大體積混凝土裂縫的預防措施探討

涂波 王海金

摘要：在混凝土工程中,現澆混凝土的裂縫現象的存在幾乎不可避免，這就要求我們在現場施工中要盡量做到科學合理,采取有效的措施才能夠減少裂縫現象產生程度和幾率;對于施工中已經產生的裂縫,在分析其發(fā)生的原因后,進行科學的處理采取加固補強措施,使現澆混凝土結構在滿足正常使用條件下達到安全性和耐久性要求。科學的組織設計,文明、合理地施工,認真的操作流程,做到“精心設計、精心施工”，才能把所有的工序做到最佳的效果，使工程達到更高的標準。關鍵詞：混凝土 裂縫 控制

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A

因言：混凝土裂縫產生的原因是多樣的,主要是溫度和濕度的變化、原材料不合格(如堿骨料反應)、模板及支承變形等。概括起來,一種是非荷載作用變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷、化學作用等原因引起的裂縫;另一種是荷載作用引起的裂縫;再者是施工不當引起的裂縫,如配合比控制及養(yǎng)護不當引起裂縫等等。??一、混凝土裂縫的成因1原材料質量引起的裂縫。??? 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質量不合格,可能導致結構出現裂縫。2砂石含泥量超過規(guī)定,不僅降低混凝土的強度和抗?jié)B性,還會使混凝土干燥時產生不規(guī)則的網狀裂縫。砂石的級配差,或砂顆粒過細,用這種材料拌制的混凝土常造成側面裂縫。堿骨料反應。骨料中含有泥性硅化物質與堿性物質相遇,水、硅反應會生成膨脹的膠質,吸水后造成局部膨脹和拉應力,則構件產生爆裂狀裂縫,在潮濕的地方較為多見。?3拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應有影響。4施工違反操作規(guī)程。

?常見因素有攪拌、運輸時間過長;振搗不良;澆筑速度過快;塑性混凝土下沉;施工縫接茬處理不好;初期養(yǎng)護不當,早期受凍;鋼筋骨架構造不當(主箍筋配置、主箍筋間距、主筋搭焊接錨固、輔筋和預埋件問題等);亂踩配筋致使保護層減小;模型板剛度不足;模板支架下沉或失穩(wěn);過早拆模等;其中多數屬物理性缺陷。5構件受力、變形使內應力超越材料強度。??? 常見的受力有拉伸(中、偏拉)、壓縮(中、偏壓局壓)、彎曲(少筋、適筋、超筋)、剪切(少箍、適箍、超箍、沖切)、扭轉等狀態(tài);常見的變形有因過大不均勻沉降、因收縮和溫度變形受到約束待狀態(tài)。它們所造成的缺陷均屬物理性缺陷。6溫度變形。

?混凝土具有熱脹冷縮的性質,其線膨脹系數一般為1×10-5/℃。當環(huán)境溫度發(fā)生變化時,就會產生溫度變形,由此產生附加應力,當這種應力超過混凝土的抗拉強度時,就會產生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現澆屋面板上的裂縫,大體積混凝土的裂縫等。7濕度變形。??? 混凝土在空氣中結硬時,體積會逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見于現澆墻板式結構、現澆框架結構等,通常是因為養(yǎng)護不良造成。混凝土的收縮值一般為0.2‰~0.4‰。其發(fā)展規(guī)律是早期快,后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物,通常是每隔20~40m設置一道后澆帶,或采用在混凝土中摻加微膨脹劑等,這樣可基本解決混凝土的早期干縮。

