【摘 要】混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料，同時混凝土也被廣泛的應(yīng)用于土建建筑工程中。本文主要針對從溫度應(yīng)力、原材料質(zhì)量、收縮形變、鋼筋銹蝕以及施工工藝質(zhì)量幾個方面進行了探討，并提出了相關(guān)的施工技術(shù)控制措施。

【關(guān)鍵詞】建筑混凝土；裂縫；施工技術(shù)；措施

混凝土由于自身的特殊性能在現(xiàn)代土建工程上發(fā)揮著重要作用。但是混凝土裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，要想控制解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手，正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。因此，對建筑施工中混凝土裂縫控制技術(shù)進行相關(guān)探討對于現(xiàn)實的建筑施工尤其重要。

1 混凝土裂縫成因

1.1 溫度裂縫

當外部溫度或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生形變，若變形受到約束，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時將產(chǎn)生溫度裂縫。通常情況下，溫度應(yīng)力主要有3種形成方式:

1.1.1 大體積混凝土(厚度超過2m)澆注之后由于水泥水化放熱產(chǎn)生溫度應(yīng)力;此外，由于混凝土彈性模量的急劇變化也會在其內(nèi)部形成殘余應(yīng)力;

1.1.2 當水泥放熱基本結(jié)束后，由于混凝土的冷卻以及外界氣溫變化引起溫度應(yīng)力;

1.1.3 在使用過程中，由于突發(fā)降水、冷空氣侵襲或日落等致使混凝土結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，內(nèi)部降溫相對較慢而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。

1.2 原材料質(zhì)量引起的裂縫

配制混凝土時所采用原材料質(zhì)量不合格，也可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

1.2.1 水泥

如果水泥安定性不合格，其中的游離氧化鈣含量超標，則由于氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，在混凝土凝結(jié)后仍然繼續(xù)起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強度下降。若水泥出廠時強度不足，水泥受潮或過期，亦可能使混凝土強度不足，導(dǎo)致混凝土開裂。

1.2.2 砂、石集料

（1）砂石的粒徑、級配、雜質(zhì)含量。如果砂石粒徑太小、級配不良，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，使混凝土收縮加大，影響混凝土的強度;如果使用超出規(guī)定的特細砂，后果將更加嚴重。當砂石中含泥量高時，將造成水泥和拌和水用量加大，降低混凝土強度以及抗凍性和抗?jié)B性。

（2）堿骨料反應(yīng)?；炷林械膲A與集料中的某些成份發(fā)生堿骨料反應(yīng)，其生成物容易吸水膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂。堿骨料反應(yīng)裂縫的分布與鋼筋限制有關(guān)。當限制力小時，常出現(xiàn)地圖狀裂縫，并在縫中有白色或透明的浸出物;當限制力強時則出現(xiàn)順筋裂縫。

1.2.3 拌和水及外加劑

拌和水或外加劑中氯化物含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應(yīng)有影響。

1.3 收縮裂縫

在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮是造成混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和碳化收縮。塑性收縮主要發(fā)生在施工過程中，混凝土澆注后4～15h，水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮產(chǎn)生的量級很大，可達1%左右?？s水收縮是因為混凝土表層水份損失快，內(nèi)部損失慢，從而產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮。表面收縮受到內(nèi)部約束，使表面混凝土承受拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力較大時，容易產(chǎn)生收縮裂縫?；炷潦湛s還包括由于混凝土的體積變形不能自由伸縮而產(chǎn)生的自生收縮;由大氣中的二氧化碳與水泥水化物發(fā)生化學反應(yīng)而引起的碳化收縮。

1.4 鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與混凝土中的氧氣和水份發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長2～4倍，對混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護層開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

1.5 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)澆注過程中，如果施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生各種形式的裂縫，特別是細長薄壁結(jié)構(gòu)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較常見的有:

1.5.1 混凝土澆注過快，混凝土流動性較低，容易在澆注數(shù)小時后發(fā)生前述的塑性收縮裂縫;

