商品混凝土裂縫的原因與防治

1、商品混凝土裂縫的原因與防治1、預(yù)拌混凝土裂縫問(wèn)題：裂縫是最常見(jiàn)的質(zhì)量通病，與現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土相比商品混凝土的裂縫更加受到工程人員的關(guān)注。預(yù)拌混凝土的裂縫主要有大面積樓板產(chǎn)生的裂縫，多出現(xiàn)在混凝土初凝前；多發(fā)生在梁板交接處、厚度突變處和梁板鋼筋的上部,初春和炎熱季節(jié)最容易出現(xiàn)；地下室墻板裂縫的產(chǎn)生較有規(guī)律，即在墻體沿長(zhǎng)度方向接近均勻的垂直裂縫，大多在拆模前已形成；混凝土路面也容易出現(xiàn)不規(guī)則的縱向、橫向裂縫。目前施工單位普遍認(rèn)為商品混凝土裂縫出現(xiàn)的機(jī)會(huì)比現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土出現(xiàn)的機(jī)會(huì)要大的多。裂縫雖多，正確判斷至關(guān)重要，是施工所致，還是自然屬性使然；是有害于結(jié)構(gòu)安全，還是無(wú)害于房屋使用。還應(yīng)注意區(qū)分兩個(gè)方

2、面的問(wèn)題，一是裂縫產(chǎn)生的原因和責(zé)任區(qū)分；另一個(gè)是預(yù)防裂縫應(yīng)采取如何技術(shù)措施，否則將會(huì)出現(xiàn)推諉扯皮，造成對(duì)工程不利的局面。2.1預(yù)拌混凝土出現(xiàn)裂縫的三種類(lèi)型：2.1.1應(yīng)力裂縫混凝土澆筑后，緩慢凝結(jié)，由于水泥的水化反應(yīng)，內(nèi)部溫度升高，逐漸產(chǎn)生硬度，在硬度向外擴(kuò)散的過(guò)程中，產(chǎn)生了拉應(yīng)力，而混凝土初期抗拉強(qiáng)度較低，小于拉應(yīng)力，于是在混凝土表面出現(xiàn)了不規(guī)則的微小裂縫。2.1.2干縮裂縫就理論而言，混凝土配合比中的用水量能夠滿(mǎn)足水化應(yīng)的需要。但由于天氣炎熱或氣候干燥，混凝土中的水分蒸發(fā)很快，導(dǎo)致水化反應(yīng)受到阻礙?；炷量估瓘?qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，表面收縮增大，產(chǎn)生了微裂縫，在實(shí)踐中觀察，當(dāng)樓板厚度為18厘米或30

3、厘米時(shí)，裂縫很少，如果是12厘米的樓板，則裂縫相對(duì)多些。2.1.3界面裂縫混凝土是粗細(xì)骨料和膠凝材料組合而成的復(fù)合材料，水泥石與骨料界面結(jié)合的過(guò)渡區(qū)是混凝土的薄弱部位，在此處存在的應(yīng)力集中，收縮壓力和較低的粘貼力使混凝土表面產(chǎn)生間斷的、不連續(xù)的微裂縫。2.2預(yù)拌混凝土裂縫原因及預(yù)防措施：2.2.1大面積現(xiàn)澆板、路面結(jié)構(gòu)新澆筑的混凝土，在終凝硬化前，是基本沒(méi)有強(qiáng)度的。在不采取覆蓋保水措施的情況下，表面水分將不斷蒸發(fā)，內(nèi)部水分通過(guò)泌水作用遷移到表面進(jìn)行補(bǔ)充，這對(duì)提高混凝土密實(shí)度和減小實(shí)際水灰比是有一定好處的。但是，一般混凝土面板厚度僅有十多厘米，但表面積大，加上風(fēng)大使混凝土表面極易蒸發(fā)，內(nèi)部水分通

