混凝土施工中裂缝的控制

混凝土施工中裂缝的控制

信彦卿

天津第一市政公路工程有限公司天津300163

摘要：混凝土裂缝是由于混凝土结构由于内外因素的作用而产生的物理结构变化，而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。本文着重对混凝土裂缝产生的原因、现场混凝土裂缝的控制和预防裂缝的措施进行等进行探讨。

关键词：混凝土；裂缝；控制

目前，在桥梁工程中混凝土裂缝几乎无所不在。混凝土裂缝一般有三种状态:静止裂缝，活动裂缝，正在发展的裂缝。究其原因，在施工中混凝土温度、应力的变化是裂缝产生的根本原因。尤其在大体积混凝土中，温度变化产生应力更容易导致裂缝产生。裂缝主要有两方面：首先，在施工中混凝土常常出现裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，结构的应力变化具有显著的不容忽视的影响。因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1.施工中裂缝的原因

混凝土施工中产生裂缝有多种原因，主要是温度、湿度、养护以及应力的变化。

温度变化引起的裂缝：混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部温度变化很小或变化较慢，但表面温度可能受气温影响较大，也容易引起混凝土表面拉应力集中，引起裂缝的出现。

湿度变化引起的裂缝：混凝土结构成型过程中，养护不及时，覆盖不满足要求，混凝土表面时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。表面水分散失快，体积收缩大，而混凝土内部湿度变化小，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，引起混凝土表面的收缩出现裂缝。

应力裂缝：结构不合理，钢筋及预应力筋保护层过小，基础不均匀沉降等，使混凝土承受荷载超过其强度。在混凝土终凝前，模板变形，混凝土在自重作用下变形也会产生裂缝。

2.防止裂缝的措施

为了防止裂缝，施工时应从温度、应力、外加剂、养护等四个方面着手控制。

1）控制温度：严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选用低水化热水泥，改善骨料级配，粗细骨料的含泥量应尽量减少。混凝土配合比设计时，控制混凝土的水灰比，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，合理掺加塑化剂、减水剂、引气剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的入模温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

混凝土浇筑尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。

2）控制应力的措施：对新老混凝土交接面进行有效的凿毛，保证混凝土有效的连接；浇筑前检查钢筋保护层，防止混凝土硬化收缩时由于钢筋阻碍产生裂缝；钢筋使用前除锈，防止钢筋生锈膨胀使混凝土产生裂缝；检查预应力筋保护层是否过小，防止张拉后，梁体应力变形产生裂缝；规定合理的拆模时间，防止混凝土在凝固前由于自重作用变形产生裂缝；对于基础土体承载力不一致(存在软土基础)易产生沉降裂缝(在地下结构中多见)，首先进行基础(软土)处理，如采用旋喷桩、搅拌桩、碎石桩等，然后进行构筑物施工；在梁体张拉端进行张拉时，支架沉降及梁体产生的挠度由于应力集中已产生裂缝，在支架施工时进行必要的加密，同时张拉端混凝土浇筑振捣密实，防止裂缝产生。

3）外加剂控制措施：提高混凝土抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：

(1)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

(2)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

(3)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。

(4)提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。

(5)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

(6)掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

(7)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

(8)掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

4）混凝土养护控制措施：实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

(1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。

(2)防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

(3)防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

3.结束语

以上对混凝土的施工裂缝进行了初步探讨，行业内对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是可以避免的。