趙玉來

(鳳陽(yáng)縣供水公司，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

淺析商品混凝土裂縫的成因及防治措施

趙玉來

(鳳陽(yáng)縣供水公司，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

商品混凝土因本身的工藝特點(diǎn)及施工工藝等因素造成裂縫普遍存在現(xiàn)象，在很大程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B和耐久性能，應(yīng)該引起足夠重視。對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行合理控制，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)根據(jù)工程應(yīng)用實(shí)踐及國(guó)家現(xiàn)行施工規(guī)范要求，對(duì)商品混凝土裂縫的產(chǎn)生原因及防治措施進(jìn)行分析。

商品混凝土；裂縫；成因；防治

商品混凝土是由固定攪拌場(chǎng)集中攪拌或集中配料，通過專用車輛運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，以商品形式出售的混凝土。在工程建設(shè)中使用商品混凝土，可加快混凝土施工中的澆筑速度，提高混凝土的技術(shù)含量，以達(dá)到保證工程質(zhì)量，加快工程進(jìn)度的目的。

但是隨著商品混凝土的廣泛使用，商品混凝土表面裂縫現(xiàn)象也日趨增多，一些工程甚至出現(xiàn)了現(xiàn)澆商品混凝土樓板、鋼筋混凝土剪力墻的貫穿性裂縫，不僅降低了商品混凝土的抗?jié)B能力，造成了結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的提前銹蝕，而且影響了結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性[1]。因此，認(rèn)真分析這些裂縫產(chǎn)生的原因并采取針對(duì)性的防治措施，對(duì)提高商品混凝土工程的抗?jié)B性和耐久性具有重要的意義。

1 商品混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

商品混凝土裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，且混凝土裂縫產(chǎn)生的原因十分復(fù)雜，往往由多種因素共同作用的結(jié)果，引起混凝土裂縫的主要原因如下：

1.1 設(shè)計(jì)原因

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中斷面突變，導(dǎo)致應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫；設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過大等)；設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)；設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。 對(duì)于結(jié)構(gòu)變形裂縫，設(shè)計(jì)者可以采取“抗與放”或“抗放兼施”進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)。留伸縮縫與不留伸縮縫的方法都是以放或抗為主的方法，做得合適，都可以使結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生有害裂縫[2]。

1.2 材料原因

粗細(xì)集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大；集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生；混凝土外加劑、摻合料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮；水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大，粉煤灰及礬土水泥收縮值較小，快硬水泥收縮大[3]；水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開裂影響很大?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大，越易開裂。

1.3 混凝土配合比原因

設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)；配合比中水灰比(水膠比)過大；單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大；配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離析、泌水、保水性不良，增加收縮值；配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。

1.4 施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因

現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生；高空澆注混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大；對(duì)大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫；大體積混凝土澆注，現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫；現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫；現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)，引起拆模裂縫或拆模過早；現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)(超張、偏心)，引起混凝土張拉裂縫。 這些因素都會(huì)造成混凝土較大的收縮，產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫，致使混凝土微觀裂縫迅速擴(kuò)展，形成裂縫[4]。

1.5 使用原因(外界因素)

構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫；使用荷載超負(fù)；野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫；周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫；意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。

2 商品混凝土裂縫的危害

商品混凝土裂縫是被工程界極為關(guān)注的問題，無論何種原因形成的混凝土裂縫，均會(huì)對(duì)工程造成危及結(jié)構(gòu)安全、滲漏、銹蝕鋼筋、骨料外露、保護(hù)層剝落、影響工程外觀質(zhì)量、降低強(qiáng)度等危害。如任其發(fā)展，勢(shì)必向內(nèi)部深入將縮短建筑物的使用年限甚至導(dǎo)致建筑物失穩(wěn)和破壞，嚴(yán)重?fù)p害工程耐久性，縮短工程使用壽命[5]。

3 商品混凝土裂縫的防治措施

要根本解決商品混凝土裂縫問題，還是需要從商品混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析商品混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少商品混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。裂縫原因是設(shè)計(jì)、施工、材料、環(huán)境及管理等相互影響的綜合性問題，解決裂縫控制問題應(yīng)當(dāng)采取綜合方法。