4、過(guò)泌水作用遷移到表面，表面水分蒸發(fā)的速度超過(guò)了內(nèi)部水分向表面遷移補(bǔ)充的速度，從而產(chǎn)生混凝土收縮裂縫；另一方面，由于商品混凝土摻加了粉煤灰及緩凝減水劑，延緩了混凝土水化反應(yīng)過(guò)程，延長(zhǎng)混凝土初凝及終凝時(shí)間，水分的大量蒸發(fā)缺乏應(yīng)有的水分補(bǔ)充，是造成裂縫出現(xiàn)的另一重要原因。收縮裂縫的控制主要在于控制濕度的變化，使結(jié)構(gòu)、構(gòu)件具有相對(duì)穩(wěn)定的濕度，為此，可采取以下措施：加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑完后，裸露表面應(yīng)及時(shí)用草墊、草袋或塑料薄模覆蓋，并灑水濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)。在氣溫高、濕度低、風(fēng)速大的天氣要及早覆蓋、噴水霧養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。加強(qiáng)混凝土表面的抹壓，但應(yīng)避免過(guò)分抹壓。采用密封保水方法，如在混凝土表面

5、噴養(yǎng)護(hù)劑或覆蓋塑料薄膜，使水分不易蒸發(fā)，或采用其他減少空氣流動(dòng)(如設(shè)擋風(fēng)墻、罩等)、延緩混凝土表面水分蒸發(fā)的辦法。2.2.2墻板結(jié)構(gòu)對(duì)于墻板混凝土成型至拆模前，一直處于模板的封閉之中，外界水分無(wú)法交換補(bǔ)充，拆模時(shí)常看到垂直裂縫，這是由于自身收縮和溫度收縮引起的。當(dāng)采用較小水灰比生產(chǎn)時(shí)，薄壁處及薄弱部位最容易開(kāi)裂，這時(shí)由于混凝土自收縮與混凝土降溫引起的熱收縮相互疊合，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度還很低不能抵抗這種拉應(yīng)力而產(chǎn)生開(kāi)裂。3.1混凝土材料方面： 混凝土是一種收縮性材料。雖然其收縮的絕對(duì)值不大，但由于其較高的彈性模量和很低的抗拉強(qiáng)度，即使很小一點(diǎn)的收縮變形也會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)

6、力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土即出現(xiàn)開(kāi)裂。因此，我們應(yīng)該做的事情就是設(shè)法盡最大可能地降低溫凝土的收縮值和最大程度地提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。對(duì)于商品混凝土攪拌站來(lái)說(shuō)，一是要盡量少用收縮量大的水泥，如礦渣水泥。礦渣硅酸鹽水泥的收縮比普通硅酸鹽水泥大25 %左右。二是在滿(mǎn)足施工和易性的條件下，應(yīng)盡量減小混凝土的水灰比，盡量減小單位體積水泥漿量和砂漿量。 眾所周知，混凝土水灰比大，收縮將顯著增加，同時(shí)抗拉強(qiáng)度降低。如水灰比為06 的混凝土收縮比水灰比為04 的增加約40 %；而與混凝土相比，砂漿和水泥漿的收縮大約增加25 倍。 需要特別關(guān)注的是水泥的細(xì)度問(wèn)題和石子的含泥量問(wèn)題。水泥的細(xì)度越細(xì)，混凝土越容易開(kāi)

7、裂。這是由于： 細(xì)度大的水泥水化快，產(chǎn)生較大的水的消耗，易引起混凝土的自干燥收縮。 水泥細(xì)度細(xì)，則使毛細(xì)管細(xì)化，較細(xì)的毛細(xì)管失水時(shí)將產(chǎn)生較大的張力。 細(xì)顆粒容易水化充分，產(chǎn)生更多的易于干燥收縮的凝膠和其他水化物。粗顆粒的減少，減少了穩(wěn)定體積的未水化顆料，因而影響到混凝土的長(zhǎng)期性能。石子含泥量越高，混凝土也越容易開(kāi)裂。這是由于石子表面所帶的泥份妨礙了石子與砂漿之間的咬合粘結(jié)，弱化了石子的界面結(jié)構(gòu)，降低了界面強(qiáng)度，也就降低了混凝土的強(qiáng)度，特別是降低了抗拉強(qiáng)度。因而在相同收縮應(yīng)變的情況下，石子含泥量高的混凝土更容易開(kāi)裂。3.2 施工方面3.2.1 振搗方式 不正確的振搗方式造成混凝土分層離析、表面浮

