現(xiàn)澆混凝土施工裂縫成因及防范的分析

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現(xiàn)澆混凝土的裂縫是眾多新老施工人員都遇到過且處理較為麻煩的問題，如若采取的措施沒有針對性、方法不恰當(dāng)，所產(chǎn)生的后果不僅裂縫處理不了，而且引起的負(fù)面影響相當(dāng)大。混凝土畢竟是一種人為的和成品，從材料的選擇、施工工藝的完善性、施工管理的嚴(yán)密性、混凝土體積的大小、地基不均勻沉降等等各種因素綜合影響，致使鋼筋混凝土形成大小不一的裂縫。如何對現(xiàn)澆混凝土裂縫進行必要的、可行的預(yù)防措施及正確、準(zhǔn)確的處理方法，以下是本人通過參閱各種資料結(jié)合多年的實際施工經(jīng)驗對現(xiàn)澆混凝土裂縫進行的總結(jié)：

一、現(xiàn)澆混凝土裂縫的認(rèn)識 現(xiàn)澆混凝土產(chǎn)生裂縫是不可不免的，但裂縫產(chǎn)生的危害程度可以通過有效的補救措施來減小甚至消滅。通過查閱各種資料得知國內(nèi)一般對于混凝土結(jié)構(gòu)裂縫大于0.2㎜作為必須處理的有害裂縫，而國外對裂縫的規(guī)定不完全一致，但大致相同，最嚴(yán)格的允許裂縫寬度為0.1㎜，但由于各國技術(shù)要求不盡相同，混凝土所處環(huán)境相對理想，鋼筋混凝土裂縫可放寬至0.4㎜。在眾多混凝土形式中預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫的控制尤為嚴(yán)格，預(yù)應(yīng)力混凝土通過裂縫對鋼筋進行腐蝕，有可能產(chǎn)生脆性斷裂，預(yù)兆性小裂縫擴展速度快、破壞性大，裂縫深度h≤0.1H表面裂縫；0.1H＜h＜0.5H淺層裂縫；0.5H≤h＜1.0H縱身裂縫；h=H貫穿裂縫。應(yīng)當(dāng)盡量避免貫穿性及縱深裂縫，如果出現(xiàn)此裂縫應(yīng)當(dāng)采取化學(xué)灌漿處理來保證強度，也就是說貫穿裂縫抗拉強度必須超過混凝土抗拉強度。一般按混凝土裂縫形成時間分為早期裂縫：出現(xiàn)在一個月之內(nèi)；中期裂縫約在6各月之內(nèi)；以后的裂縫屬于后期裂縫，最長時間的裂縫可發(fā)生在3年以后。 二、現(xiàn)澆混凝土裂縫的成因 現(xiàn)澆混凝土裂縫形成后首先要對裂縫的寬度、位置、形成時間、結(jié)構(gòu)環(huán)境等進行詳細(xì)的分析，確定裂縫是否已經(jīng)穩(wěn)定，然后再編制針對性的處理方案并嚴(yán)格按方案執(zhí)行。 1、因水泥水化熱升為快混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生的裂縫 這種裂縫一般多發(fā)生于大體積混凝土施工中，混凝土澆筑2-3天后裂縫最為明顯，主要原因是施工中未嚴(yán)格控制水泥含量及水泥品種，沒有考慮外界氣溫高等環(huán)境溫度條件，對混凝土早期強度升高快，水化熱釋放量高，未采取有效的降溫措施，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部熱脹量過大而表面溫度相對低，熱脹量相對較低，而產(chǎn)生裂縫，如果控制不力形成貫縫則會影響混凝土整體強度，甚至混凝土無法滿足設(shè)計要求，需要補強或報廢處理。 2、現(xiàn)澆混凝土自身干縮及沘水而產(chǎn)生的裂縫 這種裂縫主要產(chǎn)生于砼水灰比過大在硬化過程中表面溫度變化大的情況。 （1）混凝土沘水的影響：施工中混凝土振搗不密實。致使混凝土內(nèi)部水分的逸出會受到大骨料的阻滯 在骨料四周形成暫時無法蒸發(fā)的水囊，隨時間的延長，水份慢慢蒸發(fā)、干燥使其相應(yīng)部位形成深部微裂縫，微裂縫存在于水泥漿及骨料的結(jié)合面上。即通常所說的“結(jié)合縫”結(jié)合縫也可以由水泥漿的收縮產(chǎn)生。