侯化亭
摘要:混凝土制作簡單,且堅固耐用在各類工程建設中普遍使用,但是它也會受到各種因素的影響而產(chǎn)生多種質(zhì)量缺陷,其中裂縫最具代表性和危害性。本文主要分析了混凝土裂縫的危害、產(chǎn)生的原因,并提出了一些防治的技術(shù)措施,希望能為相關(guān)工作提供一些有益借鑒。
關(guān)鍵詞:混凝土;裂縫;原因;措施
引言
混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫問題,是混凝土工程建設中帶有一定普遍性的技術(shù)問題?;炷亮芽p既影響建筑物的外觀美感,又會影響到建筑物的使用壽命,隨著裂縫的不斷擴張,混凝土內(nèi)部應力結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化,對建筑物的支撐性逐漸下降,從而導致建筑物的坍塌、傾斜、形變等,帶來不同程度的安全風險。由于造成混凝土裂縫的因素是多方面的,所以防治方面也有一定難度,有效治理的關(guān)鍵在于對照裂縫產(chǎn)生的原因,選用針對性的技術(shù)方法。筆者就此結(jié)合自身工作經(jīng)驗進行以下分析和探討。
一、混凝土裂縫的危害
混凝土是目前使用最普遍的建筑材料,廣泛應用于房屋、道路、水利等工程項目的施工中。但是,很多混凝土結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中都存在不同程度和不同形式的裂縫現(xiàn)象,除滿足施工技術(shù)規(guī)定誤差范圍的少量裂縫外,多數(shù)超出技術(shù)標準的裂縫都會對構(gòu)筑物造成不同程度的影響作用。輕者造成滲水問題并影響建筑物的美觀,重者降低建筑物的承重能力,影響到其結(jié)構(gòu)完整性、穩(wěn)定性和使用壽命,關(guān)鍵部分的嚴重裂縫甚至可能引起建筑物的倒塌,對人民群眾的生命安全構(gòu)成威脅。
二、混凝土裂縫類型及產(chǎn)生原因
混凝土產(chǎn)生裂縫的原因與多種因素有關(guān),包括:結(jié)構(gòu)形變引起的裂縫,諸如高溫膨脹、低溫收縮、不均勻沉陷等;外力作用導致的裂縫,比如外力擠壓;養(yǎng)護不當和化學作用導致的裂縫等。具體內(nèi)容如下:
(一)塑性收縮裂縫
所謂的塑性收縮指的是混凝土表面由于水分迅速蒸發(fā)流失而在凝結(jié)前引起的收縮反應。干熱或大風天氣環(huán)境是導致塑性收縮裂縫的外部誘發(fā)因素,而不合理的水灰比、凝結(jié)時間過長等是其塑形收縮裂縫的內(nèi)在原因。塑形裂縫通常為兩頭細、中部寬、長短不一的形態(tài)。一般情況下,短裂隙近20~30厘米,長裂隙可能為2~3米左右,裂縫寬度約1~5毫米。造成這種現(xiàn)象的原因是,由于混凝土終凝前的強度很低,加之高溫或強風的影響,其表面水分蒸發(fā)過快,在較大的負壓下混凝土體積急劇收縮,從而產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。
(二)干縮裂縫
干縮裂縫一般發(fā)生在混凝土養(yǎng)護結(jié)束或混凝土澆筑完成后一周時間內(nèi),主要是由于混凝土制作中,水泥質(zhì)量不高、用量不合理、集料及外加劑等性質(zhì)和占比失衡等導致。水漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮現(xiàn)象,這種收縮是不可逆的。混凝土存在不同程度的內(nèi)外水分蒸發(fā),混凝土受外界溫度條件的影響,表面水分快速流失,出現(xiàn)較大形變;受混凝土內(nèi)部應力作用的約束,出現(xiàn)變形裂縫。隨著相對濕度的降低,水泥漿的干縮程度持續(xù)增大,產(chǎn)生的干縮裂縫更嚴重。[1]
(三)沉陷裂縫
沉陷裂縫也叫沉降裂縫,是由于建筑物地基土質(zhì)松軟或回填土不實或浸水,導致地面沉降不均勻,或模板剛度過低、支撐力不足,尤其是在冬季,凍土在較大壓力下出現(xiàn)不均勻沉降,加速外部下沉趨勢,引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)損傷性裂縫。這類裂縫具有深進或貫穿性特征,其裂縫大小和走向與沉降程度及方向直接相關(guān),裂縫線通常與地面呈30°~45°夾角或者90°直角,較大下沉裂縫中伴有不同程度的錯位現(xiàn)象。
(四)溫度裂縫
