邱敬 孫鵬
摘要:混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的,由于裂縫存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力,影響建筑物的外觀和使用壽命,嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。大量的混凝土工程實(shí)踐證明,在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的,在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的,只是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內(nèi)。在施工中應(yīng)盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生,使結(jié)構(gòu)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,尤其要盡量避免有害裂縫的出現(xiàn),從而確保工程質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:工程;裂縫;控制措施
建筑施工中受約束的混凝土,當(dāng)溫度、混凝土收縮等因素產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就被拉裂而產(chǎn)生裂縫。
1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
1.1 干縮裂縫
此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土拌合物在澆搗完畢后,其內(nèi)部的水份一部分泌出流失,一部分被水泥水化所用,還有一部分被蒸發(fā),造成混凝土體積縮小。特別是在炎熱或大風(fēng)干燥的天氣條件下,混凝土表面水分蒸發(fā)過快加之混凝土本身的高水化熱等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮,而此時(shí)混凝土強(qiáng)度幾乎為零,不能抵抗這種變形力而導(dǎo)致開裂。從混凝土中蒸發(fā)和被吸收水分的速度越快,干燥裂縫越易產(chǎn)生。裂縫位置多在混凝土表面,形狀不規(guī)則,長短不一,深度一般不超過50mm。
1.2 溫度裂縫
水泥水化是一個(gè)放熱的化學(xué)反應(yīng)過程,其間產(chǎn)生一定的水化熱?;炷潦菬岬牟涣紝?dǎo)體,特別是大體積混凝土,水化熱高,表面暴露在空氣中,散熱快,內(nèi)部熱量散發(fā)不出來,使混凝土內(nèi)外截面產(chǎn)生溫度梯度,特別是晝夜溫差較大時(shí),內(nèi)外溫度差別更大,內(nèi)部混凝土熱膨脹變形產(chǎn)生壓力,外部混凝土冷縮變形產(chǎn)生拉力,由于此時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度較低,當(dāng)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫一般會(huì)在混凝土澆筑后的3~5d產(chǎn)生,最初是很細(xì)的裂縫。
1.3 材料因
素堿骨料是構(gòu)成混凝土的材料,在混凝土攪拌過程中,堿骨料會(huì)產(chǎn)生一些堿性例子,當(dāng)這些堿性離子遇到活性骨料時(shí),會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成的物質(zhì)遇水會(huì)直接導(dǎo)致體積的變大,這種反應(yīng)發(fā)生在混凝土內(nèi)部,造成混凝土的體積膨脹,久而久之便形成了裂縫,一般情況下,由于堿骨料產(chǎn)生的混凝土裂縫產(chǎn)生在混凝土投人使用階段,因此很難進(jìn)行修補(bǔ)。
2 混凝土裂縫的控制措施
2.1 材料方面
水泥:水泥是混凝土中主要的膠凝材料,也是混凝土中強(qiáng)度的主要提供者。水泥的品種、細(xì)度、強(qiáng)度等級都會(huì)對混凝土的性能產(chǎn)生影響。水泥中的C3A和C3S的含量越高,水泥越細(xì),對混凝土的抗裂越不利。粗、細(xì)骨料:粗、細(xì)骨料是混凝土的重要組成,在混凝土中主要起骨架的作用,并且對膠凝材料的收縮具有一定抵抗作用。集料的級配越好,所組成的混凝土骨架越穩(wěn)定,抵抗變形能力越好。粉煤灰:粉煤灰是一種活性較好、堆積密度較小的摻合料,且其水化熱遠(yuǎn)低于水泥,在混凝土中主要起到改善混凝土的工作性、降低水熱化、節(jié)約成本等作用。外加劑:高效減水外加劑的主要作用在于降低混凝土的水灰比,改善混凝土的孔結(jié)構(gòu),減少沁水,保證混凝土在一定時(shí)間內(nèi)具有一定的流動(dòng)性。
2.2 強(qiáng)化混凝土澆搗工作的要求
混凝土的澆搗技術(shù)對混凝土密實(shí)度很重要,泵送流態(tài)混凝土同樣需要振搗,大體積混凝土在澆搗過程中會(huì)產(chǎn)生大量的泌水,應(yīng)及時(shí)排除,有利于提高質(zhì)量和混凝土的抗裂性。澆搗時(shí)振動(dòng)棒建議采用垂直振搗,行列式排列,根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間,避免過震或漏振,應(yīng)提倡二次振搗、二次抹面技術(shù),以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位,以免形成潛在的冷縫或薄弱點(diǎn)?;炷翝驳矫鎸訒r(shí),表面應(yīng)抹平壓實(shí),以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡,以提高混凝土的密實(shí)度。
2.3 商品混凝土的性能改善
目前已普遍采用泵送商品混凝土進(jìn)行澆筑,但受劇烈的市場競爭,導(dǎo)致各商品混凝土廠商以采用加大粉煤灰摻量、低價(jià)位、低性能的混凝土外摻劑以及細(xì)度模數(shù)低、含泥量較高的中細(xì)砂作為降低價(jià)格和成本的主要競爭手段。因此建議有關(guān)部門牽頭,盡快健全和統(tǒng)一對商品混凝土廠商的行業(yè)管理,并根據(jù)成本投入比例,相應(yīng)和合理地提高商品混凝土的市場價(jià)格,促使商品混凝土廠商轉(zhuǎn)變觀念,控制好原材料質(zhì)量,選用高效優(yōu)質(zhì)混凝土外摻劑,改善和減小混凝土的收縮值,建立好質(zhì)量控制體系(即按技術(shù)導(dǎo)則中第二條執(zhí)行),是一項(xiàng)改善商品混凝土質(zhì)量和性能的根本性工作。另一方面承包商在訂購商品混凝土?xí)r,應(yīng)根據(jù)工程的不同部位和性質(zhì)提出對混凝土品質(zhì)的明確要求,不能片面壓價(jià)和追求低價(jià)格、低成本而忽視了混凝土的品質(zhì),導(dǎo)致混凝土性能下降和收縮裂縫增多。
2.4 正確使用混凝土膨脹劑
膨脹劑補(bǔ)償收縮混凝土的正確使用取決于許多內(nèi)在和外在條件,現(xiàn)在已知的有:混凝土結(jié)構(gòu)的特征、內(nèi)約束及外約束條件、混凝土膨脹率、水泥及外摻合料品種和數(shù)量、水泥熟料礦物含量、水泥水化熱數(shù)量、周圍環(huán)境的溫度條件和濕度條件、外加劑的種類和性質(zhì)、粗骨料及細(xì)骨料性質(zhì)、混凝土配合比、施工條件、施工方法及使用維護(hù)等,如有某一方面或幾方面考慮不周,都有可能引起混凝土滲漏或開裂。 混凝土膨脹劑并非萬能之物,并不是不分場合一經(jīng)摻入就保證混凝土不滲不裂,使用是有一定條件限制的,是受多種條件制約的,是有應(yīng)用范圍的。
總之,混凝土裂縫現(xiàn)象是工程界存在的普遍現(xiàn)象。在充分了解混凝土裂縫產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上從設(shè)計(jì)和施工兩方面加強(qiáng)質(zhì)量管理,采取科學(xué)合理的技術(shù)措施,可以有效的將混凝土裂縫控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),從而保證建筑物達(dá)到安全、合理的設(shè)計(jì)要求,也更需要科研人員盡快地研制出能避免裂縫產(chǎn)生的高效材料,從而徹底解決掉裂縫問題。
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