3.1 沉降和塑性收縮裂縫

沉降收縮裂縫是在泵送混凝土現(xiàn)澆的各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別是板、墻面系數(shù)大的結(jié)構(gòu)之中經(jīng)常出現(xiàn)的一種早期裂縫[6]。這種裂縫位于鋼筋上部，裂縫中部較寬，兩端較窄，呈梭狀，與混凝土上表面垂直，其深度往往從表面一直延伸到鋼筋表面，如果不加以預(yù)防和消除，將會(huì)加速鋼筋的銹蝕。裂縫寬度為1～4 mm，深度不一。塑性收縮裂縫出現(xiàn)在暴露于空氣中的混凝土表面，裂縫較淺，長(zhǎng)短不一，短的僅20～30 cm，長(zhǎng)的可達(dá)2～3 m，寬1～5 mm，裂縫互不連貫，類似干燥的泥漿面[6]。

主要防治措施是：控制混凝土的泌水量，即在滿足設(shè)計(jì)和施工的前提下，嚴(yán)格控制混凝土的水灰比，混凝土單方用水量，還應(yīng)注意混凝土一次振搗、持續(xù)時(shí)間，提倡對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗。

3.2 干縮裂縫

干燥收縮主要是由水分在硬化后較長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的?；炷恋母稍锸湛s由于集料的收縮很小，因此主要是水泥干燥收縮造成的。水泥石干燥收縮理論有毛細(xì)管張力學(xué)說、表面吸附學(xué)說和夾層水學(xué)說等?；炷恋乃终舭l(fā)、干燥過程是由外向內(nèi)、由表及里逐漸發(fā)展的。由于混凝土蒸發(fā)干燥非常緩慢，產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在一個(gè)月以上，有時(shí)甚至一年半載，而且裂縫發(fā)生在表層很淺的位置，裂縫細(xì)微，有時(shí)呈平行線狀或網(wǎng)狀，常常不被人們重視。但是要特別注意，由于碳化和鋼筋銹蝕的作用，干縮裂縫不僅損害薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，也會(huì)使大體積混凝土的表面裂縫發(fā)展成為更嚴(yán)重的裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。

防治的措施：一是降低單方混凝土用水量。在滿足設(shè)計(jì)和施工的要求下，盡量控制單方混凝土的用水量，這是提高混凝土耐久性的必要條件。另外，砂率及砂料的粒徑級(jí)配也要注意控制。二是選用干燥收縮量小的骨料及水泥。試驗(yàn)證明，使用石灰石碎石的混凝土，比使用其他品種巖石的碎石混凝土干燥收縮量小。三是使用降低混凝土收縮的外加劑。在混凝土中摻入這種外加劑之后，可使毛細(xì)管張力降低，混凝土干燥收縮變形減小[7]。

3.3 溫度裂縫

水泥水化過程中放出大量的熱，且主要集中在澆筑后的前7 d內(nèi)。尤其對(duì)大體積混凝土來說，這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度低，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力和溫度差成正比。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土的內(nèi)外約束應(yīng)力(包括混凝土抗拉強(qiáng)度)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫初期出現(xiàn)時(shí)很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。

具體防治措施為：① 從材料方面著手，降低水化熱，控制混凝土內(nèi)部最高溫升，減少總降溫差。② 從設(shè)計(jì)方面著手，優(yōu)化配合比，減少水泥用量，摻加減水劑和外摻料(如：粉煤灰)，提高混凝土抗拉強(qiáng)度，改善約束條件。③ 從施工方面著手，延緩混凝土降溫速率，降低澆筑溫度。④ 從養(yǎng)護(hù)方面著手，提高混凝土的表面溫度，降低混凝土的內(nèi)外溫差[8]。

3.4 大體積混凝土裂縫

大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因是水泥在硬化過程中釋放大量的水化熱，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，因此，如何控制大體積混凝土水化熱升溫和混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)外溫差，成為大體積混凝土是否產(chǎn)生溫度裂縫的關(guān)鍵，為了降低水化熱，延緩溫升值和溫升速度[9]。

