時間:2023-05-29 18:25:35
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇混凝土裂縫,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】裂縫;商品混凝土;系統控制;收縮
商品砼普遍應用,鋼筋混凝土裂縫問題成為工程結構一個普遍的質量問題,且日趨增多的趨勢。通過大量的工程實踐從裂縫形狀來分析裂縫產生的原因,從源頭著手以達到控制裂縫目的。商品混凝土系統控制收縮應為混凝土商品化生產為建筑工程節省水泥、提高工程質量改進施工組織、減輕勞動強度、降低成本等提供可能,同時也為節省施工用地、改善勞動條件,環境污染而使人類受益,同時還為推廣散裝水泥鋪開道路。但商品砼普遍應用,裂縫問題也成為工程結構一個普遍的質量問題,且日趨增多的趨,因擾著每一個工程技術人員。鋼筋混凝土結構的裂縫影響到結構的美觀,也可能影響結構的正常使用與耐久性。當裂縫寬度達到一定數值時,還可能危及結構的安全。因此,裂縫問題是一個人們普遍關心的問題。大量科研和實踐都證明了混凝土結構出現裂縫是不可避免的。裂縫對于鋼筋混凝土來說是一種可以接受的材料特性,問題是如何使其有害程度控制在允許范圍之內。裂縫的控制應是一個系統的科學,涉及材料、生產、設計、施工、維護等各個方面。通過工程實踐出現的裂縫來談談如何有效控制裂縫。
1 裂篷的原因混凝土抵抗拉伸的能力比抗壓能力小很多,當混凝土結構中的拉應變超過了混凝土的極限拉應變時將出現裂縫。使混凝土產生裂縫的原因有很多,主要包括收縮變形(塑性收縮、塑性沉降、干燥收縮)、溫度變形(水泥的水化熱、氣溫變化、環境生產熱)、荷載的作用及地基不均勻沉降。
2 混凝土工程中常見的裂縫
2.1 塑性收縮裂縫和塑性沉降塑性裂縫是指混凝土尚未硬化而處于塑性階段,澆注后的2~16小時內常出現。這種裂縫在工程中很普遍。一般在干熱或大風的天氣,在混凝土表面出現,形狀很不規則,互不連貫,長短不等,類似干燥的泥漿面,通常稱為龜裂。塑性收縮裂縫,常出現在樓板、路面等表面失水較快的平面結構中,典型的是板角部45度的平行裂縫和無規則的雞爪或地圖狀裂縫。塑性沉降是新澆筑的混凝土經震搗壓實后,由于重力作用,重的固體顆粒下沉引起的。這類裂縫主要發生在梁、厚板表面。裂縫通常為鋼筋縱向平行方向,且產生這類裂縫的梁體鋼筋保護層過小。這二類裂縫可以通過改善混凝土組成配比,尤其注意選擇骨料的級配,減小泌水,加強二次抹壓來防止。試驗也表明,保護層厚度是影響這種裂縫的主要因素。雖然減小坍落度和采用較小直徑鋼筋可使塑性裂縫出現的機率減少,但不如增加保護層厚度的效果明顯。溫度裂縫溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或環境。混凝土澆筑后,由于水泥的水化反應,在凝結和硬化階段,溫度上升。這種內部蓄熱不能很快通過混凝土表面散發到空氣中去,因此形成從構件核心到混凝土表面的溫度梯度。這種溫度分布使混凝土產生一種自應力狀態,外層受拉,中間受壓。因混凝土抗拉強度和抵抗受拉變形能力很低,產生的拉應力超過混凝土的實際抗拉強度時。便會出現裂縫,特別是在施工中后期。表面溫度裂縫走向無一定規律性,梁板類或長度尺寸較大的結構構件,裂縫多平行于短邊;深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接行,裂縫沿著長邊分段出現,中間較密。大面積結構裂縫常縱橫交錯。裂縫寬度大小不一,一般在0.5mm以下,沿全長變化不大。裂縫沿截面高度一般是上寬下窄狀,但個別也有下寬上窄。采用低水化熱水泥(如礦渣水泥),減少水泥用量,降低攪拌時混凝土溫度,以及采取控制硬化化過程的施工工藝可減少裂縫出現的機率。
2.2 干縮裂縫干縮裂縫通常出現在混凝土澆筑后一周左右或混凝土養護結束后的一段時間。混凝土中多余水分蒸發,體積隨溫度變化而產生的收縮是不可逆的。混凝土內外水分蒸發程度不同,表面游離水分蒸發較快體積收縮大,而內部收縮小,表面收縮變形受到內部混凝土的約束,會產生較大的拉應力而產生裂縫。構件長期露天堆放.表面溫濕度經常劇烈變化也會產生干縮裂縫。商品混凝土往往添加減水劑,這也增加了混凝土干縮。干縮裂縫在大體積混凝土中平面部位、整體結構的變截面處、預制構件的箍筋位置經常可見。一般為表面性的平行線狀或網狀淺細裂紋.寬度一般在0.05mm~0.2mm,并隨溫度和濕度的變化逐漸發展。減小混凝土水灰比,加強養護,減少混凝土水份蒸發,采用補償收縮砼是防止干縮裂縫的有效措施。
2.3 沉降裂縫沉降裂縫主要與結構地基土質不勻、松軟或回填土不實以及侵水等情況有關。構件模板剛度、強度不足,支撐間距過大或底部松動、過早拆模等也常導致不均勻沉降裂縫的出現。這類裂縫大部分為深進或貫穿性裂縫,上下部都有,一般與基層垂直或呈30~45度角方向發展。裂縫寬度與不均勻沉降量成比例,而受溫度變化影響較小。這種裂縫為施工責任,完全可以避免,出現機率也較小。
2.4 荷載作用產生的裂縫由于荷載的直接作用產生的裂縫。鋼筋混凝土軸心受拉構件,貫穿整個截面寬度的裂縫為“主裂縫”,用變形鋼筋配筋的構件,在主裂縫之間位于鋼筋附近還會出現裂縫寬度很細的短的“次裂縫”。在一般梁中,主裂縫首先在最大彎矩截面出現,從受拉邊緣向中和軸發展,同樣在主裂縫之間縱筋處可以看到短而細的次裂縫。梁高較大的T形或工形梁中縱向鋼筋處的次裂縫可發展成與主裂縫相交的枝狀裂縫。枝狀裂縫在梁腹處的裂縫寬度要比鋼筋處裂縫寬度大得多。同沉降裂縫一樣,這類裂縫不屬變形引起的裂縫,工程中出現較少。
2.5 其他裂縫由于保護混凝土的碳化和氯離子的侵入會使混凝土中鋼筋發生腐蝕,而銹蝕產物的體積比鋼筋被侵蝕的體積大2~3倍。這種效應足以使混凝土產生相當大的拉應力,引起保護層混凝土脹裂,導致出現沿鋼筋的縱向裂縫。混凝土孔隙中的堿溶液與含有二氧化硅的骨料產生堿—硅酸鹽凝膠,這種化學反應稱為堿骨料反應。凝膠吸水后使骨料發生破環性膨脹,體積增大3~4倍。最初觀察到的混凝土損害為表面不規則的雞爪狀裂縫,隨著時間的發展,最終將導致表層混凝土的完全碎裂。3裂縫的治理方法裂縫的治理方法應從實際出發。在安全可靠的基礎上,還要考慮技術上和施工條件的可行性。應根據混凝土裂縫發生的原因、性質、大小、部位、結構受力情況和使用要求。區別情況,及時認真地進行治理。對于一般的混凝土的樓板表面較細的裂縫,可先將裂縫處清洗干凈,待干燥后用水泥漿或環氧漿液進行修補,當裂縫較寬時,應先沿縫鑿在八字形凹槽,再用1:2水泥砂漿或環氧膠泥嵌補;當裂縫較深時應進行設計加固。
3 混凝土工程中常見的裂縫加固方法
3.1 加大截面加固法
用增大結構構件截面面積,以提高其承載力和滿足正常使用的傳統加固方法。加固效果好、經濟、適用面廣,但施工復雜,濕作業工作量大,工期長,對房屋的凈空和美觀也會有一定影響。
3.2 外包鋼加固法
在結構構件四角(或兩角)包以型鋼的一種傳統加固方法。受力可靠、施工簡便、工期短,但耗鋼量較大,維護費較高。
3.3 預應力加固法
采用外加預應力的鋼拉桿、鋼絞線或型鋼撐桿是卸荷、加固及改變結構受力三者合一的加固方法。材料簡便快捷,施工時不影響使用,但要有一套施工預應力的工序及設備機具,要求環境溫度不超過60℃,否則應采取有效防護措施。
3.4 增設支點加固法
通過增設支點,減小結構跨度和內力,提高結構承載力的加固方法。受力明確、簡單可靠、效果好,但使用空間受到一定影響。
3.5 粘鋼加固法
用結構膠把鋼板貼在構件外部以提高結構承載力和滿足正常使用的加固方法。施工工藝簡單、速度快,對生產和生活影響小。要求環境溫度不超過60℃、相對濕度不超過70%及無化學腐蝕的使用條件,否則應采取有效防護措施,對混凝土強度等級低于C15的構件不宜采用。
3.6 碳纖維加固法
利用樹脂膠結材料將碳纖維布或碳纖維板粘貼于構件表面,從而提高結構承載力的加固方法。材料輕質高強、施工方便,適用面廣。要求環境溫度不超過60℃,否則應采取有效防護措施,對混凝土強度等級低于C15的構件不宜采用。
關鍵詞:大體積砼溫度裂縫沉縮裂縫裂縫預測裂縫控制砼施工
前言
隨著經濟的迅速發展,基礎設施建設中大體積砼越來越多,工程實踐證明,大體積砼施工難度比較大,砼產生裂縫的機率較多,稍有差錯,將會造成無法估量的損失。為了降低經濟損失,我們要減少和控制裂縫的的出現。
從裂縫的形成過程可以看到,砼特別是大體積砼之所以開裂,主要是砼所承受的拉應力和砼本身的抗拉強度之間的矛盾發展的結果。因而為了控制大體積砼裂縫,就必須盡最大可能提高砼本身抗拉強度性能和降低抗應力(特別是溫度應力)這兩方面綜合考慮。抗拉強度主要決定于砼的強度等級及組成材料,要保證抗拉強度關鍵在于原材料的優選和配合比的優化(砼強度等級設計已經確定),由于砼選用地材,從經濟角度來考慮,原材料優化的空間相對較小,所以降低拉應力是控制砼裂縫的有效途徑,而降低拉應力主要通過減少溫度應力和沉縮應力來控制溫度裂縫和沉縮裂縫。
一、溫度裂縫
1.溫度裂縫產生的主要原因:一是由于溫差較大引起的,砼結構在硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,使砼表面和內部溫差較大,砼內部膨脹高于外部,此時砼表面將受到很大的拉應力,而砼的早期抗拉強度很低,因而出現裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大,離開表面就很快減弱,因此裂縫只在接近表面的范圍內發生,表面層以下結構仍保持完整。二是由結構溫差較大,受到外界的約束引起的,當大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時,又沒有采取特殊措施降低,放松或取消約束,或根本無法消除約束,易發生深進,直至貫穿的溫度裂縫。
2.溫度裂縫形成的過程:一般(人為)分為三個時期:一是初期裂縫--就是在砼澆筑的升溫期,由于水化熱使砼澆筑后2-3天溫度急劇上升,內熱外冷引起“約束力”,超過砼抗拉強度引起裂縫。二是中期裂縫--就是水化熱降溫期,當水化熱溫升到達峰值后逐漸下降,水化熱散盡時結構物的溫度接近環境溫度,此間結構物溫度引起“外約束力”,超過砼抗拉強度引起裂縫。三是后期裂縫,當砼接近周圍環境條件之后保持相對穩定,而當環境條件下劇變時,由于砼為不良導體,形成溫度梯度,當溫度梯度較大時,砼產生裂縫。
3.溫度控制:溫度裂縫的產生一般是不可避免的,重要的是如何把其控制在規范允許的范圍之內,要進行有效的控制,就必須進行科學預測,以保證控制的準確性。對溫度應力的控制現場一般是進行溫控。在澆筑砼時,采用溫度傳感片和測溫儀,從澆筑開始測溫(包括入模溫度,環境溫度),并及時抹壓(特別是初凝前)和保溫保濕養護。澆筑完后根據溫控指標,及時調整保溫保濕養護條件。
溫度影響系數受多種因素影響,其中溫度、濕度、散熱界面(土、空氣等),初凝時間、風速、溫差等影響較大,特別是風速和溫差較大時,溫度影響系數?大大降低,最高溫升將降低,這與我們的實測結果是相吻合的。但為防止降溫過快,形成大的溫度梯度,夏季選用蓄水養護,秋冬季加蓋草袋、海綿如果工地氣候風大、干燥特征拆模后及時采取防風,保溫措施,并及時回填土,結果證明這些方法對溫度影響系數的改變是非常有用的,事實表明控制也是非常成功的。
二、沉縮裂縫
當然砼沉縮裂縫在大體積砼(特別是泵送大流態砼)施工中也是非常多的。主要原因是振搗不密實,沉實不足,或者骨料下沉,表層浮漿過多,砼澆筑后,沒有及時抹壓實(特別是初凝前的二次拌壓),且表面覆蓋不及時,受風吹日曬,表面水份散失快,產生干縮,砼早期強度又低,不能抵抗這種變形而導致開裂。
在施工中采用緩凝型泵送劑,延緩砼的凝結硬化速度,充分利用外加劑(特別是緩凝劑)的特性,適時增加抹加次數,消除表面裂縫(特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫),特別是初凝前的抹壓,這對消除表有效的。
三、保證大體積混凝土質量的措施
1.選擇合適水泥和嚴格控制水泥用量
優先采用525R普通水泥,425R普通水泥等高標號水泥,以減少水泥用量。選用低熱水泥,減少水化熱,降低混凝土的溫升值。并盡量選用后期強度(90或120天),降低水泥量,并延緩峰值。在滿足設計和混凝土可泵性的前提下,將425R水泥用量控制在450kg/m3,525R水泥用量控制在360kg/m3。以降低砼最高溫升,降低砼所受的拉應力。
