【摘 要】混凝土裂縫是建筑施工中常見的問題,影響混凝土裂縫的原因有很多,包括溫度、施工質量、混凝土收縮等,本文對防止混凝土裂縫的方法以及混凝土裂縫的處理方法進行了探討。
【關鍵詞】混凝土裂縫
一、引言
混凝土裂縫是混凝土施工中的常見問題,要解決混凝土就必須結合工程現狀,施工環境,認真分析施工條件,嚴把材料質量關,規范支模、配料、運料、攪拌、振搗、拆模等施工環節,控制混凝土入料溫度,按要求及時養護,進而達到提高混凝土施工技術之目的,有效控制混凝土施工裂縫發生,確?;炷潦┕M足工程質量要求,使混凝土施工達到峻工驗收時的優良工程。總之,通過預防措施,混凝土施工裂縫是完全可以避免的。
二、建筑施工中混凝土裂縫產生的原因
一般來講,施工中混凝土裂縫可分為溫度引起的裂縫、收縮引起的裂縫、施工材料質量引起的裂縫及施工裂縫等。
1.溫度變化引起的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環境或結構內部溫度發生變化時.混凝土將發生變形,一旦變形受阻,則會在結構內產生拉應力.當拉應力超過混凝土抗拉強度時,即產生溫度裂縫。在建筑施工過程中溫度應力可以達到甚至超出活載應力。
2.施工工藝質量引起的裂縫 在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理,會產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫,特別是細長薄壁結構更容易出現,裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而言。
混凝土保護層過厚,使承受負彎矩的受力鋼筋保護層加厚,導致構件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫;混凝土振搗不密實、不均勻,出現蜂窩、麻面、空洞,導致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點;如果澆筑混凝土速度過快,混凝土的流動性比較低,硬化前沉實不足,硬化后沉實又過大,會在澆筑后產生裂縫;混凝土攪拌和運輸的時間太長,這樣水分蒸發過多,從而使混凝土的塌落度降低,這樣混凝土的體積上產生收縮裂縫; 混凝土初期養護時干燥過于急劇,混凝土與大氣接觸的表面上出現不規則的收縮裂縫; 用泵送混凝土施工時,為保證混凝土的流動性,增加水和水泥用量,或因其他原因加大了水灰比,導致混凝土凝結硬化時收縮量增加,使得混凝土體積上出現不規則裂縫;混凝土分層或分段澆筑時,接頭部位處理不好,易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。如混凝土分層澆筑時,后澆混凝土因停電、下雨等原因未能在澆混凝土初凝前澆筑,引起層面之間的水平裂縫;采用分段現澆時,先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好,新舊混凝土之間黏結力小,或后澆混凝土養護不到位,導致混凝土收縮而引起裂縫;混凝土早期受凍,使構件表面出現裂紋,或局部剝落,或脫模后出現空鼓現象。
3.收縮引起的裂縫
收縮裂縫是混凝土因收縮而發生的體積變化,收縮裂縫根據產生的原因主要有:化學收縮裂縫、水分蒸發產生的裂縫、沉縮裂縫、溫度裂縫、約束裂縫等。它主要包括塑性收縮裂縫和干縮裂縫。塑性收縮裂縫,主要發生在初凝開始,進行養護之前.此時水泥水化反應劇烈,會出現泌水和水分急劇蒸發,混凝土失水收縮。收縮時,表層受到深層混凝土以及模板、鋼筋的制約,使由軟變硬中的塑態混凝土產生拉應力,從而形成微裂縫。干縮裂縫,大概在混凝土養護結束后或混凝土澆筑完后的一周左右,混凝土內外水分蒸發程度不同,最終會導致混凝土的變形不同,從而產生干縮裂縫。
三、防治混凝土裂縫的方法
1.從設計方面控制裂縫
混凝土的強度等級宜在C20~C35 范圍內選用。隨著高層和超高層建筑物不斷出現,大體積混凝土的強度等級日趨增高,出現高強混凝土,設計強度過高,水泥用量過大,必然造成混凝土水化熱過高,混凝土塊體內部溫度高,混凝土內外溫差超過30℃以上,溫度應力容易超過混凝土的抗拉強度,產生開裂。豎向受力結構可以用高強混凝土減小截面,而對于大體積混凝土底板應在滿足抗彎及抗沖切計算要求下,采用C20~C35的混凝土,避免設計上“強度越高越好”的錯誤概念。大塊式基礎及其他筏式、箱式基礎不應設置永久變形縫及其他施工縫??刹捎谩昂鬂部p”和“跳倉打”來控制施工期間的較大溫差及收縮應力。
2.從材料方面控制裂縫
采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對溫升值,可以使混凝土澆筑后的內外溫差和降溫速度控制的難度降低,也可降低保溫養護的費用,這是大體積混凝土配合比選擇的特殊性。強度等級在C20~C35的范圍內選用,水泥用量最好不超過380kg/m。摻合料及外加劑的使用。國內當前用的摻合料主要是粉煤灰,可以提高混凝土的和易性。大大改善混凝土工作性能和可靠性,同時可代替水泥,降低水化熱。
3.從施工方面控制裂縫
混凝土的澆筑方法可用分層連續澆筑或推移式連續澆筑,不得留施工縫,并應符合規定;分層連續澆筑或推移式連續澆筑,其層間的間隔時間應盡量縮短,必須在前層混凝土初凝之前,將其次層混凝土澆筑完畢;混凝土的拌制、運輸必須滿足連續澆筑施工以及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求,并應符合規定;在混凝土澆筑過程中,應及時清除混凝土表面的泌水。泵送混凝土的水灰比一般較大,泌水現象也較嚴重,不及時清除,將會降低結構混凝土的質量?;炷翝仓戤吅?,應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養護,并應符合規定;塑料薄膜、草袋可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板,在寒冷季節可搭設擋風保溫棚。覆蓋層的厚度應根據溫控指標的要求計算。對標高位于±0.0 以下的部位,應及時回填土;±0.0 以上的部位應及時加以覆蓋,不宜長期暴露在風吹日曬的環境中。
4.關于裂縫的處理
裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度,還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。因此根據裂縫的性質和具體情況我們要區別對待、及時處理,以保證建筑物的安全使用。
混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法:表面修補法,通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂,通??梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。結構加固法,當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。
結構加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固?;炷林脫Q法,混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。灌漿、嵌縫封堵法,灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補,它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中,膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
四、總結
混凝土裂縫是施工中常見的質量問題,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。所以,工程技術人員研究混凝土裂縫原因并區別對待,采取有效策略,確保建筑物和混凝土構件達標使我們建筑工程師的責任。