常歌+周博文
摘 要:混凝土裂縫是常見(jiàn)的建筑施工質(zhì)量問(wèn)題之一 ,本文在對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上,分析了不同裂縫的形成原因,并提出了裂縫防治的措施及處理方法。
關(guān)鍵詞:混凝土裂縫;形成原因;防治措施
一、引 言
伴隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高,我國(guó)建筑事業(yè)發(fā)展迅速,在這些年來(lái),商品混凝土已經(jīng)越來(lái)越多地被運(yùn)用到建筑工程施工中,然而,許多混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)與使用過(guò)程中出現(xiàn)了不同程度、不同形式的裂縫。這不僅影響建筑物的外觀,更危及建筑物的正常使用和結(jié)構(gòu)的耐久性。因此,裂縫問(wèn)題倍受人們關(guān)注。若采取有效防治措施,能大大降低混凝土裂縫的危害程度,因而分析混凝土裂縫成因,并采取相應(yīng)的防治措施,對(duì)混凝土裂縫加以有效的控制是有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性意義的。
二、混凝土裂縫的成因
(一)收縮裂縫。收縮裂縫是由濕度變化引起的,它占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部分。我們知道,混凝土是以水泥為主要膠結(jié)材料,以天然砂、石為骨料加水拌合,經(jīng)過(guò)澆筑成型、凝結(jié)硬化形成的人工石材。在施工中,為保證其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多4~ 5倍的水。多出的這些水分以游離態(tài)形式存在,并在硬化過(guò)程中逐步蒸發(fā),從而在混凝土內(nèi)部形成大量毛細(xì)孔、空隙甚至孔洞,造成混凝土體積收縮。此外,混凝土硬化過(guò)程中水化作用和碳化作用也會(huì)引起混凝土體積收縮。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)測(cè)定,混凝土最終收縮量約為0.04%~ 0.06%??梢?jiàn),收縮是混凝土固有的物理特性,一般來(lái)說(shuō),水灰比越大、水泥強(qiáng)度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大,則其收縮值越大,也越易產(chǎn)生收縮裂縫。
(二)溫度裂縫。溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過(guò)大而形成的。在混凝土澆筑過(guò)程中,水泥水化反應(yīng)將放出大量的熱,使混凝土內(nèi)部溫度升高并在一定齡期出現(xiàn)溫峰,之后下降。由于混凝土內(nèi)部散熱慢而表面散熱快,必將在內(nèi)外形成溫差,為協(xié)調(diào)溫度變形,混凝土表面將產(chǎn)生拉應(yīng)力(即溫度應(yīng)力),當(dāng)超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度后將使之開(kāi)裂。這種裂縫多為貫穿性的,且較深,嚴(yán)重降低結(jié)構(gòu)的整體剛度;一般在施工結(jié)束幾個(gè)月后出現(xiàn)。此外,在混凝土養(yǎng)護(hù)期間,若受到寒流的侵襲,也會(huì)在混凝土表面引起裂縫,但較淺,危害性也較小。
(三)沉陷裂縫。沉陷裂縫是建筑物建成后各部分發(fā)生不均勻沉降而引起的,多為貫穿性的,其位置與沉陷方向一致。建筑物墻體的八字形或倒八字形的裂縫便是一種典型的沉陷裂縫?;靥钔廖唇?jīng)夯實(shí)處理,地層中含有軟弱下臥層,建筑物在使用過(guò)程中地基被水(雨水、生活用水等)長(zhǎng)期浸泡等原因都將引起建筑物的不均勻沉降,從而開(kāi)裂。另外在新建工程的地基施工中,若不做好必要的措施(如設(shè)擋土墻、地下連續(xù)墻)防止土坡失穩(wěn)或地下水倒灌,會(huì)削弱相鄰老建筑物的地基承載力,從而導(dǎo)致建筑物沉陷開(kāi)裂。在混凝土施工中,因模板剛度不足、支撐間距過(guò)大、過(guò)早拆模等因素,也會(huì)出現(xiàn)沉陷裂縫。
(四)其他裂縫。除上述裂縫外,在結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程還會(huì)出現(xiàn)各種形式的施工裂縫;在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)不同類型的腐蝕裂縫。(1)施工裂縫 施工裂縫是由于施工中操作不當(dāng)或構(gòu)件本身的剛度不夠等因素引起的。如預(yù)應(yīng)力工程中,張拉不當(dāng)會(huì)使構(gòu)件因尚末形成強(qiáng)度或強(qiáng)度不足而開(kāi)裂;模板工程中,若混凝土與模板粘結(jié)則拆?;蛱嵘0鍟r(shí)易將混凝土拉裂;吊裝工程中,會(huì)因構(gòu)件側(cè)向配筋少、剛度差或吊點(diǎn)不正確等因素而出現(xiàn)裂縫。(2)腐蝕裂縫 腐蝕裂縫是由于結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于腐蝕性氣液的環(huán)境下引起的,它包括混凝土自身的腐蝕以及鋼筋的銹蝕。這類裂縫往往是由于混凝土不密實(shí)所導(dǎo)致的,它們通常與干縮裂縫、溫度裂縫等共同作用,導(dǎo)致裂縫不斷擴(kuò)展,最終削弱結(jié)構(gòu)的耐久性。
