劉 冰

　　混凝土裂縫缺陷中最為明顯的當(dāng)屬早期裂縫問題，因為一旦混凝土出現(xiàn)有害裂縫，將會使腐蝕介質(zhì)更容易到達鋼筋表面，導(dǎo)致鋼筋銹蝕、體積增大，導(dǎo)致裂縫擴展，裂縫擴展又進一步加劇腐蝕介質(zhì)的入侵，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。因此要使混凝土的耐久性得到提高，必須首先對混凝土的裂縫加以控制。

　　混凝土澆筑后72小時是混凝土強度和應(yīng)力發(fā)展的重要時段。在這一時段，強度還沒有完全形成，其表面往往在開始養(yǎng)護之前就產(chǎn)生裂縫了。特別是夏季施工的具有較大水平表面的混凝土，產(chǎn)生早期裂縫現(xiàn)象更為突出。本文根據(jù)混凝土夏季施工的特點及性狀，從以下幾方面分析其產(chǎn)生的原因。

　　早期裂縫形成原因

　　1.結(jié)構(gòu)設(shè)計方面

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷引起的混凝土裂縫，主要有以下幾種：

　　(1)為了滿足使用需要，結(jié)構(gòu)需要留槽、開孔，因結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致斷面應(yīng)變力集中，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

　　(2)因設(shè)計不當(dāng)，導(dǎo)致構(gòu)件預(yù)應(yīng)力偏大或構(gòu)件偏心，從而造成了構(gòu)件的裂縫。

　　(3)設(shè)計中構(gòu)件鋼筋間距大，配筋率少引起構(gòu)件裂縫。

　　(4)設(shè)計中沒有充分考慮到構(gòu)件的收縮變形，造成構(gòu)件的裂縫。

　　(5)設(shè)計中水泥標(biāo)號使用不當(dāng)，導(dǎo)致水泥用量偏大，引起收縮裂縫

　　(6)各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致混凝土開裂。

　　2.原材料方面

　　(1)粗、細集料含泥量過大，水灰比偏大，集料顆粒級配不佳，導(dǎo)致混凝土離析、泌水、保水性不良，并引發(fā)混凝土收縮值過大的問題

　　(2)原材料中當(dāng)集料的針片含量過大，用灰量偏高，均會導(dǎo)致混凝土收縮量過大的問題。

　　(3)因混凝土外加劑和摻合料的摻量 問題或所選擇類型不當(dāng)，均會導(dǎo)致混凝土收縮量過大的問題。

　　(4)各類水泥品種的收縮值有著一定的差別，例如硅酸鹽水泥的收縮值就偏大，若施工中水泥品種選擇不當(dāng)，可能會造成混凝土收縮量過大的問題。

　　(5)當(dāng)水泥等級越高時，其細度越細，當(dāng)混凝土設(shè)計強度等級越高時，混凝土的脆性也越高。

　　如因原材料選擇時水泥等級和混凝土強度等級選擇不當(dāng)，就容易造成混凝土開裂。

　　3.施工工藝方面

　　(1)混凝土拌合物在攪拌、運輸、澆筑、振搗時不均勻，容易造成分層、離析、泌水等而導(dǎo)致裂縫的生成。

　　(2)養(yǎng)護問題。混凝土養(yǎng)護，尤其是早期的養(yǎng)護質(zhì)量和混凝土裂縫形成有著直接的關(guān)系。如養(yǎng)護早期時，混凝土表面過于干燥或者混凝土內(nèi)外溫度差異過大，都容易導(dǎo)致裂縫的生成。

　　(3)因拆模過早導(dǎo)致混凝土強度不足，因模板的剛度不足，或者支撐的地基下沉過大，都容易引起裂縫。

　　(4)施工接搓處理不當(dāng)，形成夾渣或接搓處連接薄弱，造成界面開裂。

　　(5)混水結(jié)構(gòu)抹面層施工不良引起的表層裂縫。

　　(6)未控制好拌合物入模溫度，水化熱積累造成內(nèi)外溫差，漲縮不均而形成溫度裂縫。

　　4.混凝土配合比設(shè)計方面

　　(1)水灰比越大，收縮越大，就越容易開裂。

　　(2)砂率越高，體積穩(wěn)定性越差，混凝土收縮大，容易開裂。

　　(3)設(shè)計中水泥等級或品種選用不當(dāng)。

　　(4)配合比設(shè)計時用水量過高或者水泥用量過大，都容易導(dǎo)致混凝土的坍落大過大，并容易形成裂縫。

　　(5)混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。

　　早期裂縫預(yù)防措施

　　針對混凝土早期裂縫產(chǎn)生的原因，預(yù)防措施應(yīng)從以下方面著手。

　　1.設(shè)計方面

　　(1)建筑平面選型時，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單。這是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑相較結(jié)構(gòu)簡單的建筑物，容易形成額外的扭曲應(yīng)力，并導(dǎo)致混凝土裂縫的形成。

　　(2)設(shè)計時，應(yīng)盡可能的避免因結(jié)構(gòu)斷面尺寸變化所產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題，如造型需要必須改變結(jié)構(gòu)斷面尺寸時，則應(yīng)考慮采取加強措施。

　　(3)當(dāng)建筑長高比越大時，建筑物整體剛度就會越小，容易因不均勻沉降會導(dǎo)致裂縫。因此，在設(shè)計時應(yīng)嚴格控制建筑物的長高比值。

