【摘 要】裂缝是混凝土结构中普遍存在的质量缺陷,在施工过程中,工序的各环节采取防范裂控措施,是减少裂缝产生和开裂的关键所在,只要各有关方面齐心协作,能确保建筑物和构件的安全耐久达到使用寿命。
【关键词】混凝土;结构;裂缝;防治
由于混凝土施工和自身的变形、约束等一系列问题,硬化成形的混凝土中存在着众多的微孔隙、气孔和微小裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在,才使得混凝土呈现出一些非均匀的特性。微裂缝一般认为是一种无害裂缝,对结构的承重、抗渗及其他的正常使用功能不产生危害,但是在混凝土结构受到荷载、温度变化作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最后形成我们肉眼可看到的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常见到的裂缝。
1 干燥收缩裂缝及预防
干燥收缩裂缝多出现在混凝土浇筑完成至养护结束后的一段时间。干燥收缩裂缝的产生原因主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同、因缺水而导致变形不同的结果。混凝土受环境气候条件的影响,表面水分损失过快,变形量大,而内部湿度变化较小则变形也小。较大的表面干燥收缩变形又受到内部的约束,产生较大的拉应力而产生开裂。
对这些裂缝的主要预防措施:首先是选择收缩量较小的水泥品种,一般采用中低热或粉煤灰水泥,减少水泥的单位用量;其次是混凝土的干缩受水灰比的影响很大,水灰比越大干缩值也大。因此在混凝土配合比设计中尽量降低用水量,同时掺加合适的减水剂;第三要严格控制混凝土原材料用量和搅拌,拌合用水量绝不要大于配合比设计所确定的用水量;第四必须重视混凝土的早期覆盖养护,并适当延长其养护时间,冬期施工时要适当延长保温覆盖时间,对竖向构件要用养护剂养护;最主要的是在结构设计时设置合适的收缩沉降缝。
2 塑性收缩裂缝及预防
混凝土塑性收缩裂缝是指在混凝土浇筑后终凝前,表面因过早失水而形成的收缩。其产生的重要原因是:混凝土在终凝前是没有任何强度,或者强度很低,当受到高温或大风的影响,促使表面蒸发失水过快,造成毛细管中产生较大的负压使表面急剧收缩,而此时混凝土的强度又不能抵抗自身的较快收缩,因此出现大量微裂缝。
对塑性裂缝的主要预防措施是:对胶结材料的水泥,一定要选择干缩性小早期强度高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;同时严格控制水灰比,掺用适应性好的减水剂,减少水用量和水泥用量,增加拌合料的坍落度和施工和易性;对浇筑基层或模板要充分湿润,振抹后的表面要及时覆盖保湿保温,有条件时要蓄水养护;要注意避开高温和大风气候浇筑混凝土,若必须浇筑时要设置遮阳和挡风设施,边抹边覆盖保护。
3 沉陷性裂缝及预防
混凝土的沉陷裂缝产生是由于地基土质不均匀、松软或回填土不密实、地基浸水而造成的不均匀下沉所造成;或者是因模板刚度不足,支撑间距过大或支撑底部松动移位所致。此类裂缝多为深至主筋或贯穿性的裂缝,一般沿与地面垂直或呈45°左右方向发展,较大的沉陷裂缝往往会有一定的错位,裂缝宽度一般与沉降量形成正比关系。
对沉陷裂缝的主要预防处理是:对地基的松软土、回填土要分层夯实,土质要有合适的含水率以确保回填后的下沉量最小;确保模板有足够的刚度和强度,支撑牢固下部垫上厚度不小于50mm的通长木板,使受力均匀;还要重视混凝土浇筑过程中的顺序,随时观察模板浇筑时的变化,防止浇水过多浸泡基础土壤;对混凝土的拆模时间必须按规范要求进行,并注意拆模的先后次序;如在冻土层支设模板时,要采取防范措施。
4 温度裂缝及预防措施
混凝土的温度裂缝是最常见的裂缝,温度缝多发生在大体积混凝土表面或温度变化比较大地区的混凝土结构体中。对温度裂缝的主要预防措施包括:①尽可能选择低中热水泥,如矿渣水泥,粉煤灰水泥等;②减少单位水泥用量,水泥用量控制在400kg/m3左右;③控制水灰比,一般混凝土的水灰比保持在0.5以下;④改善骨料级配,掺入粉煤灰和高效减水剂降低相应的水泥用量,减轻水化热影响;⑤改善混凝土的搅拌拌合工艺,在传统的降低原材料的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度;⑥在拌和料中掺入一定量的具有减水增塑缓凝作用的外加剂,改善混凝土拌合物的保水流动性,降低水化热来推迟峰值的出现时间;⑦高温期间浇筑混凝土可以采取搭设遮阳板遮挡太阳光直射降低混凝土的温度;⑧对大体积混凝土温度应力是与结构尺寸相关的,结构体越大产生的温度应力也越大,因此要浇筑时安排好顺序和分层分块施工,利于散热和减少约束力;同时在大体枳混凝土内部埋设冷却水管,通过水的循环来降低内部的温度,使内外温差梯度小于25℃;⑨加强对混凝土温度的监控,当温差过大时及时采取措施控制升温;⑩对结构预留收缩缝,同时减少约束应力,在混凝土中配置一定的抗裂钢筋,掺加纤维材料防裂;要加强对混凝土的早期养护,及时覆盖和蓄水是减少干燥收缩和降低温差的有效办法,适当延长养护时间。对混凝土养护后期的降温不能过快,预防冷却过快产生的开裂。
5 化学反应引起的裂缝及预防措施
碱集料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起结构的裂缝。
混凝土拌合后会产生一些碱性离子,这些离子与一些活性骨料产生化学反应,同时吸收周围环境中的水分而使体积增大,造成混凝土膨胀、酥松而开裂破坏。化学反应裂缝基本出现在混凝土结构使用期间,一旦出现是很难处理的。因此需要在施工中采取有效措施进行有效的预防。对这种裂缝的预防控制一般是:选择碱活性小的粗细骨料;选择低碱水泥和低碱外掺合料及外加剂;选择可抑制碱骨料的无碱掺合材料。
由于混凝土浇筑振捣不规范或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土,使钢筋保护膜破坏而锈蚀,锈蚀使钢筋体积膨胀,导致混凝土开裂,此类裂缝多表现为沿筋的纵向裂缝。
通常的预防措施是:施工中必须认真控制好钢筋保护层的厚度;必要时钢筋表面涂刷防腐涂料;混凝土的级配要适当,尤其是粗骨料的级配要好;同时要认真分层振捣混凝土,不漏振和过振,减少漏振不实或过振胀模。
结语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的质量缺陷,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,而且造成钢筋的锈蚀。混凝土的碳化使结构耐久性降低,影响承载能力。因此要对混凝土裂缝进行认真的分析研究,区别情况对待,要采取合理有效的方法处理。
参考文献
[1]张林峰.建筑施工技术.北京:高等教育出版社,2002.
[2]李丽华.建筑钢结构技术.北京:机械工业出版社,2004.
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