許依俊

（南京恒建混凝土有限公司，江蘇 南京 210000）

混凝土施工中非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的合理防范方式研究

許依俊

（南京恒建混凝土有限公司，江蘇 南京 210000）

文章首先簡(jiǎn)要分析了混凝土施工中非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因，在此基礎(chǔ)上對(duì)防范混凝土施工中非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的有效途徑進(jìn)行論述。期望通過(guò)研究能夠?qū)炷潦┕べ|(zhì)量的提升有所幫助。

混凝土；非結(jié)構(gòu)性裂縫；預(yù)防

1 混凝土施工中非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因分析

在混凝土施工的過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)早期非結(jié)構(gòu)性裂縫，導(dǎo)致此類(lèi)裂縫產(chǎn)生最主要的原因是變形。通常情況下，溫度變化、混凝土自收縮以及不均勻沉降均會(huì)引起變形。變形在受到約束作用的情況下，會(huì)產(chǎn)生出應(yīng)力，如果應(yīng)力超過(guò)混凝土材料的抗拉強(qiáng)度，便會(huì)使構(gòu)件表面形成裂縫。換言之，混凝土施工中的非結(jié)構(gòu)性裂縫主要與變形和受約束程度有關(guān)。

1.1 溫度裂縫

混凝土內(nèi)外部溫差過(guò)大是引起表面溫度裂縫的主要原因之一，混凝土澆筑后，在硬化固結(jié)時(shí)，水泥會(huì)釋放出一定的水化熱，這部分熱量會(huì)積聚在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部且不易散發(fā)，由此會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度升高，而混凝土表面受到外部空氣流動(dòng)的作用，其散熱速度較快，這樣一來(lái)內(nèi)外之間便會(huì)形成較大的溫差。若施工中對(duì)此沒(méi)有加以注意，或是模板拆除的過(guò)早，都會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自生應(yīng)力，如果拉應(yīng)力超過(guò)混凝土自身的抗拉應(yīng)力時(shí)，混凝土表面就會(huì)形成裂縫。通常情況下，較深和貫通的溫度裂縫都是由降溫差較大受外界約束造成，這種情況在大體積混凝土中最為常見(jiàn)。

1.2 收縮裂縫

1.2.1 沉降收縮裂縫

當(dāng)混凝土中的骨料在沉落的過(guò)程中，如果受到鋼筋、預(yù)埋件或是粒徑較大的粗骨料以及前期澆筑且已經(jīng)完全固結(jié)的混凝土阻礙時(shí)，便會(huì)形成沉降收縮裂縫。相關(guān)研究結(jié)果表明，此類(lèi)裂縫一般會(huì)在混凝土澆筑完畢后的1～3小時(shí)左右出現(xiàn)，裂縫的深度會(huì)達(dá)到鋼筋表面，通常不會(huì)超過(guò)20～25mm。在混凝土施工中，若是同時(shí)對(duì)梁、板混凝土進(jìn)行澆筑，因這部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的深度不同，沉降也不相同，彼此的交接面上容易形成沉降差，由此會(huì)引起塑性沉降裂縫，坍落度越大的混凝土，產(chǎn)生沉降開(kāi)裂的可能性就越大。沉降裂縫出現(xiàn)最多的位置在接近表面的水平鋼筋上方，鋼筋直徑越粗，裂縫就越嚴(yán)重[1]。

1.2.2 塑性收縮裂縫

混凝土澆筑前是以流體的形態(tài)存在的，隨著時(shí)間的推移，其會(huì)從流體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樗軕B(tài)，并硬化為固體狀態(tài)，在塑態(tài)階段形成的裂縫被稱之為塑性收縮裂縫，這是鋼混結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)的一種早期非結(jié)構(gòu)性裂縫。當(dāng)混凝土澆筑完畢后，水泥會(huì)在混凝土的內(nèi)部發(fā)生激烈的水化反應(yīng)，由此會(huì)使固體顆粒之間形成一層水膜，混凝土凝結(jié)固化前，由于沉實(shí)泌水和蒸發(fā)，水會(huì)在混凝土內(nèi)部發(fā)生遷移，這樣會(huì)形成毛細(xì)孔壓力，在水份遷移的過(guò)程中，固體顆粒會(huì)相互靠近，毛細(xì)孔也會(huì)隨之變得越來(lái)越細(xì)小，其壓力則會(huì)隨之進(jìn)一步增大，在這一前提下，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部水份向外部遷移的速度加快，表面水份蒸發(fā)的速度若是超過(guò)泌水的速度，漿液的體積則會(huì)在初凝階段出現(xiàn)收縮，骨料與粘合料會(huì)產(chǎn)生不均勻的沉縮變形。由于這些現(xiàn)象全部發(fā)生在混凝土終凝前的塑性階段，故此將之稱為塑性收縮裂縫。此類(lèi)裂縫與混凝土的流態(tài)有著密切的關(guān)系，其量級(jí)相對(duì)較大，約為1%左右。在混凝土結(jié)構(gòu)的水平面上，塑性收縮裂縫最為常見(jiàn)。

1.2.3 干縮裂縫

收縮變形與約束是混凝土干縮裂縫形成所必備的兩個(gè)條件，由于施工過(guò)程中對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)不到位，從而使得其表面水分散失的速度過(guò)快，致使混凝土的體積收縮增大，內(nèi)部溫度變化較小，收縮也小，此時(shí)表面的收縮變形就會(huì)受到混凝土的約束，進(jìn)而在構(gòu)件表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)這部分拉應(yīng)力超過(guò)混凝土自身的抗拉極限強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)形成干縮裂縫。這種裂縫的變現(xiàn)形式以表面性裂縫居多，它的寬度相對(duì)較小，約為0.05～0.2mm之間，在混凝土表面以縱橫交錯(cuò)的方式排列[2]。