1.5.2 混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低;

1.5.3 混凝土初期養(yǎng)護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫;

1.5.4 拆模過早，混凝土強度不足，構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫;

1.5.5 施工質(zhì)量控制差，如任意套用配合比，水、砂石、水泥材料計量不準，造成混凝土強度不足和其他性能(和易性、密實度)下降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

2 混凝土裂縫控制

2.1 原材料控制

2.1.1 選用中低水化熱的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥或粉煤灰水泥等。充分利用混凝土的后期強度，減少水泥用量。在滿足使用的條件下，大體積混凝土設(shè)計強度應(yīng)就“能低不高”的原則。同時應(yīng)注意水泥的質(zhì)量，特別是安定性達標。

2.1.2 盡量選用粒徑較大(不超過40mm)且級配良好的粗集料;砂和碎石的含泥量不超過1%，針片狀顆粒含量不得大于15%。

2.1.3 在混凝土中摻加超細礦粉。超細礦粉具有微珠潤滑效應(yīng)，有明顯的減水作用，并能夠提高混凝土的和易性、體積穩(wěn)定性、密實性以及抗化學侵蝕性能，同時還具有增加混凝土強度，減少塌落度損失、降低水化熱等性能。

2.1.4 適當加大活性細摻料的用量，以替代部分水泥，從而降低水化熱，增強硬化前后混凝土的體積穩(wěn)定性。如使用大摻量粉煤灰不僅能提高混凝土的和易性，而且改善了混凝土的工作性能和可靠性。

2.1.5 拌和水中不得有較高含量的氯化物等雜質(zhì)，禁止使用海水和含堿泉水拌制混凝土。

2.1.6 選用合適的外加劑?；炷林袚饺胨嘀亓?.25%的木鈣減水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時又減少10%拌和水，節(jié)約10%左右的水泥，降低了水泥水化熱。又如利用膨脹劑置換等量的水泥，不僅降低了水化熱，同時微膨脹劑吸收部分水化熱后發(fā)生化學反應(yīng)，在混凝土中產(chǎn)生自應(yīng)力而使結(jié)構(gòu)處于受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗?jié)B和抗拉能力，避免了裂縫的產(chǎn)生。

2.2 改進設(shè)計與施工技術(shù)措施

從技術(shù)層面講，混凝土裂縫控制主要體現(xiàn)在設(shè)計和施工中的技術(shù)措施改進上。

2.2.1 設(shè)計技術(shù)措施

（1）優(yōu)化鋼筋配置，根據(jù)“細而密”的原則，減小水平布筋間距，將混凝土中可能產(chǎn)生的收縮應(yīng)力分散。

（2）由于挖孔、轉(zhuǎn)角和形狀突變處等部位應(yīng)力集中容易產(chǎn)生裂縫，所以應(yīng)采取有效的構(gòu)造措施，例如在轉(zhuǎn)角、孔邊作構(gòu)造筋加強;轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋或網(wǎng)片;突變處做成漸變過渡等。

2.2.2 施工技術(shù)措施

（1）混凝土用水量控制在170kg/m3以下;

（2）控制膠凝材料總量在410kg/m3以下，同時增大優(yōu)質(zhì)é級粉煤灰的摻量;

（3）控制混凝土中膠骨比在1.3以下;

（4）在保證和易性和泵送的前提下降低砂率;

（5）在混凝土中摻入適量的復(fù)合纖維，提高基體的抗裂形變能力，阻止原始缺陷(裂紋等)的擴展;

（6）在溫度較高的季節(jié)，通過對原材料和粗骨料進行遮陽、覆蓋，以及采用低于5℃的拌和水噴淋、冷卻降溫來降低混凝土的澆注溫度。

2.3 提高施工工藝質(zhì)量

由于評價混凝土抗裂能力是以極限拉伸率、施工強度保證率或施工均勻性為指標(離差系數(shù))。因此，在施工過程中，必須嚴格按照相關(guān)的國家或行業(yè)規(guī)范，以及技術(shù)標準進行，加強現(xiàn)場管理監(jiān)督和質(zhì)量控制，從而確?；炷两Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件符合設(shè)計要求的抗裂能力。

