淺談施工中混凝土裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

李生蘭

1 裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的,由于受氣溫變化、地基不均勻沉降以及地震、結(jié)構(gòu)受荷、模板變形、施工方式不當(dāng)時(shí)、外添加劑問(wèn)題等都非常容易產(chǎn)生裂縫。具體原因及預(yù)防措施如下:

地基不均勻沉降造成鋼筋混凝土開(kāi)裂的主要原因:

①房屋建于土質(zhì)差別較大或軟弱土質(zhì)上。

②建筑物基礎(chǔ)深淺不一。

③房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大。

④建筑物平面形狀復(fù)雜、立面變化過(guò)大、長(zhǎng)度過(guò)大等原因造成地基不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向與地基變形的情況有關(guān),由于地基變形的應(yīng)力相對(duì)較大,使得裂縫一般是貫穿性的,危害較大。

施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多,主要有:

①水泥、砂、石等質(zhì)量不好是引起裂縫較常見(jiàn)的因素。若工程(考試大)上用了這些不合格的材料就會(huì)導(dǎo)致"豆腐渣工程",所以說(shuō)只有把好材料的質(zhì)量關(guān),工程質(zhì)量才會(huì)在根本上得到保證。②混凝土是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。③水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因?；炷琉B(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。④模板構(gòu)造不當(dāng),漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過(guò)早拆模等都有可能造成混凝土開(kāi)裂。施工過(guò)程中,鋼筋表面污染,混凝土保護(hù)層太大或太小,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

溫度變化產(chǎn)生裂縫的原因

當(dāng)溫度變化時(shí),裂縫都產(chǎn)生在大體積混凝土表面或溫差較大的地區(qū)。由于混凝土體積大,大量水化熱積聚在內(nèi)部不易散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度急劇上升,而外部散熱較快,從而產(chǎn)生內(nèi)外的較大溫差,使得內(nèi)外熱脹冷縮程度不同,使得混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉極限強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。

結(jié)構(gòu)受荷可能出現(xiàn)的裂縫。在施工中和使用中由于結(jié)構(gòu)受荷都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過(guò)大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30-40%的設(shè)計(jì)荷載,就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能察覺(jué),而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類(lèi)裂縫也稱(chēng)為無(wú)害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中,分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2-0.3mm,對(duì)那些寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及不允許開(kāi)裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫則是有害的,需加以認(rèn)真分析,慎重處理。

2 混凝土裂縫的預(yù)防措施

2.1 地基不均勻沉降造成鋼筋混凝土開(kāi)裂時(shí)的預(yù)防措施:

①對(duì)松軟土、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。②防止混凝土澆筑過(guò)程中地基被水浸泡。③應(yīng)在房屋可能產(chǎn)生過(guò)大不均勻沉降的地方設(shè)置沉降縫。

2.2 施工控制裂縫措施:

①合理設(shè)計(jì)與控制混凝土配比,在保證強(qiáng)度的前提下,減少水泥用量與絕對(duì)用水量。由于混凝土的收縮是水泥石結(jié)硬過(guò)程中失水造成的,絕對(duì)用水量少,混凝土結(jié)硬多余水就少,收縮就小。②合理組織施工。③加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。從試驗(yàn)資料表明,普通混凝土在水中養(yǎng)護(hù)不僅無(wú)收縮,相反有微量膨脹,所以應(yīng)盡量可能延長(zhǎng)水中養(yǎng)護(hù)或認(rèn)真的控制澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間,這樣可以減少收縮量,避免早期干縮裂縫,也可降低后期的收縮裂縫。④模板拆除的時(shí)間不能太早,且要注意拆模的先后次序。⑤在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。

2.3 溫度變化產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施:

①盡量選用低熱或中熱水泥。②減少水泥用量將水泥用量盡量控制450Kg/m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改善骨料級(jí)配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量降低水化熱。⑤改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統(tǒng)的"三冷技術(shù)"的基礎(chǔ)上采用"二次風(fēng)冷"新工藝,降低混凝土的澆筑溫度。⑥在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌和物的流動(dòng)性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。⑦加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控,及時(shí)采取冷卻、保護(hù)措施。⑧加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后,及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保證混凝土表面緩慢冷卻。

2.4 為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開(kāi)裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一。例如使用減水防裂劑,在實(shí)踐中總結(jié)出其主要作用為:

①混凝土中存在大量毛細(xì)孔道,水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力,但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。②水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。③水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。④減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。⑤提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高的混凝土抗裂性能。⑥混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度,大幅提高混凝土的抗裂性能。⑦摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。⑧摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng),在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。⑨摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發(fā),減少干燥收縮,許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。

3 混凝土裂縫的處理

表面處理法:包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法。涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫,深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。

填充法:用修補(bǔ)材料直接填充裂縫,一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫,作業(yè)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開(kāi)V型槽,然后作填充處理。

灌漿法:此法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。

結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法:因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等.

結(jié)語(yǔ)

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),防患于未來(lái),盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn);對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

參考文獻(xiàn)

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