摘要:混凝土是一种由水泥、水、砂石及其他外加剂混合而形成的非均质脆性材料,它的价格低廉,原材料来源广泛,抗压强度高,耐久性好,且其生产工艺相对简单。随着我国城市化建设的进行,市政工程的规模也逐渐增大,当然工程质量有了更高的要求。而在当前的市政工程中,混凝土构件占的比重相当大,因此影响构件安全的混凝土裂缝要格外注意。但混凝土的抗拉强度相对较低,使得混凝土结构中经常出现一些裂缝,这些裂缝会导致混凝土浸水而腐蚀内部构件。而内部构件的腐蚀将降低混凝土材料的耐久性、抗渗透性能以及承载力,同时还会影响混凝土结构的使用寿命及外观,严重的甚至会对人们的生命财产安全产生危害。因此,对混凝土裂缝的预防尤为重要。
关键词:市政工程;混凝土;裂缝;预防
1混凝土裂缝产生的原因
混凝土产生裂缝的原因有很多,主要是由于温度和湿度的变化,结构不合理,基础不均匀沉降,原材料达不到要求以及混凝土自身的脆性和不均匀性等引起的。在混凝土硬化这段时间内,水泥会产发热,使得其内部的温度升高,从而在其表面形成拉应力。而到了后期,其温度会下降。而在此期间内,混凝土又会因为受到基础以及已成型混凝土的约束作用而在其内部产生拉应力。同样,外界气温的变化也会使混凝土表面产生拉应力。而当这些拉应力大于混凝土的抗裂能力时,混凝土将会出现裂缝。部分混凝土的表面湿度变化较为明显,而内部湿度却变化很小。混凝土本身就是脆性材料,其抗拉强度只有抗压强度的十分之一左右。在给混凝土添加短期荷载时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)*104,而添加长期荷载时的极限拉伸变形只有(1.2~2.0)*104。因而,混凝土本身的脆性也易导致其产生裂缝。如果在混凝土制作过程中,所选材料达不到要求,且其水灰比不稳定,会使得混凝土的抗拉强度不一致,在抗拉强度低的部位就容易出现裂缝。
2市政工程中混凝土工程中常见裂缝及预防
2.1干缩裂缝及预防
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀,影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂,影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
主要预防措施:(1)选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量;(2)混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂;(3)严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量;(4)加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护;(5)在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2.2塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施:(1)选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;(2)严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量;(3)是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透;(4)及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护;(5)在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
2.3沉陷裂缝及预防
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。此类裂缝多为贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
主要预防措施:(1)对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固;(2)保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀;(3)防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡;(4)模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。
2.4温度裂缝及预防
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
主要预防措施:(1)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;(2)减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在
450kg/m3以下;(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;(4)改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;(5)改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺,降低混凝土的浇筑温度;
3.结语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献:
[1]董晓明.浅析市政施工中混凝土裂缝的预防[J].科技风,2012(9):185-185.
[2]顾敏.浅谈混凝土裂缝的预防和控制[J].甘肃科技,2008,5:049.
论文作者:那杨
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/8
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 水灰比论文; 水泥论文; 表面论文; 用量论文; 应力论文; 《基层建设》2018年第19期论文;