一次不当养护造成的混凝土表面裂缝

王彦闯，程建民

（山西一建集团有限公司，山西 侯马 043004）

一次不当养护造成的混凝土表面裂缝

王彦闯，程建民

（山西一建集团有限公司，山西 侯马 043004）

本文通过对一起因混凝土结构内部温度与表面养护用水温度温差过大，造成混凝土筏板基础表面裂缝的案例分析，提出了混凝土裂缝产生的原因、处理方法和今后的预防措施。

不当养护；温差；裂缝；混凝土抗拉强度

随着国家建设大规模的发展，土地资源越来越紧张，高层和超高层的住宅和商业用房也越来越多。高层建筑的基础全部都是大体积混凝土，而大体积混凝土的裂缝控制问题不可避免地摆在我们面前。严格地讲，大体积混凝土的裂缝要从多方面控制，从制定大体积混凝土施工方案，到原材料、混凝土搅拌、运输、浇筑施工工艺，浇筑后的结构实体测温、养护等一系列环节都不可忽视。但一般来讲，大家对大体积混凝土的原材料、混凝土的搅拌、运输和施工等环节都很重视。但等大体积混凝土施工结束，对其养护就不那么重视了，加之一些管理人员和操作工人，对混凝土养护的重要性和如何养护不太了解。因此，浇筑后不养护或因养护不当造成的混凝土裂缝，占现有混凝土裂缝的比例越来越多。笔者曾经历过一起因混凝土养护不当引起的混凝土筏板基础表面裂缝的案例。

1 工程概况

某高层住宅楼、地下一层、地上三十层、基础形式为桩筏基础，钢筋混凝土灌注桩，桩径 800mm，桩长 36m，混凝土强度等级 C30；筏板基础厚度 1.5m，平面尺寸 80.2m× 22m，钢筋为双排双向布置，钢筋间距 150mm×150mm，直径 25mm，筏板底部钢筋混凝土保护层厚度为 40mm，上部保护层厚度为 20mm，混凝土强度等级 C30，抗渗等级 P6，混凝土用量约 2650m3，根据 GB 50496—2009《大体积混凝土施工规范》中关于大体积混凝土的定义，该筏板基础为大体积混凝土。

该工程位于山西雁北地区某市，筏板基础施工期为 4 月中旬，该地区春季风大、气候干燥、沙尘天气较多，空气湿度仅为 10%～20%，气温偏低。施工前编制了大体积混凝土施工方案：为保证混凝土浇筑质量，考虑到基础钢筋间距较大，要求该筏板基础所使用商品混凝土坍落度控制在150～180mm。施工时随时抽查坍落度，确保混凝土坍落度在可控制范围内。混凝土浇筑完毕后，进行抹面，然后覆盖塑料薄膜，进行保湿养护，以避免混凝土表面因失水产生塑性及干缩裂缝。

2 裂缝产生经过、原因分析及处理

该筏板基础混凝土于 2013 年 4 月 17 日下午 3 点开始浇筑，4 月 18 日晚 10 点混凝土浇筑完毕，浇筑完抹面找平后覆盖塑料薄膜。由于工期紧，4 月 19 日早上 8 点上班，操作工人看到混凝土表面硬化，踩上去无脚印，即将塑料薄膜揭开，准备放线，进入下一道工序。他们认为，揭开塑料薄膜后，在混凝土表面浇水，也可达到与塑料薄膜相同的养护效果，于是他们采取了浇水养护的方法，当水浇到混凝土表面5 分钟左右后，混凝土表面出现了裂缝，该裂缝为有规律的裂缝，全部为沿着上排钢筋走向开裂，呈网格状分布，也就是通常所说的顺筋裂缝（见图1）。

图1 混凝土表面裂缝

当时监理人员正好巡查到此（该片区域浇筑时间 18 日凌晨 5 点左右），发现混凝土出现了裂缝，立即叫停了浇水。经现场观测，裂缝产生区域有 5m×12m大小的范围，裂缝宽度大约在 0.1mm 左右，最宽处未超过0.2mm。

针对以上问题，相关人员在现场召开了有监理、施工单位、搅拌站等相关单位技术人员参加的裂缝原因分析会。经查相关规范和资料，根据《筏板基础大体积混凝土施工方案》中的热工计算得出，该大体积混凝土中心温度 51℃，表面温度 32℃，测温孔分三层设置，分别位于筏板基础的上表面下和底面上 100mm 及筏板中部，共计 20 个测温点。根据测温记录 20 个点中，取其中温差最大的一个点数据看，底层温度 56℃，中间层温度 60℃，表层温度 36℃，内外最大温差 24℃，小于 GB 50496—2009《大体积混凝土施工规范》中“混凝土浇筑块体的里表温差不宜大于 25℃”的规定。查当天气象记录，大气最高温度 12℃，最低温度 4℃，现场设一铁皮蓄水箱存放施工用水，上午 9 点测水温为 7℃，混凝土强度因未压试块，强度不详，考虑到大体积混凝土水化热大，强度增长快及搅拌站提供的混凝土强度增长规律等因素，估计当时混凝土强度约为 5～7MPa。综合上述情况分析，原因如下：

