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(nèi)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(jié)構(gòu)的使用,甚至造成結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的原因,機(jī)理,并提出了具體的防裂縫措施。
關(guān)鍵詞:混凝土,裂縫,原因,措施
在建筑施工中,混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí),會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫,影響結(jié)構(gòu)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(zhì)量。盡管我們?cè)谑┕ぶ胁扇「鞣N措施,小心謹(jǐn)慎,但裂縫仍然時(shí)有出現(xiàn),有些還造成了無法估量的損失,因此,混凝土施工中應(yīng)嚴(yán)格控制裂縫產(chǎn)生和發(fā)展,以保證工程質(zhì)量。
一、混凝土裂縫類型及裂縫產(chǎn)生原因分析
在施工現(xiàn)實(shí)中,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多,甚至多種因素相互影響,但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因。混凝土裂縫的種類,就其產(chǎn)生的原因,大致可劃分如下幾種。
地基不均勻沉降。
當(dāng)?shù)鼗l(fā)上不均勻沉降后,墻休承受較大的剪切力,建筑物就會(huì)發(fā)生變形,墻體裂縫一般發(fā)生在縱墻的兩端,尤其是軟土地基上。窗臺(tái)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(fā)生上下位置的水平裂縫而產(chǎn)生的。
1荷載引起的裂縫
混凝土梁板、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫,主要有直接裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫;次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。
1 溫度變化引起的裂縫
溫度裂縫的產(chǎn)生緣由包括混凝土內(nèi)部因素和外部因素兩方面,這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi),一般不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,但卻對(duì)結(jié)構(gòu)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(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差,這對(duì)混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí),即會(huì)出現(xiàn)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(nèi)部溫度上升,這就形成了內(nèi)外溫差,當(dāng)這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí),就會(huì)導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。
2 收縮引起的裂縫
養(yǎng)護(hù)問題,塑性收縮狀態(tài)將會(huì)在混凝土表面發(fā)生方向不定的收縮裂縫,這類裂縫尤其以大風(fēng)、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(biāo)號(hào)及用量,骨料品種,水灰比,外摻劑,養(yǎng)護(hù)方法,外界環(huán)境等。
3 材料配合比不當(dāng)
混凝土材料配合比不當(dāng)?shù)那闆r主要有水灰比過大、水泥用量過大,含砂率不當(dāng)、外加劑選用不當(dāng)、骨料不佳等。這些對(duì)混凝土的耐久性有較大影響,不僅降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性,還會(huì)對(duì)混凝土收縮性能產(chǎn)生不利影響而引起裂縫。
4 施工工藝控制不好及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)
混凝土施工中如果工藝控制不好會(huì)降低混凝土的質(zhì)量性能使?jié)仓蟮臉?gòu)件或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。施工不當(dāng),影響鋼筋與混凝土的結(jié)合。在施工過程中模板支設(shè)不到位、支撐不牢靠時(shí)會(huì)出現(xiàn)沉降裂縫。在混凝土澆筑后,早期強(qiáng)度表面沒有被及時(shí)覆蓋混凝土表面水分蒸發(fā)過快會(huì)是混凝土表面出現(xiàn)裂縫。振搗過程中振搗棒漏振、過振會(huì)影響混凝土的均勻性和密實(shí)性,導(dǎo)致混凝土硬化后出現(xiàn)裂縫。
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
如構(gòu)件截面尺寸不合理、跨度過大、高度偏小,或者由于截面內(nèi)斷面突變、開洞、留槽等引起應(yīng)力集中。在設(shè)計(jì)中,配置給構(gòu)件的鋼筋過粗或過疏,附加箍筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩厝菀讓?dǎo)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(shè)置沉降縫。
對(duì)于一些長(zhǎng)度過大、分期建設(shè)、不同荷載、平面形狀復(fù)雜和有部分地下室的建筑物,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)從基礎(chǔ)開始分成若干部分并設(shè)置沉降縫,以防止裂縫產(chǎn)生。
增強(qiáng)建筑物上部結(jié)構(gòu)的剛度。為了提高墻體的抗剪強(qiáng)度,在基礎(chǔ)處及門窗口上設(shè)置過梁,通過改善砂漿的和易性,提高砂漿的強(qiáng)度和飽滿度,增加粘結(jié)度。
加強(qiáng)對(duì)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(jù)勘察結(jié)果確定地基的軟弱部位,重點(diǎn)進(jìn)行處理,如采取加固措施等,增強(qiáng)地基的承載力,再進(jìn)行地基施工。或者根據(jù)地基的情況,分別采取不同的地基形式。
1 設(shè)計(jì)構(gòu)造措施
