廖宏武
(福建三建工程有限公司,福建 龍巖 364000)
混凝土具有諸多優勢,但其自身也有缺陷,如自重較大、彈性不足、耐久性弱、容易變形等。在施工中稍有不慎,便會出現裂縫、麻面、蜂窩等問題,破壞建筑物或路橋的外觀,若超出允許值,危害更大。隨著裂縫的出現,空氣很容易滲入銹蝕鋼筋,削弱了混凝土的承載力,影響到其使用壽命;裂縫會導致建筑物或路橋的功能有所減少,不能充分發揮作用;在修復中必將需要更多的成本??梢?,不管是從外觀、質量還是經濟環保方面,均應加強對混凝土裂縫的控制。
原因分析:熱脹冷縮是混凝土自身的物理性質,在澆筑后的硬化過程中,隨著溫度降低,混凝土體積壓縮變小,易形成裂縫。此外,混凝土是由水泥、砂石、骨料和水等原材料組合成的混合物,在澆筑過程中逐漸硬化。外部溫度變化對其硬化有著一定影響,拌合后的混凝土混合物自身有其溫度,如果外部溫度高于澆筑溫度,混凝土內部必然會存積大量溫度難以散出。在澆筑時,表面容易散熱,但內部溫度不易釋放,以至于內外形成較大偏差。同時外部產生拉應力,內部產生壓應力,而初凝時混凝土抗拉性低,隨著溫度差的增大,必然會形成裂縫。
預防措施:按照規定標準科學選擇原材料,水泥以低熱水泥為佳,不能太細;砂石、骨料質量要合格;為進一步提高抗裂性,可根據實際條件適量摻加減水劑或膨脹劑;把握各種原材料的用量,先試配,然后確定最終的配合比;可改善骨料級配,或摻加粉煤灰進行調整;攪拌時按正確順序投料,注意攪拌時的和易性、均勻性;不斷改進工藝,使用二次冷風等新工藝;澆筑時分層澆筑,或在內部設冷卻管道等利于散熱的裝置;觀察溫度變化,控制好澆筑溫度,如果溫度過高,應采取冷卻措施;為降低混凝土的脆性,提高其抗裂性能,還可摻入定量的鋼纖維,以取得更好的彈性。
原因分析:在還沒硬化時,混凝土多以塑性狀態存在,隨著凝結硬化而收縮,可能會生成裂縫,這便是塑性收縮裂縫。內外部溫度升高,或出現大風天氣,會加速水泥水化,蒸發掉大部分水分。當蒸發速度大于泌水速度時,混凝土會因水分過少而收縮,同時有相應的應力產生。而混凝土此時的抗壓強度較弱,比收縮應力低,以至于產生塑性收縮。
預防措施:同樣首先應重視材料的選擇,如水泥的初期強度要符合要求,合理控制干縮值,可選用硅酸鹽水泥;為減少裂縫發生率,需科學配合水灰比,盡量減少水和水灰的用量;同時為提高和易性,有必要加入減水劑等外加劑;澆筑前在混凝土表面灑水,保持一定的濕潤性;并使用塑料膜包裹,或噴灑養護劑,減少水分蒸發量;實時測量溫度,將溫度控制在適宜范圍內,如有必要,可埋設測溫元件;針對溫度過高、大風天氣等原因,可采用設置遮陽傘、設置擋風設備的方法予以解決。
原因分析:地基含水量大,土質松軟,易發生不均勻沉降或坍塌現象,從而引起裂縫出現;或模板承載力弱,支撐間距太大也可能發生沉降現象,尤其是凍土上的模板支撐,一旦升溫化凍,支撐必然沉降。沉降收縮裂縫多為梭形,有一定的走向;較嚴重時還可能出現錯位。當地基變形越來越小時,沉陷裂縫逐漸穩定。
預防措施:針對因沉陷引起的裂縫,最主要的是要處理沉降問題。如果施工現場土質差,為軟土地基,必須在加固后才能施工,可采用強夯法、水泥土攪拌樁法等;提高模板的支撐力和剛度,支撐間距不能太大,而且底部要牢固,不得出現松動現象;注意混凝土養護管理,禁止長期浸泡在水中;在規定的時間段,按照正確順序拆除模板;搭設模板時盡量避開凍土,如受條件影響必須在凍土上施工,需采取防范措施。
某工程長4500m,橋寬26m,基礎采用鋼筋混凝土。該橋梁建設是一重建工程,過去由于技術條件限制、施工不認真等原因,混凝土施工質量不合格,常出現裂縫現象,嚴重阻礙了路橋的使用壽命和功能發揮。因此在此次施工中,對混凝土裂縫問題尤為重視。
在運行拌制工作時,應對拌合物的溫度進行有效控制,如夏天在選擇水源時,盡量選取地下水,因為地下水的溫度較低,還需對砂石、骨料增加一些降溫手段;冬天需要加熱水和防凍劑等。為避免資源浪費或資源短缺,對原材料的使用,盡量做到不多不少。
采用成熟的澆筑方法,有利于保證混凝土的澆筑質量,要注意,澆筑和振搗工作應同時進行,并將各個程序之間的時間差調到一個適宜的狀態。還需注意對時間的把握,例如夏天,應避開溫度較大、輻射較高的時段,澆筑工作最好是在夜里進行?;炷恋暮穸刃韪鶕唧w情況再做決定,通常都是在大約400mm。而且,完成澆筑后,為減少因塑性變形引起的表面裂縫,可做二次拋光。
檢測溫度,施工過程中,要將混凝土的內外溫差控制在25℃以內,表面溫度和外界環境的溫度之差應控制在15℃以內。
當澆筑工作結束后,應使混凝土表面處于一個濕潤的狀態,而且需采取有效的預防措施防止出現突然干燥的情況,為使其不與干燥環境產生直接的碰觸,可在混凝土表面覆蓋一層薄膜。
為加強混凝土的抗裂性,可在容易出現裂縫的地方安裝鋼筋網片,或配備一些抗裂鋼筋。
現代化工程大都離不開混凝土,隨著對工程質量要求的提高,混凝土施工顯得更加關鍵。然而在實際中,常會出現許多問題,如裂縫現象頻頻發生,損壞了工程的美觀性和安全性。考慮到引起裂縫原因,必須仔細分析,根據原因選擇最適宜的處理方式。
[1] 姚毓瑞.淺談混凝土結構中常見裂縫的成因與預防措施[J] .科技信息,2013,22(5):150-151