住宅工程防止混凝土裂缝与控制措施

慎雄伟 顾建荣

摘 要：混凝土的裂缝较为普遍，在建筑工程中裂缝几乎无所不在。施工中混凝土常常出现裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。通过施工实践，现场观察，查阅有关混凝土施工方面的文选资料，通过分析了混凝土温度裂缝产生的原因，采取了一系列的质量管理和技术、材料、管理方面的措施，从而减少了混凝土的裂缝。本文是对混凝土温度的控制和预防裂缝进行总结，供同行参考。

关键词：混凝土； 温度应力； 裂缝； 外加剂；养护；控制

前言

作为一施工技术人员，尽管我们在施工中采取各种措施，从编制方案到技术交底，从商品混凝土的施工级配、搅拌、运输、浇筑、养护各个环节都小心谨慎，但裂缝现象仍然时有发生。虽然混凝土的裂缝较为普遍，在建筑工程中裂缝几乎无所不在，大多是无害裂缝，但也有少量有害裂缝，不管如何，总会影响到结构的整体性和耐久性。说明我们对混凝土工作原理和受外界影响，如温度变化干燥程度等方面的认识还不够，掌握其规律和控制能力不足。因此，本人与其他技术人员在湖州市御龙湾工程（市陌堂子村D号地块开发建设项目I标段）上采取了一些措施，对减少和控制裂缝的产生有一定的效果，现总结如下：

1.概要：

湖州市御龙湾工程由湖州準兴置业有限公司开发，位于湖州市市陌堂子村D号地块，总建筑面积约为97800平方米，分别由浙江湖州市建工集团有限公司和湖州市第二建设工程有限公司施工，其中5#楼最高为地上25层，地下1层；其余为1～6层多层，地下1层。混凝土强度等级，地下室为C40，上部结构，高层建筑的1～3层墙、柱、梁、板为C40；4～9层墙、柱、梁、板为C35；10层以上墙、柱、梁、板为C30，多层建筑混凝土强度等级为C25。根据签定的合同条款，除了要求施工质量全部符合国家有关规范，考虑是住宅建筑，为防止质量投诉，要求建筑施工企业必须采用有效措施，防止出现混凝土结构裂缝，也要严格控制无害的混凝土表面收缩裂缝等情况，为此作为二个施工单位的项目负责人和技术负责人，我们在工程开工前就组织技术人员分析裂缝产生的原因，并制定了相应的措施，在施工过程中进行了全过程质量管理，达到了预定的目标。

2.产生裂缝的原因分析

一般来说，混凝土中产生裂缝的原因有多种，但主要还是受温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），支模架下沉模板变形，基础不均匀沉降等。

混凝土在浇筑完成后的硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面上引起拉应力。后期在降温过程中，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的能力时，即会出现裂缝。

混凝土表面湿度也是影响主因，如养护不周、湿度小，也往往导致表面干缩裂缝。另外原材料不均匀，运输和浇筑过程中的离析现象，也容易在薄弱部位出现裂缝，如在钢筋混凝土结构中，拉应力主要是由钢筋承担，设计也允许带裂缝工作。但对裂缝的宽度规范是有一定控制要求。

温度应力影响分析，（1）自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内部形成残余应力。（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却剂及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前二种的残余应力相叠加。三个时期受气温变化影响较大，夏季和冬季相差2倍时间。

温度应力引起的原因也可分为两类，（1）自生应力由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如大体积混凝土基础，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形引起的应力。如框架剪力墙结构混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响。

3.防止裂缝和控制止裂缝的措施

3.1 施工过程的质量控制

主要有（1）加强施工工艺管理，保证工艺过程的先进、合理和相对稳定，（2）坚持质量检查与验收制度，严格执行“三检制”，上道工序不合格不得进入下道工序施工，加强中间检查和技术复核工作，以保证工程质量。（3）隐蔽工程做好隐、预检记录，专业质检员做好复检工作，再请工程监理、质检站验收。（4）做好工序的成品保护，下道工序的操作者即为上道工序的成品保护者，后续工序不得以任何借口损坏前一道工序的产品。（5）砼应符合要求的配合比，由试验室先进行试配，试配合格后方可使用，混凝土在浇筑过程中必须认真检查组成材料的质量和用量拌制点及浇筑点的坍落度以及搅拌时间，并按规定留置试块。

3.2 技术措施

为了防止裂缝，减少温度应力，可从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

3.2.1控制温度的措施如下：（1）采用改善骨料级配，用于硬性混凝土，掺混合料，加引起剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土时加水或冷水将碎石冷却以降低混凝土的初始浇筑温度；（3）浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化；（6）施工中长期暴露的混凝土表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；

3.2.2改善约束条件的措施如下：（1）浇筑混凝土按后浇带进行合理地分缝分块；（2）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。

此外，改善混凝土的性能，减少水灰比，掺入抗裂纤维等措施，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别注意避免产生贯穿裂缝，造成对其结构的整体性危害。

3.2.3调整利用钢筋来减少表面裂缝发生，与设计沟通，钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，由于钢筋的弹性模量是混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100～200kg/cm2。因此，混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，虽然这种裂缝一般都较浅且裂缝宽度小于0.3mm，但它对结构的强度和耐久性有一定的影響。

3.2.4使用外加剂以减少开裂，由于混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力造成混凝土干缩变形。水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂不但可使混凝土用水量，从而减少了水蒸发。而水泥是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，而减水防裂剂不但可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。而且能提高水泥浆与骨料的粘结力，提高混凝土抗裂性能。混凝土在收缩时受到约束力产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高混凝土抗拉强度，大幅度提高混凝土的抗裂性能。掺加外加剂还可使混凝土密实性好，可有效的提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。如掺缓凝型钢的减水防裂剂后，在有效防止水泥迅速水化防热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。掺外加剂后混凝土和易性好，表面易抹平，形成水膜，可减少水分蒸发，减少干燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在本工程中，全部采用减水剂后，发现比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

3.3 管理措施，在混凝土的施工中，应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑混凝土初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，表面温度比周边环境要高，此时拆模，如在冬季则表面温度骤降，引起温度梯度大，从而在表面产生较大附加拉应力，就有导致裂缝的危险。如在拆除模板后及时面覆盖保温材料，对于防止混凝土表面裂缝，具有明显的效果。因此技术交底时应强调，并在施工中加强管理。

3.4 加强混凝土的早期养护

常见的混凝土裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，因此，混凝土的保温、保湿对防止表面早期裂缝尤其重要。

保温应做到以下几点：（1）防止混凝土内外温度差，防止表面裂缝。（2）应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。（3）防止已经浇筑的混凝土过冷，以减少新老混凝土温差和相互之间的约束。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温度、湿度条件，一方面防止混凝土有害的冷缩和干缩，另一方面使水泥水化作用顺利进行，以达到设计的强度和抗裂能力。

4.总结

通过以上技术、管理等方面的手段，在湖州市御龙湾工程中，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝等到了较好的控制，整个工程完成交付至今已经二年多了，但是没有出现用户投诉的裂缝质量问题事情。