如何改善現(xiàn)澆混凝土變形效應(yīng)裂縫

現(xiàn)澆混凝土的裂縫問題是建筑施工中長期存在的質(zhì)量通病，主要可劃分為因混凝土構(gòu)件受荷載作用、承載力不足而產(chǎn)生的裂縫(以下簡稱“荷載裂縫”)和因混凝土變形效應(yīng)而產(chǎn)生的裂縫(以下簡稱“變形效應(yīng)裂縫”)兩大類。前者會直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞甚至倒塌，是不允許出現(xiàn)的；后者則不一定會直接影響混凝土的承載力，因此施工技術(shù)人員往往對此類裂縫重視程度不夠。由于人們對建筑知識的不了解，無論是荷載裂縫還是變形效應(yīng)裂縫，都會給居住者帶來恐懼感。筆者通過近年來的施工實(shí)踐和研究，認(rèn)為變形效應(yīng)裂縫應(yīng)引起施工技術(shù)人員高度重視，并應(yīng)認(rèn)真研究防治對策。

變形效應(yīng)裂縫可分為混凝土塑性收縮裂縫、混凝土塑性沉降裂縫、混凝土自收縮裂縫、溫度裂縫、強(qiáng)約束引起的變形裂縫5類，要根據(jù)不同的成因采取防治措施。

第一種是混凝土塑性收縮裂縫。是指混凝土在凝結(jié)硬化期間，因表面水分蒸發(fā)而引起的干縮裂縫。當(dāng)混凝土表面水分蒸發(fā)的速度高于混凝土內(nèi)部從里向外的“泌水”速度時(shí)，表面就會產(chǎn)生收縮裂縫。此類裂縫一般發(fā)生在混凝土初始振搗至終凝前。

主要防治措施為：一是控制水灰(膠)比。普通混凝土的水灰比應(yīng)控制在0．6以內(nèi)，防水混凝土的水灰比應(yīng)控制在0．55以內(nèi)。高強(qiáng)混凝土的水膠比不宜過小，否則混凝土的自收縮過大，也容易產(chǎn)生開裂。二是控制坍落度。泵送商品混凝土豎向構(gòu)件應(yīng)控制在180毫米~200毫米，水平構(gòu)件應(yīng)控制在160毫米~180毫米。三是進(jìn)行及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)，在混凝土澆筑后12小時(shí)內(nèi)必須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。對于水平構(gòu)件應(yīng)采用覆蓋塑料薄膜和外補(bǔ)水相結(jié)合的方式，防止外補(bǔ)水的蒸發(fā)。柱、墻類豎向構(gòu)件應(yīng)采取塑料薄膜或草簾包裹和外補(bǔ)水相結(jié)合的方式。

第二種是混凝土塑性沉降裂縫。在混凝土拌合物中，粗細(xì)骨料顆粒、水泥漿體、水泥顆粒、水等各組分比重不同，會發(fā)生重組分沉降、輕組分上浮現(xiàn)象，即“沉降”與“泌水”現(xiàn)象。新拌墻體混凝土的內(nèi)部沉降會造成塑性沉降裂縫。塑性沉降裂縫可發(fā)生在初始振搗一直到終凝前，易發(fā)生在厚度較大的基礎(chǔ)底板、墻體頂部、墻、梁、柱構(gòu)件交接處等部位。

主要防治措施：一是控制混凝土的坍落度，嚴(yán)禁向混凝土內(nèi)加水來增加其坍落度，已發(fā)生“泌水”現(xiàn)象的混凝土不得再使用。因?yàn)榘l(fā)生“泌水”的混凝土骨料下沉，上部形成水泥砂漿軟弱層，會加大其收縮量，引起開裂。二是采取“二次振搗”工藝。排除混凝土因“泌水”在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和孔隙，減少內(nèi)部微裂縫的形成和發(fā)展，提高混凝土與鋼筋的握裹力，增加混凝土的密實(shí)度，并提高其抗裂性。三是柱、墻等豎向構(gòu)件與梁、板構(gòu)件要分開澆筑，大截面梁與板也要注意同時(shí)澆筑時(shí)產(chǎn)生沉降差和因剛度不同形成收縮差的不利影響，可與設(shè)計(jì)單位協(xié)商，考慮分開澆筑的施工方案。

第三種是混凝土自收縮裂縫。高強(qiáng)混凝土早期強(qiáng)度高、彈性模量增大、早期應(yīng)力松弛能力下降，造成出現(xiàn)收縮變形后產(chǎn)生的拉應(yīng)力比普通混凝土大，容易出現(xiàn)開裂。

主要防治措施包括：一是使用高性能混凝土，妥善選擇混凝土的組成材料，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，提高混凝土的抗裂性能和施工性能。二是在水泥的選擇上應(yīng)控制水泥的含堿量(使用低堿水泥)；水泥細(xì)度不能過細(xì)，以避免早期強(qiáng)度過大；對水泥的安定性要進(jìn)行測試。三是骨料要潔凈，級配良好，減少骨料的孔隙，降低砂率。摻和料應(yīng)優(yōu)先選用粉煤灰。粉煤灰等量取代水泥后，能明顯降低水化熱，對后期強(qiáng)度起到積極作用，是比較適宜的摻和料。四是對于磨細(xì)礦渣、硅粉等超細(xì)礦物摻和料的使用要慎重。通常使用粉煤灰與磨細(xì)礦粉的“雙摻”技術(shù)。五是對于外加劑的“負(fù)面效應(yīng)”要給予充分的重視，有些外加劑能夠顯著增加混凝土的收縮性，使用時(shí)要慎重。

第四種是溫度裂縫。溫度裂縫包括因水泥水化熱引起內(nèi)外溫度差、形成拉應(yīng)力造成的裂縫和構(gòu)件尺寸過大、因熱脹冷縮變形造成的裂縫兩大類。

主要防治措施包括：一是改善設(shè)計(jì)構(gòu)造。二是采用“跳倉法”等特殊施工工藝，使用補(bǔ)償收縮混凝土等特殊品種混凝土。三是在大體積混凝土施工時(shí)，做好內(nèi)部降溫和表面保溫工作，控制內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)，并做好測溫工作。四是采取有效的養(yǎng)護(hù)方法。

第五種是強(qiáng)約束引起的變形裂縫。由于混凝土構(gòu)件的約束情況比較復(fù)雜，約束大時(shí)往往會引起構(gòu)件開裂，比較典型的例子是地下室墻體因強(qiáng)約束引起開裂。

主要防治措施為合理運(yùn)用“抗”與“放”的抗裂原則，比如采用“抗”的原則，在混凝土構(gòu)件中配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋、地下室墻體設(shè)計(jì)附墻柱等；采用“放”的原則，設(shè)置滑動層、設(shè)置分格縫等。