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摘要：本文對(duì)商品混凝土梁板結(jié)構(gòu)施工早期裂縫問(wèn)題進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，產(chǎn)生混凝土早期裂縫的原因很多，但商品混凝土的質(zhì)量和施工方法是主要因素。...

商品混凝土梁板結(jié)構(gòu)施工早期裂縫控制

陜西有色榆林新材料有限公司

李進(jìn)

    隨著商品混凝土的推廣應(yīng)用，梁板結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的控制越來(lái)越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。我們?cè)诙嗄甑氖┕み^(guò)程中就這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一些工程調(diào)查，并閱讀了一些國(guó)內(nèi)、外相關(guān)的文獻(xiàn)和資料，根據(jù)文獻(xiàn)提出的控制方法在部分工程中進(jìn)行了驗(yàn)證。現(xiàn)將混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫產(chǎn)生的規(guī)律、原因分析和控制方法闡述如下。

一、結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的規(guī)律及部位

    （1）春秋季節(jié)為北方地區(qū)梁板結(jié)構(gòu)早期裂縫的多發(fā)期，大風(fēng)天施工的樓板如不采取有效措施則裂縫多而寬，而陰天、小雨天施工的樓板早期裂縫極少；

    （2）混凝土樓板早期裂縫一般發(fā)生在澆筑后1~3小時(shí)，樓面裂縫多在梁板交界處、厚度變化處及梁板鋼筋上部；混凝土表面搓毛裂縫少，表面壓光裂縫反而多；

    （3）樓層越高，由于高空風(fēng)速大，若用泵送混凝土則需坍落度大的商品混凝土，這樣樓板裂縫更難控制；

    （4）板厚度越大，裂縫越少。

二、裂縫原因分析

    混凝土早期裂縫主要是沉縮和干縮引起的，商品混凝土為滿足運(yùn)輸、泵送要求，其水泥用量較現(xiàn)場(chǎng)攪拌的混凝土大，同時(shí)，混凝土砂率增大及外加劑的摻入，使坍落度為80mm~180mm的預(yù)拌混凝土收縮值大大增加。混凝土沉縮變形的大小與混凝土流態(tài)有關(guān)，混凝土流動(dòng)性越大，想對(duì)沉縮變形越大，如不加以控制，極易引起早起裂紋，此外，混凝土在硬化過(guò)程中，水分蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生脫水收縮，從而產(chǎn)生早期裂紋，混凝土表面水分蒸發(fā)速度越快，其干縮值越大。總的說(shuō)來(lái)，影響混凝土沉縮和干縮的因素有以下幾個(gè)方面：

    2.1混凝土流動(dòng)性

    混凝土流動(dòng)性越大，沉縮量越大。中、高等流態(tài)混凝土想對(duì)沉縮變形幾乎可達(dá)到普通混凝土干縮變形的20倍以上。

    2.2水泥細(xì)度

    水泥顆粒的粗細(xì)，對(duì)水泥的性能有很大影響，顆粒越細(xì)，其水化、凝結(jié)速度越快，早期和后期強(qiáng)度都較高，需水量增大。但水泥顆粒過(guò)細(xì)，其在空氣中的收縮性也越大，因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥細(xì)度作了相應(yīng)規(guī)定。

    2.3混凝土體積形狀

    大體積混凝土（截面最小邊尺寸>1米），由于水化熱積聚在內(nèi)部不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度升高產(chǎn)生內(nèi)外溫差，由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力造成硬化初期混凝土的開(kāi)裂。

    2.4外加劑對(duì)收縮的影響

    在商品混凝土中，摻減水劑用于改善混凝土的和易性，增大坍落度值時(shí)，其收縮值接近或略大于不摻者，在預(yù)應(yīng)力混凝土中，為減少預(yù)應(yīng)力值損失，宜摻少量膨脹組份，但是膨脹劑的比例一定要掌握好，否則會(huì)起到負(fù)面作用。

    引氣劑的摻入會(huì)使混凝土中引入一定量的空氣，但由于同時(shí)又改善了混凝土的和易性，可減少用水量，從而減少由于引氣增大干縮的影響。因此，混凝土中適當(dāng)引氣對(duì)混凝土干縮影響不大。

    2.5原材料和配合比對(duì)混凝土收縮的影響

    （1）砂：砂的含泥量及粒徑對(duì)混凝土干縮有較大影響。采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量比中、粗砂增加用水量20~25kg,由于用水量增大導(dǎo)致混凝土干縮的增大。砂含泥量對(duì)混凝土收縮影響較大，隨著含泥量增大，混凝土收縮增大，抗拉強(qiáng)度降低。

