动性、保水性，便于操作，避免分层收缩裂缝的产生；
（2）粗骨料碎石、卵石均可，应采取连续级配。大体积混凝土多采用泵送混凝土（泵管直径为150毫米）。碎石最大粒径为40毫米，卵石最大粒径为50毫米。增大了粗骨粒粒径，可减少水泥用量，水泥的水化热减少，且混凝土的收缩和泌水随之减少；
（3）宜在混凝土掺入适量的缓凝型减水剂。混凝土初凝时间控制在8小时，终凝时间在12小时为宜。
  2. 3、温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。水泥水化后放出大量的热量，使混凝土内外形成较大的温差，从而在温度应力的作用下形成裂缝。特别是在夏季施工，中午气温一般在摄氏370C，露天存放的石子表面温度可达摄氏500C，砼出机口温度在摄氏300C左右，混凝土水化后内部温度更高。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。引起温度变化主要因素有年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。主要控制措施：
一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。三是控制骨料的温度，主要通过搭盖凉棚和洒水降温来进行。搭凉棚避免太阳光直射，减少骨料吸热，浇筑前2～3小时再用井水（约170C）对粗骨料洒水降温。白天气温较高，夜间浇筑，气温相对较低，采取温控措施后，比较容易控制砼的入仓温度。因此，工作中多把其他工序的施工安排在白天进行，而把混凝土浇筑安排在夜间进行。
2.4、钢筋锈蚀引起的裂缝控制
要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度。钢筋锈蚀后体积膨胀2～4倍，对周边混凝土产生压力，可能产生顺筋裂缝，甚至脱落，从而影响建筑物的使用。而钢筋锈蚀多为气蚀、电离引起。因此，施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。[胡艳红. 浅谈混凝土裂缝的预防与处理[J]. 山西科技, 2010, (02)： 126-127] 　　
3、混凝土裂缝处理
3.1、表面处理
浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水、不伸缩的裂缝，进行表面涂抹。
3.2、填充处理
宽度小于0.3mm，深度较浅、裂缝中有充填物，可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。
3.3、结构补强处理
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。
总之，裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此，要求施工单位严格按规程施工，根据实际施工条件，将各种情况考虑周全，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计施工，把裂缝的数量和危害压缩到最小范围内。
【参考文献】
[1] 杨百灵, 李崤伟. 浅析大体积混凝土的裂缝与预防[J]. 黑龙江科技信息, 2010, (17) ：308
[2] 胡艳红. 浅谈混凝土裂缝的预防与处理[J]. 山西科技, 2010, (02)： 126-127 .