【摘 要】隨著國內(nèi)經(jīng)濟的日益繁榮和建筑行業(yè)飛速發(fā)展,作為工程建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛的混凝土的用量日益大增,混凝土的裂縫是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題。如何預(yù)防和控制混凝土裂縫、裂縫是否影響結(jié)構(gòu)以及是否需要后修補處理等問題的研究探討,具有一定的實際意義。
【關(guān)鍵詞】混凝土;裂縫;研究探討
混凝土裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多,有設(shè)計方面的原因,但更多的是施工過程的各種因素組合產(chǎn)生的,要根本解決混凝土中裂縫問題,還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。裂縫原因是設(shè)計、施工、材料、環(huán)境及管理等相互影響的綜合性問題,解決裂縫控制問題應(yīng)當(dāng)采取綜合方法。筆者從事混凝土相關(guān)工作多年,對于所遇到過的混凝土的裂縫問題也很多,下面就混凝土裂縫的形成原因,預(yù)防控制以及處理方法,結(jié)合工程實際談?wù)勎业目捶ā?/p>
1、混凝土裂縫形成產(chǎn)生的主要因素
1.1設(shè)計原因。.結(jié)構(gòu)斷面突變產(chǎn)生應(yīng)力集中,容易所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫;預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中應(yīng)力計算不當(dāng),施加應(yīng)力容易造成構(gòu)件偏心、應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫;設(shè)計時構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗也容易引起構(gòu)件裂縫;.設(shè)計中未充分考慮混凝土的收縮變形;設(shè)計中采用的混凝土強度等級過高,造成水泥用量過大,對收縮不利;混凝土結(jié)構(gòu)使用環(huán)境溫度變化,管線配置不當(dāng),保護層厚度不夠。
1.2 原材料原因 。砂、石含泥量過大,顆粒級配不良,容易造成混凝土收縮的增大,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生;骨料粒徑偏細,針片含量偏大,造成混凝土單方水泥用量、用水量增多,混凝土收縮量增大;混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng),嚴(yán)重增加混凝土收縮;.水泥品種選用不當(dāng),水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大。
1.3配合比設(shè)計原因。配合比中水灰比(水膠比)過大;水泥用量過大,水泥漿過多,坍落度偏大,造成收縮越大;砂率、水灰比選擇不當(dāng),造成混凝土和易性偏差,導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良,增加混凝土的收縮;混凝土摻合料摻量選擇不當(dāng)。
1.4 施工及現(xiàn)場養(yǎng)護原因。現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過振或振搗棒抽撤過快,均會影響混凝土的密實性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生;.拌和不均勻(特別是摻用摻合料的混凝土),攪拌時間不足或過長,拌和后到澆筑時間間隔過長;連續(xù)澆筑時間過長,接茬處理不當(dāng);混凝土澆搗后表面沒及時覆蓋,外露表面風(fēng)速過大或烈日暴曬,造成混凝土開裂;大體積混凝土施工時,現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大,產(chǎn)生溫度裂縫;現(xiàn)場養(yǎng)護措施不到位,現(xiàn)場模板拆除不當(dāng),預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)?shù)鹊?,都會引起混凝土施工裂縫。
1.5外界因素。構(gòu)筑物的不均勻沉降;野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞;周圍環(huán)境影響,如酸、堿、鹽等對構(gòu)筑物的侵蝕;火災(zāi)、輕度地震等意外事件;使用中短期或長期超載也會引起混凝土裂縫。
2、裂縫的控制措施
2.1 設(shè)計方面。設(shè)計人員要注意容易開裂部位,靈活地運用‘抗一放’結(jié)合、或以‘抗’為主、或以‘放’為主的設(shè)計原則,來選擇結(jié)構(gòu)方案和使用的材料。盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來應(yīng)力集中,在結(jié)構(gòu)或造型方面不得以時,應(yīng)充分考慮采用加強措施。采用補償收縮混凝土技術(shù),可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。結(jié)構(gòu)中,要重視構(gòu)造鋼筋的配置,特別是樓板、墻板等薄壁構(gòu)件,更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。
2.2 材料選擇。根據(jù)結(jié)構(gòu)混凝土強度等級選擇合適的水泥品種、等級,盡量避免采用早強高的水泥;選用級配優(yōu)良的砂、石原材料,含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求;積極采用適合的摻合料和混凝土外加劑,摻合料和外加劑已作為混凝土的第五、六大組份,可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用;正確掌握好混凝土補償收縮技術(shù)的運用方法,對膨脹劑應(yīng)充發(fā)考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果,應(yīng)通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。