（1）在混凝土澆搗前，應(yīng)先將基層和模板澆水濕透，避免混凝土失水;振搗時，應(yīng)組織好振搗棒的走向，保證混凝土振搗密實并防止漏振。同時也應(yīng)避免過度振搗(以混凝土不再下沉、不冒氣泡為準)。

（2）混凝土澆注完畢后可進行二次抹壓，必要時利用吸水泵排出表面泌水。但表面刮抹應(yīng)限制到最小程度，避免在其表面灑水泥干粉刮抹，加強混凝土早期養(yǎng)護。

（3）嚴格施工操作程序，杜絕過早施加荷載和過早拆模，當混凝土溫度高于氣溫時應(yīng)適當考慮拆模時間，過早拆模，會在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象;在澆搗過程中需派專人護筋，以免踩彎板面負筋的現(xiàn)象發(fā)生。

（4）確定合理的攪拌和運輸時間，避免因時間過長而使水分過多蒸發(fā)，降低混凝土的塌落度，使得在混凝土中出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

（5）采用分層連續(xù)澆注并合理設(shè)置施工縫，能夠盡快散發(fā)水化熱，并放松約束條件的聚集。由于施工技術(shù)和施工組織上的原因，不能連續(xù)將結(jié)構(gòu)整體澆完，并且間歇時間過長，應(yīng)預(yù)先選定適當?shù)牟课辉O(shè)置施工縫，以減少裂縫和確保結(jié)構(gòu)安全。

2.4 改善養(yǎng)護措施

在大體積混凝土施工中，良好的保溫保濕養(yǎng)護對于減少混凝土的收縮，控制內(nèi)外溫差，降低約束應(yīng)力，充分利用其松弛效應(yīng)具有重要的意義。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》可知，大體積混凝土內(nèi)外溫差不應(yīng)高于25℃。內(nèi)外溫差越大，裂縫發(fā)生可能性越大，程度越嚴重。在混凝土澆注完畢后12h內(nèi)，應(yīng)先蓋1層塑料薄膜，然后蓋2層草包或麻袋，再蓋1層塑料薄膜進行養(yǎng)護。遇氣溫突變，溫度急劇下降的情況，養(yǎng)護措施必須隨時跟上。值得一提的是，混凝土養(yǎng)護應(yīng)使其澆筑的內(nèi)外溫差及降溫速度滿足溫控指標的要求;保溫養(yǎng)護的持續(xù)時間，應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力(包括混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力)加以控制和確定，但不得少于15d。

2.5 表面防護

為了提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，避免因鋼筋銹蝕而使混凝土開裂，對混凝土抗裂性能有較高要求的特殊工程，也可采用在其表面涂覆有機涂層的措施。采用外覆有機涂層的方法能夠有效阻止或降低諸如水、二氧化碳以及氯化物等腐蝕性介質(zhì)向混凝土內(nèi)部的滲透，從而有效地延長了混凝土的使用壽命。目前，國內(nèi)常用的防護體系是:環(huán)氧封閉漆+環(huán)氧云鐵中間漆+丙烯酸聚氨酯面漆。經(jīng)過近年的實踐檢驗，該有機涂層能夠?qū)炷吝M行腐蝕防護，且效果良好，但造價較高。此外，對于已產(chǎn)生較寬裂縫的混凝土，為了避免開裂處的鋼筋發(fā)生腐蝕，或已腐蝕的鋼筋繼續(xù)腐蝕，必須對其進行灌漿處理。如果因開裂導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)承載力下降，應(yīng)進行加固處理以保證其承載力要求。

3 結(jié)束語

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、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。

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