王芳茹
(西北電力設計院,陜西西安 710075)
混凝土是由膠凝材料、水和粗細骨料按適當比例配合,經均勻攪拌、密實成型、養護、硬化而成的一種人工石材。混凝土具有原料豐富,價格低廉,生產工藝簡單的特點,因而使其用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高,耐久性好,強度等級范圍寬等特點。這些特點使其使用范圍十分廣泛,但同時混凝土是一種脆性材料,抗裂性較差,由于混凝土的這一缺點,使得在混凝土結構中,從設計,施工和原材料方面提出了更高的要求。要解決混凝土裂縫的問題,必須從混凝土裂縫的根本原因上入手,從根本上解決混凝土裂縫的問題。
設計中,因混凝土構件截面的突變而產生應力集中,從而產生混凝土構件的裂縫;設計中,混凝土結構在配筋計算過程中忽略了在其承受的荷載而引起的撓度和裂縫寬度的驗算,從而引起裂縫;構造鋼筋配置過少或者過粗,也可能引起混凝土構件的裂縫;設計中采用的混凝土等級過高,地基的不均勻沉降也是混凝土結構產生裂縫的主要原因之一。
混凝土是由水泥、砂、石和水所組成的。水泥中含有較高的堿量,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(當水泥中的總堿量R20>0.6%時,才會與活性骨料發生堿—骨料反應而產生膨脹),析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨脹,體積增大從而使混凝土脹裂產生裂縫;骨料中含有有害物質,如配制混凝土的天然或人工砂中常含有粘土、淤泥、有機物,這些有害物質粘附在砂礫表面,妨礙水泥與砂的粘結,增大用水量,降低混凝土的強度,并增大混凝土的干縮;混凝土外加劑,摻合料選用不當,嚴重增加混凝土的收縮;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越大。混凝土的設計強度等級越高,混凝土脆性就越大、越容易開裂;配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差,導致混凝土離析、泌水、保水性不良,增加收縮值。
在施工中,攪拌、運輸時間過長,振搗或插入不當,漏振、過振或振搗棒抽插過快,均會影響混凝土的密實性和均勻性,導致裂縫的產生;混凝土硬化前遭受擾動,養護措施不當或養護不及時,養護初期遭受干燥或者凍壞,混凝土沒有達到設計強度就拆除模板或者過早承受荷載,這些都可能導致混凝土產生裂縫。另外,在大體積混凝土施工時,沒有采取降低水化熱的措施,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。
1)原材料在選用時,要根據結構要求,選用合適的水泥品種及混凝土強度等級,選用收縮量較小的水泥,水化熱較低的水泥優先使用。
混凝土的干縮受水灰比的影響很大,水灰比越大,干縮越大,所以在設計中要嚴格控制水灰比。選擇質量良好,技術條件合格的砂石骨料。對所選用的砂石要嚴格控制含泥量。
2)在設計中,根據混凝土結構設計規范的要求,嚴格控制混凝土結構的裂縫寬度,注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇,對預埋管線,預留孔洞等作好防裂構造措施。
3)在施工過程中,混凝土澆搗時,振搗捧要快插慢拔,根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間,避免過振或漏振,應提倡采用二次振搗、二次抹面技術,以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。注重混凝土的養護,混凝土養護的目的是為了保證水泥水化過程能夠正常進行,它包括控制養護環境的溫度和濕度。混凝土振搗成型后,應采取必要的蓄水保溫措施,表面覆蓋薄膜等進行養護,保持一定時間的濕潤養護環境,盡可能保持混凝土處于飽水狀態,只有在飽水狀態下,水泥水化速度才是最大的。在混凝土未達到一定強度時嚴禁在其上施加荷載。
混凝土出現裂縫,對建筑結構的影響非常大。隨著混凝土結構的廣泛使用,混凝土結構裂縫的原因也越來越復雜。我們必須高度重視混凝土裂縫的問題,通過對混凝土裂縫原因的分析,制定好相應的預防措施,作好預防工作。
[1]GB 50010-2010,混凝土結構設計規范[S].
[2]談建筑工程混凝土裂縫的成因與防治[J].科技致富向導,2011(26):328.
[3]涂春紅.混凝土裂縫的成因分析與施工控制方法探討[J].山西建筑,2011,37(13):105-106.