淺談混凝土裂縫的原因及預(yù)防措施

1、    淺談混凝土裂縫的原因及預(yù)防措施    林杰摘要：分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，簡(jiǎn)要的說(shuō)明混凝土裂縫的預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；成因；預(yù)防措施在建設(shè)過(guò)程中，商品砼已遍布天下，我們?nèi)罩毓ぷ髦性啻螀⑴c了砼的澆筑施工，對(duì)施工中的砼溫度裂縫的成因進(jìn)行了分析，并在材料使用、施工等方面提出了一些裂縫控制的方法，以供參考。1.混凝土產(chǎn)生裂縫的原因1.1混凝土本身的影響在大體積砼澆筑時(shí)，因水泥水化熱過(guò)高，混凝土在澆筑振搗以后，水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生一定的熱量，水化熱聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失，引起急劇升溫。由于結(jié)構(gòu)物在一個(gè)自然散熱條件中，實(shí)際混凝土內(nèi)部的最高溫度多數(shù)發(fā)生

2、在混凝土澆筑的最初35d。隨著混凝土齡期的增長(zhǎng)，砼彈性模量的增高，對(duì)混凝土內(nèi)部降溫收縮的約束也就愈來(lái)愈大，以致產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗這種應(yīng)力時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)溫度裂縫。1.2混凝土的收縮變形混凝土的收縮，也是產(chǎn)生裂縫的重要原因。實(shí)際所需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有約20%的水是水泥水化所必需的，其余的都要被蒸發(fā)掉。水分蒸發(fā)之后，引起混凝土收縮，當(dāng)收縮受到約束時(shí)，則產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)混凝上的抗拉應(yīng)力時(shí)，則裂縫隨之產(chǎn)生。1.3施工方面的因素一是在施工過(guò)程中，出現(xiàn)違章施工、不當(dāng)施工造成混凝土裂縫。如夏季施工時(shí)由于運(yùn)輸車(chē)交通不暢耽擱時(shí)間，混凝土的和易性

3、和流動(dòng)性較差，現(xiàn)場(chǎng)人為加水，造成混凝土強(qiáng)度的降低，加水部分的混凝土水灰比和強(qiáng)度與原配合比的混凝土不同，造成不同配比混凝土的凝縮裂縫和干縮裂縫。二是振搗方式不當(dāng)引起裂縫。不正確的振搗方式會(huì)造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開(kāi)裂，或造成混凝土砂漿大量向低處流淌，致使混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮而在結(jié)構(gòu)厚薄交界處出現(xiàn)裂縫。三是現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成混凝土收縮開(kāi)裂。在施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土?xí)r不能做到及時(shí)覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)，一般總要等到最后一遍抹光結(jié)束后才覆蓋，有的甚至不覆蓋，結(jié)果導(dǎo)致混凝上表面開(kāi)裂。1.4環(huán)境氣候的因素混凝土澆筑施工期間，外界氣溫的變化情況對(duì)防止混凝土開(kāi)裂亦有影響。外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也

4、越高。如果外界溫度下降，會(huì)增加混凝土的降溫幅度，特別是在外界溫度驟降時(shí)，會(huì)增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫差，這時(shí)對(duì)混凝土抗裂極為不利。2.預(yù)防措施2.1適時(shí)拆模，注重防護(hù)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，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力疊加，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

5、導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海綿等，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。2.2適量加筋一是控制澆灌溫度。要降低混凝土的最高溫度和溫差，比較直接的措施是降低澆筑溫度。為了降低混凝土從攪拌機(jī)出料到卸料、運(yùn)輸和澆灌振搗后的溫度，減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差，一般應(yīng)根據(jù)季節(jié)采取措施。如夏季施工時(shí)，則應(yīng)以減少水量損失，在澆灌混凝土?xí)r，采用一個(gè)坡度、薄層澆灌、循序推進(jìn)、一次到頂?shù)却胧﹣?lái)縮小混凝土暴露面積及加快澆灌速度，縮短澆灌時(shí)間。在冬季施工時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)厚度在1.0m以上的混凝土可繼續(xù)施工，但應(yīng)保證保溫澆灌、保溫養(yǎng)護(hù)，一般可利用混凝土本身散發(fā)的水化熱養(yǎng)護(hù)自己，

6、并要求在混凝土沒(méi)有達(dá)到允許臨界強(qiáng)度以前防止凍害。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料，混凝土的早期強(qiáng)度達(dá)到臨界強(qiáng)度后，在零下溫度作用下不會(huì)遭到凍害，小于該“臨界”強(qiáng)度時(shí)則會(huì)遭到凍害。二是合理安排施工進(jìn)度。對(duì)混凝土澆筑，應(yīng)遵循“同時(shí)澆搗，分層堆累，一次到頂，循序漸進(jìn)”的成熟工藝。在每次澆筑中，又分幾層，其層間的間隔時(shí)間應(yīng)盡量縮短，必須在上層混凝土初凝之前，開(kāi)始澆筑下層混凝土。層間最長(zhǎng)的時(shí)間間隔不大于混凝土的初凝時(shí)間。當(dāng)層間間隔時(shí)間超過(guò)混凝上的初凝時(shí)間。層面應(yīng)按施工縫處理：消除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝上層及松動(dòng)的石子，并均勻露出粗骨料；在上層混凝土澆筑前，應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤(rùn)，但不得有水；澆筑前在

7、接合面鋪墊高比例砼素漿。三是改進(jìn)攪拌工藝和振搗工藝。在攪拌混凝土?xí)r，改變以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌合后，再投放石子進(jìn)行攪拌的新方法。這種攪拌工藝被為“裹砂法”，也可稱(chēng)為二次投料法。這種攪拌工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)泌水現(xiàn)象，混凝土上下層強(qiáng)度差減少，可有效地防止水分向石子與水泥砂漿面的集中，從而使硬化后的界面過(guò)渡層的結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)加強(qiáng)。2.3使用外加劑為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開(kāi)裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一。例如使用減水防裂劑，其主要作用：一是混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑，可降低毛細(xì)管表面張力，但會(huì)使

8、混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在20世紀(jì)60年代就已被國(guó)際上所確認(rèn)。二是水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。三是水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。四是減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。五是提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高混凝土抗裂性能。六是混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效提高混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。七是摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土

9、的抗碳化性，減少碳化收縮。八是摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。九是摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，在工程實(shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的試驗(yàn)，比單純地靠改善外部條件，會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。2.4混凝土的早期養(yǎng)護(hù)混凝土早期養(yǎng)護(hù)的主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到如下效果：一是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；實(shí)踐證明，混凝土常見(jiàn)的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫?；炷恋谋貙?duì)防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫；防止混凝土超冷，應(yīng)該設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度；防止老混凝土過(guò)冷，以減少新老混凝土間的約束。二是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。適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。新澆混凝土中所含水分完全可以滿(mǎn)足水泥水化的要求。但由于蒸發(fā)等原因常引