8、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，在結(jié)構(gòu)厚薄交界處出現(xiàn)裂縫。3.2.2 二次振搗和多次抹面 施工人員沒(méi)有根據(jù)商品混凝土的特點(diǎn)，配合做好二次振搗和多次抹面，讓塑性沉降裂縫和干縮裂縫及時(shí)得到愈合。商品混凝土由于采用攪拌車(chē)運(yùn)送、泵送澆搗，混凝土坍落度比較大，凝結(jié)時(shí)間比較長(zhǎng)。一般混凝土初凝時(shí)間都在10 小時(shí)以上，甚至更長(zhǎng)。即使在炎熱的夏天，混凝土摻了高效緩凝減水劑后，表面被太陽(yáng)曝曬，水分蒸發(fā)很快，表面形成一層幾毫米厚“被子”，看上去混凝土好像已凝結(jié)，實(shí)際上內(nèi)部還遠(yuǎn)未達(dá)到初凝，甚至還能流動(dòng)。這樣的混凝土若不進(jìn)行二次振搗和多次抹面，混凝土表面不可避免會(huì)出現(xiàn)裂

9、縫。開(kāi)始裂縫是淺表的、窄細(xì)的，若不及時(shí)處理，裂縫就會(huì)擴(kuò)展，由于應(yīng)力集中，最終的裂縫很可能是貫穿性的。 采用二次振搗可以消除因塑性沉降而引起的內(nèi)分層，阻斷因泌水而留下的連貫通道，改善骨料界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B透能力。進(jìn)行二次以上抹面時(shí)，最好采用手扶抹壓機(jī)，可以有效提高因泌水而削弱的混凝土表面強(qiáng)度，消除“被子”現(xiàn)象，使混凝土因水分蒸發(fā)而引起的塑性裂縫及時(shí)得到愈合。3.2.3 現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù) 現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不當(dāng)是造成混凝土收縮開(kāi)裂最主要的原因?；炷翝仓?，若表面不及時(shí)覆蓋、澆水養(yǎng)護(hù)，表面水分迅速蒸發(fā)，很容易產(chǎn)生收縮裂縫。特別是在氣溫高、相對(duì)濕度低、風(fēng)速大的情況下，干縮更容易發(fā)生。有資料表明，當(dāng)風(fēng)速為1

10、6m/ s時(shí)，混凝土中的水分蒸發(fā)速度為無(wú)風(fēng)時(shí)的四倍。一些高層建筑的樓面為什么更容易產(chǎn)生裂縫，就是因?yàn)楦呖罩械娘L(fēng)速比地面大。 目前，許多施工工地在澆筑混凝土?xí)r，都不能做到及時(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，還有好多工地根本不蓋。對(duì)于高性能混凝土，由于水灰比小，膠凝材料用量大，混凝土密實(shí)性好，泌水少，若保養(yǎng)不好，干縮情況更嚴(yán)重。因此，有學(xué)者認(rèn)為，當(dāng)混凝土拌合物表面的水分蒸發(fā)速率超過(guò)05kg/m2·h 時(shí)，將引起混凝土的干縮。 對(duì)于保濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，肯定是時(shí)間越長(zhǎng)越好。養(yǎng)護(hù)14 天的收縮比只養(yǎng)護(hù)3 天的收縮降低約20 % 。因此，國(guó)家驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定混凝土澆筑后的保溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間

