閔凌娟

摘要：本文分析了混凝土變形裂縫的成因，提出了防治措施，供大家參考。
關(guān)鍵詞：混凝土  變形裂縫  水化熱  防治
1前言
   混凝土裂縫是長期困擾建筑工程的難題，盡管在施工中采取各種措施，裂縫仍然存在。混凝土裂縫主要分為三類：一類是由荷載(包括施工和使用階段的靜荷載、動(dòng)荷載)引起的裂縫，一類是由變形(包括溫度、濕度變形，不均勻沉降、化學(xué)反應(yīng)等)引起的裂縫，另一類是因施工操作(如制作、脫模、養(yǎng)護(hù)、堆放、運(yùn)輸?shù)跹b車)引起的裂縫。這里僅就混凝土變形裂縫的成因和處理措施做一些探討。
2混凝土變形裂縫產(chǎn)生的原因
2.1 濕度的變化
    混凝土由于溫度變化發(fā)生體積變形，膨脹或收縮這是材料固有的物理特性。當(dāng)這種體積變化受到約束時(shí)就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)由此產(chǎn)生的混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土便產(chǎn)生溫度裂縫。例如大體積混凝土澆筑后，混凝土在硬化期問水泥產(chǎn)生大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面與內(nèi)部溫差很大，如果其內(nèi)部溫度與表面溫度超過25℃時(shí)，混凝土表面就會(huì)引起拉應(yīng)力，當(dāng)這種拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫；就是在后期混凝土降溫過程中，如果其降溫速率過快，當(dāng)超過規(guī)范規(guī)定的1．5℃／d時(shí)，由于受到基礎(chǔ)、內(nèi)部、鋼筋、混凝土本身的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力，混凝土表面溫度降低的同時(shí)表面還會(huì)引起很大的拉應(yīng)力。這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)裂縫。
2.2 收縮裂縫
    混凝土的收縮分為自生收縮、塑性收縮、碳化收縮、干縮。
自生收縮也稱硬化收縮，這是混凝土凝結(jié)硬化過程中由于化學(xué)作用引起的收縮，是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果．這種收縮與外界溫度變化是沒有關(guān)系的。自生收縮可能是正的變形，也可能是負(fù)的（膨脹)。例如普通硅酸鹽水泥及大壩水泥混凝土的自生收縮是正的，即是縮小變形，而礦渣水泥的混凝土的自生收縮是負(fù)的，即為膨脹變形。
    塑性收縮，混凝土澆筑后還處于塑性狀態(tài)時(shí)，水泥水化反應(yīng)激烈，混凝土內(nèi)水份急劇蒸發(fā)現(xiàn)象，引起失水收縮，是在初凝過程中發(fā)生的收縮。塑性收縮的量級(jí)很大，可達(dá)1％左右，所以在澆筑大體積混凝土后4～15h內(nèi)，在混凝土表面特別是在養(yǎng)護(hù)不良的部位出現(xiàn)龜裂，裂縫無規(guī)則，既寬(1 mm2mm)有密(5 mm10mm)，屬表面裂縫。
    碳化收縮，即大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。由于各種水化物不同的堿度，結(jié)晶水及水分子數(shù)量不等，碳化收縮量也不大相同。碳化作用只有在適中的溫度，約50％左右才發(fā)生。碳化速度隨二氧化碳濃度的增加而加快．碳化收縮與干燥收縮共同作用導(dǎo)致表面開裂和面層碳化。干濕交替作用使混凝土收縮更加顯著。
干縮(失水收縮)，一般多在混凝土硬化過程中，由于混凝土失水干燥，引起體積收縮變形，這種體積變形受到約束時(shí)，就可能產(chǎn)生干縮裂縫。
2.3 混凝±水灰比、塌落度過大。或使用過量粉砂
混凝土強(qiáng)度值對(duì)水灰比的變化十分敏感，基本上是水和水泥計(jì)量變動(dòng)對(duì)強(qiáng)度影響的疊加。因此，水、水泥、外摻混合材料、外加劑溶液的計(jì)量偏差，將直接影響混凝土的強(qiáng)度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮大，抗拉強(qiáng)度低，容易因塑性收縮而產(chǎn)生裂縫。泵送砼為了滿足坍落度大、流動(dòng)性好的泵送條件，易產(chǎn)生局部粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象，此時(shí)，砼脫水干縮時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。
3控制措施
3．1 溫度裂縫的控制措施
混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)。混凝土越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。因此控制大體積混凝土溫度裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫差。