在混凝土硬化過程中，溫度變化大。在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，也可產(chǎn)生溫度脹縮裂縫。 （2）混凝土中水泥硬化干縮的影響：水泥漿在硬化過程中，水份的蒸發(fā)使混凝土產(chǎn)生塑性收縮，由水泥及砂的混合物在強度上升的過程中不斷收縮，而粗骨料會限制此種收縮，導(dǎo)致在結(jié)合面上產(chǎn)生微裂縫，同時混凝土中水份的不斷蒸發(fā)，空隙水中毛細(xì)管表面張力產(chǎn)生變化，使毛細(xì)管出現(xiàn)裂縫，混凝土中摻假外加劑的堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力膨脹裂縫，混凝土澆筑過程中振搗不足或振搗過密，時間過長使混凝土產(chǎn)生離析和沘水現(xiàn)象，在混凝土表面形成水泥含量較多的水泥漿層，表面水份損失過快，易形成收縮裂縫；混凝土配合比不良，膠—骨料過大和砂率過大，混凝土本身缺少抵抗溫度，干縮變形的骨架作用也易造成混凝土裂縫。 （3）混凝土中水份逸出的影響：混凝土的干縮主要是由混凝土中的變化產(chǎn)生的，當(dāng)混凝土長期在水中硬化時會產(chǎn)生微小的膨脹；當(dāng)混凝土在空氣中硬化時混凝土的水份會逐漸逸出蒸發(fā)，使混凝土中的膠凝體逐漸干燥而產(chǎn)生收縮，從而引起混凝土中的干縮裂縫?；炷劣盟康拇笮∈疀Q定干縮大小的最主要的因素，混凝土的水灰比越大，干縮率越大，即在水灰比相同的條件下，水泥漿含量越大混凝土的干縮越嚴(yán)重。 （4）混凝土施工工藝及環(huán)境的影響：混凝土的養(yǎng)護不當(dāng)也是造成現(xiàn)澆混凝土裂縫的主要原因，過早的養(yǎng)護會影響混凝土的膠結(jié)能力，過遲的養(yǎng)護混凝土表面游離水蒸發(fā)過快，水泥缺少必要的水化水而產(chǎn)生急劇的體積收縮，英氣裂縫；施工中混凝土未達到規(guī)定強度過早拆模，模板支撐方法不當(dāng)、模板剛度不夠、拆模時強行敲打?；炷翝仓r上層鋼筋產(chǎn)生沉降，絕大部分出現(xiàn)在澆筑混凝土之后1～2小時左右，裂縫沿著鋼筋方向出現(xiàn)，若當(dāng)時用抹子抹平，一般可以彌補；骨料未清洗潔凈，含土量大而多，會產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫；施工縫處得浮漿處理不當(dāng)而出現(xiàn)裂縫；木模板未澆透水，模板吸水膨脹將梁、柱、板角拉裂；預(yù)制構(gòu)件翻轉(zhuǎn)模板施工時，受震動過大或因施工面的砂子沒有鋪平，在構(gòu)件成型過程中或受劇烈震動產(chǎn)生縱向或橫向裂縫；有的工程在混凝土未達到終凝時間就上荷載，施工中不注意鋼筋的保護，鋼筋的位移，后澆帶未按設(shè)計規(guī)范要求施工也都是造成混凝土產(chǎn)生裂縫的因素；混凝土本身是一種具有熱脹冷縮性質(zhì)的材料，在混凝土初凝階段會產(chǎn)生水化熱，使混凝土的溫度升高，當(dāng)溫度降低時便會收縮，種種收縮達到一定程度或受到一定約束，如混凝土內(nèi)部和表面溫差較大，特便是氣溫驟降，混凝土內(nèi)產(chǎn)生膨脹，外部收縮造成其內(nèi)外變形的不一致，混凝土就會開裂，因此有些工程施工時為了避免出現(xiàn)此類情況將大體積混凝土的澆筑時間該在夜間進行，特別是水利工程中的混凝土在澆筑時還采用循環(huán)水、冷凍混凝土骨料攪拌、分塊澆筑等方法來避免出現(xiàn)過大的混凝土內(nèi)外溫度差。 三、現(xiàn)澆混凝土裂縫防范措施 從以上現(xiàn)澆混凝土裂縫的成因來看，混凝土形成裂縫是多方面的，復(fù)雜的因素，因此對于不同的地域、不同的工程性質(zhì)、不同的工程環(huán)境等混凝土結(jié)構(gòu)，其裂縫的防治應(yīng)采取多種角度、多方面的措施，使之避免產(chǎn)生裂縫或使裂縫發(fā)生幾率及危害降到最低點。 