2 防范混凝土施工中非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的有效途徑

對(duì)于混凝土施工中的非結(jié)構(gòu)性裂縫，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行防范：

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)設(shè)計(jì)的優(yōu)化可從材料和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面著手進(jìn)行，由此可以使混凝土施工中的非結(jié)構(gòu)裂縫得到有效的控制。

2.1.1 材料設(shè)計(jì)

在材料的設(shè)計(jì)上，可以采取如下措施：①減小收縮。在不影響混凝土工作性能的前提下，可選用收縮值相對(duì)較小、細(xì)度較大的水泥，降低水灰比和砂率，同時(shí)采用高質(zhì)量和級(jí)配良好的骨料，并選用適當(dāng)?shù)耐饧觿┖蛽胶狭?。②降低水化熱?？梢酝ㄟ^(guò)減少水泥的用量或是采用水化熱較低的水泥，并在拌制混凝土?xí)r摻入高效減水劑、引氣劑等，最大限度地降低混凝土中水泥的水化熱。③增強(qiáng)抗拉性能?；炷磷陨淼慕M成決定了其抗拉強(qiáng)度的高低，鑒于此，應(yīng)當(dāng)確?；炷磷陨淼馁|(zhì)量良好，從而使其強(qiáng)度得到充分的發(fā)展，同時(shí)，可通過(guò)加入纖維材料來(lái)改善混凝土的抗拉性能。

2.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要控制好抗和放，具體做法如下：①提高抗變形能力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)提高混凝土的抗變形能力來(lái)抵抗溫度、收縮應(yīng)力及變形，具體做法是在混凝土結(jié)構(gòu)中合理配置分布鋼筋，使配筋達(dá)到細(xì)而密的要求，這樣能夠使混凝土的極限拉應(yīng)變獲得顯著提升。②釋放約束應(yīng)力。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)變形時(shí)受到約束，便會(huì)形成約束應(yīng)力，約束應(yīng)變也會(huì)隨之產(chǎn)生，通過(guò)對(duì)約束應(yīng)力的釋放能夠達(dá)到減小約束作用的目的，如可在結(jié)構(gòu)形式的選擇上采用設(shè)置伸縮縫或是后澆帶，由此可以使混凝土的溫度收縮應(yīng)力得到有效釋放，從而減少溫縮變形引起的非結(jié)構(gòu)性裂縫[3]。

2.2 提高施工質(zhì)量

對(duì)混凝土的溫差及收縮進(jìn)行控制是預(yù)防混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫較為有效的途徑。通過(guò)對(duì)裂縫產(chǎn)生機(jī)理的分析，能夠得到混凝土施工階段裂縫的因素關(guān)系，具體如圖1所示。

圖1 施工階段的混凝土裂縫因素關(guān)系

由圖1可知，應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土的原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，尤其是要控制好骨料中的含泥量，如果含泥量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致混凝土的抗拉強(qiáng)度降低。為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)到場(chǎng)的商品混凝土進(jìn)行逐車(chē)檢查，將混凝土的坍落度控制在一定的范圍內(nèi)，需要特別注意的是，到場(chǎng)的商品混凝土不得加水進(jìn)行攪拌。在對(duì)鋼筋進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置厚度足夠的保護(hù)層，避免漏筋。當(dāng)混凝土澆筑完畢后，要及時(shí)進(jìn)行振搗，不可過(guò)振，也不得漏振，這樣能夠防止混凝土不密實(shí)或是離析問(wèn)題的發(fā)生，若是施工條件允許，可對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗，借此來(lái)消除骨料與水平鋼筋下因泌水而生成的空隙，從而進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性，提高其抗裂性能，這有助于防止塑性裂縫形成?；炷镣瓿蓾仓驼駬v之后，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，表面可用草包、塑料薄膜進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，由此能夠降低內(nèi)外溫差，避免表面裂縫的出現(xiàn)[4]。此外，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)混凝土施工過(guò)程的監(jiān)測(cè)與控制，可對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保混凝土的溫升、中心與外表面之間的最大溫度差不超過(guò)25～30℃，總降溫差30℃，在此基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土的降溫速度加以控制，隨時(shí)對(duì)相關(guān)的技術(shù)措施進(jìn)行合理調(diào)整。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，受到一些因素的影響，使得混凝土在施工中常常會(huì)出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性裂縫，由此對(duì)工程質(zhì)量造成了一定程度的影響，為避免此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土施工中非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并采取合理可行的方法加以防范，從而最大限度地減少裂縫的出現(xiàn)。

[1]周暢.鋼筋混凝土橋梁非結(jié)構(gòu)性裂縫及表面缺陷維修工法[J].上海公路，2015（12）：129-131.

[2]高超.青島市溫莎郡項(xiàng)目部12#樓裂縫成因分析及控制研究[D].青島：青島理工大學(xué)，2015.

[3]李文河.淺析建筑中幾種非結(jié)構(gòu)性墻體裂縫的防治措施[J].福建建材，2013（10）：119-120.

[4]葛更超.關(guān)于現(xiàn)代建筑工程中混凝土施工裂縫控制的探討[J].中華民居，2013（5）：59-61.

Study on reasonable prevention of non structural cracks in concrete construction

Xu Yijun
(Nanjing Heng Jian Concrete Co., Ltd., Nanjing 210000, China)

This paper briefly analyzes the reasons of non structural cracks in concrete construction, on the basis of the concrete construction in the non effective way to prevent structural cracks were discussed. The paper is expected to enhance the quality of concrete construction is helpful.

concrete; non structural cracks; prevention

許依?。?987— ），男，江蘇南京人，大專(zhuān)，工程師；研究方向：混凝土質(zhì)量控制管理。