Basement commodity concrete
摘要：文章对地下室商品混凝土外墙墙体的裂缝原因进行了分析!并对裂缝的控制技术作出了简要的总结，经多项工程实践，效果良好，质量受控。
1.地下室商品混凝土外墙裂缝现象与特点
地下室混凝土外墙裂缝，是指肉眼可见的裂缝，而不是微观的裂缝，墙体裂缝一般出现在墙体中间以上部位的不规则竖向裂缝。1.1地下室混凝土外墙裂缝横向很少，普遍是竖向，墙长两端附近裂缝较少，墙长中部裂缝较多。1.2地下室混凝土外墙裂缝宽度一般不大，超过0.3mm宽的裂缝很少见，大多数裂缝宽度≤0. 2mm。1.3混凝土墙体结构越长、越高、越厚，混凝土强度越高，出现竖向裂缝的情况越严重。1.4地下室混凝土外墙裂缝，一般在混凝土浇捣后5天〜90天出现，后期也会产生一些裂缝，但比较少。
|2.地下室商品混凝土外墙裂缝原因分析|
2.1塑性收缩引起的裂缝，塑性收缩发生在混凝土凝固阶段，尤其是初凝阶段，此时水泥水化反应较强烈，混凝土中水分蒸发很快，可塑性也同时失去而产生裂缝。
2.2干燥收缩引起裂缝，干燥收缩发生在混凝土凝固后，过早拆除外模板，使混凝土毛细管孔隙在干燥过程中逐步失水，表面水份蒸发增快，表面层混凝土体积缩小，而内部混凝土失水较慢，体积变化小，产生内外变形的差异，而此时的混凝土强度较低，由于混凝土周围存在约束，内部又有拉应力，当拉应力超过混凝土材料的抗拉强度时，就产生了干缩裂缝。2.3自收缩引起的裂缝，发生在混凝土的后期硬化过程中，由于水泥的水化反应，水化生成物体积缩小，尤其是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制的混凝土。2.4设计不合理引起的裂缝 (1)地下室混凝土侧壁与顶板相交处未设置暗梁使混凝土变形不协调而引起内角裂缝。地下结构外墙受到侧面土，底板和顶板变形约束作用。而外墙较底板和顶板刚度差异较大，使混凝土产生变形，如果外墙与顶板相交处未设置暗梁，顶板厚度范围内则没有抗扭筋来抵抗和约束其变形，使得该处内角混凝土产生较大的拉应力，直至出现裂缝。 (2)设计侧重结构配筋，对构造上的需要欠考虑，没有采用较小直径的钢筋和减小钢筋间距，使其达到水平钢筋的细而密的要求，来提高混凝土的抗裂性能，在外侧迎水面保护层较厚（50mm) 的情况下最容易出现裂缝。 (3)在长大地下结构设计中未考虑混凝土收缩对结构形成开裂的可能性，未根据结构条件采取“抗放结合”的综合措施。 (4)混凝土强度等级设计的较高，认为强度等级越高保险系数越大，而忽略了高水泥用量的问题，水泥用量过大会造成混凝土温度应力和收缩应力叠加，会加剧混凝土裂缝的产生。2.5材料因素引起的裂缝 (1)砂、石集料含泥量过大，会降低混凝土的抗拉性能。 (2)为了保证商品混凝土浇灌施工的可泵性，一般选用较小粒径的粗集料，或减少粗集料的用量，增大砂率，粗集料的用量的减少和粗集料粒径的减小，会使混凝土的体积稳定性下降，不稳定性变大，从而增大了混凝土收缩。 (3)高强混凝土的应用，水泥的等级要求就高，水泥用量越大，用水量增加，等导致收缩及水化热增加，同时降低了抗拉强度，混凝土的开裂变形也就越大。 (4)水泥品种对混凝土的收缩影响较大，矿渣硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥收缩大。 (5)混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当，外加剂及掺合料种类繁多，大多数只有强度指标，缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料，许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低 性。2.6施工工艺因素引起的裂缝 (1)结构施工都采用泵送混凝土进行浇筑，而泵送混凝土又要求增大的拌合物的流动性。