2.3 混凝土配合比設(shè)計?;炷僚浜媳葢?yīng)按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2011規(guī)程設(shè)計;在滿足施工要求的條件下,盡量采用較小的混凝土坍落度,基礎(chǔ)、梁、樓板、屋面用混凝土坍落度易小于120mm,高層建筑用的混凝土坍落度根據(jù)泵送高度宜控制在150mm左右;混凝土單方用水量不宜大于170kg/m3;普通混凝土水泥用量宜為270-450 kg/m3,高強混凝土不宜大于550 kg/m3;混凝土水膠比不已大于0.60;混凝土在滿足工作性要求的前提下,應(yīng)采用較小的砂率;配合比設(shè)計人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場,依據(jù)施工現(xiàn)場的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況,合理選擇好混凝土的設(shè)計坍落度,針對現(xiàn)場的砂、石原材料質(zhì)量情況及時調(diào)整施工配合比,協(xié)助現(xiàn)場搞好構(gòu)件的養(yǎng)護工作。
2.4 施工及現(xiàn)場養(yǎng)護。混凝土攪拌要充分,保證原材料攪拌均勻;混凝土運輸時,應(yīng)能保持混凝土拌和物的均勻性,不應(yīng)產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象,運送容器應(yīng)不漏漿,并宜快速運輸,保證混凝土施工的連續(xù)性;混凝土澆筑時要充分考慮結(jié)構(gòu)的澆筑區(qū)域、構(gòu)件類別、鋼筋配置狀況以及混凝土拌和物的品質(zhì),選用適當(dāng)機具與澆筑方法,保證混凝土勻質(zhì)密實;大體積混凝土,應(yīng)控制澆筑后的混凝土內(nèi)部最高溫度及其與表面的溫差、混凝土表面與環(huán)境的溫差,內(nèi)部最高溫度一般不高于70℃,內(nèi)外溫差不超過25℃;混凝土澆注完畢,應(yīng)在混凝土凝結(jié)后立刻進行妥善保溫、保濕養(yǎng)護,盡量避免急劇變化、振動以及外力的擾動;混凝土養(yǎng)護一般不得少于7d;對摻用緩凝型外加劑或抗?jié)B要求的混凝土,不得少于14d;冬季施工時混凝土入模溫度不低于5℃,混凝土澆灌完畢后,及時覆蓋保溫材料,防止混凝土受凍;拆模時應(yīng)保證混凝土強度達到規(guī)范要求。
3、混凝土裂縫的處理
混凝土裂縫處理的方法有很多,下面我介紹比較常見的幾種方法:表面處理法、填充法、壓力灌漿法、結(jié)構(gòu)補強法、置換法、電化學(xué)防護法。
3.1表面處理法。表面涂抹法對混凝土構(gòu)件表面較淺的裂縫用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂表面涂刷處理,這些表面裂縫一般都很細很淺,裂縫深度尚未達到鋼筋表面,一般用高標(biāo)號的砂漿進行表面涂抹即可。如果表面裂縫貫通底部,出現(xiàn)漏水的情況,可通過表面貼補法在構(gòu)件表面貼補防水片等方法來解決。
3.2填充法??刹捎脤S玫幕炷练舛虏牧蟻硖畛淞芽p。一般用來修補較寬的裂縫,作業(yè)簡單,費用低。小規(guī)模裂縫可采取開V型槽后,再作填充處理。
3.3壓力灌漿法。 壓力灌漿法又稱注漿法,它不僅修補面層而且能通過壓力將注射用膠注到混凝土的內(nèi)部裂縫處,對裂縫進行粘結(jié)封閉和補強加固,此種方法處理效果好,應(yīng)用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,使用方便處理效果好。
3.4 結(jié)構(gòu)補強法。因外部因素造成的較大裂縫,嚴(yán)重影響使用,如不及時采取措施,會危及整個建筑物的安全。例如外荷載超出設(shè)計的承載力、地震、爆炸、火災(zāi)等因素引起的裂縫,或由于鋼筋銹蝕造成的構(gòu)件承載力不足等原因引起的裂縫,通常采取結(jié)構(gòu)補強法。
3.5置換法?;炷林脫Q法是處理嚴(yán)重?fù)p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。
3.6電化學(xué)防護法。利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護法中常用而有效的三種方法,適用混凝土中鋼筋的長期防腐,減少鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。
4、結(jié)束語
如今,越來越大的混凝土需求對混凝土質(zhì)量的要求也越來越高,雖然學(xué)術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和處理方法各有不同,但是,只要我們嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),杜絕各種不利因素發(fā)生,防患于未來;在具體施工中多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,對混凝土裂縫進行認(rèn)真研究、區(qū)別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,最大限度地降低混凝土裂縫的出現(xiàn),即可保證建筑物和構(gòu)件安全,保證建設(shè)工程的質(zhì)量,從而保證國家基礎(chǔ)建設(shè)的健康穩(wěn)定地發(fā)展。
參考文獻
[1] 何星華,高小旺.建筑工程裂縫防治指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.
[2] 徐榮年,徐欣磊.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制——“王鐵夢法”應(yīng)用事例集[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.
[3] 莊其昌.裂縫對施工混凝土耐久性影響研究[M].青島理工大學(xué).2010.