鋼筋混凝土結構溫度裂縫的特點和預防措施

程紹軍　馬蘭芳

摘 要:鋼筋混凝土結構構件的裂縫是一個很普通的技術問題,工程的破壞與倒塌大多是由裂縫的擴大開始的,所以,人們對裂縫往往產生一種破壞前兆的恐懼感,是歷來人們關注的問題之一。為確保工程質量,應從各方面采取有效措施控制裂縫的數量和寬度,尤其避免有害的裂縫出現。關鍵詞:鋼筋混凝土;裂縫;預防措施

鋼筋混凝土結構構件的裂縫是一個很普通的技術問題,工程的破壞與倒塌大多是由裂縫的擴大開始的,所以,人們對裂縫往往產生一種破壞前兆的恐懼感,是歷來人們關注的問題之一。為確保工程質量,應從各方面采取有效措施控制裂縫的數量和寬度,尤其避免有害的裂縫出現。

1 溫度裂縫為非結構性裂縫,其特點如下:裂縫發生在板上時,為多貫穿裂縫:發生在梁上時,多為表面裂縫;

梁板式結構或長度較大的結構,裂縫多是平行于短邊;大面積結構,裂縫多是縱橫交錯;裂縫寬度大小不一,一般在0.5mm以下,且沿結構全長沒有多大變化;裂縫寬度受溫度變化影響較明顯,冬季較寬,夏季較細;大多數溫度裂縫沿結構截面高度呈上寬下窄狀,但個別亦有下寬上窄情況。遇上下邊緣區配筋較多的結構,有時亦出現中間寬、兩端窄的菱形裂縫;裂縫發生前會發出斷弦、斷索似的聲音。鋼筋混凝土結構承受反復溫差作用或激烈的脹縮變形作用時,在結構各組合構件之間引起了相對運動。由于構件之間的連接、摩擦、粘結等對變形變化產生外結束作用,從而在各構件內部儲存了彈性應變能。當這種能量積累到足夠大的時候,克服了連接阻力,摩擦能達到一定程度而瞬時釋具有動力效應,同時必然有聲發射。經常呈“卡卡”短促聲音,好像斷弦、斷索聲,相當強烈。在夏季最熱、冬季最冷及氣溫溫差較大的日子里,容易發出這種聲音。

2 預防產生溫度裂縫的措施主要有如下幾方面:

設置溫度伸縮縫。對過長的房屋在中間或房屋平面上有較大變化的地方,設置溫度伸縮縫。其間距視各地經驗而定,但最大間距不得超過規范規定的限值。溫度伸縮縫距離的長短視有無保溫而不同。一般房屋構件在室內可視為有保溫的,其間距較長。但應注意施工工期的影響,當房屋施工需經冬夏季節,應視為無保溫措施,而另部分無隔熱保溫時,應分別選擇不同的溫度縫的距離。

盡量選擇溫度低的季節澆筑混凝土,尤其應避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土。必須在熱天澆筑時,可采用冰水或深井水拌制混凝土,或設置簡易的遮陽裝置,并對骨料進行噴水預冷卻,以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。

選用水化熱小和收縮小的水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥),選用級配良好的骨料,并嚴格控制砂、石子的含泥量,盡量降低水灰比,合即使用減水劑,加強振搗,以減少水化熱,且提高混凝土的密實性和抗拉強度。

對于大體積混凝土,可分層澆筑,每層厚度不大于30cm,以加快熱量散發,并使溫度均勻分布。同時混凝土適當留一些孔道,采取通冷水、冷氣降溫。

澆筑混凝土后,表面應及時用草簾或草袋、鋸末、砂等覆蓋,并灑水養護。深坑基礎采取灌水養護(或混凝土表面四周砌一皮磚進行灌水養護)。夏季應適當延長養護時間。在寒冷季節混凝土表面應采取保溫措施。以防寒潮襲擊。對薄壁結構要適當延長拆模時間,使之緩解降溫。拆模時,塊體中部和表面的溫度差不宜大于20℃,以防止急劇冷卻造成表面裂縫。基礎混凝土拆模后要及時回填。

在巖石地基或較厚大的混凝土墊層上澆筑大體積混凝土,可在巖石地基或混凝土墊層上澆瀝青并撤鋪5mm厚砂子,或二層瀝青油氈紙,以消除或減少約束作用。

蒸汽養護構件時,控制升溫速度不大于25℃/h,降溫速度不大于20℃/h,并緩慢揭蓋,及時脫模,避免引起過大的溫度應力。

設置控制縫或后澆縫。溫度伸縮雖然可以控制溫度和收縮變形的影響,但它永久留在建筑物上,會給建筑立面處理和使用功能增添困難,還要曾加建筑費用。近年來國內許多設計人員傾向于盡量不設永久性的伸縮縫。我國人民大會堂、首都體育館、廣州白云賓館等建筑物的平面尺寸長達70-140m都采用了后澆縫,成功地取消了永久性的伸縮縫。

取消了永久性的伸縮縫后,為了克服溫度變形和收縮變形對建筑物的影響,可采用如下措施:

控制縫。也稱滑移縫,是一個用人為方法在既定地點使截面削弱,這樣就可以把變形“引向”并“集中”到可以允許發生裂縫的部位。除了截面削弱之外,在縫的位置上配筋量也應減少一半以上,即有一部分鋼筋在縫的附近切斷?？刂瓶p的間距一般為8-12cm。

后澆縫。只在施工期間保留臨時性溫度、收縮變形的縫。目的時把一個長結構暫時分成若干短結構,這樣形成的溫度或收縮應力要比原來的長結構小得多。因為受條件限制,混凝土得澆筑不一定能避開炎熱季節,但澆筑后澆縫的混凝土量不大,可以選擇較低氣溫施工。如后澆縫保留一個月以下,則相當一部分的溫度變形和收縮將在這一階段完成。后澆縫補澆混凝土后,雖然還會有溫度變形和收縮變形,但它得數值較小,且先澆的混凝土已具有較高得抗拉強度,不容易產生裂縫。后澆縫之間得間距一般不宜超過30m左右。

后澆縫的構造必須保證其在填充封閉前可以自由變形,后澆縫寬度應考慮施工方便和鋼筋搭接長度的需要,一般為70-100cm。鋼筋有兩種方法,一種是兩側伸入鋼筋,在縫內搭接;另一種是鋼筋在縫范圍內向兩側彎曲,這樣縫在填充封閉前可以自由變形。鋼筋應交替地向左向右彎曲,以免承受荷載后鋼筋被拉伸時,形成一個方向得應力積累。

后澆縫宜在構件彎距和剪力較小部位,對于連續板可將縫放在1/4跨處,因為此處接近反彎點,彎距最小。

參考文獻

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