　　(4)適當(dāng)加強基礎(chǔ)的強度和剛度。

　　(5)沉降縫的設(shè)置，有利于控制裂縫的產(chǎn)生，要求在合理位置設(shè)置沉降縫。

　　(6)積極采用補償收縮混凝土技術(shù)。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑。

　　(7)重視對構(gòu)造鋼筋的認識。對構(gòu)造柱及圈梁的設(shè)置，應(yīng)有利于增強建筑物的整體性和結(jié)構(gòu)剛度，有利于避免裂縫的生成。

　　2.材料選用方面

　　(1)水泥的選用。應(yīng)根據(jù)工程實際，選用適宜的水泥品種，要求水泥應(yīng)強度高、收縮性小、水化熱低和耐磨性強。

　　(2)粗、細集料的選用。粗集料應(yīng)選用級配性好、孔隙率小、粘土含量合格的產(chǎn)品;細集料則應(yīng)選用顆粒粗、孔隙小、泥土和雜質(zhì)的含量偏低的中粗砂。

　　(3)外加劑的選用。在混凝土配制時適量添加減水劑、膨脹劑等外加劑，降低混凝土配置時溫度的峰值，延遲水化熱的釋放速度，并可改善混凝土的工作性能。

　　(5)摻合料的選用。可選用粉煤灰等摻和料，以實現(xiàn)降低混凝土水化熱、改善工作性能以及減少水泥用量的目的。

　　3.施工工藝方面

　　(1)在混凝土澆筑時應(yīng)保證連貫性，并盡量避免出現(xiàn)混凝土離析的問題。

　　(2)做好混凝土的養(yǎng)護工作，尤其是早期養(yǎng)護以防止裂縫的生成。在養(yǎng)護過程中可采用草簾、土工布對混凝土構(gòu)件進行遮蓋，并經(jīng)常性灑水保持其表面的濕潤。

　　(3)做好地基工程的檢查工作與驗收工作，基坑開挖時，要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。

　　(4)避免在惡劣環(huán)境下進行混凝土施工。如高溫、雨天、大風(fēng)等。

　　(5)地下結(jié)構(gòu)混凝土，不宜長時間暴露，應(yīng)盡早進行回填。

　　(6)應(yīng)保證模板具有足夠的強度和剛度，并盡量避免因施工荷載導(dǎo)致的模板破裂或模板變形。

　　(7)模板的設(shè)計構(gòu)造應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土開裂。

　　(8)加強對拆模時間的控制，施工中應(yīng)留置一定數(shù)量的拆模試塊對混凝土實際強度進行確定，以避免拆模時間的過早或過晚。

　　(9)夏季施工時，應(yīng)尤其注意混凝土的入倉溫度，采用低溫入模、低溫養(yǎng)護。

　　4.混凝土配合比設(shè)計方面

　　(1)宜選用顆粒級配良好的砂、石等原材料，其它指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求。

　　(2)在滿足工作性要求的前提下，應(yīng)采用較小的砂率。

　　(3)宜采用引氣劑或引氣減水劑。

　　(4)在滿足施工要求的條件下，盡量采用較小的混凝土坍落度。

　　(5)配合比設(shè)計應(yīng)科學(xué)合理，并盡量降低單位用水量與水泥的用量，以提高混凝土構(gòu)件的抗裂性能。

　　早期裂縫應(yīng)對措施

　　裂縫修補除以恢復(fù)混凝土的防水性和耐久性為主要目的外，也應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)安全和美觀角度。裂縫主要處理方法如下：

　　(1)表面覆蓋修補法。表面覆蓋修補法主要適用于寬度較小、裂縫較窄的混凝土裂縫，通過在混凝土表面涂刷防腐材料、粘貼玻璃纖維布，在裂縫表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥等，以實現(xiàn)對混凝土構(gòu)件表面美觀的恢復(fù)，并提高構(gòu)件的耐久性與抗裂性。該方法的主要缺點是修補工作無法深入裂縫內(nèi)部。

　　(2)灌漿法。灌漿法又稱注入法，是采用各種黏度較小的黏合劑及密封劑漿液灌入裂縫內(nèi)部，達到恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)整體性、耐久性和防水的目的，適用于寬度大于0.2mm、深度較深、有防滲要求或?qū)Y(jié)構(gòu)整體性有影響的混凝土裂縫的修補，利用壓力設(shè)備將膠凝材料添加進入混凝土裂縫中，并使膠凝材料在裂縫內(nèi)硬化，從而達到加固和封堵的作用。

　　(3)嵌縫封堵法。嵌縫法又稱填充法或鑿槽法，是沿裂縫將混凝土鑿成U形或V形槽，然后嵌填各種修補材料，以達到恢復(fù)防水性和耐久性以及部分恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性的目的，適用于寬度大于0.5mm的裂縫及鋼筋銹蝕所產(chǎn)生的裂縫。嵌縫法是裂縫封堵中常用的一種方法，填充所用的材料視修補目的而定，常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、彈性環(huán)氧砂漿等，塑性材料為塑性油膏、丁基橡膠、聚氯乙烯膠泥等。

　　結(jié)論與展望

　　本文主要探討的是混凝土的早齡期性狀，由于未對混凝土進行長期的觀測，因此未能探討早齡期的性狀對混凝土長期性能所造成的影響。隨著混凝土趨于高性能化，新的材料不斷出現(xiàn)，許多新問題或一直被忽視的現(xiàn)象亟待解決與研究，尤其是涉及混凝土早期性能方面的。因此新的測試方法與新的評估模式都有待建立。