摘 要:結(jié)構(gòu)混凝土在施工中產(chǎn)生裂縫是很普遍的結(jié)構(gòu)性病害之一,不僅影響結(jié)構(gòu)物的美觀,也會降低結(jié)構(gòu)物混凝土的強(qiáng)度,影響結(jié)構(gòu)物的使用性能和使用壽命?,F(xiàn)對引發(fā)結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析、歸納。
關(guān)鍵詞:混凝土;裂縫;預(yù)防
概述
在混凝土施工過程中,混凝土結(jié)構(gòu)物表面常會出現(xiàn)各種病害,其中混凝土裂縫是很普遍的結(jié)構(gòu)性病害之一。不僅影響結(jié)構(gòu)物的美觀,也會降低結(jié)構(gòu)物混凝土的強(qiáng)度,影響結(jié)構(gòu)物的使用性能和使用壽命,給人們的生活、生產(chǎn)帶來不便。因此對引發(fā)結(jié)構(gòu)物混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析、歸納及采取預(yù)防措施很有必要。
混凝土是一種抗拉能力很低的脆弱材料,其產(chǎn)生裂縫的原因極為復(fù)雜。在施工和使用過程中,當(dāng)溫度、濕度發(fā)生變化,地基不均勻沉降,過早、過大承受荷載等情況時(shí),都容易產(chǎn)生裂縫。結(jié)構(gòu)物混凝土常見裂縫原因分析:
(一)材料質(zhì)量
水泥、沙、石等質(zhì)量不合格,如水泥受潮、過期,標(biāo)號達(dá)不到要求;砂、石含雜質(zhì),骨料級配差、彈性模量低等都會導(dǎo)致裂縫。
(二)施工工藝
混凝土施工工藝涉及面廣,在一定程度上影響著混凝土內(nèi)在的質(zhì)量和表現(xiàn)。水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。混凝土是一種人造混合材料,施工中要嚴(yán)格控制均勻和密實(shí)程度,避免在極端天氣條件下施工?;炷恋臄嚢?、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)、養(yǎng)護(hù)等各道工序中稍有差錯(cuò)都會影響其均勻性和密實(shí)程序度,產(chǎn)生裂縫。例如模板支撐不當(dāng)、漏水、漏漿、支撐強(qiáng)度不足,支撐的地基下沉,過早拆模等都可能造成混凝土開裂?;炷翑嚢璨痪鶆?、混凝土離析、振搗不實(shí)以及施工過程中鋼筋表面污染、混凝土保護(hù)層太小或太大,澆灌中碰觸鋼筋使其移位等都可能引起裂縫?;炷琉B(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。混凝土達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí),盡量不要承受外來荷載,普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30%-40%的設(shè)計(jì)荷載時(shí),就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能察覺,而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍以上。
(三)地基沉陷、變形等
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況,由于地基變形造成應(yīng)力較大,使得裂縫一般都是貫穿性的。特別是工期短、人工處理的地基更容易變形、沉陷。
(四)溫度變形
混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),混凝土的溫度變形對大體積混凝土工程或溫差較大的季節(jié)施工的混凝土機(jī)構(gòu)極為不利。在混凝土施工中,由于水泥水化作用,混凝土內(nèi)部溫度將升高,有時(shí)達(dá)50-70%,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹。與此同時(shí),混凝土外部受環(huán)境溫度的影響,溫度降低而收縮,導(dǎo)致外部混凝土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)這種拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),外部混凝土就會開裂?;炷潦┕て陂g溫差較大同樣會發(fā)生上述問題
(五)干縮變形
混凝土由于內(nèi)部水分蒸發(fā)和在空氣中結(jié)硬時(shí),體積會逐漸減小,出現(xiàn)干縮,干縮裂縫較普遍,常見于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),如梁板等。其干縮程度與水泥品種用量、單位用水量和集料用水量有關(guān),還與施工、養(yǎng)護(hù)不良有關(guān)?;炷恋氖湛s值一般為0.2%-0.4%,發(fā)展規(guī)律是早期快,后期緩慢。因此對于超常的建筑物或構(gòu)筑物,通常是每隔20-40m設(shè)置一道后澆帶,或采用混凝土中摻加膨脹劑等,同時(shí)限制水泥用量并保證一定集料用量,減少水灰比,加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù),可以解決混凝土的早期干縮問題。
(六)徐變變形
受彎構(gòu)件截面混凝土受壓徐變,主要是由水泥石的徐變引起的。它可以使構(gòu)件變形增加2-3倍,特別是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)因徐變會產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失,降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。另外,混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造的不合理,結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽等引起應(yīng)力集中處沒有設(shè)附加箍筋,或附加箍筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng),混凝土中所用水泥堿含量較高,同時(shí)使用活性集料,均容易導(dǎo)致混凝土開裂。
一、結(jié)構(gòu)物混凝土裂縫預(yù)防措施
(一)材料選用
混凝土工程開工前,要謹(jǐn)慎選擇原材料,應(yīng)選用水化熱較低的水泥,嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。石子表面要粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬,級配良好,空隙率小,無堿性反映,有害物質(zhì)以及含量不超過規(guī)定,沙采用顆粒較粗、空隙較小含泥量較低的中沙。當(dāng)采用外摻料時(shí),已采用減水劑等外加劑,以改善混凝土的工作性能,減少收縮。
(二)配料
嚴(yán)格按照施工配合比組織進(jìn)料,嚴(yán)格控制水灰比,禁止隨意增加水泥用量。配置混凝土?xí)r計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確,攪拌要均勻,離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆灌。
(三)配筋
鋼筋的配置應(yīng)嚴(yán)格按圖施工,嚴(yán)禁隨意改變鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量、設(shè)計(jì)圖紙時(shí)充分考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。鋼筋位置要正確,嚴(yán)格控制保護(hù)層的厚度。
(四)混凝土澆筑
鋼筋混凝土澆筑前,要細(xì)心檢查模板的支撐情況。模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。模板和支架要有足夠的剛度,防止荷載作用下,模板變形過大造成開裂?;炷翝仓r(shí)應(yīng)防止離析現(xiàn)象,振搗應(yīng)均勻、適度。
(五)混凝土養(yǎng)護(hù)
加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。氣溫高、濕度低更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)或覆蓋保濕材料,合理掌握拆模時(shí)間,不能過早。應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞和開裂,同時(shí)不能太晚,盡可能不要錯(cuò)過混凝土水化熱峰值。
(六)施工技術(shù)管理
加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收工作。基坑開挖后應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理工程師到廠驗(yàn)收,取得監(jiān)理工程師的認(rèn)可后方可澆筑混凝土。當(dāng)有不利地質(zhì)情況時(shí),必須先對其加固處理,并經(jīng)驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行下一步施工。開挖基槽后,要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu),同時(shí)不要暴露時(shí)間太長。要合理安排施工順序,盡量做到流水作業(yè)。當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)物間距較大時(shí),一般應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ),當(dāng)結(jié)構(gòu)物各部分荷載相差較大時(shí),一般應(yīng)先施工重、高部分,后施工輕低部分。
二、結(jié)語
影響結(jié)構(gòu)物混凝土表面裂縫的原因很多,其裂縫形勢也多種多樣,在施工中及時(shí)分析裂縫形成原因,用科學(xué)正確的方法解決問題,這樣就基本上可以避免結(jié)構(gòu)物混凝土的裂縫形成。