【摘要】裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,而且還影響建筑物的使用功能,本文就此首先分析了混凝土施工過(guò)程中的裂縫問題,然后對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行了闡述,最后就預(yù)防措施進(jìn)行了深入的探索研究,本文提出了自己的一些觀點(diǎn),可與同行共同探討。
【關(guān)鍵詞】混凝土;裂縫;預(yù)防
前言
目前對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有很多中看法,各國(guó)學(xué)者有不同的出發(fā)點(diǎn)和研究角度,不過(guò)對(duì)于怎樣解決或是減少大體積混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象卻有比較明確的態(tài)度。以改善混凝土施工的原料配比以及對(duì)混凝土施工各個(gè)過(guò)程的溫度控制有助于對(duì)混凝土的裂縫進(jìn)行有效的防控。這就給日?;炷潦┕ぶ赋隽艘螅谑┕r(shí)一定要加強(qiáng)對(duì)混凝土施工各個(gè)階段的溫度監(jiān)控,以多角度全面的觀測(cè)和對(duì)比對(duì)工程進(jìn)行施工和管理。每次工程結(jié)束后都要多加總結(jié),以不斷的總結(jié)加強(qiáng)工程建設(shè),徹底杜絕出現(xiàn)混凝土裂縫。
一、溫度應(yīng)力的分析
裂縫的產(chǎn)生原因十分復(fù)雜,其中不僅有施工材料的差異、施工工序的差異、施工手段的差異以及施工設(shè)備的差異,還有混凝土本身性質(zhì)的差異,究其根本也就是由溫度造成的裂縫和由濕度造成的裂縫?;炷恋臏囟刃粤芽p產(chǎn)生的原因是由于混凝土自身在進(jìn)行凝固時(shí)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)量的水化熱量。水化熱的產(chǎn)生會(huì)整體上使混凝土升溫,但是由于外表與外界空氣接觸的面積比較大,接觸時(shí)間也比較長(zhǎng),所以混凝土外表和內(nèi)部的溫度差異很大,混凝土外表溫度形成向上的拉力,溫度從最高點(diǎn)降低時(shí)又會(huì)使混凝土內(nèi)部形成向內(nèi)的拉力,一旦混凝土自身的抗裂能力不能承受溫度引起的拉力,那么裂縫現(xiàn)象也就會(huì)呼之欲出了。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周,時(shí)干時(shí)濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。溫度應(yīng)力的變化按期限分可以具體分為早期、中期、晚期。溫度應(yīng)力產(chǎn)生的原因也可以分為自身的自生應(yīng)力以及外在的約束應(yīng)力。溫度應(yīng)力早期的變化期限劃分是從混凝土澆筑開始到水泥不再發(fā)熱為止,通常混凝土溫度應(yīng)力的變化早期過(guò)程是一個(gè)月的時(shí)間,一般早期溫度應(yīng)力會(huì)使混凝土產(chǎn)生凝固引起的水化熱量,混凝土的外觀收縮變化程度也很大,早期變化結(jié)束后,混凝土塊中還存在殘留的溫度應(yīng)力;溫度應(yīng)力的中期變化緊接著早期變化開始,一直持續(xù)到混凝土冷卻結(jié)束。此階段的混凝土溫度應(yīng)力變化一般是以溫度對(duì)外的完全釋放引起的。中期變化程度不明顯,因?yàn)闅堄嗟膽?yīng)力已經(jīng)不能發(fā)揮太大的作用;晚期的收縮變化力量來(lái)源主要是由于外界氣溫。根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類:
1、自生應(yīng)力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,橋梁墩身,結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大,混凝土冷卻時(shí)表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
2、約束應(yīng)力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱粱頂扳混凝土和護(hù)欄混凝土。
二、溫度的控制和防止裂縫的策略分析
對(duì)混凝土的防控措施主要包括對(duì)溫度的防控和對(duì)限制條件的改善,以下進(jìn)行具體論述??刂茰囟鹊拇胧┤缦拢?/p>
1、采用改善骨料級(jí)配,用于硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;
2、拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;
3、熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;
4、在混凝土中埋設(shè)水管,通人冷水降溫;
5、規(guī)定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝士表面發(fā)生急劇的溫度梯度;
6、施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施;改善約束條件的措施是:合理地分縫分塊;避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏;合理的安排施工工序,避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露;在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高,此時(shí)拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn),但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。
三、混凝土的早期養(yǎng)護(hù)問題分析
早期養(yǎng)護(hù)對(duì)于保障混凝土的質(zhì)量是十分重要的,混凝土的早期養(yǎng)護(hù)主要目的在于對(duì)澆筑混凝土的保溫和保濕。對(duì)溫度的保持能夠使混凝土外形趨于正常,而保濕能夠使混凝土杜絕干、冷縮現(xiàn)象。早期養(yǎng)護(hù)的施行能夠很大程度上使混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度充分保持,并在某些方面實(shí)現(xiàn)混凝土的施工順利,混凝土的抗荷載強(qiáng)度和抗裂縫能力也可以得到很大的保證。在混凝土的早期養(yǎng)護(hù)中我們可以看出,混凝土溫度的保持和濕度的保持都是有著緊密相關(guān)的聯(lián)系的。就從最簡(jiǎn)單的混凝土保溫上看,度混凝土的保溫覆蓋在一定程度上也能保證混凝土的含水量不會(huì)過(guò)快的流失。從單純的理論上來(lái)講,混凝土澆筑以后的含水量是完全滿足混凝土完成各個(gè)期限的水化過(guò)程的,但是由于水分的蒸騰的作用,往往都需要在混凝土的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中灑水,如果沒有進(jìn)行水養(yǎng),那么混凝土的水化過(guò)程就會(huì)明顯的減慢,在空氣中接觸較多的混凝土表面越明顯,所以,應(yīng)切實(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)操作,養(yǎng)護(hù)中最重要的時(shí)間是在混凝土澆筑完畢的最初幾天,此時(shí)養(yǎng)護(hù)不僅能為以后的養(yǎng)護(hù)打下基礎(chǔ),更能保證混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的充分發(fā)揮。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在對(duì)混凝土溫度性裂縫進(jìn)行了深入的分析闡述后,我們已經(jīng)可以比較清楚的認(rèn)識(shí)到混凝土溫度對(duì)于混凝土不同時(shí)期的影響力。目前世界范圍內(nèi)建設(shè)的主要材料都是混凝土,所以可以說(shuō)混凝土在世界上占有極其重要的地位,不僅關(guān)系到建設(shè)訴求的付諸實(shí)踐還關(guān)系到全世界人類的居住生活,不可不謂之重要?;炷敛牧想m然具有適合建筑需求的性能但是由于其物理性質(zhì)的原因,施工后很容易就產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象?;炷恋牧芽p會(huì)使建筑主體的外觀產(chǎn)生破壞,對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可預(yù)知的損傷,很大程度上會(huì)使建筑使用的根基受損。所以施工時(shí)要加緊對(duì)混凝土裂縫的防止。如果沒有掌握到要領(lǐng),即使施工再小心翼翼也很容易出現(xiàn)問題。從根本上來(lái)衡量就是因?yàn)槲覀儗?duì)混凝土凝固變化的動(dòng)態(tài)掌握很不到位。對(duì)混凝土的動(dòng)態(tài)掌握包括對(duì)混凝土溫度的掌握以及物理應(yīng)力的掌握,我們重點(diǎn)來(lái)談溫度應(yīng)力的問題,因此以上對(duì)混凝土的溫度裂縫現(xiàn)象進(jìn)行緣由解析和處理措施介紹。