王會勤(中國葛洲壩集團第三工程有限公司,新疆烏魯木齊 830000)

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混凝土裂縫成因及預(yù)防

王會勤
(中國葛洲壩集團第三工程有限公司,新疆烏魯木齊 830000)

【摘 要】大量的工程和實踐理論分析表明,鋼筋混凝土構(gòu)件基本上都是帶裂縫工作的,只是有些裂縫很細,甚至肉眼看不見(縫寬＜0.5mm),一般對結(jié)構(gòu)的使用無大的危害,允許其存在。有些裂縫在使用荷載或外界及因素作用下,不斷產(chǎn)生和發(fā)展引起混凝土碳化、保護層剝落及鋼筋銹蝕,使鋼筋混凝土強度和剛度受到削弱,耐久性降低,嚴重時甚至發(fā)生垮塌事故,危害結(jié)構(gòu)的正常使用,必須加以控制。

【關(guān)鍵詞】混凝土裂縫 成因 預(yù)防

1 干縮裂縫成因及處理措施

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結(jié)束后的一段時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)會產(chǎn)生干縮。干縮裂縫產(chǎn)生通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等。

主要預(yù)防措施:一是選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑；三是嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計所給定的用水量；四是加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護時間。冬季施工時要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護；五是在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。

2 塑性收縮裂縫及預(yù)防

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，兩側(cè)細且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20～30厘米，較長的裂縫可達2～3米，寬l～5毫米。其產(chǎn)生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強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)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等。

主要預(yù)防措施:一是選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。五是在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，及時養(yǎng)護。

3 沉陷裂縫及預(yù)防

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足。模板支撐問距過大或支撐底部松動等導(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。

主要預(yù)防措施:一是對松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進行必要的夯實和加固；二是保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻；三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡；四是模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序；五是在凍土上搭設(shè)模扳時要注意采取一定的預(yù)防措施。

4 溫度裂縫及預(yù)防

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期?；炷潦┕ぶ挟?dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮襲擊，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋銹蝕，混凝土碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

主要預(yù)防措施:

(1)盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥。

(2)減少水泥量，將水泥用量盡量控制在450公斤/立方米以下。

(3)降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

(4)改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。

(5)改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的三冷技術(shù)的基礎(chǔ)上采用二次風(fēng)冷新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。

(6)在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。

(7)高溫季節(jié)澆筑時可采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土溫升，降低澆筑混凝土的溫度。

(8)大體積混凝土的溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。

(9)在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道，通過冷水或者冷氣冷卻，減小混凝土的內(nèi)外溫差。

(10)加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻、保護措施。

(11)預(yù)留溫度收縮縫。

(12)減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設(shè)砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。

(13)加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當(dāng)延長養(yǎng)護時間。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)采取保溫措施，以防止寒潮襲擊。

(14)混凝土中配置少量的鋼筋或者摻人纖維材料，將混凝土的溫度裂縫控制在一定范圍之內(nèi)。

防治混凝土裂縫應(yīng)針對成因，貫徹預(yù)防為主的方針，完善設(shè)計及加強施工等方面的管理，使混凝土結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫，以確保結(jié)構(gòu)安全。