论文部分内容阅读
提要:目前较多地下室剪力外墙浇捣完成后或多或少存在混凝土裂缝的现象。混凝土裂缝类型较多，常见的有应力裂缝、收缩裂缝等，而在地下室剪力墙发生的绝大多数是以温度和湿度变化引起的收缩裂缝，其产生的原因复杂，牵涉的因素较多，这种裂缝对结构承载能力影响不大，但有可能影响结构中的内力分布及耐久性，同时有可能会造成地下室剪力墙渗水。为此，我们在达竹嘉兴·西城名苑地下车库剪力墙施工中，提出并制定了：地下室剪力墙防混凝土收缩裂缝的控制技术措施。
关键词：地下室剪力墙混凝土收缩裂缝 控制措施
中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：
一、混凝土收缩裂缝产生的原因分析
混凝土是一种非均质不等向的多相混合材料，主要由粗骨料和硬化水泥浆两种材料构成不规则的三维实体结构，并且具有非均质、非线形和不连续的性质。混凝土在承受荷载之前就存在复杂的微观应力、应变和裂缝，受力后更有剧烈的变化。在混凝土凝固过程中，水泥的水化作用在其表面形成凝胶体，水泥砂浆逐渐变稠、硬化，并和粗骨料粘结成一体，而此过程中由于水泥砂浆失水收缩变形远大于粗骨料的收缩变形，此收缩变形差使粗骨料受压、砂浆受拉。如果混凝土剪力墙养护不当，墙体表面降温和失水快，而内部水泥水化热所产生的温度却来不及散发，当形成的内外温差大于一定量时，混凝土的拉应力超过了它的极限抗拉强度，即产生收缩裂缝。
一般，建筑工程为高层建筑，基础为深基坑，地下室剪力墙设计厚度较小，同时加上混凝土强度和抗渗要求高，所以要在施工方面需制定科学的控制技术措施和有效的施工方法，在理论上减少墙体出现裂缝的可能性。
施工对混凝土收缩裂缝产生的影响较大，特别是如果施工对地下室剪力墙防裂缝的意识不强，缺少施工经验，在施工前不仔细按混凝土的配合比，浇捣时按常规的混凝土一样施工，随心所欲，不加以重视，浇捣完成后又随意拆模不重视养护，那么就很容易产生收缩裂缝。为此，活动小组格外重视，制定有效的施工方案后再进行墙体浇捣施工。
二、分析、制定防控措施
西城名苑地下室工程由2#和1#两个地下车库组成，但整个地下室连一体。1#车库地下室剪力墙总长1075m，板厚140mm，由7长条膨胀砼加强后带划分为10块进行分别浇捣，混凝土设计强度为C30 P6、C35 P6两个等级。
该工程地下车库第一次浇捣地下室剪力墙是在9月份，2#车库剪力外墙长度为80m，板厚为140mm，5d后拆模发现8轴处外墙出现有竖向裂缝，形状规则，互不连贯，宽度在0.2mm以内，经分析一致认为为混凝土收缩裂缝。
裂缝产生后，我们从裂缝产生的原理入手，首先对混凝土配合比做优化调整，在经过混凝土拌站计算、试验后，水泥用量由原来的410km/m3降低到390kg/m3，同时适当增加了部分粉煤灰和粗骨料，也适当掺少量30mm粗骨料。
该地下室工程外墙施工期间，正值9、10、11三个月，混凝土浇筑温度适宜，但夜间与白天温差较大，晚上气温低，采用薄膜进行覆盖，同时要求混凝土拌站对粗细骨料适当遮盖。
最后，确定拆模时间不得小于7d，混凝土浇捣2d后适当松开模板的对拉螺栓，在墙体上口用水管不间断的浇水养护。拆模后，在混凝土表面喷涂混凝土养护液，并对所有墙体做到浇水养护不小于14d。
三、收缩裂缝控制技术措施
1、对剪力墙采取合理优化方案
