夏季混凝土施工中 早期裂缝形成原因和应对措施

　　刘 冰

　　混凝土裂缝缺陷中最为明显的当属早期裂缝问题，因为一旦混凝土出现有害裂缝，将会使腐蚀介质更容易到达钢筋表面，导致钢筋锈蚀、体积增大，导致裂缝扩展，裂缝扩展又进一步加剧腐蚀介质的入侵，形成恶性循环，最终导致结构的破坏。因此要使混凝土的耐久性得到提高，必须首先对混凝土的裂缝加以控制。

　　混凝土浇筑后72小时是混凝土强度和应力发展的重要时段。在这一时段，强度还没有完全形成，其表面往往在开始养护之前就产生裂缝了。特别是夏季施工的具有较大水平表面的混凝土，产生早期裂缝现象更为突出。本文根据混凝土夏季施工的特点及性状，从以下几方面分析其产生的原因。

　　早期裂缝形成原因

　　1.结构设计方面

　　结构设计缺陷引起的混凝土裂缝，主要有以下几种：

　　(1)为了满足使用需要，结构需要留槽、开孔，因结构设计不当导致断面应变力集中，出现结构裂缝。

　　(2)因设计不当，导致构件预应力偏大或构件偏心，从而造成了构件的裂缝。

　　(3)设计中构件钢筋间距大，配筋率少引起构件裂缝。

　　(4)设计中没有充分考虑到构件的收缩变形，造成构件的裂缝。

　　(5)设计中水泥标号使用不当，导致水泥用量偏大，引起收缩裂缝

　　(6)各种结构缝设置不当导致混凝土开裂。

　　2.原材料方面

　　(1)粗、细集料含泥量过大，水灰比偏大，集料颗粒级配不佳，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，并引发混凝土收缩值过大的问题

　　(2)原材料中当集料的针片含量过大，用灰量偏高，均会导致混凝土收缩量过大的问题。

　　(3)因混凝土外加剂和掺合料的掺量 问题或所选择类型不当，均会导致混凝土收缩量过大的问题。

　　(4)各类水泥品种的收缩值有着一定的差别，例如硅酸盐水泥的收缩值就偏大，若施工中水泥品种选择不当，可能会造成混凝土收缩量过大的问题。

　　(5)当水泥等级越高时，其细度越细，当混凝土设计强度等级越高时，混凝土的脆性也越高。

　　如因原材料选择时水泥等级和混凝土强度等级选择不当，就容易造成混凝土开裂。

　　3.施工工艺方面

　　(1)混凝土拌合物在搅拌、运输、浇筑、振捣时不均匀，容易造成分层、离析、泌水等而导致裂缝的生成。

　　(2)养护问题。混凝土养护，尤其是早期的养护质量和混凝土裂缝形成有着直接的关系。如养护早期时，混凝土表面过于干燥或者混凝土内外温度差异过大，都容易导致裂缝的生成。

