混凝土裂縫的原因和防治
[摘要]混凝土裂縫問題是一個普遍存在而又不易解決的工程實際問題,本文分析了裂縫的種類和產生的原因并提出了在設計、施工等方面的控制措施。
[關鍵詞]混凝土 裂縫 控制措施
混凝土是由水泥、摻合料、外加劑與水配制的膠結材漿體將分散的砂、石經攪拌粘結在一起的工程材料。混凝土裂縫問題是頗受關注的質量通病,分析混凝土裂縫的種類和原因,研究混凝土裂縫的控制措施對于提高工程質量、減少工程事故具有重要意義。
一、裂縫的種類
1.按產生的原因分類
混凝土裂縫按產生的原因可分為兩種類型:(1)由荷載產生的應力引起的裂縫;(2)由變形變化引起的裂縫。
荷載變化引起的裂縫,包括施工和使用階段的動載和靜載所引起的,處于運動和不穩定擴展狀態,應考慮加固和補救等措施。變形變化引起的裂縫包括溫度、溫度變化、不均勻下沉、受凍、鋼材銹蝕、化學反應膨脹等引起的,當裂縫出現后內應力得到釋放,這種裂縫對結構承受荷載的影響較小,但對耐久性損害大。
2.按產生的機理分類
混凝土裂縫按產生的機理分基本類型有:塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、溫度變化引起的裂縫、干燥收縮裂縫、碳化收縮裂縫、化學反應裂縫、沉降裂縫、受凍裂縫、徐變裂縫、凝縮裂縫、人為裂縫等等。
二、裂縫產生的原因
混凝土是粗骨料、細骨料、水泥、水和氣體組成的非均質性堆聚材料。混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產生大量水化熱,由于混凝土的體積較大,大量水化熱聚集在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內外的較大溫差,造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,形成溫度梯度,使混凝土表面產生一定的拉應力 (實踐證明當混凝土本身溫度達到 25℃-26℃時混凝土內便會產生大致在 10 Mp a左右的拉應力),混凝土是一種脆性材料抗拉強度是抗壓強度的1/10左右,當表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束將產生很大的拉應力,當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫。
三、混凝土裂縫的控制措施
影響混凝土裂縫的因素往往不是單一因素造成的,裂縫的控制也往往是涉及到設計階段、施工階段、養護階段等方面的措施。
1.設計方面的控制措施
(1)設計時選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種,盡量首先考慮礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,使用中熱水泥或低熱水泥。
(2)設計時要重點考慮建筑中易產生裂縫的部位,盡量避免結構形狀突變防止產生應力集中,在結構轉角和洞口處增設構造鋼筋。
(3)設計時合理控制構件的尺寸。墻板和樓板厚度的增加,外墻延長米的增長,混凝土澆筑面積的增大都將增大裂縫出現的可能性。因此,在滿足設計要求的前提下減小構件尺寸。
2.施工方面的控制措施
(1)根據混凝土流動性大的特點,施工采用“分層定點、一個度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的斜面澆注方法,以縮小凝土暴露面積及加大澆筑速度(要求每小時供應量滿足需要)以利縮小澆筑時間。
(2)合理選擇混凝土的澆筑和搗實方法,在澆筑柱、梁、板等相互連接的不同深度構件時,如果不能在高度差處設置施工縫,則宜分層澆筑,比如先澆筑到梁底面,待沉降稍穩定后再往上澆筑,其時間的間隔一般不小于 2小時,防止在構件的連接部位出現裂縫。
(3)按照設計要求嚴格控制混凝土配比。混凝土的配比是保證混凝土強度極限的最優的組分的比例。其中水和泥的用量影響著混凝土的干縮變量。施工中嚴格控制混凝土配比,可以有效地控制混凝土的干縮變量,防止裂縫的產生。
(4)嚴格按施工規范要求合理把握拆模時間。拆模時間對混凝土裂縫的產生有重要影響,在施工時模板應支撐牢固,確保足夠的強度、剛度及穩定性,并使地基和模具受力均勻。拆模時如發現表面微裂縫、蜂窩、麻面、露筋,要及時補抹水泥漿。杜絕過早拆模和過早上荷載。
(5)嚴格控制混凝土的制備。在制備混凝土時,應優先采用預拌混凝土,其質量應符合《預拌混凝土》GB/T 14902的規定,并執行相應指南的有關措施。另外,對品質、種類相同的混凝土,原則上要在同一預拌混凝土廠訂貨。如在兩家或兩家以上的預拌混凝土廠訂貨時,應保證各預拌混凝土廠所用主要材料及配合比相同,制備工藝條件基本相同。
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