1、在工程前期設(shè)計階段就應(yīng)適當(dāng)考慮裂縫出現(xiàn)的可能性，選用適當(dāng)?shù)脑牧吓渲没炷潦贡M可能的減少收縮。對于大體積混凝土應(yīng)采用水化熱低的礦渣水泥、粉煤灰水泥。摻加適宜的外加劑，如添加減水防裂劑，改善水泥漿的稠度，提高混凝土的抗拉強度。精細(xì)骨料的選擇，采用適宜的砂率。注意混凝土在硬化過程中因溫度濕度的變化而產(chǎn)生收縮，盡量減少混凝土收縮時遇到的約束。例如在適應(yīng)結(jié)構(gòu)要求的情況下，以適當(dāng)間距預(yù)留脹縮縫或施工縫。同時注意相鄰構(gòu)件因混凝土收縮互相引起約束作用。正確地選擇結(jié)構(gòu)和截面形成，在尺寸變化較大的洞口、轉(zhuǎn)角等部位，要防止因收縮引起的應(yīng)力集中。 2、嚴(yán)格控制水灰比，混凝土的水灰比越大，收縮率越大，開裂的可能性也越大。因為水灰比越大，水泥漿越稀，硬化成水泥石后所含凝膠體越多，晶體越少，而干燥收縮主要是凝膠體的干燥收縮所引起的。因而拌制混凝土?xí)r應(yīng)盡量減小水灰比，同時在混凝土硬化過程中加強養(yǎng)護工作，混凝土攪拌充分，材料攪拌前準(zhǔn)確稱量來防止開裂現(xiàn)象。 3、注意溫度的變化。在夏季施工時，應(yīng)盡可能降低混凝土的入倉溫度。如施工時氣溫過高，應(yīng)加遮蓋防止太陽光暴曬混凝土材料，或采取淋水降溫的辦法。大體積混凝土采取分塊澆筑，并嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫。冬季采用覆蓋保護施工，應(yīng)當(dāng)在混凝土達到足夠強度時在拆模板和取消覆蓋物 4、混凝土的運輸應(yīng)當(dāng)注意方式，嚴(yán)格掌握混凝土從攪拌機卸出后到澆筑完畢的延續(xù)時間，不得超出規(guī)范的要求和試配的初凝時間，對商品混凝土應(yīng)就進選擇攪拌站，并向攪拌戰(zhàn)提出具體的技術(shù)要求，包括施工部位、強度等級、塌落度及允許偏差，有無早強及緩凝要去、初凝時間、澆筑速度等。 5、混凝土的養(yǎng)護工作一定要與實際混凝土凝結(jié)時間同步。養(yǎng)護不良不但會造成裂縫，而且會使混凝土品質(zhì)下降。因此應(yīng)加強混凝土保溫養(yǎng)護工作，提別是雨天施工，混凝土表面要防雨水沖淋。適當(dāng)?shù)难娱L養(yǎng)護時間，時混凝土強度增加，有助于減少裂縫的產(chǎn)生?；炷烈话銘?yīng)在澆筑完成后12小時內(nèi)對混凝土加以覆蓋保濕養(yǎng)護。根據(jù)采用水泥品種不同，確定養(yǎng)護時間，灑水養(yǎng)護應(yīng)以保持混凝土處于濕潤狀態(tài)為宜。薄膜布養(yǎng)護應(yīng)在混凝土振搗后二次抹壓立即用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋，保證混凝土在不失水的情況下得到充足的養(yǎng)護，同時輔以灑水養(yǎng)護。對于大面積樓板也可用蓄水養(yǎng)護。冬季混凝土應(yīng)采取可行的養(yǎng)護方法，如蓄熱法、覆蓋養(yǎng)護、暖棚法養(yǎng)護、電熱法養(yǎng)護等。 6、控制水泥用量，盡可能降低水泥用量，摻用減水劑，改善混凝土和易性。一般情況下，若水灰比不便，則水泥含量越多混凝土的干縮率越大，因為混凝土的干縮主要產(chǎn)生于水泥漿的干縮，水泥越少，混凝土中的骨料對于干縮的制約作用越顯著。若同時減少用水量，對于改善干縮，提高混凝土的裂縫控制會更加有效。