摘 要:混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是當(dāng)今工程領(lǐng)域非常難以解決的一個(gè)問題,如果施工中混凝土常常出現(xiàn)裂縫就會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),從建筑構(gòu)件、溫度變化、體積收縮和施工操作等方面分析了施工期混凝土裂縫產(chǎn)生原因和影響因素,提出了施工期混凝土裂縫的控制技術(shù),對(duì)在施工期如何進(jìn)行混凝土裂縫控制的研究和實(shí)踐有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:混凝土施工;裂縫控制;防治措施
1 混凝土施工中常見裂縫
1.1干縮裂縫
干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)產(chǎn)生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內(nèi)部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對(duì)濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產(chǎn)生。
1.2塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前,表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一,互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達(dá)2~3IT1,寬l~5mm。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小,或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí),受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮,因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度等等。
1.3溫度裂縫
在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中,溫度應(yīng)力變化及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因:首先,在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫,影響到結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和耐久性;其次,在使用過程中,溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的不容忽視的影響。混凝土施工中產(chǎn)生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性,以及結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格(如堿骨料反應(yīng))、模板變形、基礎(chǔ)不均勻沉降等。
1.4沉陷裂縫
沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟,或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因?yàn)槟0鍎偠炔蛔?,模板支撐問距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降,致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30~45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯(cuò)位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。
1.5施工操作不當(dāng)引起的裂縫
具體來說,較為普遍存在的因素包括:(1)現(xiàn)場(chǎng)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(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生;(2)高空澆注混凝土,風(fēng)速過大、烈日暴曬,混凝土收縮值大;(3)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫;(4)拆模過早或現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)引起拆模裂縫。
2 裂縫的控制措施
2.1設(shè)計(jì)方面
在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中“抗”與“放”的關(guān)系。所謂‘抗’就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),沒有足夠的變形余地時(shí),為防止裂縫所采取的有力措施;而所謂‘放’就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無約束狀態(tài)下,有足夠變形余地時(shí)所采取的措施。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。常見混凝土裂縫中,相當(dāng)部分是由于混凝土收縮而造成的。要解決此問題,可在混凝土中摻用膨脹劑來補(bǔ)償混凝土的收縮。實(shí)踐證明,效果很好。
2.2選材和配合比設(shè)計(jì)方面
根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí),盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料,含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。積極采用摻合料和混凝土外加劑。
2.3施工操作方面
澆搗工作時(shí),振搗捧要快插慢拔,根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間,避免過振或漏振,應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù),以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡?;炷亮芽p防治工作中,新澆混凝土早期養(yǎng)護(hù)尤為重要,可保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫入模、低溫養(yǎng)護(hù),必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。
2.4體積收縮引起的裂縫防治
收縮裂縫分為干縮裂縫和塑性收縮裂縫。干縮裂縫多發(fā)生于混凝土終凝前后,產(chǎn)生這種裂縫的原因主要是混凝土在硬化過程中,由于環(huán)境氣候條件的影響,混凝土表面的水分蒸發(fā),水泥石中的凝膠體逐漸干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大,甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。塑性收縮裂縫多發(fā)生于新澆混凝土的板面、地面或具有較大面積的構(gòu)件表面。裂縫的形狀不規(guī)則、長短不一、互不連貫。產(chǎn)生這類裂縫的原因主要是混凝土多為室外露天澆
3 混凝土裂縫常見補(bǔ)救措施
隨著施工經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展,現(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法有很多如:表面處理法、灌漿嵌縫封堵法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法、仿生自愈合法等。其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補(bǔ)法和涂膜封閉法三種。
3.1表面處理法
包括表面涂抹和表面補(bǔ)貼法。表面涂抹適用范圍是槳材難以灌人的細(xì)而淺的裂縫,深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
3.2灌漿嵌縫封堵法
此法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。它的三種方法可以單獨(dú)使用,也可以同時(shí)使用。例如橋梁裂的修補(bǔ)可先注漿,在涂膜封閉;而對(duì)于路面、墩臺(tái)的粗大裂縫則采用開槽填補(bǔ)發(fā)為宜;為了防止鋼筋銹蝕,混凝土受到有害離子的腐蝕,則可以采用涂膜防水處理。
3.3結(jié)構(gòu)加固法
因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補(bǔ)材料試驗(yàn);鉆心取樣試驗(yàn);壓水試驗(yàn);壓氣試驗(yàn)等。
結(jié)論
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象?;炷亮芽p進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待,采用合理的方法進(jìn)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,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
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