2.嚴格控制骨料級配和合泥量
選用10.40mm連續級配碎石(其中10.30mm級配含量65%左右),細度模數2.80-3.00的中砂(通過0.315n凹篩孔的砂不少于15%,砂率控制在40%-45%)。砂、石含泥量控制在1%以內,并不得混有有機質等雜物,杜絕使用海砂。
3.選擇適當外加劑
可根據設計要求,混凝土中摻加一定用量外加劑,如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易性,使用水量減少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝延長到5h左右。
4.選擇優化配合比
選用良好級配的骨料,嚴格控制砂石質量,降低水灰比,并在砼中摻加粉煤灰和外加劑等,以降低水泥用量,減少水化熱,以降低砼溫升,從而可以降低砼所受的拉應力。
5.采用切實可行的施工工藝
根據泵送大體積混凝土的特點,采用“分段定點,一個坡度,薄層澆筑,循序推進,一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能較好地適應泵送工藝,避免混凝土輸送管道經常拆除、沖洗和接長,從而提高泵送效率,簡化混凝土的泌水處理,保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。根據混凝土泵送時自然形成一個坡度的實際情況,在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器,第一道布置在混凝土出料口,主要解決上部混凝土的振實;由于底層鋼筋間距較密,第二道布置在混凝土坡腳處,以確保下部混凝土密實。隨著澆筑的推進,振動器也相應跟上,以確保整個高度上混凝土的質量。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚,故澆筑結束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數遍,打磨壓實,以閉合混凝土的收水裂縫。
6.嚴格控制混凝土入模溫度
大體積砼最好選在春秋季施工,以降低入模溫度,既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模溫度,再者澆筑砼時最好不要讓砼在太陽下直接爆曬。施工過程中應對碎石灑水降溫,保證水泥庫通風良好,自來水預可先放入地下蓄水池中降溫。
7.加適當預埋件
在砼易裂縫部位埋設應力應變傳感片,直接測試拉應力,以便更直接控制砼(調節保溫保濕養護條件,保證溫度梯度),確保砼不裂縫。在基礎面筋上加設鐵絲網或小直徑鋼筋網,以提高砼表面抗裂性(中間溫度筋可去掉)。如3.00m厚承臺設計時,在承臺中間設置了墊20@2肋水平抗縮鋼筋網片。采用“水平分層間隙”施工方法,分兩層進行澆筑,間隙時間7d以上,分層厚度各1.5m,抗縮鋼筋網設置在下層1.5m的上表面。在工期允許的情況下,這種施工方法可降低內部最高溫升、減少人力、材料及機械設備的投入。
8.改進施工技術
施工時加強插筋位置的振搗、抹壓、養護。由于鋼筋是熱的良導體,易產生大的溫度梯度,這是裂縫產生的一個主要環節。同時加強初凝前的抹壓,以消除初期裂縫,并加強早期養護,提高砼抗拉強度。
9.加強砼澆筑后的養護
砼澆筑后,應盡快回填土--土是砼最好的養護材料之一。目前這是砼保溫保濕養護的最有效方法,對預防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養護,在混凝土施工期間可通入冷卻循環水,以便加快承臺內部熱量的散發。如采用內散外蓄綜合養護措施,可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養護周期,對于超厚大體積混凝土施工尤其適用。
10.加強技術管理
加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導施工,明確分工,責任到人。加強計量監測工作,定時檢查并做好詳細記錄,認真對待澆筑過程中可能出現的冷縫,并采取措施加以杜絕。在變截面施工前,一定要加強預測,并保證預測的科學性。同時在實施過程中,要切實落實施工方案。
11.加強混凝土的測溫工作
為及時掌握混凝土內部溫升與表面溫度的變化值,在承臺內埋沒若干個測溫點,采用L形布置,每個測溫點埋設溫管2根01根管底埋置于承臺混凝土的中心位置,測量混凝土中心的最高溫升,另一根管底距承臺上表面100mm,測量混凝土的表面溫度,測溫管均露出混凝土表面100mm。用100的紅色水銀溫度計測溫,以方便讀數。第l--5d每2h測溫1次,第6d后每4h測溫1次,測至溫度穩定為止。從已有施工經驗的測溫情況看,混凝土內部溫升的高峰值一般在3.5d內產生,3d內溫度可上升到或接近最大溫升,內外溫差值在20℃左右,控制在規范規定范圍內,未發現異常現象。
12.其它參考意見
2、混凝土在硬化的過程中由于干縮引起的體積變形受到約束時產生的裂縫,這種裂縫的寬度有時會很大,甚至會貫穿整個構件。
3、在大厚度的構件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,在澆搗后數小時會發生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。
4、當有約束時,混凝土熱脹冷縮所產生的體積脹縮因為受到約束力的限制,在內部產生了溫度應力,由于混凝土抗拉強度較低,容易被溫度引起的拉應力拉裂從而產生溫度裂縫。(由于太陽曝曬產生裂縫是工程中最常見的現象)
5、混凝土加水拌和后,水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起反應,析出的膠狀大街一硅膠從周圍介質中吸水膨脹,體積增大到三倍從而使混凝土脹裂產生裂縫。
6、在炎熱或大風天氣,混凝土表面水分蒸發過快以及混凝土水化熱高等,在混凝土澆筑后數小時仍處于塑性狀態時易產生塑性收縮裂縫。
7、構件承受荷載所產生的裂縫:如、構件在均布荷載或集中荷載作用下次生內力彎矩,出現垂直于構件縱軸的裂縫;構件在較大剪力作用下,產生斜裂縫,并向上、下延伸。
8、當結構的基礎出現不均勻沉降時,結構構件受到強迫變形,而使結構構件開裂,隨著不均勻沉陷的進一步發展,裂縫會進一步擴大。
9、當鋼筋混凝土構件處于不利的環境中,如海洋等時,由于混凝土保護層厚度過薄,特別是混凝土的密實性不良,環境中的氯離子和溶于海水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹生成氧化鐵。氧化鐵的體積比原來金屬的體積大得多,鐵銹體積膨脹,對周圍混凝土擠壓,使混凝土脹裂。這種裂縫一般沿鋼筋方向,比較容易識別。順鋼筋方向的裂縫發生后,更加速了鋼筋銹蝕過程,最后導致保護層成片剝落,這種順筋裂縫對耐久性的影響較大。
其次,要根據施工過程中可能產生使混凝土裂縫的因素,積極主動的采取相應的措施預防裂縫的出現。以減少不必要的損失和使用缺陷。通過和現場工作人員的交流,我大致總結出以下幾點預防混凝土裂縫的建議:
1、設計單位應該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝施工養護的基本要求,確定外加劑的品種和摻量,確保混凝土收縮與膨脹相抵消;
2、混凝土配合比控制要求嚴格,計量要準確,坍落度抽檢工作要加強,不能流于形式;
3、混凝土振搗要密實,拆模后須掛草簾或麻布澆水養護保持濕潤狀態兩天。
4、施工過程中應經常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況,不能漏振、過振,且在第一次振搗后要進行第二次振搗。
5、配置大體積混凝土宜使用低水化熱水泥,如礦渣水泥,此外可摻加膨脹劑,同時要采用塑料薄膜和草袋覆蓋以確保混凝土內外溫差小于25℃。
6、對于商品混凝土,則要在滿足其可泵性、各易性的前提下盡量減小出機時的塌落度、降低砂率、并嚴格控制骨料的含泥量等。
最后要掌握混凝土裂縫的修補方法。問題出現了,解決它的方法自然而然也隨之產生。隨著施工經驗的發展,現在混凝土裂縫修補的方法有很多:如表面修補法、灌漿嵌縫封堵法、結構加固法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等等,其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補法和涂膜封閉法三種。低壓注漿法適用于寬度為0.2~0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下:裂縫清理一粘貼注漿咀和封閉裂縫一試漏一配制注漿液一壓務注漿一二次注漿一清理表面。
當裂縫數量較多時,先要在預計要貼的裂縫位置貼上醫用白膠布,再用窄毛刷將封縫用漿沿裂縫來回涂刷。使裂縫封閉,大約10分鐘后,揭去膠布條,露出小縫,粘貼注漿咀用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口,必須反復用漿補上,以避免注漿時漏漿。注漿操作一般在粘咀的第二天進行,若氣溫高的話半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液,插入注漿咀,用手推動補縫器活塞,使漿液通過注漿咀壓入裂縫,當相鄰的咀中流出漿液時,就可以拔出補縫器,使漿液通過注漿咀壓入裂縫,當相鄰的咀中流出漿液時,就可以拔出補縫器,堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿,水平縫一般從一端向另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿,在注漿后約半小時可以對每個注漿咀再次補漿。
涂膜封閉法適用于寬度小于0.2mm的微細裂縫的修補,也可用于混凝土外表面的裝飾和防水處理,以及防止混凝土保護層的炭化和有在離子對混凝土的腐蝕。工序為:清掃一刮膩子一涂刷底層涂料一涂刷主層涂料一涂罩面層。
混凝土表面裂縫、氣孔和缺陷先用膩子(混凝土修補膠:粉料=1:0.7~0.8),涂料在使用前要通過鐵窗紗過濾,除去雜質和團塊。主層涂料要涂刷三遍,每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂,且兩次涂刷方向最好是相互垂直。
開槽填補法適用于結構允許開槽而寬度較大但數量不多的裂縫,如墩臺或路面混凝土的裂縫。工序為:開槽一涂刷界面處理漿一壓抹聚合物砂漿一養護。
先用鑿子和扁鏟沿裂縫開槽,槽深和寬約3~5cm,呈U型,用刷子在槽底和兩壁均勻涂刷一層界面處理漿,在界面處理漿尚未硬化之前,將拌制好的聚合物水泥砂漿用抹刀壓入槽中,壓實抹平。在養護時不需要澆水,在濕空氣中即可。養護期間不得淋雨、日曬或風吹,最好覆蓋一層塑料薄膜。
關鍵詞:混凝土裂縫預防處理
前言
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題,硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫,正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現出一些非均質的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫,對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后,微裂縫就會不斷的擴展和連通,最終形成我們肉眼可見的宏觀裂縫,也就是混凝土工程中常說的裂縫。
