混凝土施工中裂縫控制分析

　　關(guān)鍵詞：混凝土，裂縫，施工

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種耐久性較好的結(jié)構(gòu)體系，但是由于混凝土的均質(zhì)性較差，抗拉強(qiáng)度較低，又有膨脹收縮、徐變等特性，加之在實(shí)際工程中，往往由于施工過(guò)程控制不嚴(yán)、設(shè)計(jì)考慮不周、使用不當(dāng)?shù)仍�因，致使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的裂縫，給結(jié)構(gòu)造成一定的損傷，影響建筑物的正常使用，有些裂縫則危及結(jié)構(gòu)的安全，甚至造成建筑物的嚴(yán)重破壞或倒塌。防止和減輕混凝土裂縫對(duì)建筑物的損害，正確“診斷”混凝土裂縫形成的原因，提出切實(shí)有效的“防治”方法，是至關(guān)重要的。

　　一、產(chǎn)生裂縫的主要原因分析

　　1.1水泥水化熱

　　水化熱裂縫多在大體積混凝土或高強(qiáng)混凝土中發(fā)生，一般多在大體積或高強(qiáng)混凝土施工過(guò)程中，由于混凝土水化熱很高，在凝固過(guò)程中釋放出大量的水化熱，致使混凝土內(nèi)部溫度與混凝土表面溫度以外部環(huán)境的溫度相差較大，加之有結(jié)構(gòu)自身約束存在，從而產(chǎn)生溫度和收縮應(yīng)力，導(dǎo)致水化熱裂縫的產(chǎn)生。通常情況下，大體積混凝土當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫度超過(guò)25℃，混凝土表面溫度與環(huán)境溫度超過(guò)15℃時(shí)，最高澆筑溫度大于28℃且混凝土斷面溫度變化梯度較大時(shí)，則易出現(xiàn)水化熱裂縫。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3-5天。

　　1.2塑性塌落裂縫

　　一般多在混凝土澆筑過(guò)程中或澆筑成型后，在混凝土初凝前發(fā)生，由于混凝土拌合物中的骨料在在自重作用下緩慢下沉，水向上浮，即所謂的泌水。若是素混凝土，混凝土內(nèi)部下沉是均勻的。若是鋼筋混凝土，鋼筋上面的混凝土被鋼筋支頂，而鋼筋兩側(cè)及下方的混凝土產(chǎn)生下沉，則混凝土沿鋼筋表面產(chǎn)生順筋裂縫。這種塑性塌落裂縫，對(duì)于大流動(dòng)性混凝土或水灰比較大的混凝土尤為嚴(yán)重，一般情況，塑性塌落裂縫深度多達(dá)鋼筋的表面。

　　另一種塑性塌落裂縫發(fā)生在梁板交接的陰角處，澆筑初凝以前梁內(nèi)混凝土粗骨料下沉，灰漿上浮，灰漿自身收縮性比較大，這樣就會(huì)形成沿板根分布的裂縫，這種裂縫寬達(dá)1~3mm，長(zhǎng)達(dá)幾十公分。這種塌落性裂縫與混凝土的坍落度的大小和細(xì)骨料的含量有著直接的關(guān)系，水灰比越大，細(xì)骨料含量越大，混凝土的流動(dòng)性也就越大，就越容易產(chǎn)生塌落性裂縫。

　　1.3外界氣溫變化

　　混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對(duì)混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60-65℃，并且有較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。

　　混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫由于其約束程度不同將產(chǎn)生較大的差異混凝土約束大致可分為“外約束”和“內(nèi)約束”兩大類:“外約束”是指一個(gè)物體受到其它物體的阻礙，一個(gè)結(jié)構(gòu)變形受到另一個(gè)結(jié)構(gòu)的阻礙，這種物體與物體之間，結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的相互牽制作用稱作“外約束”;“內(nèi)約束”是指一個(gè)物體或一個(gè)物體本身各質(zhì)點(diǎn)之間的相互約束作用成為“內(nèi)約束”�；炷�土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度裂縫，絕大部分與“外約束”有關(guān)，少部分是由于“內(nèi)約束”所造成。

　　1.4混凝土的收縮

　　一般在混凝土硬化過(guò)程中或使用一段時(shí)間后產(chǎn)生，這種裂縫是在有約束的條件下，由于混凝土的體積收縮、外界溫度變化共同作用導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生收縮和溫度應(yīng)力及變形，當(dāng)其收縮和溫度應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度極限值或硅變形極限值時(shí)，混凝土即產(chǎn)生收縮溫度裂縫。由于這種裂縫是由于收縮和溫度共同作用所引起，因此其裂縫形態(tài)比較復(fù)雜。如混凝土結(jié)構(gòu)首先是由于混凝土收縮引起的裂縫，則其裂縫規(guī)律一般為每隔一段距離有一條裂縫，且具有溫度低時(shí)裂縫開展寬度較大，溫度高時(shí)，裂縫開展寬度較小的規(guī)律。如果硅結(jié)構(gòu)裂縫首先是由于溫度應(yīng)力所引起，則這種裂縫不僅隨著溫度變化而變化，而且還隨著混凝土收縮的增大而增大。

　　通常情況下，如果導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力的根源未進(jìn)行徹底治理的情況下，收縮溫度裂縫將隨時(shí)間的推移而逐漸發(fā)展。

　　二、混凝土裂縫控制措施

　　混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因是溫度和濕度的，混凝土在施工階段常受外界氣溫變化的影響�；炷齼�(nèi)部溫度為水泥水化熱的絕熱溫度和澆筑溫度二者的疊加值，其中澆筑溫度與外界溫有直接關(guān)系。一般而言，外界氣溫愈高，混凝土在硬化期間水泥放出大量水化熱，混凝土的澆筑溫度也愈高，當(dāng)氣溫下降，會(huì)大大增加外層混凝土與混凝土內(nèi)部的溫度梯度，造成溫差和溫度應(yīng)力，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。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。

　　2.1控制溫度

　�。�1）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；

　　2.2改善約束條件

　�、俸侠淼胤挚p分塊；

　�、诒苊饣�礎(chǔ)過(guò)大起伏；

　�、酆侠淼陌才攀┕すば�，避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露；

　　此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要，應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

　　在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。

　　混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到兩個(gè)方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　　混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中常見的裂縫盡管有十幾種類型，但其特點(diǎn)和形成規(guī)律各不相同，在實(shí)際工程中，往往裂縫形成的原因是多種因素造成的，實(shí)際施工過(guò)程中混凝土出現(xiàn)的開裂，絕大多數(shù)都是由干縮、冷縮、溫度應(yīng)力、早期塑性收縮和自生收縮等多種收縮疊加所致。其中有主要因素，也有次要因素，因此分清主次因素，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因給出科學(xué)正確的“診斷”，對(duì)于防止混凝土結(jié)構(gòu)裂縫才是至關(guān)重要的，才能對(duì)癥下藥，減少或避免有害裂縫的發(fā)生。

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