    （2）石子：石子粒徑越大，混凝土配合比不變的情況下，其用水量或水泥用量相應(yīng)減少，混凝土收縮隨之減少。但泵送混凝土由于受輸送管徑和泵送高度為影響，粗骨料粒徑不易過(guò)大。同樣石子含泥量對(duì)其收縮極為不利。

    （3）水泥用量：混凝土中水泥用量增加，其收縮隨之加大。

    （4）砂率：混凝土中粗骨料是抵抗收縮的主要材料，在配合比完全相同的情況下，混凝土干縮隨砂率增大而增大。砂率降低，即增加粗骨料用量，對(duì)控制混凝土裂縫有顯著效果。因此泵送混凝土在滿足泵送要求前提下，宜盡可能降低砂率。

    （5）水灰比：水是影響混凝土收縮最主要因素。混凝土中用水量越大，坍落度越大，則干縮越大。因此，嚴(yán)格控制水灰比是十分重要的。

    2.6 環(huán)境

    施工時(shí)的氣象條件也是影響混凝土板面裂縫的主要因素，在氣候干燥和大風(fēng)季節(jié)，混凝土澆筑后不覆蓋會(huì)立即開(kāi)裂，據(jù)悉，風(fēng)速為16m/s作用時(shí)，混凝土中水分蒸發(fā)速度為原風(fēng)速時(shí)的4倍，相對(duì)濕度10%時(shí)，蒸發(fā)速度為相對(duì)濕度90%的9倍以上，如果將風(fēng)速作用和濕度影響疊加，則可推算出此時(shí)混凝土干燥速度是通常條件下的10倍之多。因此，表面較大的樓板就極易產(chǎn)生裂縫，這種裂縫往往是上下貫通的，其特征是樓板上表面比下表面開(kāi)裂處多，經(jīng)強(qiáng)度檢驗(yàn)證明，這種開(kāi)裂一般對(duì)樓板剛度和承載力降低很小。

    2.7 1施工

    （1）混凝土振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，石子下沉，表面就會(huì)出現(xiàn)一層浮漿，因而降低了樓板表面粗骨料含量，加大了收縮，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋。

    （2）混凝土振搗后，未及時(shí)搓毛和抹壓，使沉縮裂縫得不到及時(shí)愈合就硬化了。

    （3）混凝土澆筑后，表面不及時(shí)覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，表面水份迅速蒸發(fā)，會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。

    （4）厚大體積基礎(chǔ)底板不按熱工計(jì)算采用溫控措施，會(huì)使混凝土內(nèi)外溫差升高且>25℃，因而產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力而開(kāi)裂。

    （5）基礎(chǔ)底板混凝土在澆筑振搗過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量癖水，若不采取措施及時(shí)排除會(huì)降低混凝土質(zhì)量和抗裂性。

    （6）混凝土梁板工程支撐不牢，剛度不足，會(huì)使混凝土梁板變形導(dǎo)致裂縫。

    （7）樓板上部架立筋保護(hù)層過(guò)小，一旦混凝土產(chǎn)生沉降塑性收縮，板面極宜沿鋼筋方向產(chǎn)生裂縫。

    （8）梁板結(jié)構(gòu)支撐過(guò)早拆除或過(guò)早上荷載，會(huì)因混凝土強(qiáng)度不足使梁板產(chǎn)生裂縫。

三、防治裂縫技術(shù)措施

    通過(guò)近幾年在施工過(guò)程中對(duì)裂縫控制的觀察、分析，初步總結(jié)出一些防治裂縫的措施，效果很好。

    3.1混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制

    3.1.1材料選擇和控制

    砂：宜采用細(xì)度模數(shù)M=2.8~3.0中砂，嚴(yán)格控制含泥量≯2%。

    石子：采用級(jí)配良好的卵石，并控制含泥量≯1%。

    水泥：采用礦渣水泥或低熱水泥。

    3.1.2  配合比及生產(chǎn)控制

    粗骨料可阻止水泥收縮從而防止裂縫產(chǎn)生，因此樓板用混凝土在滿足泵送的基礎(chǔ)上盡可能降低砂率，一般可控制在38~40%。

    混凝土水灰比是影響強(qiáng)度和裂縫的主要因素，正常情況下，大坍落度是靠摻外加劑來(lái)獲得，坍落度大不等于水灰比大。但是施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)摻水很普遍，所以要特別注意因摻水而造成的大坍落度，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土坍落度，一般以不超過(guò)18cm為宜。

