摘 要 本文從混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的原因出發(fā),對影響混凝土收縮因素進行了分析,并提出了控制混凝土收縮裂縫的有效措施。
關(guān)鍵詞混凝土;收縮裂縫;原因;控制;措施
中圖分類號TU755.7文獻標(biāo)識碼A 文章編號1673-9671-(2009)111-0047-01
房屋建筑施工過程中常常會遇到混凝土出現(xiàn)裂縫的問題,而因收縮所引起的裂縫也是最常見的。收縮裂縫形態(tài)各異,一般發(fā)生在板、墻等厚度較小的構(gòu)件中,表現(xiàn)為龜裂、一字形裂縫或斜向裂縫等形態(tài)。收縮裂縫一般情況下對承載力影響不大,但有可能影響結(jié)構(gòu)中內(nèi)力分布的變化及耐久性,最主要的影響是觀感,引起不安全感,造成用戶的心理壓力,同時引發(fā)滲漏等影響使用功能的缺陷。
1混凝土產(chǎn)生收縮裂縫的原因
混凝土的收縮分為:塑性收縮、硬化收縮、失水收縮、碳化收縮。
⑴塑性收縮:混凝土澆注后4—5h左右,水泥水化反應(yīng)激烈,分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水和水份蒸發(fā)現(xiàn)象,引起失水收縮,同時骨料因自重下沉,此時混凝土尚未硬化,骨料與膠合料之間也產(chǎn)生不均勻的沉縮變形,稱為塑性收縮。骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋,便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處如T 梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹帲蛴不俺翆嵅痪鶆驅(qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。
塑性裂縫產(chǎn)生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風(fēng)力的影響,表面失水過快,造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產(chǎn)生龜裂。
⑵硬化收縮:即混凝土在水化硬結(jié)過程中,由于水泥顆粒不斷水化,毛細管及各孔隙游離水逐漸與水泥礦物質(zhì)水化,轉(zhuǎn)化為凝膠及結(jié)晶形成水泥石體積略有收縮,亦稱自生收縮。
⑶失水收縮:混凝土中存在極細的孔隙(毛細管),水從毛細管中溢出,造成干縮。即混凝土內(nèi)的水分不斷蒸發(fā),引起顯著的體積收縮。
⑷碳化收縮:大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形稱為碳化收縮。碳化收縮只有在濕度50% 左右才能發(fā)生,且隨二氧化碳濃度的增加而加快。
混凝土的體積收縮是一種必然現(xiàn)象,試驗表明,在完全自由的狀態(tài)下,收縮只會引起構(gòu)件的縮短,不會在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力,因而不會產(chǎn)生裂縫。但實際上由于結(jié)構(gòu)的整體作用,每種構(gòu)件都受到不同程度的約束,因此混凝土收縮必然在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)這些應(yīng)力足夠大時,就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂。
2混凝土收縮影響因素
影響混凝土收縮的因素很多,主要包括骨料的體積含量及其性質(zhì)、水灰比、養(yǎng)護條件、結(jié)構(gòu)的尺寸及外加劑等。骨料之所以對混凝土收縮影響較大。是因為其對混凝土中的水泥石收縮有限制作用。而水灰比以及養(yǎng)護條件等,則可以使混凝土產(chǎn)生不同的收縮速率及收縮能力。
⑴骨料:骨料能夠?qū)炷恋氖湛s產(chǎn)生限制作用,這可以對比水泥凈漿和混凝土的收縮曲線來評定。
⑵水泥品種、標(biāo)號及用量:礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥凝土收縮性較高,普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮較低。另外,水泥標(biāo)號越低、單位體積用量越大、磨細度越小,混凝土收縮越大,發(fā)生收縮時間越長。例如,為了提高混凝土強度,施工時經(jīng)常采用強行增加水泥用量的做法,收縮就明顯加大。
⑶用水量:混凝土中用水量對收縮的影響,是指它減小了起抑制作用的骨料體積,而用水量本身并不認為是主要因素
⑷養(yǎng)護條件:延長潮濕養(yǎng)護可以推遲收縮的開始,但對收縮大小影響甚微。然而,加強早期養(yǎng)護,可以減小收縮裂縫開裂的機率或者延遲開裂的出現(xiàn)。
⑸結(jié)構(gòu)尺寸:混凝土試件的尺寸和形狀將決定失水的速率,因此也將決定干燥收縮的速率和數(shù)量。
⑹外摻劑:外摻劑保水性越好,則混凝土收縮越小。
3混凝土收縮裂縫的控制措施
針對混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的原因及其主要影響因素,我們可采取以下控制措施,預(yù)防或減少混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生。
⑴原材料選擇:選擇材料時,宜選用鋁酸三鈣含量較低,不宜過細,礦渣含量不宜過多的水泥。砂不宜用特細砂。在確定配合比時應(yīng)采用低水灰比,低水泥用量和低用水量。
⑵混凝土配合比:在保證混凝土強度及坍落度的前提下,應(yīng)提高摻合料及骨料的含量,改善骨料級配,加大骨料粒徑,以降低每立方米混凝土的水泥用量。同時摻加適量的減水劑,減少水泥及水的用量?;炷恋母煽s受水灰比的影響較大,水灰比越大干縮越大。
⑶添加外摻劑:外摻劑保水性越好,則混凝土收縮越小。為保證減少水泥用量后混凝土的強度和坍落度不受損失,可適度增加活性細摻料替代水泥,常用的是粉煤灰。因為粉煤灰的比表面積較小,吸附水的能力較小,因而干縮小,抗裂性較強。
⑷合理的構(gòu)造措施:適當(dāng)增加混凝土構(gòu)件的配筋率。鋼筋與混凝土之間的握裹力,也能部分抵消混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力。
收縮裂縫多出現(xiàn)在伸縮縫間距過大及建筑體形復(fù)雜的結(jié)構(gòu),或較長時間暴露的露天結(jié)構(gòu),因此設(shè)計時其伸縮縫的間距必須符合規(guī)范規(guī)定。
⑸合理控制時間:根據(jù)施工地點和氣溫實際情況,合理控制拆模時間,避免因拆模過早而引起混凝土表面收縮裂縫。一般夏季施工時,拆模時間不低于10h,冬季施工時,拆模時間不低于15h。
⑹養(yǎng)護:混凝土澆筑完成后要及時覆蓋塑料薄膜或潮濕的土工布等,保持混凝土表面濕潤。養(yǎng)護時保持的濕度越高、溫度越低、養(yǎng)護時間越長,則混凝土收縮越小。
⑺改善周圍環(huán)境:空氣濕度越小、溫度越高、風(fēng)速越大,此時混凝土水分蒸發(fā)越快,混凝土也越容易出現(xiàn)收縮裂縫,所以在高溫或大風(fēng)天氣要設(shè)置必要的遮陽和防風(fēng)設(shè)施,減緩混凝土表面的水份蒸發(fā),保持混凝土表面濕潤。
⑻其他措施:包括:選用干縮值較小且早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥;嚴(yán)格控制水灰比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度與和易性,減少水泥及水的用量;澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透;及時覆蓋,保持混凝土終凝前表面濕潤。
4結(jié)束語
本文對混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的原因、混凝土收縮的影響因素和收縮裂縫控制措施作了詳細介紹,并從混凝土原材料、配合比、外加劑、構(gòu)造措施和養(yǎng)護措施等方面提出了一些控制混凝土出現(xiàn)收縮裂縫的方法。只要嚴(yán)格把好材料關(guān),系統(tǒng)控制施工工藝 ,嚴(yán)格操作程序 ,混凝土的收縮裂縫是可以得到控制的。
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