王 東 劉曉娟 李恒偉

在建筑工程中,混凝土裂縫是當今建筑結(jié)構(gòu)中普遍存在的主要問題,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題始終為工程設(shè)計所關(guān)注,大量的工程實踐分析表明,大多數(shù)的鋼筋混凝土構(gòu)件都是帶裂縫工作的,只是有些裂縫屬于微觀裂縫,當外荷載不超過設(shè)計荷載時,一般對結(jié)構(gòu)的使用無大的危害,根據(jù)規(guī)范允許其在一定范圍內(nèi)存在。有些裂縫在長期的荷載或外界物理及化學因素作用下不斷產(chǎn)生和發(fā)展,引起混凝土保護層剝落及鋼筋銹蝕,使鋼筋混凝土強度和剛度削弱、耐久性降低,甚至會影響結(jié)構(gòu)的正常使用,此時控制混凝土裂縫開展是非常必要的。然而,引起混凝土裂縫的原因很多,其裂縫控制措施也就不同,主要有以下幾個方面。

1 材料和配合比方面的控制措施

1.1 材料

1)水泥。應選用水化熱較低的水泥,嚴禁使用安全性不合格水泥。如:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥;對大體積混凝土,宜選用中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥。對防裂抗?jié)B要求高的混凝土,所用水泥的鋁酸三鈣(C3A)含量應不大于8%。使用時水泥的溫度不超過60℃。2)骨料。對于骨料的選用應優(yōu)選潔凈、級配良好、含泥量較低的中砂和級配良好、空隙率較小的粗骨料。還應符合國家現(xiàn)行有關(guān)混凝土用骨料的標準規(guī)定。骨料宜堆放于棚內(nèi),防止日曬雨雪淋濕,以免影響混凝土拌合物溫度或水膠比。3)摻合料。為改善混凝土性能應在其中摻入礦物摻合料,所用摻合料應符合GB 1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰、GB/T 18046用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉等規(guī)定。4)外加劑。宜采用減水劑改善工作性能,降低用水量,減少收縮。

1.2 配合比

1)配合比設(shè)計:采用低水灰比、低用水量,以減少混凝土的收縮。2)禁止任意增加用水量。應根據(jù)原材料的含水率,決定用水量,嚴禁隨意調(diào)整。3)配制混凝土時計量應準確,要嚴格控制水灰比和水泥用量,攪拌要均勻,離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆灌。

2 設(shè)計方面的控制措施

1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中;構(gòu)造處理不當,現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設(shè)附加箍筋或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當?shù)纫蛩鼐菀讓е禄炷灵_裂。2)工程裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土的變形。如溫度變形、堿骨料反應、環(huán)境腐蝕、收縮變形、基礎(chǔ)不均勻沉降變形等,此類因變形引起的裂縫幾乎占到全部裂縫的85%以上。在變形作用下,結(jié)構(gòu)抗力取決于混凝土的抗拉性能,當抗拉應力超過設(shè)計強度時,應驗算裂縫間距,再根據(jù)裂縫間距驗算裂縫寬度,當不滿足時應增設(shè)附加鋼筋或?qū)?gòu)件采取加強措施。3)適當控制建筑物長度,根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》為避免結(jié)構(gòu)由于溫度收縮應力引起的開裂,宜采取設(shè)置伸縮縫,伸縮縫間距為30 m～50 m。多層住宅建筑控制長度建議不大于50 m,高層應控制在45 m以內(nèi)。如果超過此長度,應設(shè)置伸縮縫。超長量不大時,可采用設(shè)置后澆帶的方法,以減少混凝土樓板收縮開裂。4)避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應力集中,在易產(chǎn)生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。5)在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁,提高該部位的配筋率,提高混凝土的極限拉伸。對水平構(gòu)件梁、板在滿足強度計算的情況下盡量采用中低強度混凝土。6)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應充分考慮施工時的氣候特征,合理設(shè)置后澆帶,在正常施工條件下,后澆帶間距20 m～30 m,保留時間一般不少于60 d。后澆帶混凝土強度等級比原混凝土強度等級提高一級,且采用微膨脹混凝土,以防止新老混凝土界面產(chǎn)生裂縫。

3 施工方面的措施

3.1 模板的安裝和拆除

1)模板及其支架應根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基土類別、施工程序、施工機具和材料供應等條件進行設(shè)計。模板及支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性,能可靠地承受施工時可能遇到的任何荷載。2)安裝的模板必須構(gòu)造緊密、不漏漿、不滲水,不影響混凝土均勻性及強度發(fā)展,并能保證構(gòu)件形狀均勻規(guī)則。3)模板的支撐立柱應置于堅實的地面上,并應具有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性,間距適度,防止支撐沉陷,引起模板變形。上下層模板的支撐立柱應對準。4)合理掌握拆模時間,拆模時間不能過早,應保證早齡期混凝土不損壞或開裂。但也不能太晚,盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值。

3.2 混凝土的拌制

1)優(yōu)先采用預拌混凝土,其質(zhì)量應符合GB/T 14902預拌混凝土的規(guī)定,并執(zhí)行有關(guān)措施。2)優(yōu)選有利于抗拉性能的混凝土級配,盡量減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑、降低含泥量及雜質(zhì)含量。選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。采取保溫保濕的養(yǎng)護技術(shù),盡量利用混凝土后期強度。加強混凝土的澆灌振搗,提高密實度。

3.3 混凝土的運輸

1)運輸混凝土時,應能保證混凝土拌合物的均勻性,防止分層離析現(xiàn)象,運送的容器應能保證快速運輸,而且其運輸頻率應能保證混凝土施工的連續(xù)性。2)運輸車在裝料前應將車內(nèi)殘余物質(zhì)排凈。當需要在卸料前續(xù)摻外加劑時,在外加劑摻入車后應進行快速攪拌,時間由試驗確定。3)運至澆筑地點的混凝土坍落度應符合要求,當有離析現(xiàn)象時,應進行二次攪拌,時間由試驗確定。嚴禁向混凝土中任意加水。4)由攪拌、運輸?shù)饺肽?當氣溫不高于25℃時,持續(xù)時間不宜大于90 min;高于25℃時,持續(xù)時間不宜大于60 min。當摻入外加劑或采用快硬水泥時,持續(xù)時間由試驗確定。

3.4 混凝土的澆筑

1)混凝土澆筑時應防止離析出現(xiàn),振搗應均勻、適度。

2)加強混凝土的早期養(yǎng)護時間。在氣溫高、濕度低或風速大的條件下,更應及早進行噴水養(yǎng)護。當澆水養(yǎng)護有困難時,或者不能保證其充分濕潤時,可采用覆蓋保溫等方法。

3)當樓板、梁、墻、柱一起澆筑時,應先墻柱后梁板。當板和梁在一起時,先澆筑梁,后澆筑板。

4)澆筑時要防止鋼筋、模板、定位筋等的移動和變形。

5)施工縫處澆筑混凝土前,應將接槎處剔鑿干凈,澆水濕潤,并在接槎處鋪水泥砂漿或涂混凝土界面劑,保證施工縫處結(jié)合良好。

3.5 混凝土的養(yǎng)護

養(yǎng)護是防止混凝土產(chǎn)生裂縫的重要措施,特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。例如混凝土路面龜裂,也稱為塑性收縮裂縫,是指混凝土澆筑后仍處于塑性狀態(tài)時,由于表面水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生的裂縫。預防這樣的裂縫,需要澆筑后進行及時養(yǎng)護,并在初凝前進行二次抹面。

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