混凝土裂縫的成因與防治

車俊寶

混凝土裂縫的成因與防治

車俊寶

針對建筑工程中普遍存在的混凝土裂縫問題,分析了混凝土裂縫的成因,從設計、材料、配合比、現場操作等方面入手,提出了混凝土裂縫的防治措施并作了具體闡述,以期預防并減少混凝土裂縫。

混凝土,裂縫,配合比,防治措施

混凝土的裂縫是建筑工程中普遍存在的問題,但如果控制不好,會對結構產生非常有害的影響。近年來,居民住宅的質量投訴數量逐年增加,而其中樓板裂縫引起的滲漏投訴所占的比例更是超過了 50%,由于處理裂縫問題而付出的人工和消耗的資金更是成倍增長?？梢娀炷亮芽p問題是一個建筑工程中比較棘手的問題,如何認識和防治混凝土裂縫就顯得非常重要。下面就混凝土裂縫的成因與防治淺談一下本人的看法。

1 混凝土裂縫的成因

1.1 設計不妥引起的裂縫

1)設計結構中的斷面突變而產生應力集中所引起的構件裂縫。2)設計中對構件施加預應力不當,造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。3)設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板)。4)設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。5)設計中采用的混凝土等級過高,造成用水泥量過大,對收縮不利。6)設計中預埋管布置過密,混凝土澆筑不實從而產生裂縫(如樓板)。

1.2 混凝土材料問題引起的裂縫

1)粗細集料含泥量過大,造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導裂縫的產生。2)骨料粒徑越細、針片含量越大,混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量增大。3)混凝土外加劑、摻合料選擇不當,或摻量不當,嚴重增加混凝土收縮。4)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。5)水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大?；炷猎O計強度等級越高,混凝土脆性越大、越易開裂。

1.3 混凝土配合比設計不當引起的裂縫

1)設計中水泥等級或品種選用不當。2)配合比中水灰比(水膠比)過大。3)單方水泥用量越大、用水量越高,表現為水泥漿體積越大、坍落度越大、收縮越大,現使用的泵送商品混凝土就是一個實例。4)配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差,導致混凝土離析、泌水、保水性不良,增加收縮值。5)配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。

1.4 施工及現場養護質量差引起的裂縫

1)現場澆搗混凝土時,振搗或插入不當,漏振、過振或振搗棒抽撤過快,均會影響混凝土的密實性和均勻性,誘導裂縫的產生。

2)高空澆筑混凝土,風速過大、烈日暴曬,混凝土收縮值大。

3)對大體積混凝土工程,缺少兩次抹面,易產生表面收縮裂縫。

4)大體積混凝土澆筑,對水化計算不準、現場混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大,混凝土產生溫度裂縫。

5)現場養護措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。

6)現場模板拆除不當,引起拆模裂縫或拆模過早。

7)現場預應力張拉不當(超張、偏心),引起混凝土張拉裂縫。

1.5 使用不當引起的裂縫

1)使用荷載超負。2)野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。

1.6 外界環境引起的裂縫

1)構筑物基礎不均勻沉降,產生沉降裂縫。2)周圍環境影響,酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕,引起裂縫。

1.7 耐久性裂縫

超期使用后引起的耐久性裂縫。

1.8 偶然使用后引起的殘余裂縫

1)火災引起構筑物的裂縫。

2)地震引起構筑物的裂縫。

2 混凝土裂縫的防治措施

2.1 設計方面

1)設計中的“抗”與“放”。在建筑設計中應處理好構件中“抗”與“放”的關系。所謂“抗”就是處于約束狀態下的結構,沒有足夠的變形余地時,為防止裂縫所采取的有力措施,而所謂“放”就是結構完全處于自由變形無約束狀態下,有足夠變形余地時所采取的措施。設計人員應靈活地運用“抗—放”結合、或以“抗”為主、或以“放”為主的設計原則來選擇結構方案和使用的材料。

2)設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得已時,應充分考慮采用加強措施。

3)積極采用補償收縮混凝土技術：在常見的混凝土裂縫中,有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫,可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮,實踐證明,效果是很好的。

4)重視對構造鋼筋的認識：在結構設計中,設計人員應重視對于構造鋼筋的配置,特別是于樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。

5)對于大體積混凝土,建議在設計中考慮采用 60 d齡期混凝土強度值作為設計值,以減少混凝土單方用灰量,并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。

2.2 材料選擇和混凝土配合比設計方面

1)根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級,盡量避免采用早強高的水泥。

2)選用級配優良的砂、石原材料,含泥量應符合規范要求。

3)積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標已作為混凝土的第五、六大組分,可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

4)正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充分考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。

5)配合比設計人員應深入施工現場,依據施工現場的澆搗工藝、操作水平、構件截面等情況,合理選擇好混凝土的設計坍落度,針對現場的砂、石原材料質量情況及時調整施工配合比,協助現場搞好構件的養護工作。

2.3 現場操作方面

1)澆搗工作：澆搗時,振搗棒要快插慢拔,根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間,避免過振或漏振,應提倡采用二次振搗、二次抹面技術,以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。

2)混凝土養護：在混凝土裂縫的防治工作中,對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。主要是控制好構件的濕潤養護,對于大體積混凝土,有條件時宜采用蓄水或流水養護。養護時間為 14 d～28 d。

3)混凝土的降溫和保溫工作：對于厚大體積混凝土,施工時應充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設散熱孔、通水排熱等),避免水化熱高峰的集中出現、降低峰值。澆搗成型后,應采取必要的蓄水保溫措施,表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養護,以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。

4)避免在雨中或大風中澆灌混凝土。

5)對于地下結構混凝土,盡早回填土,對減少裂縫有利。

6)夏季應注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫入模、低溫養護,必要時經試驗可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。

2.4 使用維護方面

1)嚴格按照設計說明中規定的活荷載使用,不得超負荷。2)嚴禁野蠻裝修,不得隨意拆除承重墻,也不得在承重墻上隨意開洞。綜上所述,對于混凝土裂縫的防治是一個綜合性的問題,需要經過設計、監理、施工及使用方等多方面的配合。當然,在實際的混凝土結構工程中不出現裂縫幾乎是不可能的,甚至要避免可見裂縫也是很難做到的。比較現實的態度是：一方面采取一切可能的措施,盡可能地防止可見裂縫的出現,另一方面對于已經出現的裂縫進行有針對性的“治療”。處理裂縫的方式可分為以下幾種：對于輕微裂縫可以采用“掩飾裂縫”的方法處理;對于一般裂縫可以采用“修補裂縫”的方法處理;對于嚴重裂縫可以采用

“封閉裂縫”的方法處理;對于反映安全隱患的裂縫可以采用“結構加固”的方法處理。隨著當今我們對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高,相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。

[1]徐有鄰.混凝土結構裂縫判斷處理[Z].2007.

[2]張 明.混凝土裂紋產生原因與防治[J].山西建筑,2009,35(20)：155-156.

Causes and prevention of concrete cracks

CHE Jun-bao

In light of common concrete cracks prob lems existing in building engineering,this paper analyzes the causes of concrete cracks,starting from design,material,mixing proportion,and site operation and other aspects,puts forward preventivemeasures of concrete cracks and makes specific statement,with a view to prevent and reduce concrete cracks.

concrete,cracks,mixing p roportion,p reventive measures

TU755.7

A

1009-6825(2011)03-0089-02

2010-10-10

車俊寶(1976-),男,工程師,山西省民用建筑設計研究院,山西太原 030012