该工程剪力墙墙体较薄且长度较长，在施工规范允许的情况下，尽可能地降低混凝土强度等级和抗渗等级。掺微量膨胀剂，以补偿收缩，膨胀剂对温度很敏感，工作温度在5~30℃之间，浇捣完成8~12h后，必须开始浇水养护，待模板拆除后需及时浇水，并且保温时间不小于14d，如浇水养护不到位，会因混凝土强度增长快而抑制膨胀，达不到理想效果甚至会适得其反，所以掺微量膨胀剂的剪力墙更需注重混凝土的浇水养护工作。另一方面，钢筋间距排列均匀一致，同时在迎水面可适当配φ6@150mm钢丝网片，以降低混凝土收缩的可能性。
2、合理进行选材
混凝土是一种收缩性材料，虽然它收缩的绝对值不大，但由于其较高的弹性模量和很低的抗拉强度，即使很小一点的收缩变形也会产生很大的拉应力，从而出现裂缝。因此，从混凝土本身材料性质来看，我們在选择商品混凝土时，一是尽量选用收缩量小的水泥，二是在满足施工和易性的条件下，尽量减少混凝土的水灰比，提高粗细骨料粒径。
按常规剪力墙施工，选择水泥时常优先选用矿渣硅酸盐水泥，因为矿渣硅酸盐水泥的收缩比普通硅酸盐水泥小25%左右，但目前市场上很少有矿渣硅酸盐水泥，而采用的是普通硅酸盐水泥，严格使用早强水泥和带“R”的水泥（此类水泥的收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大的多）。同时，为减少水泥含量，降低水化热，可适当掺粉煤灰、减水剂和缓凝剂，II级粉煤灰用量宜在水泥用量的15%左右，I级粉煤灰可加大到20%左右，减水剂和缓凝剂按其不同品牌的性能要求进行使用。
控制混凝土的水灰比也是避免墙体产生裂缝的关键点，剪力墙施工在9、10、11月份，温度在C32°以下混凝土的水灰比宜控制在0.4~0.45之间，水灰比为0.5的混凝土收缩比水灰比为0.34的增加约33%，水泥用量宜在380kg/m3以下，同时还要控制水泥的细度、粗细骨料的粒径及含泥量。水泥的细度越细，水化越快，对水的消耗要求高，混凝土越容易开裂。采用中粗砂，砂率不宜太大，在35~38%左右，粗骨料采用连续碎石，粗径在5~25mm，适当掺30mm碎石，碎石含泥量控制在1%以内。因为含泥量越高，碎石表面的泥份妨碍了石子和砂浆之间的咬合粘结，弱化了石子的界面机构，降低了抗拉强度，从而混凝土之间也越容易开裂。
3、施工技术控制措施
（1）在地下室剪力墙施工前，组织商混站、项目部施工人员、现场专业监理工程师对混凝土配合比进行专题讨论，根据工程的天气情况、场地条件编制详细的施工方案，特别是对墙体防裂缝必须要有严格的、针对性的技术措施，对较长和较薄的墙体可采取增加膨胀加强带分段浇捣，以减少水平方向约束。
（2）重视气温对混凝土的影响，尽量缩短墙体的露天施工时间，该工程正处于夏季施工，严格控制混凝土入模温度，以尽量减少气温差的影响。
（3）混凝土浇捣时需分层浇捣、振捣，在浇捣上层混凝土前，将下层混凝土再次均匀振捣后才浇捣上层混凝土，减少混凝土中气泡，增加混凝土密实度，严格控制每次浇捣混凝土高度不超过500mm及间隔时间不大于1h。
（4）加强混凝土的养护工作，混凝土的养护做到既保温又降温方法，一般5d内不允许拆模，模板是混凝土最好的保温外套，可以减少混凝土内外温差，但地下室通风差，散热慢，会影响混凝土温峰升高，混凝土浇捣2d后可适当松开模板的对拉螺栓，在墙体上口用水管不间断的浇水，使混凝土在凝结过程中，温差变化不大，温度又能降低，表面又保证湿润，从而有效控制裂缝产生及发展。
（5）对掺加微膨胀剂的混凝土部位，更特别注重保湿养护，拆模后，在混凝土表面喷涂养护液，并对所有墙体做到浇水养护不小于14d。
四、结论
通过上述地下室剪力外墙控制技术措施，该工程地下室其余剪力外墙裂缝得到了有效的控制，得到了质监站和设计单位、监理单位的认可。
