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摘要:混凝土的裂缝是建筑工程中较普遍存在的问题,在很大程度上影响结构的抗渗和耐久性能,应该引起足够重视。现根据工程应用实践及国家现行施工规范要求,对泵送混凝土裂缝的产生原因及预防措施进行分析。
关键词:裂缝;成因;防治
混凝土是目前用量最大的一种建筑材料,广泛应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、水利与海港工程。然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。这不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。因此,裂缝问题倍受人们关注。近年来,随着预拌混凝土的大力推广应用以及结构形式日趋大型化、复杂化,使得这一问题变得更为突出。然而,混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象,大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的,它是材料的一种特性。因此,科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上,采取有效的措施,将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。
1 混凝土裂缝的成因和分类
混凝土裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。
1.1设计原因
1.1.1设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的;对构件施加预应力不当(偏心、应力过大等);构造钢筋配置过少或过粗(如墙板、楼板);未充分考虑混凝土构件的收缩变形;采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利造成的构件裂缝。
1.2材料原因
1.2.1.粗细集料含泥量过大,集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,容易造成混凝土收缩量增大;水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大;水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大;混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂等因素诱导裂缝的产生。
1.3混凝土配合比设计原因
1.3.1设计中水泥等级或品种选用不当;配合比中水灰比(水胶比)过大,单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大;砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值;混凝土膨胀剂掺量选择不当,诱导裂缝的产生。
1.4施工及现场养护原因
1.4.1现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性;高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大,诱导裂缝的产生。对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝;大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝;现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝;模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早;现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。
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1.5温度原因
1.5.1混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力;后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力;气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会在表面出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。
1.6使用原因(外界因素)
1.6.1构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝;使用荷载超负,野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞;周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
2混凝土裂缝的预防控制措施
2.1配制混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率;同时,要振捣密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂度。浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿润,混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护。在气温高、湿度低或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润;大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。此外,要加强表面的抹压和养护工作。混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂,或覆盖湿草袋、塑料布等方法;当表面发现微细裂缝时,应及时抹压,再覆盖养护。
2.2混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大;严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂;混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件,可覆盖草帘、草袋,避免曝晒,并定期适当洒水,保持湿润。薄壁构件则应在阴凉地方堆放并覆盖,避免发生过大湿度变化
2.3对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。避免直接在松软土或填土上制作预制构件,或经压夯实处理后作预制场地。模板应支撑牢固,保证有足够强度和刚度,并使地基受力均匀。拆模时间不能达早,应按规定执行。构件制作场地周围应作好排水措施,并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。
2.4温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。在混凝土浇筑过程中,水泥水化反应将放出大量的热(一般每克水泥可放出502J热量),使混凝土内部温度升高并在一定龄期出现温峰,之后下降。由于混凝土内部散热慢而表面散热快,必将在内外形成温差,为协调温度变形,混凝土表面将产生拉应力(即温度应力),当超过混凝土抗拉强度后将使之开裂。这种裂缝多为贯穿性的,且较深,严重降低结构的整体刚度;一般在施工结束几个月后出现。此外,在混凝土养护期间,若受到寒流的侵袭,也会在混凝土表面引起裂缝,但较浅,危害性也较小。控制温度裂缝的产生主要是从降低温差入手,可采取以下的防治措施:
2.4.1采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇注温度;热天浇注混凝土时减少浇注厚度,利用浇注层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇注块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;
综上所述,对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。
随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。
参考文献:
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[2]李晶.商品混凝土裂缝成因分析及预防措施[J].安徽建筑,2006.
[3]何鹏.水电工程大体积混凝土温度裂缝控制及实例分析[M].北京:中国建筑工业出版社,2013
论文作者:梁天赐
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 表面论文; 水泥论文; 应力论文; 温度论文; 不当论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;