新疆石河子職業技術學院 832000
摘要:混凝土是目前用量最大的一種建筑材料,然而,許多混凝土結構在建設與使用過程中出現了不同程度、不同形式的裂縫。這不僅影響建筑物的外觀,更危及建筑物的正常使用和結構的耐久性。本文分析了混凝土裂縫原因及現場混凝土裂縫控制方法,并提出混凝土裂縫的預防措施。
關鍵詞:混凝土;裂縫原因;控制方法;防治措施
混凝土結構的裂縫是一個相當普遍的現象,大量工程實踐以及近代科學關于混凝土強度的細觀研究都表明結構物的裂縫是不可避免的,它是材料的一種特性。因此,科學地對待裂縫問題是在對裂縫進行分類、研究的基礎上,采取有效的措施,將裂縫的有害程度控制在允許的范圍內。
1、常見的混凝土裂縫類型及產生的原因分析
1.1常見的混凝土裂縫類型
混凝土構件上出現不同程度的裂縫,主要有收縮裂縫(塑性裂縫、溫度裂縫)、凝縮裂縫、干縮裂縫、荷載裂縫、化學反映裂縫、沉陷裂縫、凍脹裂縫、張拉裂縫、變形裂縫以及其他的施工裂縫。
混凝土是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料,與水按一定比例配合,經攪拌、成型、養護而得到的非均質脆性材料。混凝土的抗拉強度不高,因此混凝土建筑和構件通常都是帶裂縫的。不少情況下,混凝土出現構件裂縫對結構性能、使用功能或耐久性等不會有大的影響,但是當裂縫已影響到或可能發展到一定程度會影響混凝土構筑物的使用功能或耐久性,減少使用壽命,甚至會引起滲漏,使其完全喪失使用功能。
1.2混凝土裂縫產生的原因
1.2.1建筑的結構構造
結構設計沒有達到規定的要求,如在主次梁交合處主梁沒設加強箍筋或附加吊筋、大截面梁沒設腰筋、構件斷面突變或因開洞、留槽而引起應力集中;混凝土保護層太小或太大;結構整體性差和建筑物防護不良等因素都會導致構件出現裂縫的情況。
1.2.2結構受荷
結構受荷后產生裂縫可由很多因素造成,特別是在施工和使用中。例如早期受震、過早拆模以及不當的施工方法、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、超負荷施工、張拉力的值過大等均可能引起裂縫。鋼筋混凝土結構設計的規范當中,可根據不同情況規定裂縫的最大寬度,但必須在 0.2~0.3mm。若寬度超過規范規定的范圍,或在不允許開裂的構件上出現裂縫則是有害裂縫,要重新進行分析并進行處理。
1.2.3地基變形
在鋼筋混凝土結構中,地基條件不良或沉降差較大、地基水平位移、溫差過大導致強凍脹,或因環境水、滲漏水導致地基凍脹的影響都有可能造成結構開裂。裂縫的大小、形狀、方位等均決定地基變形的情況,由于地基變形的應力相對比較大,使得裂縫具有貫穿性。
1.2.4溫度、濕度變形
一般混凝土在空氣中硬結時,混凝土表面或內部會產生大量的水化熱作用,因此在構件內產生拉應力,而早期混凝土強度較低,但混凝土收縮值最大。所以,如果構件早期養護不良,很容易產生收縮裂縫。
大體積混凝土在水泥水化過程中,會由于不均勻收縮變形、沉降、干縮等導致混凝土內部出現熱脹冷縮的現象,當外界溫度驟降時,混凝土的體積脹縮會受到約束力的限制,使混凝土內產生溫度應力,但混凝土抗拉強度較低,因而產生微觀裂縫和宏觀裂縫的現象。
2、現場混凝土裂縫控制方法
2.1表面修補法
表面修補法是建筑工程中最簡單和常見的修補方法,它主要是處理對混凝土拆模后表面出現如豆狀的小孔或不均勻振搗、漏漿嚴重等問題上。可在裂縫的表面噴涂水泥砂漿或細石混凝土,作用是防止混凝上受各種作用的影響繼續開裂,一般采用改良水泥砂漿進行補強修補。
2.2嵌縫封堵法
裂縫封堵中最常用的一種方法就是俗稱的嵌縫法,為了達到封閉裂縫的目的,通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填彈塑性或剛性止水材料,而變形縫宜采用如聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等彈塑性止水材料;非變形縫則可采用如聚合物水泥砂漿等剛性止水材料,。