俗语说：“防患于未然”，从混凝土收缩裂缝产生的原理出发，在构造和施工方案设计、混凝土的选材配料、拌制和浇捣养护等几方面严格控制，并采取有效的、针对性的措施，就可有效减少墙体收缩裂缝的产生。
关键词：地下室剪力墙混凝土收缩裂缝 控制措施
中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：
一、混凝土收缩裂缝产生的原因分析
混凝土是一种非均质不等向的多相混合材料，主要由粗骨料和硬化水泥浆两种材料构成不规则的三维实体结构，并且具有非均质、非线形和不连续的性质。混凝土在承受荷载之前就存在复杂的微观应力、应变和裂缝，受力后更有剧烈的变化。在混凝土凝固过程中，水泥的水化作用在其表面形成凝胶体，水泥砂浆逐渐变稠、硬化，并和粗骨料粘结成一体，而此过程中由于水泥砂浆失水收缩变形远大于粗骨料的收缩变形，此收缩变形差使粗骨料受压、砂浆受拉。如果混凝土剪力墙养护不当，墙体表面降温和失水快，而内部水泥水化热所产生的温度却来不及散发，当形成的内外温差大于一定量时，混凝土的拉应力超过了它的极限抗拉强度，即产生收缩裂缝。
一般，建筑工程为高层建筑，基础为深基坑，地下室剪力墙设计厚度较小，同时加上混凝土强度和抗渗要求高，所以要在施工方面需制定科学的控制技术措施和有效的施工方法，在理论上减少墙体出现裂缝的可能性。
施工对混凝土收缩裂缝产生的影响较大，特别是如果施工对地下室剪力墙防裂缝的意识不强，缺少施工经验，在施工前不仔细按混凝土的配合比，浇捣时按常规的混凝土一样施工，随心所欲，不加以重视，浇捣完成后又随意拆模不重视养护，那么就很容易产生收缩裂缝。为此，活动小组格外重视，制定有效的施工方案后再进行墙体浇捣施工。
二、分析、制定防控措施
西城名苑地下室工程由2#和1#两个地下车库组成，但整个地下室连一体。1#车库地下室剪力墙总长1075m，板厚140mm，由7长条膨胀砼加强后带划分为10块进行分别浇捣，混凝土设计强度为C30 P6、C35 P6两个等级。
该工程地下车库第一次浇捣地下室剪力墙是在9月份，2#车库剪力外墙长度为80m，板厚为140mm，5d后拆模发现8轴处外墙出现有竖向裂缝，形状规则，互不连贯，宽度在0.2mm以内，经分析一致认为为混凝土收缩裂缝。
裂缝产生后，我们从裂缝产生的原理入手，首先对混凝土配合比做优化调整，在经过混凝土拌站计算、试验后，水泥用量由原来的410km/m3降低到390kg/m3，同时适当增加了部分粉煤灰和粗骨料，也适当掺少量30mm粗骨料。
该地下室工程外墙施工期间，正值9、10、11三个月，混凝土浇筑温度适宜，但夜间与白天温差较大，晚上气温低，采用薄膜进行覆盖，同时要求混凝土拌站对粗细骨料适当遮盖。
最后，确定拆模时间不得小于7d，混凝土浇捣2d后适当松开模板的对拉螺栓，在墙体上口用水管不间断的浇水养护。拆模后，在混凝土表面喷涂混凝土养护液，并对所有墙体做到浇水养护不小于14d。
三、收缩裂缝控制技术措施
1、对剪力墙采取合理优化方案
该工程剪力墙墙体较薄且长度较长，在施工规范允许的情况下，尽可能地降低混凝土强度等级和抗渗等级。掺微量膨胀剂，以补偿收缩，膨胀剂对温度很敏感，工作温度在5~30℃之间，浇捣完成8~12h后，必须开始浇水养护，待模板拆除后需及时浇水，并且保温时间不小于14d，如浇水养护不到位，会因混凝土强度增长快而抑制膨胀，达不到理想效果甚至会适得其反，所以掺微量膨胀剂的剪力墙更需注重混凝土的浇水养护工作。另一方面，钢筋间距排列均匀一致，同时在迎水面可适当配φ6@150mm钢丝网片，以降低混凝土收缩的可能性。
