摘要:在施工中,混凝土裂縫的問題始終困擾著我們,常見的有建筑內外墻上的水平裂縫、沿柱的豎直裂縫、龜裂等墻體裂縫等等,這些不僅影響了建筑物的美觀,如果不能合理的采取一些正確的施工方法和有效的控制措施,很容易造成混凝土的裂縫,而影響結構的使用,甚至造成結構的破壞。因此混凝土的裂縫控制尤其重要。本文將分析混凝土裂縫產生的原因,機理,并提出了具體的防裂縫措施。
關鍵詞:混凝土,裂縫,原因,措施
在建筑施工中,混凝土內外溫差較大時,會使混凝土產生溫度裂縫,影響結構安全和正常使用。所以必須從根本上分析它,來保證施工的質量。盡管我們在施工中采取各種措施,小心謹慎,但裂縫仍然時有出現,有些還造成了無法估量的損失,因此,混凝土施工中應嚴格控制裂縫產生和發展,以保證工程質量。
一、混凝土裂縫類型及裂縫產生原因分析
在施工現實中,混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多,甚至多種因素相互影響,但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要原因。混凝土裂縫的種類,就其產生的原因,大致可劃分如下幾種。
地基不均勻沉降。
當地基發上不均勻沉降后,墻休承受較大的剪切力,建筑物就會發生變形,墻體裂縫一般發生在縱墻的兩端,尤其是軟土地基上。窗臺墻水平裂縫主要是由于沉降單元上部受到阻力,使窗間墻受到較大的水平剪力而發生上下位置的水平裂縫而產生的。
1荷載引起的裂縫
混凝土梁板、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫,主要有直接裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫;次應力裂縫是指由外荷載引起的次應力產生裂縫。
1 溫度變化引起的裂縫
溫度裂縫的產生緣由包括混凝土內部因素和外部因素兩方面,這種裂縫的寬度在允許限值內,一般不會影響結構的強度,但卻對結構的耐久性有所影響,因此必須予以重視和加以控制,引起溫度變化主要因素有:
(1)外界氣溫變化的影響。混凝土在施工階段,它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降,會大大增加內外層混凝土溫差,這對混凝土是極為不利的。溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時,即會出現裂縫。
(2)水化熱的影響。混凝土澆筑之后由于水泥水化放熱,常使混凝土內部溫度上升,這就形成了內外溫差,當這種內外溫差在混凝土凝結初期產生的拉應力超過混凝土抗壓強度時,就會導致混凝土裂縫,另外,在拆模前后,表面溫度降低很快,造成了溫度陡降,也會導致裂縫的產生。
2 收縮引起的裂縫
養護問題,塑性收縮狀態將會在混凝土表面發生方向不定的收縮裂縫,這類裂縫尤其以大風、干燥的天氣最為明顯。研究表明,影響混凝土收縮裂縫的主要因素有:水泥品種、標號及用量,骨料品種,水灰比,外摻劑,養護方法,外界環境等。
3 材料配合比不當
混凝土材料配合比不當的情況主要有水灰比過大、水泥用量過大,含砂率不當、外加劑選用不當、骨料不佳等。這些對混凝土的耐久性有較大影響,不僅降低混凝土的強度和抗滲性,還會對混凝土收縮性能產生不利影響而引起裂縫。
4 施工工藝控制不好及養護不當
混凝土施工中如果工藝控制不好會降低混凝土的質量性能使澆筑后的構件或結構出現裂縫。施工不當,影響鋼筋與混凝土的結合。在施工過程中模板支設不到位、支撐不牢靠時會出現沉降裂縫。在混凝土澆筑后,早期強度表面沒有被及時覆蓋混凝土表面水分蒸發過快會是混凝土表面出現裂縫。振搗過程中振搗棒漏振、過振會影響混凝土的均勻性和密實性,導致混凝土硬化后出現裂縫。
5 結構設計不合理
如構件截面尺寸不合理、跨度過大、高度偏小,或者由于截面內斷面突變、開洞、留槽等引起應力集中。在設計中,配置給構件的鋼筋過粗或過疏,附加箍筋以及各種結構縫設置不當等因素容易導致混凝土開裂。
二、控制裂縫的措施
1、地基不均勻沉降引起裂縫的防治措施合理設置沉降縫。
對于一些長度過大、分期建設、不同荷載、平面形狀復雜和有部分地下室的建筑物,應根據實際情況應從基礎開始分成若干部分并設置沉降縫,以防止裂縫產生。
增強建筑物上部結構的剛度。為了提高墻體的抗剪強度,在基礎處及門窗口上設置過梁,通過改善砂漿的和易性,提高砂漿的強度和飽滿度,增加粘結度。
加強對地基的勘察。地基的情況多種多樣,要做好地基勘察工作,根據勘察結果確定地基的軟弱部位,重點進行處理,如采取加固措施等,增強地基的承載力,再進行地基施工。或者根據地基的情況,分別采取不同的地基形式。
1 設計構造措施