混凝土建筑和構件通常都是帶縫工作的,由于裂縫的存在和發展通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴重者將會威脅到人們的生命和財產安全。很多工程的失事都是由于裂縫的不穩定發展所致。近代科學研究和大量的混凝土工程實踐證明,在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的,在一定的范圍內也是可以接受的,只是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內。鋼筋混凝土規范也明確規定:有些結構在所處的不同條件下,允許存在一定寬度的裂縫。但在施工中應盡量采取有效措施控制裂縫產生,使結構盡可能不出現裂縫或盡量減少裂縫的數量和寬度,尤其要盡量避免有害裂縫的出現,從而確保工程質量。
混凝土裂縫產生的原因很多,有變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫;有外載作用引起的裂縫;有養護環境不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區別對待,根據實際情況解決問題。
混凝土工程中常見裂縫及預防
1.干縮裂縫及預防
干縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發會產生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束,產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05-0.2mm之間,大體積混凝土中平面部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗滲性,引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會產生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。
主要預防措施:一是選用收縮量較小的水泥,一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大,水灰比越大,干縮越大,因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用,同時摻加合適的減水劑。三是嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量。四是加強混凝土的早期養護,并適當延長混凝土的養護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間,并涂刷養護劑養護。五是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。
2.塑性收縮裂縫及預防
塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫狀態。較短的裂縫一般長20-30cm,較長的裂縫可達2-3m,寬1-5mm.其產生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。
主要預防措施:一是選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性,減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土終凝前表面濕潤,或者在混凝土表面噴灑養護劑等進行養護。五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施,及時養護。
3.沉陷裂縫及預防
沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地面垂直或呈30°-45°角方向發展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩定。
主要預防措施:一是對松軟土、回填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。
4.溫度裂縫及預防
溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱,(當水泥用量在350-550kg/m3,每立方米混凝土將釋放出17500-27500kJ的熱量,從而使混凝土內部溫度升達70℃左右甚至更高)。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內外的較大溫差,較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導致混凝土表面溫度急劇下降,而產生收縮,表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力而產生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產生。
溫度裂縫的走向通常無一定規律,大面積結構裂縫常縱橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行于短邊;深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接行,裂縫沿著長邊分段出現,中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。
主要預防措施:一是盡量選用低熱或中熱水泥,如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量,將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝,降低混凝土的澆筑溫度。六是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,改善混凝土拌合物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現時間。七是高溫季節澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升,降低澆筑混凝土的溫度。八是大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸相關,混凝土結構尺寸越大,溫度應力越大,因此要合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。九是在大體積混凝土內部設置冷卻管道,通冷水或者冷氣冷卻,減小混凝土的內外溫差。十是加強混凝土溫度的監控,及時采取冷卻、保護措施。十一是預留溫度收縮縫。十二是減小約束,澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。十三是加強混凝土養護,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。在寒冷季節,混凝土表面應設置保溫措施,以防止寒潮襲擊。十四是混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內。
5.化學反應引起的裂縫及預防
堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。
混凝土拌和后會產生一些堿性離子,這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環境中的水而體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現中混凝土結構使用期間,一旦出現很難補救,因此應在施工中采取有效措施進行預防。主要的預防措施:一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應。
由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護層較薄,有害物質進入混凝土使鋼筋產生銹蝕,銹蝕的鋼筋體積膨脹,導致混凝土脹裂,此種類型的裂縫多為縱向裂縫,沿鋼筋的位置出現。通常的預防措施有:一是保證鋼筋保護層的厚度。二是混凝土級配要良好。三是混凝土澆注要振搗密實。四是鋼筋表層涂刷防腐涂料。
裂縫處理
裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度,還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。因此根據裂縫的性質和具體情況我們要區別對待、及時處理,以保證建筑物的安全使用。
混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法:表面修補法,灌漿、嵌縫封堵法,結構加固法,混凝土置換法,電化學防護法以及仿生自愈合法。
表面修補法
表面修補法是一種簡單、常見的修補方法,它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂,通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。
1、灌漿、嵌縫封堵法
灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補,它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中,膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。
嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
2、結構加固法
當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。
3、混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
4、電化學防護法
電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優點是防護方法受環境因素的影響較小,適用鋼筋、混凝土的長期防腐,既可用于已裂結構也可用于新建結構。
5、仿生自愈合法
仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質,而使創傷部位得到愈合的機能,在混凝土的傳統成分中加入某些特殊成分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統,當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。
關鍵詞:裂縫;約束;裂縫處理;措施;防漏;效果
Abstract: Hong River inverted siphon intake transition section cracks, according to the site conditions, construction method, construction process, the concrete curing conditions, analysis influence factor mainly is the transition body temperature difference, concrete shrinkage, autogenous volume deformation and external constraint function and so on several aspects, for these reasons and influence factors, take measures, not crack treatment. Certificate processing measures are reasonable, effective prevention and control, achieve the effect of crack.