2、合理进行选材
混凝土是一种收缩性材料，虽然它收缩的绝对值不大，但由于其较高的弹性模量和很低的抗拉强度，即使很小一点的收缩变形也会产生很大的拉应力，从而出现裂缝。因此，从混凝土本身材料性质来看，我們在选择商品混凝土时，一是尽量选用收缩量小的水泥，二是在满足施工和易性的条件下，尽量减少混凝土的水灰比，提高粗细骨料粒径。
按常规剪力墙施工，选择水泥时常优先选用矿渣硅酸盐水泥，因为矿渣硅酸盐水泥的收缩比普通硅酸盐水泥小25%左右，但目前市场上很少有矿渣硅酸盐水泥，而采用的是普通硅酸盐水泥，严格使用早强水泥和带“R”的水泥（此类水泥的收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大的多）。同时，为减少水泥含量，降低水化热，可适当掺粉煤灰、减水剂和缓凝剂，II级粉煤灰用量宜在水泥用量的15%左右，I级粉煤灰可加大到20%左右，减水剂和缓凝剂按其不同品牌的性能要求进行使用。
控制混凝土的水灰比也是避免墙体产生裂缝的关键点，剪力墙施工在9、10、11月份，温度在C32°以下混凝土的水灰比宜控制在0.4~0.45之间，水灰比为0.5的混凝土收缩比水灰比为0.34的增加约33%，水泥用量宜在380kg/m3以下，同时还要控制水泥的细度、粗细骨料的粒径及含泥量。水泥的细度越细，水化越快，对水的消耗要求高，混凝土越容易开裂。采用中粗砂，砂率不宜太大，在35~38%左右，粗骨料采用连续碎石，粗径在5~25mm，适当掺30mm碎石，碎石含泥量控制在1%以内。因为含泥量越高，碎石表面的泥份妨碍了石子和砂浆之间的咬合粘结，弱化了石子的界面机构，降低了抗拉强度，从而混凝土之间也越容易开裂。
3、施工技术控制措施
（1）在地下室剪力墙施工前，组织商混站、项目部施工人员、现场专业监理工程师对混凝土配合比进行专题讨论，根据工程的天气情况、场地条件编制详细的施工方案，特别是对墙体防裂缝必须要有严格的、针对性的技术措施，对较长和较薄的墙体可采取增加膨胀加强带分段浇捣，以减少水平方向约束。
（2）重视气温对混凝土的影响，尽量缩短墙体的露天施工时间，该工程正处于夏季施工，严格控制混凝土入模温度，以尽量减少气温差的影响。
（3）混凝土浇捣时需分层浇捣、振捣，在浇捣上层混凝土前，将下层混凝土再次均匀振捣后才浇捣上层混凝土，减少混凝土中气泡，增加混凝土密实度，严格控制每次浇捣混凝土高度不超过500mm及间隔时间不大于1h。
（4）加强混凝土的养护工作，混凝土的养护做到既保温又降温方法，一般5d内不允许拆模，模板是混凝土最好的保温外套，可以减少混凝土内外温差，但地下室通风差，散热慢，会影响混凝土温峰升高，混凝土浇捣2d后可适当松开模板的对拉螺栓，在墙体上口用水管不间断的浇水，使混凝土在凝结过程中，温差变化不大，温度又能降低，表面又保证湿润，从而有效控制裂缝产生及发展。
（5）对掺加微膨胀剂的混凝土部位，更特别注重保湿养护，拆模后，在混凝土表面喷涂养护液，并对所有墙体做到浇水养护不小于14d。
四、结论
通过上述地下室剪力外墙控制技术措施，该工程地下室其余剪力外墙裂缝得到了有效的控制，得到了质监站和设计单位、监理单位的认可。
俗语说：“防患于未然”，从混凝土收缩裂缝产生的原理出发，在构造和施工方案设计、混凝土的选材配料、拌制和浇捣养护等几方面严格控制，并采取有效的、针对性的措施，就可有效减少墙体收缩裂缝的产生。