有关试验表明，泵送混凝土比非泵送混凝土的收缩量大35%。 (2)墙体混凝土在养护期间，并没有采取覆盖措施进行养护，只是早晚各洒一次水，大部分是 处在干燥的环境中，强度增长缓慢，墙体就出现了裂缝。 (3)钢筋绑扎不规范，墙体钢筋上的“S”筋未钩在外排筋外侧，钢筋保护层控制不严过大或 小。 (4)由于地下结构混凝土基础底板早于墙体浇灌，造成底板对墙体的约束。当墙体混凝土收缩时，墙体将会受到底板的压应力和墙体的相应力两种侧应力叠加的作用，当墙体混凝土抵抗强度不应力时，就会出现裂缝。 (5)由于与墙体相连的钢筋混凝土柱内部钢筋的配设要比墙体钢筋大很多，因而墙体钢筋对墙体混凝土的约束要远远不足于柱子内部钢筋对混凝土的约束。同时，由于柱对混凝土的约束过大以致墙中的应力不断提高，进而该部位就产生了裂缝。 (6)未合理选用浇捣方案，通常采用墙体与顶板一起浇捣，使墙体较早地受到顶板的约束。 (7)混凝土浇捣时振捣不密实或振捣时间过长，过振使粗集料下沉，面层浮浆较多。 (8)混凝土结构施工缝处理不当会使新老混凝土处产生裂缝。另外后浇带中钢筋长期暴露在湿气中或浸泡在水中，会引起钢筋锈蚀而影响其粘结度和有效截面，容易产生应力集中，新老混凝土间会引起收缩裂缝。 (9)施工期间温差过大会使混凝土产生不均匀的温度应力。地下室外墙是一种薄而长的结构，其对周围温度与湿度变化较为敏感，其产生裂缝的原因大多都是因为混凝土内外温差或昼夜温差较大、拆模过早、气候突变、日照下阴阳面、长期暴露等温度收缩应力。这是引起混凝土墙产生裂缝的重要原因。
|3.地下室商品混凝土外墙裂缝控制技术|
3.1 优化混凝土配合比设计与控制材料质量
(1)优化混凝土配合比设计，尽量采用水化热低收缩性小的早期高强水泥，降低水泥用量，降低水灰比，控制好混凝土的坍落度，调整集料级配。根据有关资料记载，水泥用量由350〜480kg/m3的混凝土基础和地下室外墙出现裂缝和渗水的概率最高。 ①因此水泥用量限制在350kg/m3以内。适当掺用活性矿物掺合料，保证拌合物和易性，可以减少水泥 量， 降低水泥水 ， 减低混凝土的 热胀。
②减少用水量和保证拌合物和易性采用减水剂，降低混凝土的单位用水量，水泥水化所需的水量仅为所用水量的25 %左右，其余水是用来满足和易性要求。 (2)严格控制原材料，水泥应选用中热或低热的品种。细集料宜选用中粗砂，含泥量不得大于2%;粗集料应优化级配设计，尽量采用硬质岩石碎石，并且级配良好，含泥量不得大于1%，适量掺加减水剂，以减少拌合用水量，掺用活性矿物掺合料，替代部分水泥，以减少水化热，降低温度应力。 (3)在混凝土中掺入适量微膨胀剂，补偿混凝土的收缩。3.2严格设计规范、细化设计要求 (1)合理确定最大收缩缝间距在没有充分依据时，不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。 (2)采用在相同的配筋率下，选择细筋密布的办法，提高混凝土的抗裂性能。 (3)钢筋的间距不宜太大，水平构造钢筋间距最好控制在100〜120mm左右，并且用螺纹钢筋，以提高钢筋与混凝土之间的握裹力，使钢筋与混凝土形成一个整体，墙体与柱连接部位宜插入一定量的加强筋。 (4)地下结构混凝土外墙与顶板相交处设置暗梁，控制混凝土变形不协调而引起内角裂缝。 (5)提高混凝土的抗拉强度，如在混凝土中掺入适量纤维，提高混凝土自身的抗拉强度。3.3强化质量意识、重视施工质量 控制地下室外墙混凝土裂缝最关键工作就是按作业指导书、施工规范要求精心施工。 (1)严格按设计图纸，按施工规范绑扎墙筋，强调精确控制墙筋拉钩制作尺寸，确保拉钩绑扎到位，保证钢筋骨架尺寸。使用成品塑料卡环、两端焊定位横筋止水穿墙对拉螺杆，保证钢筋保护层厚度。 (2)对混凝土施工员、操作班组进行专门技术交底，严格控制混凝土坍落度，严禁向混凝土罐车中加水。 (3)科学合理组织施工。混凝土浇筑初期是混凝土收缩集中的阶段，因此，为了使墙体可自由收缩，减少裂缝产生可能性，根据相关规范要求合理安排施工段，留设后浇带，待大部分混凝土浇筑完成后再封闭后浇带。另外，施工时还可采取每段施工20m左右的跳段施工方法来代替后浇带施工方法。 (4)加强薄弱部位的处理。薄弱部位主要是指存在墙高突变、墙厚、大空洞等现象的部位，为了避免这些部位形成应力集中部位而产生裂缝，施工时可对这些部位采用加设钢筋或留设后浇带等方法。 (5)为了减少混凝土楼板对墙体的约束作用和尽可能保持墙体内外环境，施工时应尽量分别对墙体和楼板的混凝土进行浇筑。 (6)对混凝土墙结构的浇筑振捣必须做到分层下料、分层振捣、快插慢拔，其中快插的目的是防止混凝土表面已被振实但下面却存在分层、离析现象的发生，而慢拔的目的则是振动棒抽出时可能形成的孔洞能被混凝土填满。混凝土振捣间距宜在30 cm左右，时间最好在30〜35 s，振捣效果以表面翻浆为宜，加强振捣确保混凝土的密实性，增强混凝土的连续性和整体性以提高混凝土的强度，尤其提高混凝土的抗拉强度。 (7)注意施工进度的安排，在浇筑外墙混凝土时，尽量避开高温烈日、雨天大风天气，控制混凝土入模温度，减小混凝土成型后内外温差。 (8)加强混凝土的养护工作。 ①浇筑完毕12h以后开始养护，3d内不拆动木模板并采用草帘覆盖，洒水保持润湿。水分通过木模板温润到混凝土表面，减少混凝土内外温差，表面又不缺水，使混凝土在初期凝结过程中有效控制裂缝的出现。 ②拆模后继续养护洒水，为了保持混凝土外墙外侧的湿度，可将接通自来水且表面有小孔的塑料水管挂在外侧墙上，形成水幕养护。时间不少于14d，后浇带养护时间不少于28d。 (9)为了防止混凝土出现内外温差大的现象，应在墙体混凝土浇筑完毕后通过保温模板的作用来保持混凝土表面适当的温度，只有在混凝土内部水化热基本释放后才能将模板拆除，一般拆模时间为3 d左右。 (10)为了防止混凝土墙长时间暴露在大自然中而产生裂缝，应尽可能在地下室外墙混凝土施工完毕后短时间内进行防水施工和基坑回填土。
|4.地下室混凝土外墙裂缝的处理方法|
4.1表面涂抹法，在采用涂抹法之前通过混凝土表面清理、酒精清洗等方法来保证混凝土表面坚实、清洁、干燥。目前我国常用的涂抹材料有聚氨酯类、氰凝、环氧树脂类等，其中环氧浆液涂抹时其能渗入混凝土 80 mm左右。
4.2表面涂刷加玻璃丝布法，聚氨酯涂膜或环氧树脂胶料加玻璃丝布的涂抹方法是目前我国较为常用的材料。其中环氧树脂胶料力口玻璃丝布方法采用之前应将被处理表面清理干净，保证其坚实、清洁、干燥，对于凹陷不平的部位应用腻子进行修补填平，在腻子自然固化后再用玻璃丝布黏帖在该部位，玻璃丝布黏帖时以1~3层为宜，涂刷环氧打底料时应确保均匀，同时，使用的环氧树脂胶结料必须是经试配且合格的。4.3填充法，主要是指通过切割机、钢钎等工具的使用将裂缝扩大成梯形槽或V形槽，并对扩大后的裂缝进行清洗，待其干燥后采用分层压抹的方式用材料封闭裂缝。封闭材料可以是由环氧砂 浆、水泥砂浆、高分子密封材料、沥青油膏或各种成品堵漏剂等。其中环氧砂浆最宜用于有结构强度要求的裂缝填充。
|5.结论|
实践证明，通过结构设计技术改进、混凝土配合比生产控制、施工过程技术提高，是可以控制或减少地下室商品混凝土外墙裂缝出现的。参考文献[1]《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB 50204—92) •[2]《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002) •[3]《混凝土结构工程质量验收规范》（GB 50204—2002) •
作者：陆总兵 赵志强
信息来源：混凝土视频网
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