設(shè)計(jì)中把結(jié)構(gòu)約束狀態(tài)考慮充分,應(yīng)盡可能給結(jié)構(gòu)保留足夠的變形余地,應(yīng)合理配置構(gòu)造鋼筋、縱筋、箍筋。設(shè)計(jì)中盡量避免斷面突變的結(jié)構(gòu),減少應(yīng)力集中。對(duì)體型復(fù)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(shè)置圈梁和構(gòu)造柱提高建筑結(jié)構(gòu)整體性,提高結(jié)構(gòu)抗剪、抗拉強(qiáng)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(fā)生部位布置相應(yīng)的抗裂鋼筋,能有效地克服主拉應(yīng)力,這樣可以有效的控制裂縫的發(fā)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(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)按照降低水化熱溫升的原則進(jìn)行。
(1)應(yīng)優(yōu)選低礦渣水泥等低水化熱和凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥。粗集料宜采用連續(xù)級(jí)配,細(xì)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(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí),在保證混凝土強(qiáng)度、及工作性質(zhì)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(jí)配等措施,減少單方混凝土的水泥用量。
(3)混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)及質(zhì)量評(píng)定時(shí),可按60天齡期的抗壓強(qiáng)度控制。
3 改進(jìn)振搗工藝
澆搗時(shí)采用振動(dòng)棒行列式排列垂直振搗、快插慢拔,根據(jù)混凝土坍落度的不同掌握振搗時(shí)間長(zhǎng)短,不要過振,不要漏振。在用泵送混凝土?xí)r,防止重力引起的石子下沉造成混凝土結(jié)構(gòu)不均勻。避免在雨水或大風(fēng)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(nèi)外溫差過大引起裂縫。
4 合理安排施工進(jìn)度
對(duì)混凝土澆筑,應(yīng)遵循“同時(shí)澆搗,分層堆累,一次到頂,循序漸進(jìn)”的成熟工藝。在每次澆筑中,又分幾層。其層間的間隔時(shí)間應(yīng)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(zhǎng)的時(shí)間間隔不大于混凝土的初凝時(shí)間。當(dāng)層間間隔時(shí)間超過混凝上的初凝時(shí)間,層面應(yīng)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(dòng)的石子,并均勻露出租骨科;②在上層混凝土澆筑前,應(yīng)用壓力水沖洗混凝士表面的污物,充分濕潤(rùn).但不得有水;③對(duì)非泵送及低流動(dòng)度混凝土,在澆筑上層混凝土?xí)r,應(yīng)采取接漿措施。
5 從施工方面采取措施
混凝土的施工應(yīng)提前制訂專項(xiàng)施工技術(shù)方案,并應(yīng)對(duì)混凝土采取溫度控制措施。
(1)施工前應(yīng)根據(jù)原材料、配合比、環(huán)境條件、施工方案和施工工藝等因素,進(jìn)行溫控設(shè)計(jì)和溫控監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì),并應(yīng)在澆筑后按該設(shè)計(jì)要求對(duì)混凝土內(nèi)部和表面的溫度實(shí)施監(jiān)測(cè)的控制。對(duì)混凝土進(jìn)行溫度控制時(shí),應(yīng)使其內(nèi)部最高溫度不大于75℃、內(nèi)表溫差不大于25℃。為了減少內(nèi)外溫差,澆筑前可以對(duì)混凝土用料遮蓋,避免日光暴曬,對(duì)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(yīng)盡量采用分層澆筑,分層、分塊的尺寸宜根據(jù)溫控設(shè)計(jì)的要求及澆筑能力的合理確定;當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較小或能滿足溫控要求時(shí),可全斷面一次澆筑。分層澆筑時(shí),在上層混凝土澆筑之前應(yīng)對(duì)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(yīng)采取措施將各層間的澆筑間歇期控制在7天以內(nèi)。分塊澆筑時(shí),塊與塊之間的豎向接縫面應(yīng)平行干結(jié)構(gòu)物短邊,并應(yīng)在澆筑完成拆模后按施工縫的要求進(jìn)行鑿毛處理。分塊施工所形成的后澆段,應(yīng)在對(duì)混凝土實(shí)施溫度控制且其溫度趨于穩(wěn)定后方可澆筑。混凝土的澆筑宜在氣溫較低時(shí)進(jìn)行,但混凝土的入模溫度最好不低于5℃,在熱期施工時(shí),宜采取在攪拌過程中送冷風(fēng)對(duì)拌和物進(jìn)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(yīng)高于28℃,再者澆筑砼時(shí)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?xí)r減少澆筑厚度,加快混凝土的散熱速度。
(3)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù),應(yīng)根據(jù)氣候條件采取控溫措施,應(yīng)按照“內(nèi)降外保”的原則,對(duì)混凝土的內(nèi)部采取設(shè)置冷卻水管循環(huán)水冷卻,對(duì)外部采取覆蓋蓄熱或蓄水保溫等措施進(jìn)行。混凝土澆注完畢后,應(yīng)在其收漿后盡快予以覆蓋并灑水保濕養(yǎng)護(hù),促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定增長(zhǎng)。采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥時(shí),其養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜少于14天,采用其他品種水泥時(shí)不少于21天。在遇氣溫驟降天氣或寒冷季節(jié)澆筑的混凝土,除應(yīng)對(duì)其外部加強(qiáng)覆蓋保溫外,還應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
三、結(jié)語
綜上所述,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)往往是設(shè)計(jì)、施工、材料、工藝等綜合因素作用的結(jié)果,這從另外一方面和證明了,我們技術(shù)員還要不斷的開拓、創(chuàng)新,充分考慮好裂縫產(chǎn)生的來源,有效地控制混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫,為建筑行業(yè)做出更多的貢獻(xiàn)。
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