Keywords: constraint; crack; crack treatment measures; leakage; effect;
中圖分類號:TU755文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
一、前言
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題,使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫,正是由于這些混凝土建筑和構件通常都是帶縫工作的,由于裂縫的存在和發展通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴重的將威脅到人民的生命、財產安全。
二、水工建筑物產生裂縫因素
混凝土裂縫產生的原因很多,水工建筑物產生裂縫主要有以下幾種:
(1)混凝土在硬化的過程中,由于干縮引起的體積變形受到約束時產生的裂縫,這種裂縫的寬度有時會很大,甚至會貫穿整個構件。
(2)大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發,導致混凝土內外溫差較大,使混凝土的形變超過極限引起裂縫。
(3)在厚度較大的構件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂縫。
(4)當有約束時,混凝土熱漲冷縮所產生的體積漲縮,因為受約束力的限制,在內部產生了溫度應力,由于混凝土抗拉強度低,容易被溫度引起的拉應力拉裂,從而產生溫度裂縫。由于太陽暴曬產生裂縫也是工程中最常見的現象。
(5)混凝土加水拌和后,水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化硅等起反應,析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨漲,體積增大三倍,從而使混凝土漲裂產生裂縫。
(6)在炎熱的大風天氣,混凝土表面蒸發過快,造成混凝土內部水化熱過高,在混凝土澆筑數小時后仍處于塑性狀態,易產生塑性收縮裂縫。
(7)構件超載產生的裂縫,例如:構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產生內力彎矩,出現垂直于構件縱軸的裂縫,構件在較大剪力作用下,產生斜裂縫,并向上、下延伸。
(8)當結構的基礎出現不均勻沉陷,就有可能會產生裂縫,隨著沉陷的進一步發展,裂縫會進一步擴大。
(9)當鋼筋混凝土處于不利環境中,例如:侵蝕性水,由于混凝土保護層厚度有限,特別是當混凝土密實性不良,環境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹,生成氧化鐵,氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多,鐵銹體積膨脹,對周圍混凝土擠壓,使混凝土脹裂。
三、水工混凝土工程的常見缺陷修補
國內外修補裂縫的方法很多,歸納起來主要有以下三大類
(1)開槽法修補裂縫
該法適合于修補寬度大于0.5mm的裂縫,重量比采用環氧樹脂:10,聚硫橡膠:3,水泥:12.5,砂:28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后,將環氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當中,再用人工繼續攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度(約0.4斤丙酮就可以了)。及時將已拌好的改性環氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內進行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內,一組砂漿的整個施工過程需要30分鐘左右完成。砂漿嵌入縫槽內處理好后兩小時以內及時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環氧樹脂砂漿進行覆蓋,待完全初凝后,開始用水養護。
(2)低壓注漿法修補裂縫
低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm~0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下:裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。
當裂縫數量較多時,先要在裂縫位置上貼醫用白膠布,再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫,使裂縫封閉,大約10分鐘后,揭去膠布條,露出小縫,粘貼注漿嘴包嚴。固化后周邊可能有裂口,必須反復用漿補上,以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行,若氣溫高的話,半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液,插入注漿嘴,用手推動補縫器活塞,使漿液通過注漿嘴壓入裂縫,當相鄰的嘴中流出漿液時,就可拔出補縫器,堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿,水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿,在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。
(3)表面覆蓋法修補裂縫
這是一種在微細裂縫(一般寬度小于0.2mm)的表面上涂膜,以達到修補混凝土微細裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法,這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部,對延伸裂縫難以追蹤其變化。
表面覆蓋法所用材料視修補目的及建筑物所處環境不同而異,通常采用彈性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘貼)等。施工時,首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛,清除表面附著物,用水沖洗干凈后充分干燥,然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔,再用修補材料涂覆表面。
四、工程實例
【關鍵詞】有害裂縫;滲漏;裂縫控制;裂縫處理
目前混凝土結構體產生裂縫是工程施工中普遍性的問題。而混凝土結構體的破壞或倒塌也是從裂縫的變形擴展開始的。如地下工程出現裂縫將產生大量滲漏,使所建工程降低使用功能或不能使用;而大量工業廠房、住宅、辦公及公建工程的墻、板、柱、梁出現裂縫,影響到正常使用功能、美觀,甚至威脅到生命財產安全。
多年來混凝土科研人員對混凝土裂縫的形成進行了深入廣泛的研究,使混凝土結構物的裂縫控制到最低限度。但從混凝土組成材料的特性和工程實踐表明,混凝土結構體的裂縫是不可避免的,裂縫是可以接受的一種既成現象,只是如何控制使有害裂縫降低到某一允許范圍內。下面對有害裂縫進行分析。
1.荷載作用下產生的裂縫
荷載變形產生的這類裂縫一般可分為兩個方面原因,一是在混凝土結構還未達到設計強度時,被重物砸撞或碾壓造成的變形裂縫;另一種是混凝土已達到設計強度,而在混凝土墻壁上撞擊或超荷載堆放重物而產生裂縫。后者出現的裂縫一般比較明顯,多屬于貫穿性的裂縫。
2.由變形變化引起的裂縫
這種裂縫的原因是結構首先要求變形而得不到滿足才引起應力,此應力與結構剛度有關,當應力超過一定數值即產生裂縫,因此,變形得到或部分得到滿足。
3.混凝土溫度應力裂縫
在混凝土硬化過程中,混凝土結構體要承受環境中各種溫度和濕度及其他原因引起的變形而產生裂縫,因為任何混凝土結構體都會在內外約束下而存在,混凝土構件的自約束應力是由非線性的不均勻變形引起的,會在局部出現裂縫。而混凝土結構件在外部的約束應力由于結構體之間的相互制約,這種制約變形可能使混凝土構件產生貫穿性裂縫或局部裂縫。
4.混凝土的自應力裂縫
在混凝土強度增長過程中,混凝土結構只承擔自身重量,在沒有任何荷載的情況下,也會因混凝土的收縮而產生裂縫。在夏季高溫環境下施工更容易產生這類裂縫。而產生較多的是在混凝土較薄弱部位及墻板上。其裂縫形式一般為上下貫通,在整個混凝土墻壁上呈現有規律的裂縫,在豎向上1.5~2.0m間距出現一道。
5.混凝土結構的滲漏
混凝土的多孔性是滲漏的主要因素,但其自身的密實滲透的幾率較小。在建筑結構中混凝土的滲透水現象往往出現在以下幾個方面:
(1)伸縮沉降縫處滲漏:在建筑結構體較長或大體積、結構高低錯落相差較大的工程中,因規范要求都要設有沉降縫或伸縮縫,以保證結構在變形時不影響整體變形。這些部位多數在施工時囚某種原因使伸縮縫或沉降縫不能完全保證質量,造成該結構處的滲漏,在處理時要比其他部位難度大,處理效果有時也不理想。
(2)振搗不密實的蜂窩麻面處滲漏:振搗不到位、時間太短、欠振處往往會造成麻面反應在混凝土外表,這些蜂窩麻面在結構中是獨立的個別點存在,有時則是呈連貫性的。這些由于施工原因造成的質量隱患處,當出現滲漏水時不只是點漏,而是成片滲漏現象。
(3)施工縫處滲漏:在施工縫的接茬處繼續向上澆筑時,原有混凝土表面處理不干凈,這樣會形成新舊混凝土交接處成為一條滲水通道。這種接茬處的滲漏現象在工程中較多見,尤其是地下水位高、混凝土塌落度小的施工縫處。存在的滲漏現象是接茬處的鑿毛、沖洗、濕潤、刷素漿、鋪砂漿的幾個工序沒做好,若充分重視則可避免。
根據受力分析,除軸心受壓構件外,一般混凝土構件都可能帶裂縫工作,大多數在允許范圍內都不影響結構承載能力,但當裂縫寬度達到要求極限后,就會影響結構的使用性、耐久性、可靠性,應將其有害程度控制在允許范圍內,應通過裂縫的預測、預防和處理等進行裂縫控制。
溫度裂縫控制。結構的溫度升降變化,使結構產生膨脹變形或收縮變形,并產生變形引起的應力。溫度變化越快,其變形變化明顯,其產生的變形應力也隨之增大。混凝土在施工期由溫度變化引起的變形是整個變形變化的主要部分。其主要措施:首先是選擇中低熱的水泥品種,防止由于水化熱引起混凝土內的早期升溫。二是控制溫度速度。無論冬季、夏季都注意已澆筑混凝土的保溫、保濕、盡量延長保溫時間,這樣既可能降低溫度,對強度也是有利的。溫度控制的指導思想在于保持溫差和溫差變化的速度較小,使得混凝土內約束力小于抗拉強度。在工程實踐中,常采用在混凝土內摻外加劑,減少水泥用量,降低水化熱和根據不同季節采取覆蓋、澆水、保濕、保濕養護等方法,控制由溫差引起的裂縫。