具體防治措施為：優(yōu)化配合比，采用低熱水泥，通過適當(dāng)摻粉煤灰及外加劑提高混凝土的品質(zhì)，在結(jié)構(gòu)物內(nèi)埋設(shè)冷卻水管，分層分塊澆注混凝土，加強(qiáng)表面覆蓋及養(yǎng)護(hù)等。各種溫控措施是相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充和制約的，各項(xiàng)措施各有利弊，在具體工程的設(shè)計(jì)和施工中根據(jù)溫度應(yīng)力計(jì)算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件分析，結(jié)合工程實(shí)際和全面考慮，合理采取相應(yīng)措施?？傊篌w積混凝土溫度控制是一項(xiàng)綜合技術(shù)，涉及很多因素，需結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍鉁?、環(huán)境，選擇既經(jīng)濟(jì)又有效的施工方法，確保工程質(zhì)量。

3.5 減少裂縫開展寬度的措施

鋼筋的外徑、外形和數(shù)量，裂縫截面鋼筋的應(yīng)力，混凝土強(qiáng)度等級(jí)，截面尺寸、保護(hù)層厚度等都對(duì)裂縫開展寬度有影響。

鋼筋越細(xì)，鋼筋的總表面積越大，與混凝土的粘著力就越好，可使裂縫間距及裂縫寬度均隨之減少，也就能把裂縫分散，成為密而細(xì)的裂縫[10]。

肋紋鋼筋比光面鋼筋的粘著力好很多，改用肋紋鋼筋也可以有效減少裂縫寬度。

3.6 其 他

由于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，而且通常由多種原因綜合作用的結(jié)果，所以所采取的控制措施要根據(jù)實(shí)際情況，從原材料控制、改進(jìn)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)措施、提高施工工藝質(zhì)量、改善養(yǎng)護(hù)措施、表面防護(hù)等加強(qiáng)控制以達(dá)到較好的控制水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

混凝土裂縫控制在結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性等方面起著決定性的影響。混凝土裂縫產(chǎn)生的原因十分復(fù)雜，對(duì)于混凝土裂縫的控制要把它控制在工程適用的范圍內(nèi)，保證裂縫的發(fā)展不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壞的影響，而為了保證結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂縫基本上是不可能的，如果為了達(dá)到這個(gè)目的，那將是以犧牲巨大的經(jīng)濟(jì)效益為代價(jià)。混凝土裂縫的控制從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)到運(yùn)營(yíng)等各方面是一個(gè)有機(jī)的整體，它們不僅相互聯(lián)系，而且相互制約。因此在實(shí)際工程中，應(yīng)綜合考慮各種影響因素，抓住主要矛盾，全面剖析，重點(diǎn)施制，才能收到實(shí)效，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 舉午生，陳 偉，王瑞霞．建筑施工手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

[2] 王鐵夢(mèng)．工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

[3] 全國(guó)二級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書編寫委員會(huì).水利水電工程管理與實(shí)務(wù) [M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015.

[4] 混凝土質(zhì)量專業(yè)委員會(huì)，高強(qiáng)與高性能混凝土專業(yè)委員會(huì)．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．

[5] 袁 勇．混凝士結(jié)構(gòu)早期裂縫控制[M]．北京：科學(xué)出版社,2004．

[6] 彭圣浩．建筑工程質(zhì)量通病防治手冊(cè)[M]．北京： 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1984．

[7] 張 旭．屋面水泥砂漿保護(hù)層裂縫原因和處理方法[J]．工程與建設(shè)，2012,26(4):560～561.

[8] 全國(guó)二級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書編寫委員會(huì).公路工程管理與實(shí)務(wù) [M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.

[9] GB 50204-2015,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S]．

[10] 楊禹門．給水排水工程結(jié)構(gòu)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1988.

遺失聲明

安慶市樓誠(chéng)混凝土有限公司的建筑業(yè)企業(yè)資質(zhì)證書(正本)遺失。證書編號(hào)：B3054034086623。特此聲明作廢。

2016年2月29日

來安縣建設(shè)工程招標(biāo)事務(wù)所的工程招標(biāo)代理機(jī)構(gòu)資格證書(副本)遺失。證書編號(hào)：F234000737。特此聲明作廢。

2016年3月9日

安慶市安祥勞務(wù)有限責(zé)任公司的建筑業(yè)企業(yè)資質(zhì)證書(正本)遺失。證書編號(hào)：C1034034085581。特此聲明作廢。

2016年3月9日

2016-12-10；修改日期：2016-12-15

趙玉來(1972-)，男，安徽鳳陽(yáng)人。鳳陽(yáng)縣供水公司工程師．

TU528.1；TU972.8

A

1673-5781(2016)06-0741-03