（1）未按《筏板基础大体积混凝土施工方案》要求，违规作业。

TB 10424—2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》第 4.6.9 条明确提出：“……混凝土养护用水与混凝土结构表面温度之差不得大于 15℃。”就是考虑防止温差过大使混凝土收缩过大，导致出现裂缝。筏板基础混凝土裂缝出现的原因就是由于操作工人片面认为混凝土的养护方法就是浇水养护，而不知道应根据不同的结构形式和环境采用不同的养护方法，如常温施工的一般混凝土结构需要保湿养护，冬期施工的混凝土结构需要保温养护，而大体积混凝土则不但要保湿养护，更重要的是要考虑温差对混凝土结构的影响，以避免大体积混凝土因内外温差过大而导致结构出现裂缝。

（2）混凝土抗拉强度低。

大体积混凝土为降低和延缓水泥水化热的峰值，掺入了缓凝剂，使初凝控制在 8～12 小时，虽然终凝后，由于大体积混凝土水化热大，对混凝土强度产生了加速养护的效果，但即使增长，其一天抗压强度能达到 20% 左右设计强度即 6MPa，而混凝土抗拉强度约为抗压强度的十分之一仅为0.6MPa 左右，抗拉强度很低，将温差接近 30℃ 的冷水浇到混凝土表面，混凝土表面将会产生较大收缩，而筏板基础的上排钢筋混凝土保护层厚度为 20mm，是混凝土抗拉最薄弱的部位，一旦这些部位混凝土的收缩应力大于混凝土的抗拉强度，混凝土就产了收缩裂缝。从图1 看，该部位混凝土裂缝出现的就是有规则的顺筋裂缝。

该裂缝出现后，经过分析研究，认为混凝土裂缝宽度较小，且混凝土的水化反应也正在持续中，如果采取措施得当，这些裂缝有可能愈合。故决定采取在筏板基础裂缝表面撒水泥，用笤帚反复扫，使水泥尽可能渗入裂缝中，然后用喷壶喷洒温水，最后表面覆盖塑料薄膜，保湿养护。一年后工作人员进行了多次详细的观察，未发现裂缝，说明裂缝已经愈合（见图2）。

图2 处理后的混凝土表面

3 小结

此次筏板基础混凝土裂缝的出现是不应该发生的事情，是操作工人违反操作规程，在混凝土强度未达到规定之前，为抢工期、擅自改变养护方式造成的。它也从深层次的反映了两个问题：一是管理人员管理不到位，工人违规操作无人及时制止；二是包括有些管理人员在内，缺乏对混凝土如何合理养护的知识。这也从另一个角度对我们提出了一个工作重点，如何加强对现场施工人员、特别是管理人员的培训，在每个工程开工之前，应由技术负责人根据工程特点对相关人员进行专业培训，使他们知道本工程应该注意的要点，避免发生不应该出现的问题，使项目管理人员对施工中出现违规操作可以及时制止，把问题消灭在萌芽状中。

[1] GB 50496—2009．大体积混凝土施工规范[S]．

[2] GB 50010—2010 ．钢筋混凝土结构设计规范[S]．

[3] TB 10424—2010 ．铁路混凝土工程施工质量验收标准[S].

［通讯地址］山西省侯马市建工路 1 号山西一建集团侯马总部 （043004）

表3 河砂与机制砂对混凝土工作性的影响

4 结语

机制砂的加入要达到天然中砂混凝土的状态需要明显增大减水剂的用量，但不影响混凝土强度的增长，并且强度较天然中砂混凝土略有提高。机制砂的加入混凝土的可泵性略微变差，但完全能够满足泵送要求。

参考文献

[1] 陈欣声．机制砂在商品混凝土中的应用[J]．工程机械，2004,35(11): 74-76．

[2] 徐建，蔡基伟，王稷良等．人工砂与人工砂混凝土的研究现状[J]．国外建材科技，2004,25(3): 20-24．

[3] 江京平．人工砂在高性能混凝土中的应用及技术指标探讨[J]．新型建筑材料，2001,(5): 29-31．

［作者简介］孙璐（1938—），男，山东济南人，工程师，主要从事混凝土外加剂生产和销售方面的工作。

［通讯地址］山东省济南市槐荫区凯旋新城东区 7 号楼 1803室（250022）

王彦闯（1982—），男，大学本科，工程师，主要从事现场施工管理。