淺談混凝土的裂縫
徐玲
摘要:通過現(xiàn)場觀察和學(xué)習(xí)有關(guān)混凝土內(nèi)部應(yīng)力方面的專著,對混凝土表面裂縫、溫度裂縫產(chǎn)生的原因、現(xiàn)場混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施談?wù)勎抑姟?br />
關(guān)健詞:混凝土 裂縫處理 措施
1 干縮裂縫
干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內(nèi)部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫,寬度多在0.05-0.2mm之間,大體積混凝土中平面部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性,引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等等;炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。
主要預(yù)防措施:
一是選用收縮量較小的水泥,一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。
二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大,水灰比越大,干縮越大,因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用,同時(shí)摻加合適的減水劑。
三是嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量。
四是加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時(shí)間,并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。
五是在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。
2 塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前,表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一,互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20-30cm,較長的裂縫可達(dá)2-3m,寬1-5mm.其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小,或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí),受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮,因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。
主要預(yù)防措施:
一是選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。
二是嚴(yán)格控制水灰比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性,減少水泥及水的用量。
三是澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。
四是及時(shí)覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土終凝前表面濕潤,或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
五是在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施,及時(shí)養(yǎng)護(hù)。
3 沉陷裂縫
沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因?yàn)槟0鍎偠炔蛔,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降,致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30°-45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯(cuò)位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系!
主要預(yù)防措施:
一是對松軟土、回填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。
二是保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻。
三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。
四是模板拆除的時(shí)間不能太早,且要注意拆模的先后次序。
五是在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。 混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫,按其深度一般分為表面裂縫、深層裂縫、貫穿性裂縫三種。貫穿性裂縫切斷了結(jié)構(gòu)斷面,破壞結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性和耐久性等,影響結(jié)構(gòu)的效用,危害嚴(yán)重。深層裂縫部分切斷了結(jié)構(gòu)的斷面也有一定的危害性。表面裂縫雖然不屬于結(jié)構(gòu)性裂縫,但在混凝土收縮時(shí),由于表面裂縫處斷面削弱且易產(chǎn)生應(yīng)力集中,能促使裂縫進(jìn)一步發(fā)展,是潛伏的隱患。
4 混凝土裂縫的處理
一般來說,由于溫度收縮應(yīng)力引起的初始裂縫,不影響結(jié)構(gòu)的瞬時(shí)承載能力,而對耐久性和防水性產(chǎn)生影響。對不影響結(jié)構(gòu)承載能力的裂縫,為防止鋼筋銹蝕、混凝土炭化、疏忽剝落等,應(yīng)對裂縫加以封閉或補(bǔ)強(qiáng)處理。
對于基礎(chǔ)、地下或半地下結(jié)構(gòu),裂縫主要影響其防水性能。當(dāng)裂縫寬度只有0. 1~0. 2mm時(shí),雖然早期有輕微滲水,經(jīng)過一段時(shí)間后一般裂縫可以自愈。裂縫寬度如果超過0. 2~0. 3mm,其滲水量與裂縫寬度的三次方成正比,滲水量隨裂縫寬度的增大而增加較快,為此,對于這種裂縫必須進(jìn)行化學(xué)灌漿處理。
對于干縮縫的防治措施主要有以下幾方面:
(1)選用的水泥收縮量要比較小,通常為了減少水水泥的用量,要采用具有一定熱量的水泥來作為代替;
(2)嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工過程中的水灰比和材料用量,確保混凝土的拌合能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);
(3)由于混凝土的干縮隨水灰比的增大而變大,因此技術(shù)人員一定要按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求和工程的實(shí)際情況對水灰比進(jìn)行合理設(shè)計(jì);
(4)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的收縮縫,降低干縮對整體結(jié)構(gòu)造成的影響;
(5)合理選擇養(yǎng)護(hù)時(shí)間,做好混凝土成品的養(yǎng)護(hù)工作。
對于塑性收縮縫的防治措施主要有以下幾方面:
一是在大風(fēng)或高溫天氣要采用擋風(fēng)或遮陽設(shè)施,降低水分蒸發(fā)速度;
二是對水灰比進(jìn)行嚴(yán)格控制,為了增加混凝土的和異性和坍落度,可以摻加高效減水劑,將水及水泥的用量減少;
三是選用符合一定要求,如早期具有較高強(qiáng)度等的硅酸鹽水泥;
四是為了保持混凝土終凝前保持濕潤狀態(tài),在混凝土表面要用潮濕的麻片、草墊或塑料薄膜覆蓋,或者定期在混凝土表面灑水來養(yǎng)護(hù);
五是澆筑混凝土前,為了確保混凝土丟失水分,要在基層澆水使之均勻滲透。
對于沉陷裂縫的防治措施主要有以下幾方面:
一是將模板搭設(shè)在凍土上時(shí),要采取一定的措施,如增加受力面積,加襯墊板等;
二是模板要支撐好,確保具備足夠的剛度和強(qiáng)度,使地基不會出現(xiàn)變形;
三是對填土、松軟土地基對上部結(jié)構(gòu)施工前要采取必要的措施加固和夯實(shí);
四是避免地基在混凝土澆灌過程中被水浸泡,使承載力下降;
五是不能太早將模板拆除,拆除的順序也要特別注意。
5 總結(jié)
混凝土由于受多種因素的影響,經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫,建筑物的混凝土出現(xiàn)了裂縫,就會直接影響建筑物的質(zhì)量,縮短建筑物的使用期限,而且可能產(chǎn)生危險(xiǎn)。目前關(guān)于混凝土裂縫的理論層出不窮,對混凝土裂縫的研究也已從宏觀逐漸向微觀深入。事實(shí)上,宏觀裂縫是微觀裂縫擴(kuò)展的結(jié)果;炷亮芽p是混凝土施工中的主要通病,它的成因雖然因素較多,機(jī)理也較復(fù)雜, 因此,我們要掌握混凝土產(chǎn)生裂縫的原因,采取一定的預(yù)防措施,將混凝土出現(xiàn)裂縫的程度降到最低,這樣就能保證建筑物的質(zhì)量,使建筑物穩(wěn)定、安全的服務(wù)于人們。
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