2.3減少結構內力
減少結構所受荷載,一般采用卸荷或控制荷載等方法,則需設置卸荷結構,增設支點或支撐等。
2.4結構加固法
結構加固法適用在對結構整體性、承載能力有影響的深層或貫穿性裂縫的加固處理。某些建筑物或部位,出現嚴重的裂縫,雖采用了上述兩種方法但仍不能解決根本問題。因此,必須采用結構加固法。而在結構加固中可采用以下幾種方法:加大混凝上結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、增設支點加固以及噴射混凝上補強加固、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固等。
3、混凝土裂縫的防治措施
3.1控制混凝土的配合比
配合比是決定混凝土屬性的主要因素,施工前應嚴格按照設計要求的混凝土的強度、混凝土的和易性以及質量驗收要求等內容確定合理的配合比,把握好中水泥的用量以及水灰比,選擇優質的原材料,同時控制粗細骨料的粒徑及含量等細節,減少混凝土攪拌過程中出現的空隙,從而減少混凝土的收縮量,以此來預防裂縫,增強混凝土的抗裂強度。如應對干縮裂縫,可以選用收縮量小的如低熱水泥或粉煤灰水泥,來減少水泥用量并嚴格控制混凝土中的水灰比,因水灰比越大干縮就越大,同時可摻加適量減水劑。
3.2施工過程的質量控制
混凝土的各類裂縫對源自于施工環節,為此,首先應處理好地基工程,支模前一定要注意對下層基礎的夯實和加固,如遇到軟土部分應及時換填高強度材料,然后夯填密實滿足承載力要求。其次,安裝模板前要先將表面的粘土和水泥塊清除干凈,木模板要用水先潤濕,以防止過分吸收砂漿。支模時嚴密、牢固對接,防止縫隙漏漿發生。如果是鋼模板,要均勻涂刷一層涂膜劑。尤其要避免在凍土上搭建模板,以防止凍土開化后出現沉陷裂縫。另外,
為了保證鋼筋的保護層不受施工損壞,通常需要每間隔一米左右將墊塊綁在鋼筋上,以防止施工中脫落,保證混合料中碎石的粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4,并且不大于鋼筋凈間距的3/4。如果遇到結構截面積小而鋼筋的間距密集的情況時,可根據情況考慮選擇細石混凝土來澆筑。最后,在澆筑過程中做好振搗工作,通常都采用插入式振搗棒,此時應注意振搗密實,沒有少振、漏振的現象,并且注意模板周邊振搗時振搗棒距模板的距離不應大于振搗器有效作用半徑一半,以避免對模板進行擠壓而出現漏漿。分層澆筑時,振搗棒應插入下層混凝土中約5cm,以保證上下層有效結合。
3.3加強后期養護
混凝土澆筑完畢后要有科學合理的養護期,以便于不受到外界干擾逐步提高強度,最終形成硬化。通常標準的養護和拆模時間為28天,同條件下養護時間越長,混凝土強度值就越高,但這樣的養護周期在施工中往往難以實現。養護期間的重點在于注意混凝土的降溫,保持混凝土溫度與外界自然環境的穩定接近,同時盡可能地縮小混凝土凝固期間內外溫差的比例,從而減小溫度應力的產生。常用到的灑水養護便是控制混凝土溫度的措施,它可以降低混凝土表面積收縮,防止表面龜裂的產生。
結束語:
混凝土裂縫因施工因素產生的比較多,但其危害性和處理方法也不能一概而論,在具體處理時務須要對混凝土裂縫開展認真研究,區別對待。混凝土裂縫的防治是一個綜合性的問題,需要經過設計、監理、施工及使用方等多方面的配合。
參考文獻:
[1]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進展[J].山西水利科技,2013(05).
[2]向欣.混凝土工程中常見裂縫的分析與修補方法[J].西部探礦工程,2014(3).