论述混凝土裂缝的成因及防治措施
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摘要:本文主要对混凝土裂缝的形成原因进行了详细的分析 ,并提出了一些混凝土裂缝的防治措施,以解决混凝土的裂缝问题,提高建筑物的质量。
关键词:混凝土,裂缝成因,防治措施
混凝土是一种由砂子、石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料,具有较高的弹性模量、较低的抗拉强度,加之外部因素的影响,使现浇混凝土裂缝产生的原因较为复杂。引起混凝土裂缝的原因很多,如养护环境、温度变化、收缩、不均匀沉陷和施工质量等;本文着重通过对裂缝产生的原因作进一步的分析,并针对产生的原因采取相应的措施,争取在以后的施工中尽量避免裂缝,提高混凝土的耐久性、安全性和使用性。
1混凝土裂缝的成因
1.1养护环境
养护不当是造成现浇混凝土裂缝的主要原因,过早养护会影响混凝土的胶结能力,过迟养护会使混凝土表面游离水蒸发过快,水泥缺少必要的水化水而产生急剧的体积收缩,产生裂缝。
1.2温度裂缝
目前温度裂缝产生的主要原因是由温差造成的。温差可分为以下两种:混凝土浇筑初期,产生大量的水化热,水化热积聚在混凝土内部不易散发,使混凝土内部温度上升,而混凝土表面温度为室外环境温度,这就形成了内外温差,这种内外温差在混凝土凝结初期产生拉应力,当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝;另外,在拆模前后,表面温度降低很快,造成了温度陡降,也是导致裂缝产生的原因。在浇筑过程中,混凝土配合比不良,胶―骨料过大和砂率过大,因混凝土本身就缺少抵抗温度、干缩变形的骨架作用,造成开裂。
1.3收缩变形
主要有干燥收缩和塑性收缩。拆模后的混凝土在干燥的环境中内部水分不断向外散失,引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝,表面水分损失愈快,变形愈大,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,最终产生裂缝。塑性收缩是混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩,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,此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此而产生龟裂。
1.4沉陷裂缝
主要因以下三方面引起建筑的不均匀沉降:1)结构地基土质不匀、松软;2)回填土不实、浸水而造成的不均匀沉降所致;3)模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后将产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。沉陷裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或成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。
1.5施工质量问题
施工过程中振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥浆层,水分蒸发,造成混凝土的裂缝。配筋间距大、配筋率小、过早拆模、保护层过大或过小都会影响混凝土的开裂。
2混凝土裂缝的防治措施
2.1混凝土养护
一般采用自然养护法。1)保湿养护的混凝土表面经过二次抹压后,立即覆盖塑料薄膜,防止表面水分蒸发,保持混凝土在潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的混凝土,在最初
14 d内,必须潮湿养护,方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。2)保湿养护根据混凝土绝热温升计算,确定中心最高温度,按温控技术措施确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。3)在常温季节,混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法(对大面积楼板可采用此方法),替代前两种保湿保温养护办法,根据混凝土内外温差数据,及时调整蓄水高度,也可以收到预期效果。4)冬期浇筑混凝土后,宜采用蓄垫法养护、覆盖式养护、暖棚法养护、电热法养护等,根据施工现场的具体情况选择适宜的养护方法,但总归要保证混凝土的环境温度。混凝土的养护时间严格按照混凝土养护时间龄期表执行。
2.2混凝土温度裂缝的防治
要避免混凝土的温度裂缝,就要严格控制混凝土的降温和保温工作。对于大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题,采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现,降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。主要防治措施: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450 kg/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)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。6)大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。7)在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。
2.3混凝土收缩裂缝的防治
要解决由于收缩而产生的裂缝,要积极采用补偿收缩混凝土技术,添加剂的主要作用有:1)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。2)水泥用量也是影响混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。3)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水与收缩变形,提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土的抗裂性能。4)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生,减水防裂剂可有效的提高混凝土的抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。5)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。6)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。7)掺外加剂的混凝土和易性好,表面易抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。
2.4沉陷裂缝的防治措施
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)防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。3)保证模板有足够的强度和刚度,支撑牢固,使地基受力均匀,模板拆除的时间不能太早,要注意拆模的先后次序。在冻土上搭设模板时要注意采取一定的防治措施。
2.5施工阶段要着重注意的问题
1)钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固,以免施工中变形,钢筋上的污物和氧化铁皮要清除,以免影响粘结力。2)浇筑、振捣操作合理,特别是振捣操作技术,过分振捣对混凝土均匀性有害,振捣不足也不能保证混凝土应有的密实度。浇筑时及时移动混凝土布料管,以防止出料口处混凝土过于集中,混凝土振捣完后,先用木刮刮平,在初凝时,用木抹子做第一次抹压,要求加力较大,使面层充分达到密实。在混凝土终凝前进行二次抹压,其抹压力应比第一次抹压力较大,使混凝土面层再次充分达到密实。3)注意控制钢筋位置,防止钢筋位移造成混凝土保护层过大而开裂。
3结 语
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、施工及使用方法等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性的不断深入研究,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,在施工和使用中我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,混凝土的裂缝是完全可以避免的,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。
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