朱海峰
(哈爾濱市第二建筑工程公司,黑龍江 哈爾濱 150000)
近代科學對于混凝土強度的研究以及大量工程實踐經驗均說明,由于混凝土是由骨料、水泥氣體、水分等組成的非勻質材料,水泥在硬化過程中體積產生變形,這種變形是不均勻的:水泥石收縮較大,骨料收縮較小,它們之間的變形收到相互間的約束應力,當變形大于約束應力即產生裂縫。混凝土的裂縫是不可避免的,當前建筑工程質量的要求是將裂縫的程度控制在允許范圍內。在一般工業建筑與民用建筑中,混凝土中寬度小于0.05mm的裂縫即為微觀裂縫,對結構使用、承重、防水、防腐都不具有危害性。寬度大于0.05mm的裂縫即為宏觀裂縫,雖然某些宏觀裂縫對結構受力影響不大,但對結構的耐久性、抗滲性能、鋼筋的抗銹蝕能力卻有很大影響。根據經驗和國內外調查資料:在工程實踐中,結構物的宏觀裂縫產生原因屬于變形變化,如溫度、收縮、不均勻沉陷引起的約占80%,屬于荷載引起的約占20%。實踐證明,嚴格按照施工規范和操作規程施工,可以避免影響結構受力的裂縫產生。
1 現澆板混凝土裂縫產生的原因
1.1 現澆板模板支撐體系基礎不合理;模板設計時荷載考慮不全或取值過小;成型后的板面急于堆放物料,使混凝土未達到設計強度前,模板支撐體系變形,導致混凝土抵抗不了變形應力而產生裂縫。
1.2 板內負彎矩筋保護層過小;混凝土振搗不密實;振搗完的混凝土自然沉實,在鋼筋處出現沉陷裂縫。
1.3 混凝土配合比中,粗細骨料級配不合理;成型后的混凝土自身結構不合理,抵抗變形的能力弱。
1.4 目前施工多采用泵送混凝土技術,泵送混凝土含砂率由普通混凝土的35%增加到45%,水灰比由0.5增加到0.7,混凝土坍落度過大,混凝土結構內部的游離水就過多,造成混凝土內部的微觀孔隙就過多,結構密實性不夠好,在外力作用下就越易產生裂縫。
1.5 溫度的影響,如水化熱、氣溫、太陽輻射等產生溫度應力而引起溫度變形;混凝土養護不及時;采取措施不當,造成裂縫。
1.6 混凝土自身的收縮,如自生收縮、失水干縮、塑性收縮等產生裂縫。自生收縮是混凝土硬化過程中由于化學作用而引起的收縮,這種收縮引起的變形可能是收縮,也可能是膨脹。塑性收縮發生在混凝土澆注后 4-15小時左右,這時水泥水化反應激烈,出現泌水和水份急劇蒸發現象,此時骨料與膠合料之間也產生不均勻的沉縮變形,產生裂縫。水泥石在干燥和水濕的環境中,要產生干縮和濕脹現象。
2 針對上述裂縫產生的原因,建議施工中采取以下措施來控制或減少裂縫的產生
2.1 施工中模板支撐系統必須經過精確的荷載匯集和結果驗算,滿足強度和剛度要求,必要時須經過荷載試驗驗證。支撐體系的基礎需要平整堅實,保證其不沉降;支撐桿件滿足整體穩定和單肢穩定要求,保證其不變形。另外,施工中注意板面施工荷載不能超載,成型后的混凝土板面不能急于堆放物料,增加荷載。
2.2 施工中嚴格控制負彎矩筋彎鉤的下料長度和板面混凝土的澆筑厚度,使誤差控制在最小。
2.3 混凝土施工配合比需經試驗站通過實驗配制,保證水泥用量合理、水灰比合理、漿骨比合理、粗骨料級配合理,使成型后的混凝土自身結構合理,抵抗變形的能力強。
2.4 目前施工多采用泵送混凝土技術,施工中必須嚴格控制水灰比和坍落度,并經過實測現場砂石含水率,調整用水量,控制攪拌時間和坍落度。
2.5 根據實際經驗,在混凝土中采用礦渣水泥或摻入粉煤灰時,混凝土的自生收縮是膨脹變形,盡管變形不大,但是對混凝土的抗裂性是有益的;并且礦渣水泥混凝土及摻粉煤灰混凝土的自生膨脹變形是穩定的,因此推薦擴大其應用范圍。
2.6 為避免塑性收縮裂縫的產生,在施工中應注意:
(1)控制混凝土的水泥用量;嚴格控制水灰比,寧可水灰比小一些。
(2)選擇保水性好的外加劑。
(3)避免長時間的混凝土攪拌;控制澆筑時間不宜過快;加強振搗,振搗時間以5-15s/次為宜。
(4)注意高溫季節給硬化帶來的影響,采取適當措施緩凝和養護,因炎熱氣溫和日曬能促進混凝土失水。
(5)大風天施工加強養護,以免引起劇烈水份蒸發,形成上部和下部或截面中部與邊緣部位硬化不勻和差異收縮。
(6)采用“二次振搗”和“二次抹壓”工藝可有效控制塑性收縮裂縫的產生,即在混凝土澆筑振搗成型后,在其初凝前進行二次振搗,使混凝土更加密實,以避免第一次振搗不實,造成混凝土沉陷變形,產生裂縫。另外,在混凝土終凝前對混凝土表面進行抹壓,以補償混凝土失水變形產生的裂縫。
實踐證明,上述措施對于混凝土板的裂縫控制是較為有效的。
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