浅谈建筑混凝土结构裂缝的预防与控制

　　摘要：随着国民经济和建筑技术的发展，建筑规模不断扩大，混凝土因其取材广泛,价格低廉，抗压强度高，可浇筑成各种形状，并且耐火性好，不易风化，养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。但混凝土开裂问题，工程建设中带有一定的普遍性，尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。它会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，同时会可能危害到建筑物的安全使用。地下室混凝土的裂缝问题在实际工程中长期困扰工程技术人员，本为针对地下室墙板裂缝的成因进行归纳并提出预防措施。
　　关键词：地下室混凝土，裂缝，预防措施
　　1.引言：
　　地下室混凝土结构厚、体形大、钢筋密、一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大，浇注完毕后，由于体积过大，造成混凝土水化热大，温度场梯度大，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。工程实践证明，地下室混凝土作为大体积混凝土的一种类型，施工难度比较大，混凝土产生裂缝的机率较多。
　　2.混凝土裂缝的主要类型及成因
　　裂缝有很多种，这里主要介绍干收缩裂缝、塑性收缩裂缝和温度裂缝。
　　2.1干缩裂缝
　　1）现象：裂缝为表面性，宽度较细，其走向纵横交错，没有规律。
　　2）原因分析：
　　a、混凝土成型后，养护不当，受到风吹日晒，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂，或者构件水分蒸发，产生体积收缩受到地基或垫层的约束，而出现干缩裂缝。
　　b、采用含泥量大的粉砂配制混凝土。
　　c、混凝土经过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层。
　　2.2塑性收缩裂缝
　　1）现象：裂缝在结构表面出现，形状很不规则且长短不一，互不连贯，一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细，类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期（一般在浇筑后4小时左右），当混凝土本身与外界气温相差悬殊，或本身温度长时间过高（40℃以上），而气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂，属于干缩裂缝，常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上，出现普遍，通常延伸不到混凝土板的边缘。
　　2）原因分析：
　　a、混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。而此时混凝土早期强度很低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。
　　b、使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的粉砂。
　　c、混凝土水灰比过大，模板过于干燥。
　　2.3温度裂缝
　　温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时，就会导致混凝土裂缝；另外，在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生；当混凝土内部达到最高温度后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差；这三种温差都会产生温度裂缝。在这三种温差中，较为主要是由水化热引起的内外温差。在现浇剪力墙、水池底、壁等工程结构中最为常见。
　　3．预防措施：
　　应严格控制水灰比和水泥用量，砂率不能过大；选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率，严格控制砂石含泥量，避免使用过量粉砂；混凝土应振捣密实，并注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间。浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿润。混凝土浇筑后，对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖，在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂，或覆盖湿草袋、塑料布等方法；当表面发现微细裂缝时，应及时抹压，再覆盖养护。
　　4.工程实例：
　　中国银行石家庄市育才支行高层住宅办公楼工程人防地下室混凝土墙板，该工程建筑面积16255m2，基础为满堂式钢筋混凝土筏板基础，采用C30密实防水混凝土，抗渗等级六级。垫层采用C15素混凝土。地下室为六级人防工程，墙体采用密实防水混凝土，抗渗等级六级。主楼地基天然持力层强度不够，采用素混凝土桩复合地基。筏板基底板厚：0.8m，外墙厚0.4m；采用泵送混凝土。
　　4.1原材料选取
　　本工程采用商品泵，选取优秀的原材料：
　　1）水泥：由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，使用前经复试，合格后方能使用。
　　2）砂、石料：采用细度模数大于2.4的中砂，5～25mm碎石，级配良好，砂、石含泥量均要小于1%。
　　3）外加剂：按设计抗渗等级和施工所需的混凝土的可泵性等要求选用抗渗剂，并掺加粉煤灰，同时减小水泥用量，以降低水泥水化热升温，并避免水泥泌水率过大。值得一提的是：由于粉煤灰的比重较水泥小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的掺合料较多，强度较低，表面容易产生塑性收缩裂缝。因此，粉煤灰的掺量不宜过多，在工程中我们应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。
　　4.2浇筑、振捣操作：
　　采取分层或分块浇筑，合理设置施工缝，以减少每次浇筑长度的蓄热量，以防止水化热的积聚，减少温度应力。采用二次振捣法，在浇筑及第一次振捣完后20—30min在对其进行二次振捣。振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。振捣操作技术，往往不被人们重视，过分的振捣对混凝土均匀性有害，振捣不足也不能保证混凝土应有的密实度，要恰到好处。混凝土浇筑时其分层浇筑厚度不超过300mm，使其加快混凝土热量散发，并使热量分布均匀；混凝土坍落度控制在14±2cm内。
　　4.3养护：
　　养护的目的是使混凝土正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键是设法使混凝土温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻力裂缝的产生。本工程采用养护方法是浇筑24小时后拆除外墙模板，立即挂草袋洒水养护，养护期延长至14天。
　　5.结语
　　经实地观察该工程04年竣工至今地下室混凝土墙板均无发生微裂缝。综上大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的，施工中通过改良混凝土配合比、级配、外加剂的良好应用，加强混凝土的浇筑及养护，混凝土裂缝能得到有效解决，这样既减少了施工成本，又保证了工程质量。
　　
　　
　　参考文献：
　　[1]谢建军。混凝土裂缝与温度实验研究[J].中国科技信息，2006，（11）
　　[2]王升涛，张洪海。浅谈大体积混凝土裂缝的防治[J].科技资讯，2006，（09）
　　[4]王铁龙。工程结构裂缝控制中国建筑工业出版社
　　[3]高层建筑混凝土结构技术规程《JGJ3-2002》。