三、混凝土裂縫的防治
常見(jiàn)的混凝土裂縫防治措施有以下幾種:
(1)優(yōu)化選料和配料首先,要嚴(yán)格控制混凝土材料,對(duì)各種混凝土材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查,如水泥的水化熱高低;粗骨料表面的粗細(xì)、質(zhì)地堅(jiān)硬與否、是否存在顯著的堿性反應(yīng)、雜質(zhì)含量是否超標(biāo);細(xì)骨料顆粒大小、空隙大??;除此之外,還要對(duì)各種外加劑的質(zhì)量和性能進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。另外, 混凝土混合料的配置也關(guān)系著混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量,因此,要科學(xué)設(shè)計(jì)混凝土的配合比,盡量做到低水灰比和低用水量,并嚴(yán)格控制水泥的用量,以此減少混凝土的收縮進(jìn)而避免混凝土開(kāi)裂。(2)規(guī)范施工操作首先要依照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制定合理的施工方案,主要注意保證模板工程和澆筑作業(yè)兩個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。 模板工程要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范操作,模板構(gòu)造和強(qiáng)度要符合設(shè)計(jì)要求,另外要加強(qiáng)對(duì)拆模時(shí)間的控制以預(yù)防拆模過(guò)早造成的混凝土裂縫,和拆模過(guò)晚造成的養(yǎng)護(hù)不足;澆筑過(guò)程中要注意充分振搗以增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性,另外要注意防止離析現(xiàn)象的發(fā)生。(3)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)工作的質(zhì)量直接影響著混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量,因而加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)是很有必要的。 混凝土養(yǎng)護(hù)工作的目的是保證混凝土的良好硬化,確保其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠真正達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 混凝土硬化過(guò)程中, 表面干燥和內(nèi)外溫差大是造成混凝土開(kāi)裂的主要原因,因而混凝土養(yǎng)護(hù)工作的主要任務(wù)就是對(duì)混凝土進(jìn)行降溫和保濕,對(duì)于一般混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),混凝土養(yǎng)護(hù)主要操作方法是灑水養(yǎng)護(hù),這樣一方面能保證混凝土在整個(gè)硬化過(guò)程中表面都是濕潤(rùn)的,另一方面也幫助混凝土溫度逐漸降低到環(huán)境溫度而避免溫度裂縫的出現(xiàn)。 但對(duì)于大體積的混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)采取其他降溫措施,因?yàn)榇篌w積的混凝土容易出現(xiàn)集中的水化熱,如拆模后立即覆蓋薄膜,濕麻袋等以起到隔離外界環(huán)境和降溫保濕的作用,避免溫度裂縫??偠灾?,混凝土裂縫已經(jīng)成為建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)施工的常見(jiàn)病害,只有加強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫的防治才能保證建筑工程施工質(zhì)量的不斷提高。 結(jié)合混凝土裂縫的成因,筆者認(rèn)為混凝土裂縫的防治應(yīng)從材料、施工和養(yǎng)護(hù)三個(gè)方面入手,只有這樣才能切實(shí)減少混凝土裂縫的出現(xiàn)和控制混凝土裂縫的危害程度,確保混凝土結(jié)構(gòu)安全和提升其使用性能。
四、小 結(jié)
混凝土裂縫問(wèn)題是項(xiàng)技術(shù)難題,長(zhǎng)期困擾工程界。近年來(lái),隨著高早強(qiáng)型水泥的大量使用、商品混凝土泵送施工的大力推廣、混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高、大體積混凝土的涌現(xiàn),在取得成效的同時(shí)也使裂縫問(wèn)題更為突出,甚至成為混凝土質(zhì)量問(wèn)題的焦點(diǎn)。而目前混凝土裂縫主要是收縮變形和溫度變形所致,控制這些裂縫除了廣大工程建設(shè)人員在設(shè)計(jì)與施工方面采取相應(yīng)措施外,也需要科研人員盡快地研制出能減少水泥收縮和水化熱的高效材料,從而將裂縫問(wèn)題降低到最小限度。
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