混凝土结构裂缝成因及预控措施论文_瞿继红

混凝土结构裂缝成因及预控措施论文_瞿继红

(汉台区建筑工程质量安全监督站 陕西 汉中 723000)

【摘 要】随着建筑业的飞速发展,预拌混凝土及高强混凝土的大量运用,混凝土裂缝也成为工程建设领域经常出现的问题,不仅影响到结构的整体性和耐久性,也成为住户投诉的热点问题。结合多年的工程质量管理经验,分析混凝土产生裂缝的原因和影响因素,提出预控措施,对施工中减少和预防混凝土裂缝具有一定的现实指导意义。

【关键词】混凝土施工;裂缝类型及成因;裂缝预控措施

【中图分类号】TU746 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)04-0081-02

引言

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料,颗粒状集料(也称为骨料),水,以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制,经均匀搅拌,密实成型,养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单、抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点,在工程建设中广泛使用。

1.混凝土结构裂缝类型及成因分析

1.1 塑性收缩裂缝

塑性裂缝出现在结构表面,形状不规则且长短不一,这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。产生这种裂缝的因素是多方面的:如当新拌混凝土的坍落度较大,而振动时间过长时,水泥浆浮在上层,浇筑后混凝土表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面水分蒸发过快,产生急剧收缩,而此时混凝土早期强度不能抵抗这种变形应力,因而开裂;水泥用量过多,或使用过量的细砂和粉砂,混凝土水灰比过大,也会导致这种裂缝出现。

1.2 混凝土干缩引起的裂缝

在混凝土硬化过程中,产生内部干缩而引起体积变化,当这种体积变化受到约束时,就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的表面,较细,且走向纵横交错,没有规律性。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后,在表层或侧面出现,并随湿度和温度变化逐渐加大。如混凝土成型后,因养护不当,受到风吹日晒,使得表面水散发过快,体积收缩大,而内部湿度变化小,收缩也小,因而表面的收缩变形受到内部混凝土的约束,产生拉应力,引起混凝土表面裂缝;或者构件因水分蒸发产生体积收缩,受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。此外,混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生变化;采用含泥量大的粉砂配制混凝土;混凝土过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层等也容易引起干缩裂缝。

1.3 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化时就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝。在工程中,这种裂缝比较常见,譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。温度裂缝大多发生在施工的中后期间,缝宽受温度变化影响较明显。

1.4 结构基础不均匀沉降引起的裂缝

当基础沉降不均匀时,结构构件受到强迫变形,导致构件与构件之间产生斜拉和剪切作用,从而使结构构件开裂,随着不均匀沉降的进一步发展,裂缝会进一步扩大。由于地基变形造成的应力一般较大,因此裂缝宽度较大、多呈45°,并且通常是贯穿性的。

1.5 荷载作用引起的裂缝

构件承受不同性质的荷载作用,其裂缝形状也不同,通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。结构受载后产生裂缝的因素很多,在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受振动,脱模过早或方法不当,构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当,施工超载,张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。

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1.6 施工因素引起的裂缝

(1)混凝土的搅拌、运输、浇灌、振捣等工序中的缺陷和疏漏;

(2)水灰比过大、水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩;

(3)模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模;

(4)混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切;

(5)极端天气条件下施工,造成混凝土结构的开裂。

(6)楼板内埋设电线套管,特别是配电箱附近有很多线管引出时,未对埋管部位进行必要的构造处理,对板的影响更大,容易造成混凝土开裂。

1.7 设计因素引起的裂缝

(1)设计配筋率不足,结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中,构造处理不当;

(2)设计中对构件施加预应力不当 (偏心、应力过大等);

(3)设计中构造钢筋配置过少或间距过大等 (如墙板、楼板);

(4)设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形而未进行补偿;

(5)设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利;

(6)各种结构缝设置不当容易导致砼开裂。

2.裂缝的控制措施

2.1 设计方面

(1)合理设计混凝土结构的配筋率,合理选用钢筋的设计强度、直径及间距。配筋率较小时对控制混凝土收缩裂缝不利,配筋率较大时不经济;

(2)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中;

(3) 积极采用补偿收缩混凝土技术。可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。

2.2 选材和配合比设计方面

(1)根据结构要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早期强度高的水泥(抢险工程除外);

(2)选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求;

(3)积极采用掺合料和混凝土外加剂。

2.3 施工操作方面

(1)混凝土搅拌

混凝土原材料计量后,宜先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺合料,搅拌均匀后,加水并将其搅拌成砂浆,再向搅拌机投入粗骨料,充分搅拌后,再投入外加剂,并搅拌均匀为止。

(2)浇捣工作

浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

(3)混凝土养护

混凝土裂缝防治工作中,混凝土早期养护尤为重要。

(4)夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温入模、低温养护。

2.4 体积收缩引起的裂缝防治

(1)适当选择配合比,掺外加剂,控制水灰比,在混凝土中掺加粉煤灰,利用后期强度增长以降低水泥用量和温升,严格控制砂、石的含泥量,避免使用粉砂;

(2)加强混凝土的早期养护,混凝土浇筑之后,采用塑料薄膜和草袋覆盖以确保混凝土内外温差小于25℃,并洒水湿润养护。在气温高、湿度低、风速大的天气及早覆盖、喷水雾养护,并适当延长养护时间;

(3)加强混凝土表面的抹压,但应注意避免过分抹压;

(4)采用密封保水法,如在混凝土表面喷水养护或覆盖塑料薄膜。

3.结论

混凝土结构裂缝的发生原因很复杂也是不可避免的,混凝土裂缝的防治重点在于“防”,而不在于“治”。在采取了上述综合性控制措施后,由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些裂缝发生后,必须先查明裂缝产生的原因,判明裂缝的类型,才能选择正确的处理方法。同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平,这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生,保证工程质量。

论文作者:瞿继红

论文发表刊物:《建筑知识》2017年4期

论文发表时间:2017/6/16

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