對約束變形引起的裂縫控制。混凝土在施工期由溫度變化和失水收縮的作用引起的體積變化,導致混凝土結構發生變形,當結構變形運動時,不同結構之間和結構內部各質點之間都可能產生互相影響、互相牽制的約束作用。混凝土在施工期會嚴重受到溫差、收縮等作用,且由于約束的存在,這些作用必然在結構中引起約束變形,同時產生應力。約束變形是混凝土結構間接作用產生裂縫的共同因素,所以混凝土施工期的裂縫主要是山于約束變形引起的,要控制裂縫的出現,必須研究和分析,掌握其約束的規律,控制由約束引起的裂縫。
混凝土的早期養護。實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應力觀點出發,保溫應達到下述要求:
(1)防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。
(2)防止混凝土超冷,應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。
(3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。
裂縫的處理。當裂縫處發生滲漏必須根據滲漏特點分析原因、查找部位,根據滲漏的實際情況采取不同的堵漏辦法。
(1)嵌縫堵漏法:它是混凝土表面只出現滲水現象時才用。滲水很慢,長時間把墻表面濕成大片水珠并流入地面成積水。如果不進行處理,將影響到正常使用,為此,采用嵌縫的方法堵漏是可以防治的。
(2)堵封堵漏法:它是在水下或地下混凝土在水流很大出現涌水的情況下快速堵漏的方法。封堵這種漏水的部位要比其他的滲漏難度更大,且堵漏效果會差一點,只要認真處理按要求操作可保證結構表面不出現滲水。
(3)化學灌漿法:它是采用化學灌漿材料處理混凝土形成的線型滲漏部位,般這種滲漏是一條線縫,多采用化學灌漿材料與快速凝結水泥、無收縮水泥砂漿共用,從而達到堵漏的效果。化學灌漿堵漏是對滲水較嚴重的部位,裂縫為貫穿性的,在堵漏處理上的難度較大,操作上比較困難的一種滲漏。
【關鍵詞】現澆混凝土板;斜裂縫;收縮應力;措施
1、概述
在近年工程建設熱潮中,混凝土建筑結構裂縫現象頻頻出現,已經引起了人們的關注。結構混凝土裂縫對結構可能造成損傷,影響結構長久耐久性。尤其在前一時期商品住宅建設中,樓板裂縫出現的幾率高達90%以上,幾乎每套成品房都或多或少存在樓板裂縫,已經引起政府有關部門和房地產開發商的重視。因此,有關鋼筋混凝土結構裂縫的控制技術的研究課題成為了建筑業的研究熱點[1]。
鋼筋混凝土結構開裂的基本條件是混凝土受到的拉應力大于混凝土的極限抗拉強度,或者拉應力作用下,混凝土的變形超過了其極限拉應變。按照拉應力的來源,鋼筋混凝土結構的裂縫可分為荷載裂縫和非荷載裂縫。
2、現澆鋼筋混凝土板裂縫的成因
目前商品混凝土現澆板在材料、施工、設計和構造方面普遍具有以下特點。
(1)在材料方面,現澆板已經廣泛采用商品混凝土,特別在房地產開發熱的大中城市中,應用商品混凝土的比例幾乎已達到100%。為滿足施工性能的要求,混凝土普遍采用高用水量、高水泥用量、高砂率的配比方案。同時,為節約成本,混凝土中普遍采用礦物摻合料,而且摻合料種類、水泥品種以及外加劑的品種多從經濟性的角度加以選擇。因此,同等級混凝土收縮性能相差很大,多數混凝土可能有較大的收縮值。
(2)在施工方面,伴隨著房地產熱,大量的住宅建設在一年內開工、竣工,并進入銷售環節。跨季節施工多,普遍存在趕進度、趕工期現象。施工進度多為10 天一層,模板周轉快,新澆樓板承受荷載早,且沒有進行適當的養護。有些工程施工過程中缺乏嚴格管理,存在負筋踩塌、支模錯位、雨天澆筑混凝土等現象。
(3)在設計方面,住宅建設中,多追求大開間,大跨度平面設計。同時,出于采光和外觀要求,樓板多有凹凸,變截面部位多。樓板厚度多取設計下限,以降低成本,大量的住宅樓裝修時甚至出現了樓板鉆穿現象。此外,還有大量的管線自樓板穿過。
(4)在構造方面,以考慮樓板的受力鋼筋為主,縱長建筑多設置后澆帶,板角多配置放射構造鋼筋以防止板角45°裂縫的產生。除大跨度開間外,板面很少配筋,以節約成本。
混凝土樓板非荷載裂縫的產生原因,在于混凝土非裂縫變形受到約束產生的拉應力超過了其抗拉強度或極限拉應變。從實際工程中樓板的開裂情況看,樓板裂縫的產生和開展需要一定的時間積累。同時,許多地基條件良好,材料選擇、施工和構造措施進行嚴格控制的工程,盡管板跨中裂縫的出現有所減少,但樓板開裂仍然不可避免,尤其是板角裂縫的出現頻率最高。因此,目前普遍認為,商品混凝土現澆樓板的開裂主要是由于混凝土較大的收縮變形以及溫度變形受到約束,產生拉應力導致。
由于抗震要求,當前建筑結構設計普遍剛度高,層層設有圈梁,對樓板的整體約束作用很強,而目前應用的商品泵送混凝土由于施工性能的要求,廣泛采用高水泥用量、高砂率、大坍落度的配比方案,同時商品混凝土現澆樓板是典型的大體表比結構,混凝土失水速度快,因此混凝土干燥收縮的發展速度快,干燥收縮值大,此外,由于溫度變化的影響,疊加變形更大,在強約束作用下,自然容易開裂。
3、樓板切角斜裂縫研究
3.1 概述
現澆混凝土板平面在其四角經常出現切角45°裂縫,這是一個相對普遍的現象[2],常被稱為建筑結構的“通病”。而且這種裂縫經常上下貫穿,使得上下層間透水,縮短結構的使用壽命,直接影響結構的觀感和安全性。
通過大量實例觀察,樓板切角45°裂縫在樓的東西兩端同時存在,由上面分析和大量學者的研究表明:由于板角底面縱橫兩個方向收縮受到外圈梁(墻體)約束,產生縱橫兩個方向剪應力,其合力為與板角45°方向垂直的主拉應力,主拉應力的大小沿板角垂直方向是累積漸變的,當其大于混凝土抗拉強度時即產生切角度裂縫。
實際的裂縫觀察表明,樓板西向板角裂縫多于東向,應為溫度收縮與混凝土收縮疊加的結果。
3.2 混凝土干燥收縮變形分析
混凝土在硬化過程中,多余水分蒸發引起體積縮小,稱為干燥收縮,其值受到很多因素的影響。一般用水量大、水泥用量多、構件尺寸越小或越薄、周圍空氣濕度很小,則干燥收縮量就越大。干燥收縮量隨著時間的不斷發展,是一個長期的過程,其最終收縮量可以根據文獻中低配筋率鋼筋混凝土的收縮公式進行計算。
可見,房屋交付使用時混凝土收縮尚未全部完成。小尺寸構件(板、墻等),收縮發展較快,而大尺寸構件(梁、柱等)收縮發展要緩慢一些。構件截面尺寸對干燥收縮的影響,可以采用截面水力半徑倒數作為反映截面在大氣中的暴露程度來表示。水力半徑倒數指構件受包圍截面的周長L(與大氣接觸的邊長)與該周邊所包圍的截面面積F 之比。
4、現澆鋼筋混凝土樓板的抗裂措施
鑒于現澆鋼筋混凝土樓板開裂對建筑物耐久性的潛在威脅和所造成的社會影響,目前,建設單位特別是房地產開發商已根據開裂原因,采用各種預防措施,試圖有效控制和減少樓板開裂現象,這些控制措施可分為材料、設計和構造以及施工措施三類。
材料措施:通過與過去自拌混凝土開裂情況的對比,商品混凝土高的干燥收縮變形被認為是樓板開裂的最主要原因,因此,材料抗裂措施主要是圍繞控制和減少混凝土收縮展開的。依據混凝土材料組成對收縮影響的認識,這些材料抗裂措施包括:控制泵送混凝土的坍落度、減少單位用水量、減少水泥用量、控制砂率、控制砂的細度模數大于2.3、采用粉煤灰等礦物摻合料、降低砂石含泥量、改善級配等。
設計和構造措施:主要目的是提高鋼筋混凝土樓板的抗拉強度和減少收縮和溫度應力的積累和集中。包括:設計時,依據建筑物體量的大小,合理設置后澆帶,釋放混凝土的收縮,避免收縮應力的積累;減少樓面的凹凸部位,避免收縮應力集中;適當提高樓板的配筋率,減小鋼筋直徑和間距,提高抗裂能力;采用雙層雙向的樓板配筋方案;在板角等應力集中部位,設置放射筋或鋼筋網格;對大跨度樓板,設置面層抗裂鋼筋以及合理設置負彎矩鋼筋等。
施工措施:主要目的是防止混凝土早期微裂紋和局部缺陷產生;控制混凝土的收縮速度和促進混凝土強度的發展;保障其它樓板抗裂措施的順利實施。包括:控制模板拆除時間、控制樓面開始承受荷載時間、加強混凝土早期撒水或草墊養護、采用養護劑養護以及加強規范施工,防止負筋和面層鋼筋被踩塌等。
5、總結
本文通過對現澆混凝土板裂縫的分析,以及對板角斜裂縫產生原因的研究,得出了非荷載因素是現澆混凝土板裂縫產生的主要原因的結論,同時對板角應力的進一步分析,提出了現澆混凝土板抗裂的一系列措施,具有一定的工程參考價值。
參考文獻:
同時詳細介紹了某剪力墻裂縫情況及治理措施。
【關鍵詞】混凝土裂縫 成因 治理 某剪力墻工程
1、前言:
混凝土結構自施工完畢,甚至在施工過程中都存在不同程度的裂縫或細微裂紋,因此工程界普遍認為混凝土結構都是帶裂縫工作的。混凝土是多種不同材料經拌合、振搗、養護而形成的膠結體,引起裂縫的原因很多,但總體上可以分為兩大類:
一類是由外荷載引起的裂縫,即結構性裂縫,其與荷載有關。
二類是由變形引起的裂縫,即非結構性裂縫。如溫度變化、混凝土收縮、地基不均勻沉降等導致的結構構件內部產生自應力引起混凝土裂縫。裂縫的存在,將會產生一定危害。
(1)結構裂縫寬度顯示鋼筋保護層被破壞的程度,裂縫引起混凝土中鋼筋的銹蝕,將降低結構耐久性。
(2)裂縫影響使用功能,可造成滲水或引起使用者的不安。
(3)受力構件裂縫過寬,預示構件承載力儲備不足,存在安全隱患。
鑒于以上原因,我國現行《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)規定對使用中允許出現裂縫的鋼筋混凝土構件應驗算裂縫寬度,計算所得的最大裂縫寬度對處在室內正常環境的一般構件不應超過0.3mm,對處于年平均相對濕度小于60%地區其最大裂縫寬度不應超過0.4mm。對于屋架、托架、重級工作制的吊車梁以及露天或室內高濕度環境,其最大裂縫寬度不應超過0.2mm。
2.常見的裂縫成因分析
(1)混凝土收縮裂縫
①水泥用量大、含水量越高、坍落度大,混凝土收縮就越大,容易造成混凝土開裂。
②骨料粒徑越細、砂率越高,收縮越大。骨料中含泥量越大,收縮越大。
③環境越干燥收縮越大。早期養護時間越短,收縮越大。
(2)混凝土溫度裂縫
大體積混凝土的早期硬化過程中,容易出現混凝土水化熱而引起的開裂;建筑物外露構件與室內構件因內外溫差過大也會導致結構構件的開裂。
(3)結構不均勻沉陷裂縫
結構地基土質不勻,松軟或回填土不實、浸水而造成不均勻沉降;;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大、或支撐底部松動所致的混凝土結構產生裂縫。
(4)化學裂縫
水泥與含氯離子的混凝土集料拌合后產生化學反應造成混凝土酥松,膨脹開裂,即堿-集料反應。
(5)受力裂縫