混凝土的收縮。混凝土在硬化過程中,由于水分蒸發(fā)、體積逐漸縮小而產生收縮。根據力學分析,由于結構構件受到支座的約束,當其收縮所引起結構構件的約束應力超過一定程度時,必然引起結構構件的開裂。力學形變及溫度應力裂縫。溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面,由于水泥的水化將產生并釋放大量的水化熱,造成混凝土構件內外部溫差較大,膨脹不一致,混凝土表面產生拉應力,內部產生壓應力,當這種拉應力超過了混凝土抗應力時便產生的裂縫。溫度變化較大的地區(qū)。溫度裂縫通常無規(guī)律,大面積構件裂縫常縱橫交錯,受溫度變化影響明顯,裂縫冬寬夏窄。鋼筋混凝土的結構,在使用荷載的作用下,截面的混凝土拉應變是大于混凝土極限拉伸值,作用于截面上的彎矩、剪力、軸向拉力及扭矩等荷載效應會引起結構構件產生裂縫,這種情況下結構是帶裂縫工作,是設計允許的;由于基礎不均勻沉降,使混凝土結構出現的裂縫,也屬于荷載作用引起的的裂縫,這種裂縫大多是由于地勘不準確或施工控制不到位造成的,是不允許發(fā)生;由于在施工中過早對結構構件承受荷載,使結構構件達不到設計強度,迫使混凝土產生裂縫,這是可以避免的;混凝土結構構件在使用過程中,超過設計的允許最大荷載,導致混凝土裂縫。這種破壞性裂縫是不允許的。?混凝土過早拆模,或者混凝土未達到終凝時間承受荷載等都可直接造成混凝土裂縫;在施工中板的上層鋼筋一般較細,在交叉作業(yè)中,施工人員不采取措施對上層鋼筋踩踏,使鋼筋彎曲變形、下沉,保護層過大,導致板面裂縫;在施工中混凝土水灰比過大,多余的水形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔,減少混凝土實際有效斷面,在荷載作用下,使空隙周圍產生應力集中,導致板面裂縫;混凝土砂石含泥量超標或級配差,會使混凝土產生網狀裂縫或側面裂縫,混凝土組成材料質量不合格,導致結構裂縫。

二、裂縫防治措施??? 1設計合理的方案??? 根據各種混凝土允許產生的裂縫寬度要求來設計施工方案,能有效控制裂縫產生。同時,配筋方案也有較大影響,鋼筋間距密而直徑細的鋼筋能有效提高混凝土的抗裂能力。????2實現原材料質量達標??? 合理選擇混凝土強度等級、水泥等級,配合好的石沙原料,同時防止使用強度較高的水泥,并且減少水泥用量,可以使原材料的質量達到建筑標準。??? 3添加外加劑防止裂縫??? 外加劑的使用可以防止混凝土開裂,若其得到正確使用,工程質量能得到保障,并且混凝土的耐久性也可以得到提高。減水防裂劑是一種常見外加劑,它的作用主要有:減少混凝土的用水量,調整水灰比對混凝土干縮的影響;減少水泥用量,而水泥用量會影響混凝土的收縮率,減少的部分可用骨料加以補充;使混凝土的緩凝時間恰當,防止水泥迅速水化熱而導致塑性收縮增加。??? 4加強施工質量

混凝土裂縫的防止工作在水利工程施工中非常重要,尤其體現在對新澆混凝土的早期養(yǎng)護上,以減少早期的收縮。具體做法是對構件的濕潤養(yǎng)護加以控制,采用流水或者蓄水的方式對大體積混凝土進行養(yǎng)護,時間為14~28d。同時,在施工中還要考慮大體積水泥水熱化的問題,除了降溫措施,還要防止水化熱集中出現。此外,要采取蓄水保濕的措施,如覆蓋布條、薄膜、麻袋等方式,在混凝土澆注成型后對其進行養(yǎng)護,以避免其因為內外溫差大產生裂縫。而對低下結構的混凝土,應盡快回填土,有益于防止裂縫出現。??? 5修補裂縫???非強度原因而造成現澆混凝土裂縫處理措施有化學灌漿法,其方法為采取環(huán)氧類的化學漿液或水泥漿液對裂縫進行灌注填充,既提高了結構的整體性,又能有效阻止鋼筋的進一步銹蝕;迭合層法,對原有混凝土樓面鑿毛清理,鋪設鋼筋網,重新澆筑一層細石混凝土整澆層,從力學角度來提高樓板的剛度和整體抗變形性能;整體處理法,通過增設構件、改變傳力途徑、地基處理、結構補強等整體方法提高現澆樓板的抗裂性能,針對已出現的裂縫,視具體情況對其采取封堵或約束的方案。

總結：為了保證施工過程中的混凝土施工質量,施工單位應該建立自身的監(jiān)督管理部門,嚴格管理混凝土施工。與此同時需要提高管理人員的素質水平,保證其可以及時發(fā)現施工過程中的問題,避免混凝土裂縫的產生。另外,隨著新工藝、新材料的不斷出現,工程施工對施工人員的素質要求也越來越高,相關人員在進行施工之前,需要對施工人員進行相關培訓,確保施工人員都是持證上崗,并且優(yōu)先聘用有豐富經驗和良好社會信譽的施工隊進行施工。