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混凝土裂縫的原因和防治
[摘要]混凝土裂縫問題是一個(gè)普遍存在而又不易解決的工程實(shí)際問題,本文分析了裂縫的種類和產(chǎn)生的原因并提出了在設(shè)計(jì)、施工等方面的控制措施。
[關(guān)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(jié)材漿體將分散的砂、石經(jīng)攪拌粘結(jié)在一起的工程材料。混凝土裂縫問題是頗受關(guān)注的質(zhì)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(zhì)量、減少工程事故具有重要意義。
一、裂縫的種類
1.按產(chǎn)生的原因分類
混凝土裂縫按產(chǎn)生的原因可分為兩種類型:(1)由荷載產(chǎn)生的應(yīng)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(yùn)動和不穩(wěn)定擴(kuò)展?fàn)顟B(tài),應(yīng)考慮加固和補(bǔ)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(xué)反應(yīng)膨脹等引起的,當(dāng)裂縫出現(xiàn)后內(nèi)應(yīng)力得到釋放,這種裂縫對結(jié)構(gòu)承受荷載的影響較小,但對耐久性損害大。
2.按產(chǎn)生的機(jī)理分類
混凝土裂縫按產(chǎn)生的機(jī)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(xué)反應(yīng)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(chǎn)生的原因
混凝土是粗骨料、細(xì)骨料、水泥、水和氣體組成的非均質(zhì)性堆聚材料。混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)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(nèi)部而不易散發(fā),導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內(nèi)外的較大溫差,造成內(nèi)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(chǎn)生一定的拉應(yīng)力 (實(shí)踐證明當(dāng)混凝土本身溫度達(dá)到 25℃-26℃時(shí)混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在 10 Mp a左右的拉應(yīng)力),混凝土是一種脆性材料抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右,當(dāng)表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí),混凝土表面就會產(chǎn)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(shè)計(jì)階段、施工階段、養(yǎng)護(hù)階段等方面的措施。
1.設(shè)計(jì)方面的控制措施
(1)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的混凝土強(qiáng)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(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮建筑中易產(chǎn)生裂縫的部位,盡量避免結(jié)構(gòu)形狀突變防止產(chǎn)生應(yīng)力集中,在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角和洞口處增設(shè)構(gòu)造鋼筋。
(3)設(shè)計(jì)時(shí)合理控制構(gòu)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(xiàn)的可能性。因此,在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下減小構(gòu)件尺寸。
2.施工方面的控制措施
(1)根據(jù)混凝土流動性大的特點(diǎn),施工采用“分層定點(diǎn)、一個(gè)度、薄層澆筑、循序推進(jìn)、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(shí)供應(yīng)量滿足需要)以利縮小澆筑時(shí)間。
(2)合理選擇混凝土的澆筑和搗實(shí)方法,在澆筑柱、梁、板等相互連接的不同深度構(gòu)件時(shí),如果不能在高度差處設(shè)置施工縫,則宜分層澆筑,比如先澆筑到梁底面,待沉降稍穩(wěn)定后再往上澆筑,其時(shí)間的間隔一般不小于 2小時(shí),防止在構(gòu)件的連接部位出現(xiàn)裂縫。
(3)按照設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制混凝土配比。混凝土的配比是保證混凝土強(qiáng)度極限的最優(yōu)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(yán)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(chǎn)生。
(4)嚴(yán)格按施工規(guī)范要求合理把握拆模時(shí)間。拆模時(shí)間對混凝土裂縫的產(chǎn)生有重要影響,在施工時(shí)模板應(yīng)支撐牢固,確保足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性,并使地基和模具受力均勻。拆模時(shí)如發(fā)現(xiàn)表面微裂縫、蜂窩、麻面、露筋,要及時(shí)補(bǔ)抹水泥漿。杜絕過早拆模和過早上荷載。
(5)嚴(yán)格控制混凝土的制備。在制備混凝土?xí)r,應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)拌混凝土,其質(zhì)量應(yīng)符合《預(yù)拌混凝土》GB/T 14902的規(guī)定,并執(zhí)行相應(yīng)指南的有關(guān)措施。另外,對品質(zhì)、種類相同的混凝土,原則上要在同一預(yù)拌混凝土廠訂貨。如在兩家或兩家以上的預(yù)拌混凝土廠訂貨時(shí),應(yīng)保證各預(yù)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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