　　(3)因拆模过早导致混凝土强度不足，因模板的刚度不足，或者支撑的地基下沉过大，都容易引起裂缝。

　　(4)施工接搓处理不当，形成夹渣或接搓处连接薄弱，造成界面开裂。

　　(5)混水结构抹面层施工不良引起的表层裂缝。

　　(6)未控制好拌合物入模温度，水化热积累造成内外温差，涨缩不均而形成温度裂缝。

　　4.混凝土配合比设计方面

　　(1)水灰比越大，收缩越大，就越容易开裂。

　　(2)砂率越高，体积稳定性越差，混凝土收缩大，容易开裂。

　　(3)设计中水泥等级或品种选用不当。

　　(4)配合比设计时用水量过高或者水泥用量过大，都容易导致混凝土的坍落大过大，并容易形成裂缝。

　　(5)混凝土膨胀剂掺量选择不当。

　　早期裂缝预防措施

　　针对混凝土早期裂缝产生的原因，预防措施应从以下方面着手。

　　1.设计方面

　　(1)建筑平面选型时，应力求结构简单。这是由于结构复杂的建筑相较结构简单的建筑物，容易形成额外的扭曲应力，并导致混凝土裂缝的形成。

　　(2)设计时，应尽可能的避免因结构断面尺寸变化所产生的应力集中问题，如造型需要必须改变结构断面尺寸时，则应考虑采取加强措施。

　　(3)当建筑长高比越大时，建筑物整体刚度就会越小，容易因不均匀沉降会导致裂缝。因此，在设计时应严格控制建筑物的长高比值。

　　(4)适当加强基础的强度和刚度。

　　(5)沉降缝的设置，有利于控制裂缝的产生，要求在合理位置设置沉降缝。

　　(6)积极采用补偿收缩混凝土技术。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂。

　　(7)重视对构造钢筋的认识。对构造柱及圈梁的设置，应有利于增强建筑物的整体性和结构刚度，有利于避免裂缝的生成。

　　2.材料选用方面

　　(1)水泥的选用。应根据工程实际，选用适宜的水泥品种，要求水泥应强度高、收缩性小、水化热低和耐磨性强。

　　(2)粗、细集料的选用。粗集料应选用级配性好、孔隙率小、粘土含量合格的产品;细集料则应选用颗粒粗、孔隙小、泥土和杂质的含量偏低的中粗砂。

　　(3)外加剂的选用。在混凝土配制时适量添加减水剂、膨胀剂等外加剂，降低混凝土配置时温度的峰值，延迟水化热的释放速度，并可改善混凝土的工作性能。

　　(5)掺合料的选用。可选用粉煤灰等掺和料，以实现降低混凝土水化热、改善工作性能以及减少水泥用量的目的。

　　3.施工工艺方面

　　(1)在混凝土浇筑时应保证连贯性，并尽量避免出现混凝土离析的问题。

　　(2)做好混凝土的养护工作，尤其是早期养护以防止裂缝的生成。在养护过程中可采用草帘、土工布对混凝土构件进行遮盖，并经常性洒水保持其表面的湿润。

　　(3)做好地基工程的检查工作与验收工作，基坑开挖时，要注意不扰动其原状结构。

　　(4)避免在恶劣环境下进行混凝土施工。如高温、雨天、大风等。

　　(5)地下结构混凝土，不宜长时间暴露，应尽早进行回填。

　　(6)应保证模板具有足够的强度和刚度，并尽量避免因施工荷载导致的模板破裂或模板变形。

　　(7)模板的设计构造应当科学合理，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土开裂。

　　(8)加强对拆模时间的控制，施工中应留置一定数量的拆模试块对混凝土实际强度进行确定，以避免拆模时间的过早或过晚。

　　(9)夏季施工时，应尤其注意混凝土的入仓温度，采用低温入模、低温养护。

　　4.混凝土配合比设计方面

　　(1)宜选用颗粒级配良好的砂、石等原材料，其它指标应符合规范要求。

　　(2)在满足工作性要求的前提下，应采用较小的砂率。

　　(3)宜采用引气剂或引气减水剂。

　　(4)在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度。

　　(5)配合比设计应科学合理，并尽量降低单位用水量与水泥的用量，以提高混凝土构件的抗裂性能。

　　早期裂缝应对措施

　　裂缝修补除以恢复混凝土的防水性和耐久性为主要目的外，也应考虑结构安全和美观角度。裂缝主要处理方法如下：

　　(1)表面覆盖修补法。表面覆盖修补法主要适用于宽度较小、裂缝较窄的混凝土裂缝，通过在混凝土表面涂刷防腐材料、粘贴玻璃纤维布，在裂缝表面涂抹水泥浆、环氧胶泥等，以实现对混凝土构件表面美观的恢复，并提高构件的耐久性与抗裂性。该方法的主要缺点是修补工作无法深入裂缝内部。

　　(2)灌浆法。灌浆法又称注入法，是采用各种黏度较小的黏合剂及密封剂浆液灌入裂缝内部，达到恢复混凝土结构整体性、耐久性和防水的目的，适用于宽度大于0.2mm、深度较深、有防渗要求或对结构整体性有影响的混凝土裂缝的修补，利用压力设备将胶凝材料添加进入混凝土裂缝中，并使胶凝材料在裂缝内硬化，从而达到加固和封堵的作用。

　　(3)嵌缝封堵法。嵌缝法又称填充法或凿槽法，是沿裂缝将混凝土凿成U形或V形槽，然后嵌填各种修补材料，以达到恢复防水性和耐久性以及部分恢复结构整体性的目的，适用于宽度大于0.5mm的裂缝及钢筋锈蚀所产生的裂缝。嵌缝法是裂缝封堵中常用的一种方法，填充所用的材料视修补目的而定，常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆等，塑性材料为塑性油膏、丁基橡胶、聚氯乙烯胶泥等。

　　结论与展望

　　本文主要探讨的是混凝土的早龄期性状，由于未对混凝土进行长期的观测，因此未能探讨早龄期的性状对混凝土长期性能所造成的影响。随着混凝土趋于高性能化，新的材料不断出现，许多新问题或一直被忽视的现象亟待解决与研究，尤其是涉及混凝土早期性能方面的。因此新的测试方法与新的评估模式都有待建立。