在大體積混凝土表面或溫差較大的地區(qū)更容易產(chǎn)生溫度裂縫?;炷猎跐沧⒂不^程中,水泥水化會生成較高的熱量,由于混凝土體積較大,水化熱積聚限制在混凝土內(nèi)部,無法有效散發(fā),致使內(nèi)部濕度快速上升,而混凝土的表面溫度在風力及氣候作用下快速散熱,從而形成較高的內(nèi)外溫差,在溫差作用下產(chǎn)生較強拉應力,致使混凝土表面會出現(xiàn)裂縫。一般情況下,這種裂縫主要發(fā)生在混凝土施工中,由于施工環(huán)境中溫度不穩(wěn)定,溫差變化大,所以混凝土表面的溫度裂縫更容易產(chǎn)生。
(五)化學反應裂縫
混凝土是由多種物質(zhì)按比例混合而成,不同物質(zhì)的化學成分及性質(zhì)不同,經(jīng)混合后相關(guān)媒介作用下其結(jié)構(gòu)內(nèi)部會產(chǎn)生一定的化學反應變化;常見的化學反應混凝土裂縫,是由堿骨料反應和鋼筋銹蝕所引起的。水泥攪拌后會產(chǎn)生大量的堿性離子,它們很容易與某些化學性質(zhì)比較活躍的骨料發(fā)生化學反應,大量吸收水分,使其體積增大,造成混凝土結(jié)構(gòu)松軟、膨脹開裂。
三、混凝土裂縫的防治技術(shù)
(一)塑形收縮及干縮裂縫防治技術(shù)
首先,要盡量選擇強度高、干縮值小的水泥,如硅酸鹽水泥,一般采用中、低熱水泥和粉煤灰水泥,以減少水泥用量。其次,水灰比對混凝土干燥收縮有很大影響,水灰比越大則干縮越嚴重,所以需要合理設計混凝土的水灰配合比,同時摻加適量減水劑。此外,應做好混凝土的早期養(yǎng)護工作,一般養(yǎng)護時間不低于14d,特殊情況下可適當延長,養(yǎng)護中需要覆膜且保證薄膜完好,適度澆水保濕,尤其是夏季應增加澆淋水次數(shù)。冬期施工時應適當延長混凝土的保溫覆蓋時間并涂上專用養(yǎng)護劑,高溫、大風天氣中應設置遮陽、擋風裝置。[2]
(二)沉陷裂縫防治技術(shù)
首先,在上部結(jié)構(gòu)施工之前,應先對松軟土、填土地基進行夯實加固。其次,要提高模板的剛度和支撐強度,采用抗變形能力更高的模板材質(zhì),檢查模板是否固定牢實。另外,在澆筑混凝土時要避免大量用水,防止地基浸水軟化。同時,拆除模板的時間不應過早,要注意拆模順序。冬季模板搭建要避開凍土,必要時進行破土增厚壓實處理。以此防止混凝土因地層下陷而因應力產(chǎn)生裂縫。
(三)溫度裂縫防治技術(shù)
其一,預防混凝土的溫度裂縫,應盡量選擇中、低熱材質(zhì)的水泥,比如粉煤灰水泥及礦渣水泥等。其二,應合理控制水泥用量和水灰比,水泥的平均用量應在450kg/m3以下,水灰比需低于0.6;在混凝土選料配制中,應加強骨料級配,可以適量摻加粉煤灰,使用高效減水劑等減少水泥用量從而降低水化熱。其三,需要提高或改進混凝土制作工藝實現(xiàn)有效控溫??梢越Y(jié)合以往的“三冷技術(shù)”再采用“二次風冷”技術(shù),可在混凝土中適量加入某些摻合料,達到減水、增塑、緩凝的作用,以此提高拌合物的流動性、涵水性,降低水化熱、延緩熱峰出現(xiàn)時間,從而有效控制混凝土溫度,防止裂縫產(chǎn)生。
(四)化學反應裂縫防治技術(shù)
化學反應裂縫大多數(shù)發(fā)生在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間,補救難度比較大,應注意采取有效的施工措施加以預防。首先,要注意物料的合理選擇。應盡量選用低堿活性的砂石骨料、低堿水泥以及低堿或無堿外加劑,減弱化學反應強度;還要選擇適當?shù)膿胶土蟻硪种茐A集料反沖。[3]其次,要注意施工預防?;瘜W反應裂縫還表現(xiàn)為,鋼筋銹蝕體積膨脹,引發(fā)裂縫,這是由于混凝土施工中,澆筑和振搗不均使得鋼筋缺乏較厚的外部保護層,水汽及腐蝕性物質(zhì)滲入混凝土內(nèi)部使鋼筋發(fā)生銹蝕和體積膨脹,從而導致混凝土脹裂。產(chǎn)生的裂縫多沿鋼筋分布呈縱向走勢,嚴重威脅到混凝土結(jié)構(gòu)的完整性。防治方法為,選用優(yōu)質(zhì)、高標水泥,合理搭配粗細骨料并注意施工過程中的均勻振搗和壓實,保證鋼筋處于混凝土的中部位置,提高其保護層厚度。此外,為避免外入物質(zhì)對鋼筋的侵蝕,還需要在其表層涂刷防腐涂料。
結(jié)語
混凝土裂縫類型多樣,引發(fā)原因不一,直接影響到工程質(zhì)量,同時存在事故風險。加強混凝土裂縫防治,必須要做到具體問題具體分析,抓住問題關(guān)鍵,選用科學合理的技術(shù)措施,才能有效防治混凝土裂縫的發(fā)生率。
參考文獻
[1]陳愛忠.建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與對策分析[J].四川水泥,2021(07):47-48
[2]彭文強,熊國輝.混凝土裂縫成因及預防措施[J].江西建材,2021(05):104-105
[3]王軍紅.施工過程中大體積混凝土溫度裂縫防治技術(shù)[J].建筑技術(shù)開發(fā),2021(11):139-140