11、不得少于14 天。但在這一點(diǎn)上絕大多數(shù)施工人員都做不到，所以混凝土出現(xiàn)干縮裂縫就在所難免了。3.2.4 模板質(zhì)量模板問(wèn)題。施工單位因鋼模不夠，就地取材，用了一些木模。由于木模事先沒(méi)淋水，結(jié)果拆模后發(fā)現(xiàn)用木模的梁上出現(xiàn)了大量裂縫，而用鋼模的梁上一條裂縫也沒(méi)有。3.2.5 正確使用膨脹劑 對(duì)膨脹混凝土的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。有許多施工人員以為混凝土摻加了膨脹劑就萬(wàn)事大吉了。其實(shí)不然。膨脹劑并非萬(wàn)能之物。摻加膨脹劑的混凝土對(duì)養(yǎng)護(hù)的要求更高。膨脹混凝土在早期養(yǎng)護(hù)不好時(shí)的裂縫更易發(fā)生（因?yàn)榕蛎泟┮?。在W/ C 過(guò)低（小于04） 時(shí)尤為嚴(yán)重。另外，膨脹劑不能防止表層混凝土的塑性微裂縫的發(fā)生。在一些使用膨脹混凝

12、土的工程上，樓面或屋面仍然出現(xiàn)裂縫，其根源就在于沒(méi)能進(jìn)行良好的保濕養(yǎng)護(hù)。3.2.6 控制內(nèi)外溫差和環(huán)境溫差 溫差應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。對(duì)于溫差收縮裂縫，施工單位往往只注重名義上的大體積混凝土，而忽視其他結(jié)構(gòu)；只重視混凝土內(nèi)外的溫差，忽視環(huán)境溫差。對(duì)于大體積混凝土，美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)給出了這樣的定義：任意體量的混凝土，其尺寸大到足以必須采取措施減小由于體積變形引起的裂縫，統(tǒng)稱(chēng)為大體積混凝土。在實(shí)際工程中，真正的大體積混凝土，如厚大的地下室底板，由于其厚度大，抗拉力大，即使內(nèi)部溫度很高，也很少出現(xiàn)裂縫。如常州市椿庭大樓地下室底板和常州市一院病房大樓地下室底板，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)均為C50 ，底板厚度均達(dá)2m。

13、當(dāng)時(shí)由于原材料供應(yīng)的限制，只能采用525# R 普水泥拌制。測(cè)溫顯示，內(nèi)部最高溫度曾接近90 ，但最終均未發(fā)生溫差收縮裂縫。相反，在常州金源大廈地下室墻板工程上，澆筑頂板前，墻板完好，等到頂板澆筑后沒(méi)幾天，墻板外側(cè)即出現(xiàn)許多裂縫。經(jīng)分析，一致認(rèn)為是溫差濕差雙重因素造成的。因?yàn)楫?dāng)時(shí)正值冬季，墻板澆筑后又沒(méi)有及時(shí)回填土，頂板一澆，地下室里面由于地溫地濕而保持著較好的溫濕度，外墻則處在凜冽的寒風(fēng)中，溫濕度都很低，墻板內(nèi)外兩側(cè)由于環(huán)境因素造成了溫濕度差而產(chǎn)生裂縫。因此，對(duì)于象地下室墻板這樣的雖非大體積卻存在環(huán)境溫濕度差的混凝土結(jié)構(gòu)，更要注意防止溫差裂縫的發(fā)生。3.3 設(shè)計(jì)方面 對(duì)地下室墻體，構(gòu)造筋必須增強(qiáng)，配筋率要提高，宜不低于05 % ，同時(shí)宜采取直徑較小、間距不大于150mm的配筋，以提高鋼筋混凝土的極限拉伸變形值和分散收縮應(yīng)力。邊柱與墻的配筋率不同，收縮落差不同。它們的連接處容易發(fā)生豎向裂縫。所以，此處應(yīng)插入長(zhǎng)1m15m 的水平增強(qiáng)筋。 對(duì)于混凝土樓板宜采用細(xì)而密的雙層構(gòu)造配筋，以抑制裂縫發(fā)生。有試驗(yàn)證明，樓板配筋率如果由063 %增大到10 % ，那么02mm 以上寬度的裂