①混凝土的受力裂縫,主要是指由于結構構件承受了超過設計荷載的過大荷載,或者是混凝土尚未達到設計強度而施工荷載超過了構件的實際承載力,以及由于承重模板拆除過早,混凝土強度過低承受不了自重等原因,均可引起結構構件的開裂。
②設計計算的錯誤導致結構構件強度的不足,以及鋼筋工程材料及安裝質量問題等,也會引起混凝土出現受力裂縫。
3、治理措施
(1)施工澆筑混凝土前,將基層和模板澆水濕透;控制混凝土的水泥用量,水灰比和砂率不能過大;混凝土的攪拌時間要足夠,送運時間不能過長;嚴格控制配制混凝土的砂石骨料的含泥量,避免使用過量粉砂;混凝土施工時應按規范振搗密實,不能過度振搗,混凝土表面要進行二次抹壓,提高表面強度減少收縮量;加強混凝土的早期養護,適當延長養護時間。
(2)施工澆筑混凝土前,將基層和模板澆水濕透;控制混凝土的水泥用量,水灰比和砂率不能過大;混凝土的攪拌時間要足夠,送運時間不能過長;嚴格控制配制混凝土的砂石骨料的含泥量,避免使用過量粉砂;混凝土施工時應按規范振搗密實,不能過度振搗,混凝土表面要進行二次抹壓,提高表面強度減少收縮量;加強混凝土的早期養護,適當延長養護時間。
(3)設計時注意構造鋼筋的布置十分重要,它對構造抗裂影響很大。對連續板不宜采用分離式配筋,應采用上、下兩層連續式配筋;洞口處配加強筋;對混凝土梁的腰部增配構造筋。
4、某剪力墻裂縫分析與治理
某市一幢高層建筑,32層,地下室一層。混凝土框架剪力墻結構,墻柱砼強度等級C45,剪力墻長6400mm,厚300mm,剪力墻體水平/堅向配置鋼筋¢10@100,見下圖。底層混凝土剪力墻出現多條豎向裂縫,前后貫穿,裂縫寬在0.3nun以下,滿足混凝土結構設計規范(GB50010―2010)第3.3.4條強度要求條件下裂縫寬度。
剪力墻平面圖
4.1 底層混凝土剪力墻裂縫原因分析
(1) 裂縫狀況
底層混凝土剪力墻、柱2006年4月20日砼澆搗結束,25日澆搗梁板,28日下午開始拆剪力墻模板。澆灌氣溫、拆模氣溫均為18℃~26℃。晝夜溫度差為8℃左右,底層混凝土剪力墻拆模時就發現豎向細小裂縫,通長前后貫穿,并報設計院、監理公司,寬度不超過0。3mm,但無分支裂縫和交叉裂縫,裂縫長度不等,裂縫兩端細中間粗。
(2)原因分析
底層混凝土剪力墻裂縫主要原因是溫度應力和混凝土的干縮所引起的應力共同作用的結果。
1) 溫度收縮裂縫
溫度變形收縮受到外界的約束,不能自由變形而引起的早期溫度應力。混凝土剪力墻內產生較高的溫度收縮應力,當這種應力超過早期混凝土的抗拉強度時,產生裂縫。因施工期間溫度變化產生的溫差過大而導致混凝土墻體開裂,
溫度收縮,即混凝土中多余水分蒸發、體積減少而產生收縮,這部分占整個收縮量的80%―90%。
300mm厚剪力墻采用C45高標號泵送砼,水泥用量過大(450kg/m3),水泥標號過高(R6.25級),在混疑土澆筑初期,由于水化熱的散發,使墻內混凝土溫升值加大,可達30℃以上,表面引起相當大的拉應力。當拆除摸板過早,砼表面溫度驟降,由此造成內外溫差使混凝土表面產生裂縫。隨后發生混凝土收縮及其他原因引起的共同作用,使部分裂縫成貫穿混凝土墻身。
2)混凝土收縮裂縫
混凝土自收縮,即水泥水化作用,使形成的水泥骨架不斷緊密,造成體積縮小。混凝土收縮量值約為0.15‰―0.2‰之間,此種收縮早期快,后期慢,影響收縮因素的原因較多,主要是水泥拌和物的品種與質量,混凝土配合比、化學外加劑等。與溫度裂縫一樣,收縮裂縫的形成,也必須存在收縮變形和內外約束條件等。表面干燥快,內部溫度變化小,表面收縮變形受到內部混凝土約束,因此在較大的墻板表面產生較大的拉應力,當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時,產生干縮裂縫。
3)砂石級配
泵送混凝土方面,原材料質量控制不嚴,砂、石級配差,砂太細,含泥量高,石子中含砂量大,用水量或水泥用量大都導致產生混凝土干縮。
4)設計方面
300mm厚剪力墻體水平/堅向配置鋼筋¢10@100,剪力墻水平鋼筋配筋率p為0.27%,剛好滿足混凝土結構設計規范(GB50010―2010)第10.5.9條構造規定強度要求,水平和豎向分布鋼筋配筋率不應小于0.2%。未針對高標號泵送混凝土收縮性大的特點,進行結構設計抗裂驗算,墻體水平鋼筋配筋率偏小,是導致墻體出現裂縫的重要原因之一。
4.2混凝土墻壁裂縫處理
剪力墻裂縫采用環氧樹脂壓力灌縫處理。
4.3預防混凝土裂縫措施
(1)提高混凝土墻體設計配筋
設計人員通過對泵送混凝土的特點了解,為了提高混凝土剪力墻表面抗裂要求,設計通過抗裂計算,適當提高混凝土剪力墻水平/豎向分布鋼筋配筋率,水平/堅向配置鋼筋更改為¢12@100,鋼筋配筋率p增加為0.4%,提高了混凝土剪力墻表面抗裂要求,使其配筋能與混凝土收縮應力相平衡。
(2)控制水泥用量.降低入模砼溫度
合理利用混凝土早強減水劑和粉煤灰等手段,盡可能降低商品混凝土的水泥用量,降低水泥的水化熱。采用自然連續級配的碎石,降低入模砼溫度,減少混凝土收縮裂縫的產生。
(3)加強早期混凝土養護
盡量采用木模進行支模,提高混凝土表面保水性能,對澆筑后的混凝土,在振動界限以前給予二次振搗,能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平筋下部生成水分和空隙,提高混凝土與鋼筋握裹力,防止因混凝土沉落而出現裂縫。延長支撐模板拆除時間至七天,減少因砼表面溫度驟降的溫度應力,同時要加強混凝土養護,增加澆水次數,可有效地防止墻體裂縫產生。
5結論
該工程在后繼主體結構工程施工中,通過提高混凝土墻體設計配筋,控制水泥用量,降低入模砼溫度,加強早期混凝土養護等措施,降低水泥的水化熱,減少了剪力墻裂縫發生,預防混凝土剪力墻開裂,杜絕了通長貫穿裂縫產生。
參考文獻
【關鍵詞】 裂縫分析 控制 水泥混凝土 鋼筋混凝土
中圖分類號:TU375 文獻標識碼:A 文章編號:
一鋼筋混凝土常見裂縫原因分析
裂縫產生的形式和種類很多,有設計方面的原因,但更多的是施工過程的各種因素組合產生的,要根本解決混凝土中裂縫問題,還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。
(一)使用原因(外界因素)
構筑物基礎不均勻沉降,產生沉降裂縫;使用荷載超負;隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫;周圍環境影響,酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕,引起裂縫;意外事件,火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。
(二)施工工藝原因
施工工藝涉及的面很廣,一般常涉及到的有,一是水分蒸發、水泥結塊的混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因之一。二是混凝土-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、澆搗、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產生的直接或間接原因。
(三)荷載與外荷載的原因
由各類變形荷載,包括溫度變形(水泥的水化熱、氣溫變化、環境生產熱),收縮變形(塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮)及地基不均勻沉降(膨脹)變形,由于這些變形受到約束引起的應力超過混凝土的抗拉強度導致裂縫。
(四)建設階段產生裂縫的原因
1、設計原因:如截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小,或結構中的受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當、節點不合理、結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中,產生的構件裂縫;設計中對構件施加預應力不當,造成構件的裂縫(偏心、應力過大等);構造處理不當,現澆主粱在擱次梁處如沒有設附加箍筋,或附加吊筋以及各種結構縫設置不當等因素導致混凝土開裂,設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板);設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形,采用的混凝土等級過高,造成用灰量過大,對收縮不利。
2、材料原因:粗細集料含泥量過大,造成混凝土收縮增大;集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導裂縫的產生;骨料粒徑越細、針片含量越大,混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量增大;水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大;混凝土設計強度等級越高,脆性越大,越易開裂。
3、混凝土配合比設計原因:混凝土強度等級日趨提高 。建筑結構混凝土強度等級日趨提高,但有許多結構不適當的 選擇了過高的強度等級。習慣上認為:“強度等級越高安全度越大,就高不就低,提高強度等級沒壞處”。有時遷就施工方便,采用高強混凝土,這是一種誤導,導致水泥標號增加,水泥用量增加,水用量增加,細骨料及粗骨料徑偏小,砂率偏大等都使水化熱及收縮增加。
4、施工及現場養護原因:模板構造不當,漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等造成混凝土開裂;施工過程中,鋼筋表面污染、混凝土保證層太小或太大,澆筑中碰撞鋼筋使其移位引起裂縫,施工控制不嚴,超載堆荷,導致出現裂縫;現場澆搗混凝土時,振搗或插入不當,漏振、過振或振搗棒抽撤過快,影響混凝土的密實性和均勻性,誘導裂縫的產生;高空澆注混凝土,風速過大、烈日暴曬,混凝土收縮值大;對大體積混凝土工程,缺少兩次抹面,易產生表面收縮裂縫。
5、養護方法不當。目前在混凝土施工中采用的養護方法基本沿用過去簡易的方法,這種方法已遠不適應泵送混凝土的較大溫度收縮變形的要求。
6、外加劑的負效應。外加劑及摻合料種類繁多,只有強度指標缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期實驗資料(至少一年),有些試驗資料并不嚴格,有許多外加劑嚴重的增加收縮變形,有的甚至降低耐久性。
二 混凝土的某些基本物理力學性質
(一)混凝土的收縮及水化熱