(1)宜選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸水泥，充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。大量試驗(yàn)研究和實(shí)踐表明，每m 混凝土的水泥用量增減lOkg，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升高或降低l℃。
    (2)摻加粉煤灰和外加劑。在滿足強(qiáng)度等設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的情況下，摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰，可以降低混凝土中水化熱，減少絕熱條件下的溫升，提高混凝土的后期強(qiáng)度及抗裂能力，效果非常顯著。試驗(yàn)表明：摻加20％粉煤灰的水泥混凝土，其溫升和水化熱約為未摻粉煤灰的水泥混凝土的80％。外加劑由于其減水作用和分散作用，在降低用水量和提高強(qiáng)度的同時(shí)，還可以降低水化熱，推遲放熱峰出現(xiàn)的時(shí)間，從而減少溫度裂縫發(fā)生的可能性。
(3)控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度。最有效的辦法是降低石子溫度，混凝土中石子比熱最小，但每m3混凝土中石子所占重量最大。在氣溫較高時(shí)，為了防止太陽直接照射，可以在砂石堆場(chǎng)搭設(shè)簡易遮陽棚，必要時(shí)可向集料噴淋霧狀水，或者在使用前用冷水沖洗集料。
3．2 沉陷(塑性)收縮裂縫的控制措施
(1)要嚴(yán)格控制混凝土單位用水量在170kg／m3以下，水灰比在0．6以下，在滿足澆筑要求時(shí)，盡可減少坍落度。
(2)混凝土攪拌時(shí)間適當(dāng)，過短、過長都會(huì)造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷。
(3)混凝土澆筑時(shí)，下料不宜太快，防止堆積或振搗不充分。
(4)在炎熱的夏季和大風(fēng)天氣，為防止水分激烈蒸發(fā)，形成內(nèi)外硬化不均和異常收縮引起裂縫，應(yīng)采取措施緩凝和覆蓋。
(5)遵循“精料供應(yīng)”的原則，混凝土中的較大含泥量及其它雜質(zhì)可以明顯地降低混凝土的抗拉性能，有的混凝土骨料中混入有害膨脹物引起混凝土的崩裂。
3．3 干縮裂縫的控制措施
    (1)從減少收縮的角度出發(fā)，宜采用中低水泥和粉煤灰水泥。不同水泥混凝土的干燥收縮按其大小順序排列為：礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中低熱水泥和粉煤灰水泥。
(2)嚴(yán)格控制單方混凝土用水量。混凝土的干燥收縮受用水量的影響最大，在同一水泥用量條件下，混凝土的干燥收縮和用水量成正比，成直線關(guān)系；當(dāng)水泥用量較高的條件下，混凝土的干燥收縮隨用水量的增加而急劇增大。綜合水泥用量和用水量來說，水灰比越大，干燥收縮越大。
(3)合理使用“雙摻”技術(shù)。為降低用水量，摻加適當(dāng)數(shù)量干燥收縮小、減水率高、分散性好的外加劑是非常必要的。礦渣、硅藻土、火山灰等粉狀摻合料，一般都會(huì)增大混凝土的干燥收縮。但是質(zhì)量良好，含有大量球狀顆粒的一級(jí)粉煤灰，由于內(nèi)比表面積小，需水量少，卻能降低混凝土的干燥收縮值。
(4)摻加膨脹劑補(bǔ)償收縮。在地下室和防水工程中，摻加適量的膨脹劑可以起到收縮補(bǔ)償作用，有利于防止裂縫。但一定要嚴(yán)格控制摻量保證混凝土有足夠的強(qiáng)度，否則混凝土?xí)�腫脹和開裂。
    (5)養(yǎng)護(hù)時(shí)間和方法。混凝土澆筑面受到風(fēng)吹日曬，表面干燥過快，產(chǎn)生較大的收縮，受內(nèi)部混凝土的約束，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂。必須在混凝土終凝之前進(jìn)行早期保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。
4結(jié)束語
    以上是對(duì)混凝土在施工中的裂縫進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，學(xué)術(shù)界近幾年對(duì)混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法有不同的理論，但是對(duì)于具體的預(yù)防和措施意見是一致的，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也比較顯著。我相信只要我們施工時(shí)精心組織、嚴(yán)密施工、勤觀察、多動(dòng)腦，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合預(yù)防處理措施，混凝土變形裂縫會(huì)得到有效控制。