馮 青 李 珂
中圖分類號:TU375文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2009)05-057-01
一、裂縫的原因
混凝土中產生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結構不合理,原材料不合格,模板變形,基礎不均勻沉降等。為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從以下兩個方面著手。
1.控制溫度:
(1)采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。
(2)拌和混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。
(3)熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱。
(4)在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫。
(5)規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度。
(6)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。
2.改善約束條件:
(1)合理地分縫分塊。
(2)避免基礎過大起伏。
(3)合理的安排施工工序,避免過大的高差和側面長期暴露。
二、常見裂縫及預防
1.干縮裂縫
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。水泥砂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。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。
預防措施:①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。②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,同時摻加合適的減水劑。③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。④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。⑤在混凝土結構中設置合適的收縮縫。
2.塑性收縮裂縫
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。產生的主要原因: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。
預防措施:①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。②嚴格控制水灰比,摻入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。③澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。④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。⑤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 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所致,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。
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。③防止混凝土澆筑過程中地基被水浸泡。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。
4.溫度裂縫
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。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近平行,裂縫沿著長邊分段出現,中間較密。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。
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。