設計中把結構約束狀態考慮充分,應盡可能給結構保留足夠的變形余地,應合理配置構造鋼筋、縱筋、箍筋。設計中盡量避免斷面突變的結構,減少應力集中。對體型復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物要限制伸縮縫間距。通過設置圈梁和構造柱提高建筑結構整體性,提高結構抗剪、抗拉強度,防止或減少裂縫。還有就是混凝土不布置鋼筋或者布筋較少,我們還是可以在裂縫易發生部位布置相應的抗裂鋼筋,能有效地克服主拉應力,這樣可以有效的控制裂縫的發展。
2 從原材料和配合比采取措施
混凝土在選用原材料和進行配合比設計時,應按照降低水化熱溫升的原則進行。
(1)應優選低礦渣水泥等低水化熱和凝結時間長的水泥。粗集料宜采用連續級配,細集料宜采用中砂。宜摻用可降低混凝土早期水化熱的外加劑和摻合料,外加劑宜采用緩凝劑、減水劑;摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。
(2)進行配合比設計時,在保證混凝土強度、及工作性質的前提下,宜采取提高摻合料和粗集料的含量、降低水膠比、改善粗集料級配等措施,減少單方混凝土的水泥用量。
(3)混凝土進行配合比設計及質量評定時,可按60天齡期的抗壓強度控制。
3 改進振搗工藝
澆搗時采用振動棒行列式排列垂直振搗、快插慢拔,根據混凝土坍落度的不同掌握振搗時間長短,不要過振,不要漏振。在用泵送混凝土時,防止重力引起的石子下沉造成混凝土結構不均勻。避免在雨水或大風中澆灌混凝土。澆搗成型后采取必要的蓄水保溫措施,防止混凝土內外溫差過大引起裂縫。
4 合理安排施工進度
對混凝土澆筑,應遵循“同時澆搗,分層堆累,一次到頂,循序漸進”的成熟工藝。在每次澆筑中,又分幾層。其層間的間隔時間應盡量縮短,必須在上層混凝土初凝之前,開始澆筑下層混凝土,層間最長的時間間隔不大于混凝土的初凝時間。當層間間隔時間超過混凝上的初凝時間,層面應按施工縫處理:①消除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝上層及松動的石子,并均勻露出租骨科;②在上層混凝土澆筑前,應用壓力水沖洗混凝士表面的污物,充分濕潤.但不得有水;③對非泵送及低流動度混凝土,在澆筑上層混凝土時,應采取接漿措施。
5 從施工方面采取措施
混凝土的施工應提前制訂專項施工技術方案,并應對混凝土采取溫度控制措施。
(1)施工前應根據原材料、配合比、環境條件、施工方案和施工工藝等因素,進行溫控設計和溫控監測設計,并應在澆筑后按該設計要求對混凝土內部和表面的溫度實施監測的控制。對混凝土進行溫度控制時,應使其內部最高溫度不大于75℃、內表溫差不大于25℃。為了減少內外溫差,澆筑前可以對混凝土用料遮蓋,避免日光暴曬,對鋼筋、模板表面可采用灑水降溫。
(2)混凝土的澆筑方法可采用分層、分塊澆筑方法,一般情況下,應盡量采用分層澆筑,分層、分塊的尺寸宜根據溫控設計的要求及澆筑能力的合理確定;當結構尺寸相對較小或能滿足溫控要求時,可全斷面一次澆筑。分層澆筑時,在上層混凝土澆筑之前應對下層混凝土的頂面作鑿毛處理,且新澆筑混凝土與下層已澆筑混凝土的溫差宜小于20℃,并應采取措施將各層間的澆筑間歇期控制在7天以內。分塊澆筑時,塊與塊之間的豎向接縫面應平行干結構物短邊,并應在澆筑完成拆模后按施工縫的要求進行鑿毛處理。分塊施工所形成的后澆段,應在對混凝土實施溫度控制且其溫度趨于穩定后方可澆筑。混凝土的澆筑宜在氣溫較低時進行,但混凝土的入模溫度最好不低于5℃,在熱期施工時,宜采取在攪拌過程中送冷風對拌和物進行冷卻,向混凝土中添加冰水等措施降低混凝土的入模溫度,入模溫度不應高于28℃,再者澆筑砼時最好不要讓砼在太陽下直接爆曬可采用遮陽涼棚的降溫措施。熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,加快混凝土的散熱速度。
(3)對混凝土的養護,應根據氣候條件采取控溫措施,應按照“內降外保”的原則,對混凝土的內部采取設置冷卻水管循環水冷卻,對外部采取覆蓋蓄熱或蓄水保溫等措施進行。混凝土澆注完畢后,應在其收漿后盡快予以覆蓋并灑水保濕養護,促進混凝土強度的穩定增長。采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥時,其養護時間不宜少于14天,采用其他品種水泥時不少于21天。在遇氣溫驟降天氣或寒冷季節澆筑的混凝土,除應對其外部加強覆蓋保溫外,還應適當延長養護時間。
三、結語
綜上所述,混凝土結構裂縫的出現往往是設計、施工、材料、工藝等綜合因素作用的結果,這從另外一方面和證明了,我們技術員還要不斷的開拓、創新,充分考慮好裂縫產生的來源,有效地控制混凝土結構的裂縫,為建筑行業做出更多的貢獻。
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