大部分結構構件(板墻梁等構件)均屬薄壁結構,泵送混凝土澆注的構件收縮量很大,因此經常出現收縮裂縫。遇到超厚的大底板或大塊式基礎,則水化熱 起控制作用,宜選用粉煤灰水泥或礦渣水泥,所以,應根據截面的厚度分別選用不同品種的水泥。其次水泥顆粒越細,活性越大,標號越高,用量越多,其收縮越大,因此提高水泥強度的方法不應靠磨細的途徑,而應當依靠改善礦物成分的辦法。
(二)混凝土的徐變因素的考慮
混凝土的徐變機理也有許多種,如彈性徐變理論、老化徐變理論、繼效徐變理論等等。作為工程裂縫控制的應用,我們只能應用其中主要的成果,以常系數的形式,考慮在彈性計算的結果中,從而簡化了非線形分析。由于混凝土的徐變作用,給鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土帶來有利和不利兩方面的影響。從不利方面看來,它可以造成預應力損失,增加撓度,可以降低鋼筋和混凝土的粘著力等。從有利方面看來,它可以使彈性的溫度收縮應力大大的松弛,根據變形速率及混凝土齡期,它對應力降低的程度約0.3~0.8倍,保溫保濕養護越好,降溫越慢,松弛系數越小。
三、裂縫控制與預防措施
鋼筋混凝土和預應力混凝土構件,按所處環境類別和結構類別確定相應的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值。一級嚴格要求不出現裂縫的構件:在荷載效應的標準組合下應符合下列規定;σck- σPc<0;二級-般要求不出現裂縫的構件,在荷載效應的標準組合下應符合下列規定:σck- σPc≤f t k,在荷載效應的準永久組合下宜符合下列規定:σc q- σPc≤0;三級允許出裂縫的構件,根據規范鋼筋混凝土結構最大裂縫寬度限值(mm)-類環境,裂縫控制等級三級0.3;二、三類環境,裂縫控制等級三級0.2。預應力混凝土結構最大裂縫寬度限值(mm)-類環境,裂縫控制等級三級三類環境0.2;二、三類環境,裂縫控制等級-、二級為0。但應按荷載效應的標準組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度,應按下列規定;ωm a x≤ω1im進行驗算。
四、結束語
鋼筋混凝土結構的裂縫是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限由結構使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內。綜合技術措施包括:合理選擇結構形式,降低結構約束程度,對與水平構件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土,加強構造配筋,如板頂部的受壓區連續配筋,板的陽角及陰角配置放射筋,增加梁的腰筋間距200mm。優選有利于抗拉性能的混凝土級配,盡力減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑,降低含泥量及雜質含量。選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。采取保溫保濕的養護技術,盡量利用混凝土后期強度(60天)。對于超長結構可采取跳倉澆灌或后澆帶方法施工。少量有害裂縫采用近代化學灌漿技術處理,滿足設計使用和耐久性要求,不應因此降低工程質量評定標。
【參考資料】
[1] 羅向榮主編,《混凝土結構》 . 高等教育出版社 ,2007。
[2] 王鐵夢,《工程結構裂縫控制》,中國建筑工業出版社,2012。
中圖分類號:TV543文獻標識碼: A 文章編號:
一、混凝土裂縫的種類及特征
產生混凝土裂縫的原因是多方面的,橋梁結構、框架結構梁板、大體積混凝土構件所發生的裂縫形態各異,就一些具體裂縫而言,總有主導原因。有些裂縫,具有獨特特征。混凝土硬結前,易產生塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫,可統稱為沉縮裂縫。混凝土硬結后,易產生溫度裂縫和化學作用裂縫。在混凝土硬結前后都可能產生的有應力裂縫和施工處理不當因素的裂縫,統稱為結構性裂縫。
二、從設計方面早期重視,預防產生裂縫誘因
(一)存在問題:混凝土板梁、構件平面布局不合理、尺寸較長,伸縮縫、后澆帶設置不合理,一些過大的房間、陽臺、門窗洞口,使得磚混結構墻體這個主要承重構件布置不足或嚴重削弱。現澆樓板邊端約束受此影響發生改變,應力集中使樓板的整體變形不一致。還有冷軋帶肋鋼筋在鋼筋混凝土現澆樓板中使用,與采用普通鋼筋相比,降低了樓板的配筋含量,同時冷軋帶肋鋼筋比常規鋼筋細,特別是板內負彎矩筋,在施工中易受彎變形和移位。單塊面積過大的現澆鋼筋混凝土板變形較大,受溫度、干縮、板端約束以及施工影響較敏感,受其板邊端約束以及濕度收縮而產生角拉應力引起斜向裂紋較嚴重,當角拉應力很大時,將導致裂縫產生并貫通板厚。對此設計人員依然按常規方法對大跨度及面積較大、較厚板進行設計,而對其變形及抗裂性能未曾給予足夠的重視,僅引用國家標準或標準圖集的構造措施,很少單獨提出有關防裂的要求和措施。
(二)防治措施:設計人員在設計過程中對建筑物四周的陽角處樓面板配筋進行加強,負筋不采用分離式切斷,改為沿房間(每個陽角僅限一個房間)全長配置,并且適當加密加粗。對于外墻轉角處的放射性鋼筋,采用雙層雙向鋼筋加密加強后,縱、橫兩個方向的鋼筋網的合力已能很好地抵抗和防止45。斜角裂縫的發生和轉移,并且放射性鋼筋往往只有上部一層,在綁扎時常擱置在縱橫板面鋼筋的上方,導致鋼筋交叉重疊,將板面的負彎矩鋼筋下壓,減少了板面負彎矩鋼筋的有效高度,同時澆筑時鋼筋彎頭(即拐角)容易翹起造成平倉困難,所以建議重點加強加密雙層雙向鋼筋即可。
三、各類混凝土裂縫的原因分析和防治措施
(一)沉降裂縫
1、現象:混凝土澆注后1-3小時內,隨泌水而沉降或隨混凝土塑性收縮產生的裂縫。沉降裂縫順梁、板上表面主筋的方向裂開,裂縫最深達鋼筋表面。塑性收縮裂縫在鋼筋以上產生不規則斜裂縫。
2、預防措施:一是嚴格控制混凝土水灰比和加水量,不要采用過大的單方水泥用量。二是摻入減水劑和適量粉煤灰,以減少沉降量和塑性收縮。三是在混凝土澆注1-2小時后,對混凝土進行二次振搗,表面拍打振密。箱梁及T梁應澆到翼板根部時停一段時間,待梁身混凝土泌水沉降完成后,再繼續澆注翼板這層混凝土。
3、補救措施:一旦出現沉降裂縫立即磨平壓實。
(二)塑性干燥及收縮裂縫
1、現象:混凝土澆注后約4小時,裂縫出現在結構或構件表面,形狀不規則,長短不一,互不連貫,俗稱龜裂。
2、預防措施:一是嚴格控制水灰比及水泥用量,選用較大砂率和級配良好石料。二是避免混凝土自身與外界溫度相差過大,澆注后及時覆蓋,潮濕養護。三是設置風擋,氣溫高、干燥或風速大的氣候情況下施工,及早噴水養護。四是澆注前,將基層和模板充分澆水濕透。
3、補救措施:一是發現細微裂縫時,及時抹壓一遍,再覆蓋養護。二是裂縫已形成時,現澆結構表面抹一層薄砂漿封閉裂縫,保護鋼筋。預制構件,可在裂縫表面涂環氧膠泥或粘環氧玻璃布,封閉處理。
(三)長期干縮裂縫
1、現象:表面性裂縫,寬度為0.05-0.2毫米,走向為縱橫交錯,沒有規律性。整體現澆結構中,多發生在結構截面處,平面裂縫多半延伸到變截面部位或塊體邊緣。預制件多產生在箍筋位置。
2、預防措施:一是水泥用量、水灰比、砂率不能過大采用。盡量減少混凝土單位用水量。二是板面混凝土在初凝后、終凝前,進行二次抹壓,減少收縮量。三是摻用膨脹劑如鈣礬石系膨脹劑,摻用優質粉煤灰。
(四)溫度裂縫
1、現象:一是表面溫度裂縫走向無一定規律性,梁板及長度尺寸較大結構,裂縫多平行于短邊;大面積結構裂縫常縱橫交錯。二是溫度深層裂縫和貫穿裂縫,一般與短邊方向平行或接行,裂縫沿全長分段出現,中間較密;表面、深層、貫穿溫度裂縫的寬帶大小不一,一般在0.5毫米以下,裂縫寬度沿全長沒有多大變化,但受溫度變化影響顯著,冬季較寬,夏季較細。三是多發生在施工期間,沿斷面高度,裂縫大多呈上寬下窄狀,個別有下寬上窄情況,如遇上下邊緣配筋較多結構,也出現中間寬兩端窄的形狀。
2、預防措施:預防溫度裂縫,可從控制溫度、改進設計和提高施工工藝水平、改善混凝土性能、減少約束條件等方面入手。一般措施為:
①降低混凝土的澆筑溫度。如采用降低骨料的溫度,或加冰水,或者安排澆筑在夜間進行,或采取有效措施減小混凝土的溫度回升,或采用液態氮降低混凝土的溫度等方法。
②降低混凝土的水化熱的溫升。如選用低水化熱的水泥,或減少水泥的用量,摻入優質粉煤灰。
③加快澆筑后混凝土的散熱,如使用鋼模板,采用分層澆筑混凝土,每層厚度不大于30厘米,以加快散熱,并使溫度分布均勻。在大體積混凝土施工中,預埋或利用一些管、孔道如鋼索的套管通過冷風或冷水來降溫。
④降低欲澆筑混凝土結構或構筑物的外部約束。如減小澆筑體長度或厚度,分塊厚為1.5-2.0米,以減少約束作用,平面方向每塊截面積不小于50平方米,塊與塊間豎向接縫面,應與截面積短邊平行,才垂直其長邊,跳塊澆筑,上下鄰層混凝土間豎向接縫,應錯開位置做成企口,按照施工縫處理,以減少溫度收縮力;或減少約束體體積;或改變交界面狀況,如頂進箱涵,底板與墊層間涂石蠟層,大體積橋臺混凝土與墊層間,澆瀝青膠,并鋪5毫米厚砂等做法,改善交界面的狀況。兩層混凝土的澆筑時間間隔不得長于15天。
⑤加強混凝土的表面養護。澆筑后,表面應及時用草簾、草袋、砂、鋸末等覆蓋,灑水養護,或者蓄水養護。夏天適當延長養護時間。寒冷季節,采取保溫措施,保護混凝土表面、薄壁結構,要適當延長其拆模時間,使之緩慢降溫。拆模時,混凝土中心與表面溫度差,不宜大于20度,以防急速降溫。
3、補救措施:一是對于一般結構的縫寬小于0.1毫米,因可自行愈合,只采用封閉措施,一般采用涂兩遍環氧膠泥,貼環氧玻璃布,以及噴水泥砂漿等進行裂縫表面封閉。二是對于有防水要求的結構,縫寬大于0.1毫米的深層及貫穿裂縫,可根據裂縫的可灌程度采取灌漿方法進行裂縫修補。
四、結語
關鍵詞:混凝土裂縫, 原因 , 控制
Abstract: the concrete cracking concrete engineering problem is widespread in the problems of technology, caused the application of the extensive concern, especially concrete crack problems. To prevent concrete crack, should from the concrete the production and construction and design and so on several aspects to take corresponding technical measures.
