趙鵬飛
(甘肅華順交通科技咨詢有限責任公司,甘肅 蘭州730000)
混凝土結構裂縫是較為普遍的現(xiàn)象,其中較多的要數(shù)鋼筋混凝土構件?;炷两Y構出現(xiàn)裂縫往往將影響結構的整體性和耐久性。本文就常見的裂縫問題及引發(fā)裂縫的原因進行歸納,并提出相應的預防措施。
混凝土是一種抗拉能力極低的脆性材料,在施工過程中,當發(fā)生溫度,濕度變化,機械振動,地基不均勻沉降時,極易產生裂縫。其次原材料的物理化學性能也對裂縫的產生有不可忽視的影響,如堿集料反映以及化學介質的侵蝕會使混凝土結構過早產生裂縫,降低混凝土強度。
材料問題引發(fā)的裂縫常見原因是水泥、砂、石等質量不合格,若工程上用了這些不合格的材料,就會導致“豆腐渣工程”,所以說只有材料的質量關把好了,工程質量才會在根本上得到保證。
水分蒸發(fā),水泥結石和混凝土干縮是導致混凝土產生裂縫的主要原因?;炷潦且环N人造混合材料,其質量好壞的一個主要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌,運輸,澆筑。振搗各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產生的直接原因。
模板構造不當,漏漿,支撐剛度不足,跑模,過早拆模等都有可能造成混凝土開裂。施工過程中,鋼筋表面污染,混凝土保護層太大或太小,澆灌中碰撞鋼筋使其位移都有可能引起裂縫。
混凝土養(yǎng)護,特別是早期養(yǎng)護質量與裂縫關系密切,早期表面干燥可使其內外溫度相差較大更易產生裂縫。
結構受荷后產生裂縫的因素很多,施工和使用中都有可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震,拆模過早或方法不當,構件堆放,運輸,吊裝時的墊塊或吊點位置不當,施工超載,張拉應力值過大等均可產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁,板等受彎構件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30~40%的設計荷載后,就有可能出現(xiàn)裂縫,但肉眼一般不能察覺,而構件的極限破壞荷載往往在設計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的。在鋼筋混凝土設計規(guī)范中,分不同情況,規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2~0.3mm.對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定值的裂縫,以及不允許出現(xiàn)開裂的構件上出現(xiàn)的裂縫,則需認真分析,慎重處理。
結構構件斷面突變或因開洞,留槽引起應力集中,構造處理不當,如箍筋或附加吊筋以及各種結構施工縫設置不當?shù)纫蛩鼐菀讓е麻_裂。
普通混凝土在空氣中硬結時,體積會發(fā)生收縮,由此而在構件內產生拉應力,在早期混凝土強度較低時,混凝土收縮值最大。因此,若構件早期養(yǎng)護不良,極易產生收縮裂縫。
結構構件在內應力作用下,除瞬時彈性變形外,其變形值隨時間的延長而增加的現(xiàn)象稱為徐變。據(jù)文獻記載受彎構件因徐變作用,其長期變形值可增加2~3倍,因變形量加大而使受拉區(qū)混凝土承受拉應力 造成裂縫的出現(xiàn)。預應力構件因徐變會產生較大的應力損失,降低了結構的拉裂性能。此類裂縫常見于受彎構件的受拉區(qū),其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。
由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。如混凝土結構養(yǎng)護不良或養(yǎng)護時間不夠;水灰比過大,水泥或外加劑摻入量過大攪拌時間不足,振搗不實;鋼筋表面污染,保護層過大或過小;任意留置施工縫且不按規(guī)定處理;后期施工擾動前期混凝土;構件內外溫差大,未采取措施;在不宜施工的氣候條件下勉強施工;冬季施工未采取防凍措施。
(1)水泥:應選用水熱化較低的水泥,嚴禁使用安定性不合格的水泥。
(2)粗骨料:宜選用表面粗糙,質地堅硬的石料。級配良好,空隙率小,無堿性反應,有害物質及粘土含量不超過規(guī)定值。
(3)細骨料:宜選用顆粒較粗,空隙較小,含泥量較低的中砂。
(4)外摻料:宜采用減水劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮。
(1)配合比設計:采用低水灰比,降低水化熱,以減少混凝土的收縮。
(2)禁止任意增加水量。
(3)配制混凝土時應計量準確,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使用。
鋼筋配置應嚴格按照施工圖施工,尤其要重視以下幾點:
(1)施工時鋼筋品種,規(guī)格,數(shù)量的改變,代用,必須考慮對構件抗力性能的影響,務必保證構件的抗裂要求;
(2)鋼筋位置要準確,保護層過大或過小,都可能導致混凝土開裂,鋼筋間距過大易引起鋼筋之間的混凝土開裂。
鋼筋混凝土構件裂縫的預防在模板工程中應注意以下幾點;
(1)橫板構造要合理,防止模板各桿間變形不同而導致混凝土開裂。
(2)模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動荷載)作用下,模板變形過大導致開裂。
(3)合理掌握拆模時間,拆模時間不能過早,應保證早期混凝土不損壞開裂,但也不能太晚,盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值。
(1)混凝土澆筑時應防止出現(xiàn)離析,振搗應均勻,適度。
(2)加強混凝土的早期養(yǎng)護,在氣溫高,濕度低或風速大的條下,更應及早進行噴水養(yǎng)護。當澆水養(yǎng)護有困難時,或不能保證其濕潤時,可采用覆蓋保濕等方法。
在施工過程中,重視裂縫問題,采取合理措施,防止裂縫產生,有利于工程施工的安全性及工程的實用性。裂縫問題一直困擾著混凝土的施工質量,在混凝土生產及施工過程中有針對性的采取預防措施,盡可能采取有效措施控制裂縫,使結構盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,特別是有害裂縫的出現(xiàn),以保證工程質量,使結構物具有良好的耐久性和結構穩(wěn)定性。