對于不同的混凝土構(gòu)件，應(yīng)有針對性的采用相應(yīng)的澆筑工藝，澆筑大體積混凝土首先應(yīng)制定詳細(xì)的澆筑方案，采取切實可行的措施：合理分縫分塊澆筑，安排合理的澆筑順序；夏天澆筑混凝土分層施工，減小澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；在混凝土中埋設(shè)降溫水管，通入冷水降溫；合理安排澆筑順序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露；注意控制鋼筋位置，防止鋼筋位移造成混凝土保護層過大而開裂；特別是澆筑薄型構(gòu)件時，控制措施尤為重要：嚴(yán)禁在澆筑時在混凝土中加水。盡量避免高溫天氣施工。澆筑時及時移動含布料管，以防止出料口處混凝土過于集中。使用合適的振搗設(shè)備，在澆筑前，應(yīng)將基層和模板充分濕潤，振搗時避免過度或不足?；炷琳駬v完后，先用木刮刮平，在初凝時，用木抹子做第一次抹壓，要求加力較大，使面層充分達到密實，在混凝土終凝前進行二次抹壓，抹壓力應(yīng)比第一次抹壓力較大，使混凝土面層再次充分達到密實。 7、地基木模變形裂縫，支撐模板地基也必須夯實，以防止模板和支撐移動。澆筑混凝土前，易將木模澆水濕透。 四、現(xiàn)澆混凝土裂縫的處理 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題和應(yīng)注意的防裂縫措施都是施工管理中老生常談的內(nèi)容，但是在實際工程建設(shè)中我們?nèi)圆粫r碰到裂縫問題。發(fā)現(xiàn)裂縫后施工需要對它修補和如何修補，主要應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用要求，充分分析裂縫產(chǎn)生的原因，對照設(shè)計和施工規(guī)范中的規(guī)定，根據(jù)不同情況采取不同的措施。一般我們有以下幾種處理方法： 1、表面處理法：分為表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未到達鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水的防滲堵漏。若裂縫對于承載力無影響主要為了防滲防漏，可在修補前先對基底進行充分處理，將裂縫附近的混凝土鑿毛或鑿成深15～20㎜，寬50～100㎜的槽，槽面清除干凈并用水濕潤，水泥純漿一次，然后用膨脹水泥砂漿或1:2普通水泥砂漿分層壓實抹光。用塑料薄膜或草袋等覆蓋，灑水養(yǎng)護。還有一種方法是裂縫表面涂抹環(huán)氧膠泥或用環(huán)氧粘貼玻璃布，效果也很好。 2、填充法：用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（大于0.3㎜），作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3㎜，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型或U型槽，槽面洗刷干凈后填充水泥砂漿、環(huán)氧樹脂、聚氯乙烯膠泥或瀝青油膏等。 3、灌漿法：此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。用電鉆鉆孔穿過裂縫縫面，用壓漿泵將膠結(jié)材料壓入縫內(nèi)。膠結(jié)材料可用水泥漿、甲凝、丙凝或環(huán)氧樹脂漿液等。 4、結(jié)構(gòu)補強法：因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強度可采取結(jié)構(gòu)補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預(yù)應(yīng)力法等?；炷亮芽p處理效果的檢查包括修補材料試驗：鉆芯取樣試驗、壓水試驗、壓氣試驗等。 總之，為了防止鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫我們在施工中盡可能采取各種有針對性的措施，避免有害裂縫的出現(xiàn)，確保工程質(zhì)量要求。這也是我們每一個工程人員的職業(yè)操守。