Keywords: concrete crack, reason, control
中圖分類號:TU37文獻標識碼:A 文章編號:
1、 前言
由于混凝土在現代工程建設中的普遍使用,建筑工程界對它性能的關注程度也到了一個白熱化的地步。在工程中盡管采取了各種預防措施,但混凝土的裂縫仍然時有出現,在混凝土選材、攪拌、澆筑、構件制作、拆模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若混凝土生產不合理、施工質量低劣,就容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫,在細長薄壁結構中更容易出現。因此,混凝土裂縫成為整個建筑行業的質量通病。
2、混凝土裂縫產生的原因
實際上,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,混凝土構件裂縫的種類,就其產生的原因,大致可劃分如下幾種:
2.1.混凝土構件在常規靜、動荷載及次應力作用下產生的荷載裂縫(直接應力裂縫、次應力裂縫)。
荷載裂縫的出現主要是由于設計不合理及施工誤差等原因造成的:
2.1.1.設計結構的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫。
2.1.2. 設計對構件施加預應力不當,造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。
2.1.3. 設計構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板)。
2.1.4. 設計未充分考慮混凝土構件的收縮變形,設計中采用的混凝土等級過高,造成用灰量過大,對收縮不利,構件局部出現收縮裂縫。
2.1.5. 施工過程中鋼筋骨架的焊接、拼裝、綁扎不規范使構件整體受力不均,在構件局部出現過大的集中應力,產生裂縫。
2.2.混凝土自身的物理及化學性質產生收縮引起的收縮裂縫
在實際工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的,影響混凝土收縮裂縫的主要因素有:
2.2.1.水泥品種、標號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高,普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥標號越低、單位體積用量越大、磨細度越大,則混凝土收縮越大,且發生收縮時間越長。例如,為了提高混凝土的強度,施工時經常采用強行增加水泥用量的做法,結果收縮應力明顯加大。
2.2.2.骨料品種。骨料中石英、石灰巖、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、收縮性較低,而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大收縮性較高。另外骨料粒徑大收縮小,含水量大收縮越大。
2.2.3.水灰比。用水量越大,水灰比越高,混凝土收縮越大。
2.2.4.外摻劑。外摻劑保水性越好,則混凝土收縮越小。
2.2.5.養護方法。良好的養護可加速混凝土的水化反應,獲得較高的混凝土強度。養護時保持濕度越高、氣溫越低、養護時間越長,則混凝土收縮越小。蒸汽養護方式比自然養護方式混凝土收縮要小。
2.2.6.外界環境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風速大,則混凝土水分蒸發快,混凝土收縮越快。
2.2.7.振搗方式及時間。機械振搗方式比手工振搗方式混凝土收縮性要小。振搗時間應根據機械性能決定,一般以 5 - 155 /次為宜。時間太短,振搗不密實,形成混凝土強度不足或不均勻;時間太長,造成分層,粗骨料沉人底層,細骨料留在上層,強度不均勻,上層易發生收縮裂縫。
2.3.混凝土在澆注過程中和混凝土在硬化過程中由于溫度變化引起的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環境或結構內部環境發生變化,混凝土將發生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有:年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、養護方法等。
2.4.由于地基礎沉降、水平方向位移等變形引起的裂縫
由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結構中產生附加應力,超出混凝土結構的抗拉能力,導致結構開裂。基礎不均勻沉降的主要原因有:
2.4.1.地質勘察精度不夠、試驗資料不準。
2.4.2.結構荷載差異太大。例如高填土箱形涵洞中部比兩邊的荷載要大,中部的沉降就要比兩邊大,箱涵可能開裂。
2.4.3.結構基礎類型差別大。同一棟樓中混合使用不同類型基礎,如天然基礎和樁基礎,或同時采用樁基礎但樁徑或樁長差別大時,或同時采用擴大基礎但基底標高差異大時,都可能引起地基不均勻沉澤。
2.4.4.分期建造的基礎。如分期建造的住宅小區住宅塔樓和商業群樓,新建商業群樓荷載或基礎處理時引起地基土重新固結,可能對原有住宅塔樓基礎造成較大沉降。
2.4.5 地基凍脹。地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降。
3、裂縫的控制措施
對于混凝土裂縫的控制措施應從混凝土設計、生產、施工三個方面去考慮:
3.1.設計方面
3.1.1.設計中,設計人員應靈活地運用‘抗一放’結合、或以‘抗’為主、或以‘放’為主的設計原則,來選擇結構方案和使用的材料。所謂‘抗’就是處于約束狀態下的結構,沒有足夠的變形余地時,為防止裂縫所采取的有力措施,而所謂‘放’就是結構完全處于自由變形無約束狀態下.有足夠變形余地時所采取的措施
3.1.2.設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方而原因等而不得以時,應充分考慮采用加強措施。
3.1.3.在結構設計中,設計人員應重視對于構造鋼筋的配置,特別是于樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。
3.1.4.材料選擇和混凝土配合比設計要符合規范要求
3.2.混凝土生產方面
3.2.1.選用適當品種的水泥及質量良好的砂、石骨料,嚴格控制骨料中有害雜質,如泥土、硫化物或硫酸鹽、有機物及活性二氧化硅等的含量,骨料中嚴禁混入煅燒過的白云石或石灰塊,冬季施工骨料中不得含有冰、雪等凍結物及易凍裂的礦物質,選用較好的骨料級配。
3.2.2.攪拌機設專人負責,嚴格執行計量配料.更應嚴格水灰比并保證足夠的水泥用量,混凝土要攪拌透徹、均勻,攪拌時間不應短于1min,通常控制在2~3min,以提高混凝土強度并改善其塑性。如果攪拌時間過短,混凝土攪拌不均勻,強度及和易性均降低;過長,則會使不堅硬的骨料發生破碎或掉角,反而降低了混凝土的強度。
3.3.現場施工方面
3.3.1.熱天澆筑混凝土時減小澆筑厚度,利用澆筑層面散熱。對于大體積的混凝土建議采用在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫。調整砼的內外溫度。
3.3.2.規定合理的拆模時間,由于新澆筑在早期,表面引起很大的拉應力,易出現“溫度沖擊”現象,此時拆除模板,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數值,就有導致裂縫的危險。
3.3.3.在混凝土裂縫的防治工作中,對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。主要是控制好構件的濕潤養護,對于大體積混凝土,有條件時宜采用蓄水或流水養護,養護時間為 14 一28 天。
3.3.4.對于在施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施。
3.3.5.在施工中,改善混凝土約束條件,合理地分縫分塊、避免基礎過大起伏、合理的安排施工工序,避免過大的高差和側面長期暴露。
3.3.6.在施工中,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。因為許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能。例如使用減水防裂劑可以改變水灰比(用水量減少將近 25 % )、減少水泥用量(其體積用增加骨料用量來補充)、改善水泥漿沉縮變形、提高混凝土抗拉強度等。
4、結束語
關鍵詞:混凝土;裂縫;成因;預防
一、混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發病。病情絕大多數發生于施工階段,其原因復雜多變,一般可分為無害裂縫和有害裂縫兩大類。無害裂縫是指肉眼看不到的、砼內部固有的一種裂縫,它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下,這種砼本身固有的微觀裂縫,荷載不超過設計規定的條件下,一般視為無害。有害裂縫寬度在0.05mm以上,并且認為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無害的,但是這里必須有個前提,即裂縫不再擴展,為最終寬度。
二、混凝土裂縫的成因
裂縫產生的形式和種類很多,有設計方面的原因,但更多的是施工過程的各種因素組合產生的。
(一)砼的收縮
收縮是砼的一個主要特性,對砼的性能有很大影響。由于收縮而產生的微觀裂縫一旦發展,則有可能引起結構物的開裂、變形甚至破壞。產生收縮裂縫的原因,一般認為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產生的裂縫。多為規則的條狀,很少交叉。常發生在結構變截面處,往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發生在大體積砼中,梁、板、柱等小塊體構件,預應力構件極少產生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大,尤其是暴露在大氣中的構筑物,影響更大。如不加以防止,可能會造成嚴重后果。
(二)混凝土材料及配合比
配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度,是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大,水灰比大,含砂率不適當,骨料種類不佳,選用外加劑不當等,這幾個因素是互相關聯的。有關試驗資料顯示:用水量不變時。水泥用量每增加10%,混凝土收縮增加5%;水泥用量不變時,用水量每增加10%,混凝土強度降低20%,混凝土與鋼筋的粘結力降低10%。合肥市近兩年發現不少商品混凝土澆搗的樓板出現裂縫,總結的原因有如下方面:
1、粗細集料含泥量過大,造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導裂縫的產生。
2、骨料粒徑越細、針片含量越大,混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量增大。
3、混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當,嚴重增加混凝土收縮。
4、水泥品種原因,礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。
5、水泥等級及混凝土強度等級原因:水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大。混凝土設計強度等級越高,混凝土脆性越大、越易開裂。
(三)施工及現場養護原因
1、現場澆搗混凝土時,振搗或插入不當,漏振、過振或振搗棒抽撤過快,均會影響混凝土的密實性和均勻性,誘導裂縫的產生。
2、高空澆注混凝土,風速過大、烈日暴曬,混凝土收縮值大。
3、對大體積混凝土工程,缺少兩次抹面,易產生表面收縮裂縫。
4、大體積混凝土澆注,對水化計算不準、現場混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大,混凝土產生溫度裂縫。
5、現場養護措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。
6、現場模板拆除不當,引起拆模裂縫或拆模過早。
7、現場預應力張拉不當(超張、偏心),引起混凝土張拉裂縫。
這些因素都會造成砼較大的收縮,產生龜裂裂縫或疏松裂縫,致使砼微觀裂縫迅速擴展,形成宏觀裂縫。
養護是使砼正常硬化的重要手段。養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。在標準養護條件下,砼硬化正常,不會開裂,但只適用于試塊或是工廠的預制件生產,現場施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到,現場砼養護越接近標準條件,砼開裂可能性就越小。
(四)使用原因(外界因素)
1、構筑物基礎不均勻沉降,產生沉降裂縫。
2、使用荷載超負。
3、野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。
4、周圍環境影響,酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕,引起裂縫。
5、意外事件,火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。
三、混凝土裂縫預防措施
根據砼裂縫成因,采取適當措施進行預防要比事后補救有效的多。也就是說采取以防為主的方法,歸納起來,可以從以下幾個方面著手:
1、設計
在設計上要注意到那些容易開裂的部位,如深基與淺基、高低跨處等,應考慮到由于地基的差異沉降或結構原因而引起的薄弱環節,在設計中加以解決。在構件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下,鋼筋直徑越細、間距越小則對預防開裂越有利。
2、施工方案
好的施工方案與預防、控制裂縫有很大的關系。施工方案主要應確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割,最好是設置在變截面處或承受拉、剪、彎應力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外,分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意,一般來說,因盡量留在變截面處,或遠離受拉鋼筋部位而設在砼的受壓區,確定澆筑時間的原則應盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工,則應采取材料降溫措施來控制砼入模溫度。
3、施工質量
由于施工質量原因而產生的裂縫發生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫,則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此,施工階段是裂縫預防的主要階段,在施工階段要注意以下幾個問題:首先砼要有合適的配合比,選擇合適的配合比,不僅要滿足強度要求、施工要求,還要從防止產生裂縫的需要出發。其次適當地選擇好水灰比,在滿足強度要求的原則下,盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固,以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除,以免影響粘結力。最后是澆筑、振搗操作合理,特別是振搗操作技術,往往不被人們重視。過分地振搗對砼均勻性有害,振搗不足也不能保證砼應有的密實度,要恰到好處。
4、養護
養護的目的是使砼正常硬化,強度增長,不受或少受外界影響。技術關鍵是設法使砼溫度級慢慢下降到接近外界氣溫,縮小降溫過程中的溫差。以便減小溫度應力,阻力裂縫的產生。