李欣

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶163319）

一、裂縫產(chǎn)生的成因分析

1.非施工因素

(1)設(shè)計(jì)因素。①由于借用地質(zhì)報(bào)告造成差錯(cuò),地基鉆探勘測(cè)不準(zhǔn),業(yè)余設(shè)計(jì)者錯(cuò)誤設(shè)計(jì)。②圖紙采用梁平法,表達(dá)較簡(jiǎn)單,施工單位若素質(zhì)較差,則不理解。如某小區(qū)在客廳的樓板上有一條與整個(gè)房屋長(zhǎng)向的垂直裂縫且貫穿。原以為是溫度收縮裂縫,經(jīng)仔細(xì)分析。由于下面是地下車庫(kù)的一道墻,主體下沉與樓板收緊,產(chǎn)生應(yīng)力而造成裂縫。

(2)環(huán)境因素?；炷辆哂袩崦浝淇s的性質(zhì),當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化,或水泥水化熱使混凝土溫度發(fā)生變化時(shí),鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就產(chǎn)生溫度變形。而建筑物中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在溫度變形和約束的共同作用下,產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗裂強(qiáng)度時(shí),就產(chǎn)生溫度裂縫。如:自防水屋面板上的裂縫;大體積混凝土的裂縫。溫度裂縫的特征:裂縫的寬度大小不一,但每一條裂縫寬度變化不大,裂縫寬度隨著溫度變化而變化。一般會(huì)出現(xiàn)表面的、較深的或貫穿性裂縫。其中表層裂縫的方向一般無(wú)規(guī)律性;較深的或貫穿裂縫走向,往往與主筋方向平行或接近平行。普通鋼筋混凝土的裂縫不一定都是質(zhì)量問(wèn)題,只要裂縫寬度符合規(guī)范規(guī)定,都屬正常情況。但對(duì)寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定,或降低構(gòu)件的承載能力,或有失穩(wěn)破壞可能,或影響耐久性等方面的裂縫等都應(yīng)認(rèn)真分析,慎重處理。

2.施工因素。(1)材料質(zhì)量控制不當(dāng),現(xiàn)實(shí)行商品混凝土,有時(shí)由于商品混凝土運(yùn)輸車輛煩忙,送到工地時(shí)混凝土已到初凝,使用后產(chǎn)生了構(gòu)件裂縫。我們要控制材料質(zhì)量和混凝土坍落度、配合比設(shè)計(jì)及相關(guān)性能指標(biāo)。(2)施工過(guò)程控制不當(dāng),澆砼時(shí)失誤造成坍落度等控制不好或碰著下雨,產(chǎn)生裂縫、麻面、蜂窩"炒米糖"等狀態(tài)。我們要嚴(yán)格施工過(guò)程的控制,遵循施工工藝流程。另外施工養(yǎng)護(hù)不良時(shí),混凝土表面干燥過(guò)快,而內(nèi)部溫度變化小,表面收縮變形受到收縮慢的內(nèi)部混凝土約束,因此,在構(gòu)件表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力力混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),即產(chǎn)生干縮裂縫。

二、溫度應(yīng)力的分析

1.根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過(guò)程可分為以下三個(gè)階段：（1）早期：自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。

2.根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類：（1）自生應(yīng)力：邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，轉(zhuǎn)換層其結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。（2）約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算。混凝土的徐變使溫度應(yīng)力有相當(dāng)大的松馳，計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，必須考慮徐變的影響，具體計(jì)算這里就不再細(xì)述。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

1.為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手?？刂茰囟鹊拇胧┤缦拢海?）采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；（3）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；（4）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；（5）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；（6）施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；

2.改善約束條件的措施是：（1）合理地分縫分塊；（2）避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏；（3）合理的安排施工工序，避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露；3.避免裂縫的方法

（1）混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力，但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。（4）減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。（5）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。（6）混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。（7）摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。（8）摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。（9）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮.許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。

4.裂縫處理的方法

（1）表面修補(bǔ):常用的方法有壓實(shí)抹平,涂抹環(huán)氧粘結(jié)劑,噴涂水泥砂漿或細(xì)石混凝土,壓抹環(huán)氧膠泥,環(huán)氧樹(shù)脂粘貼下班絲布,增加整體面層,鋼錨栓縫合等。

（2）局部修復(fù)法:常用的方法有充填法、預(yù)應(yīng)力法,部分鑿除重新澆筑混凝土等。

（3）水泥壓力灌漿法:適用于縫補(bǔ)寬度≥0.5mm的穩(wěn)定裂縫。

（4）化學(xué)灌漿:可灌入縫寬≥0.05mm的裂縫。

（5）減少結(jié)構(gòu)內(nèi)力:常用的方法有卸荷或控制荷載,設(shè)置卸荷結(jié)構(gòu),增設(shè)支點(diǎn)或支撐。改簡(jiǎn)支梁為連續(xù)梁等。

（6）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng):常用的方法有增加鋼筋,加厚板,外包鋼筋混凝土,外包鋼,粘貼鋼板,預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)體系等。

（7）改變結(jié)構(gòu)方案,加強(qiáng)整體剛度。例如:框架裂縫采用增設(shè)隔板深梁法處理。

（8）其它方法:常用方法有拆除重做,改善結(jié)構(gòu)使用條件,通過(guò)試驗(yàn)或分析論證不作處理等。

結(jié)束語(yǔ)。以上對(duì)混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，雖然學(xué)術(shù)界對(duì)于混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法有不同的理論，但對(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見(jiàn)還是比較統(tǒng)一，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問(wèn)題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

[1]俞昌銘.熱傳導(dǎo)及其數(shù)值分析.北京,肖華大學(xué)出版社，1982.

[2]王甲春，閻培渝.概率方法在混凝土結(jié)構(gòu)早期開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用.建筑技術(shù)，2005,(4).