    粉煤灰和磨細(xì)礦渣在混凝土中有具有形態(tài)效應(yīng)、適性效應(yīng)、微集料效應(yīng)，因此它能改善和提高新拌混凝土的性能，改善混凝土的和易性，降低混凝土皮水性，特別對(duì)泵送混凝土可改善其可泵性，減少輸送管中的堵塞和分離，降低與管壁的阻力，延長(zhǎng)泵機(jī)與管道的壽命，由于其可泵性的提高和皮水性降低，在相同坍落度情況下，混凝土用水量可降低，從而減少混凝土早期沉縮量，有利于裂縫的控制。另外，摻磨細(xì)粉煤灰混凝土孔體積和孔徑分布明顯改善，孔隙率大大降低，其微觀結(jié)構(gòu)的改善有利于提高抗凍性和耐久性，粉煤灰自身具有很好的強(qiáng)度，阻礙裂縫的延伸和擴(kuò)展，削弱主裂縫斷裂能量，有利于提高混凝土耐久性。

    此外高溫季節(jié)為避免混凝土過(guò)快硬化，應(yīng)采取適當(dāng)措施緩凝，為施工抹壓提供條件。

    3.2施工質(zhì)量控制

    （1）布料：混凝土布料應(yīng)均勻，防止一處集中堆料造成混凝土過(guò)振。

    （2）振搗：混凝土振搗時(shí)振動(dòng)棒移動(dòng)間距宜400mm左右，每次振搗時(shí)間一般以10~20S為宜，振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，粗骨料下沉，混凝土表面砂漿層過(guò)厚，表面晚期的產(chǎn)生裂紋。混凝土澆筑后1~2小時(shí)，可對(duì)其進(jìn)行二次復(fù)振，復(fù)振可提高強(qiáng)度5~15%，同時(shí)復(fù)振時(shí)混凝土液化可愈合樓板早期裂縫。

    （3）復(fù)壓：除復(fù)振外，還應(yīng)在表面水基本收干后，適時(shí)用木抹子磨平搓毛兩遍，拍打，愈合裂縫。

    （4）養(yǎng)護(hù)：混凝土成型后，適時(shí)提供良好的溫度、濕度環(huán)境，防止大風(fēng)襲擊和陽(yáng)光曝曬，是表面水分劇烈蒸發(fā)，形成樓板上部和下部硬化速度不勻和差異收縮，是控制裂縫的關(guān)鍵工序。混凝土初凝前后用手按壓其表面無(wú)坑時(shí)，開(kāi)始設(shè)專人澆水養(yǎng)生。水量隨混凝土表面強(qiáng)度增長(zhǎng)而加大，當(dāng)混凝土表面剛變白時(shí)，用5~10mm水膜覆蓋表面12小時(shí)以上，此方法為水膜養(yǎng)生法，至此混凝土早期裂縫基本可得到良好控制，然后再一日數(shù)次澆水養(yǎng)生，保持混凝土表面潮濕七天以上，確保混凝土強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。

    （5）幼齡混凝土保護(hù)：目前各工程都處在快節(jié)奏、短工期的施工條件下，三、五天一層樓，因此往往樓板施工完幾小時(shí)，就上荷載，個(gè)別缺乏素質(zhì)的施工隊(duì)伍，將模板、架桿、鋼筋過(guò)早集中堆放在樓板上，造成樓板安全隱患和開(kāi)裂。因此，提高施工隊(duì)伍的素質(zhì)也是保證混凝土質(zhì)量的重要措施之一。

    （6）拆模：現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)模板及支撐過(guò)早拆除，容易造成梁板結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，因此，施工隊(duì)伍拆模前應(yīng)根據(jù)專業(yè)單位（商混廠家）提供不同齡期混凝土自然養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度，嚴(yán)格按照規(guī)范要求指導(dǎo)拆模。

    3.3裂縫處理

    樓板裂縫應(yīng)盡快消滅在萌芽狀態(tài)中，因此混凝土終凝前應(yīng)設(shè)專人檢查及早發(fā)現(xiàn)裂縫并對(duì)沉縮裂縫拍打，若裂縫不愈合時(shí)可用水泥：膨脹劑=9:1（重量比）攪成水泥漿在裂縫處（待裂縫寬度停止增大時(shí)）搓壓。

4、結(jié)束語(yǔ)

    商品混凝土梁板結(jié)構(gòu)裂縫的控制是涉及原材料質(zhì)量、配合比、混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制、施工氣象（風(fēng)力、氣溫、空氣濕度）、施工、設(shè)計(jì)諸多因素的課題，需各單位、各部門共同努力，精心配合才能湊效，通過(guò)筆者多年實(shí)踐證明，只要嚴(yán)格遵守施工程序，按規(guī)范施工，裂縫是可以控制在最少范圍的，或者說(shuō)是可以基本得到控制的。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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