淺談施工中混凝土裂縫產生原因及預防措施

李生蘭

1 裂縫產生的原因

混凝土裂縫產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、結構受荷、模板變形、施工方式不當時、外添加劑問題等都非常容易產生裂縫。具體原因及預防措施如下:

地基不均勻沉降造成鋼筋混凝土開裂的主要原因:

①房屋建于土質差別較大或軟弱土質上。

②建筑物基礎深淺不一。

③房屋相鄰部分的高度、荷重、結構剛度差別較大。

④建筑物平面形狀復雜、立面變化過大、長度過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,由于地基變形的應力相對較大,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的因素很多,主要有:

①水泥、砂、石等質量不好是引起裂縫較常見的因素。若工程(考試大)上用了這些不合格的材料就會導致"豆腐渣工程",所以說只有把好材料的質量關,工程質量才會在根本上得到保證。②混凝土是一種人造混合材料,其質量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂縫產生的直接或間接原因。③水分蒸發、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。混凝土養護,特別是早期養護質量與裂縫關系密切。早期表面干燥可使其內外溫度較大更容易產生裂縫。④模板構造不當,漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都有可能造成混凝土開裂。施工過程中,鋼筋表面污染,混凝土保護層太大或太小,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

溫度變化產生裂縫的原因

當溫度變化時,裂縫都產生在大體積混凝土表面或溫差較大的地區。由于混凝土體積大,大量水化熱積聚在內部不易散發,導致混凝土內部溫度急劇上升,而外部散熱較快,從而產生內外的較大溫差,使得內外熱脹冷縮程度不同,使得混凝土表面產生拉應力,當拉應力超過混凝土抗拉極限強度時就產生裂縫。

結構受荷可能出現的裂縫。在施工中和使用中由于結構受荷都可能出現裂縫。例如早期受震、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應力值過大等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件,在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30-40%的設計荷載,就可能出現裂縫,肉眼一般不能察覺,而構件的極限破壞荷載往往都在設計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫也稱為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規范中,分別不同情況規定裂縫的最大寬度為0.2-0.3mm,對那些寬度超過規范規定的裂縫,以及不允許開裂的構件上出現裂縫則是有害的,需加以認真分析,慎重處理。

2 混凝土裂縫的預防措施

2.1 地基不均勻沉降造成鋼筋混凝土開裂時的預防措施:

①對松軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。②防止混凝土澆筑過程中地基被水浸泡。③應在房屋可能產生過大不均勻沉降的地方設置沉降縫。

2.2 施工控制裂縫措施:

①合理設計與控制混凝土配比,在保證強度的前提下,減少水泥用量與絕對用水量。由于混凝土的收縮是水泥石結硬過程中失水造成的,絕對用水量少,混凝土結硬多余水就少,收縮就小。②合理組織施工。③加強混凝土早期養護。從試驗資料表明,普通混凝土在水中養護不僅無收縮,相反有微量膨脹,所以應盡量可能延長水中養護或認真的控制澆水養護時間,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模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先后次序。⑤在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

2.3 溫度變化產生裂縫的預防措施:

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改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量降低水化熱。⑤改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統的"三冷技術"的基礎上采用"二次風冷"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性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現時間。⑦加強混凝土溫度的監控,及時采取冷卻、保護措施。⑧加強混凝土養護,混凝土澆筑后,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養護,適當延長養護時間,保證混凝土表面緩慢冷卻。

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

①混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發后毛細管中產生毛細管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力,但會使混凝土強度降低。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補充。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力,提高的混凝土抗裂性能。⑥混凝土在收縮時受到約束產生拉應力,當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度,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間適當,在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。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,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,我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經濟。

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法。涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(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:用修補材料直接填充裂縫,一般用來修補較寬的裂縫,作業簡單,費用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型槽,然后作填充處理。

灌漿法:此法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。

結構補強法:因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等.

結語

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此嚴格按規程、規范要求施工,嚴把質量關,防患于未來,盡可能地降低混凝土裂縫的出現;對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

參考文獻

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