陳觀生

(深圳市建研檢測有限公司 廣東 深圳 518117)

1 地下室混凝土墻體裂縫主要產(chǎn)生的原因

1.1 混凝土干縮變形

混凝土是一種復雜的非均勻結構,由膠凝材料、顆粒狀的粗細骨料和水按適當比例配合拌制后硬化而成,“濕漲冷縮”是硬化混凝土獨有的特性之一。如果不能正確地運用混凝土的特性,不僅會導致混凝土強度的下降,還會嚴重損害建筑物的整體質量。因此,必須根據(jù)混凝土的特性,結合實際施工需求,科學合理地選擇施工技術,以最大限度地發(fā)揮混凝土的優(yōu)勢,從而提升建筑物的整體質量。當混凝土暴露在外界的濕潤空氣中,由于水分的蒸發(fā),它的表面細孔會形成負壓,這種負壓會持續(xù)增大,導致表面細孔的張力超過了預期的極限,最終形成拉應力,這種拉應力可以通過混凝土剪力墻來有效地抵抗。當拉應力大大增加,超出了混凝土的承載能力和抗拉強度時,剪力墻就會因為拉應力的作用而產(chǎn)生裂縫[1],嚴重時甚至可能會導致結構的破壞。

1.2 混凝土溫度變形

經(jīng)過精心施工,混凝土的質量得到了顯著改善。在凝固過程中,由于其中的某些組分的獨特性質,以及它們和石灰的共同特點,當水泥和水混合時,它們都會產(chǎn)生大量的水化反應。然而,當水泥和石灰接觸后,它們的性質發(fā)生了巨大變化。隨著水泥和水的混合,它們的密度也隨之提高,使得它們無法與外界的空氣直接接觸,從而導致了大量的水化熱在混凝土中的堆積。這些熱量無法被有效地釋放,只能在混凝土中慢慢積累。當水化反應產(chǎn)生的熱量不斷增加時,混凝土的內部溫度也將迅速攀升。由于混凝土中含有大量水分,其密度較高,使得混凝土表面的散熱速度加快,但內部的熱量無法及時排出,從而導致混凝土內部與外部環(huán)境溫度差異過大,甚至出現(xiàn)越積越多的情況。

由于混凝土的內外溫差較大,使得它的熱脹冷縮變化幅度較大,但是,當它的表面和外界的空氣直接接觸時,它的散熱性能會更強,從而使得它的熱脹冷縮變化更加迅速。相反,如果它的排熱性能較弱,那么它的熱脹冷縮變化也會更慢[2]。當混凝土的內部和外部溫度之間存在著明顯的差異,這將導致其熱脹冷縮的速率發(fā)生變化,從而在混凝土的表面施加拉應力。如果這種拉應力大大超過了混凝土的承載能力,那么即便是最堅固的混凝土也難以抵抗這種拉應力,從而在地下室的剪力墻上造成了嚴重的裂縫。如果在冬季施工時,白天和夜晚的溫度差異很大,這將對混凝土的澆筑造成嚴重影響,因為這種情況下,混凝土的表層溫度會迅速下降,這將導致其表層的微小孔隙發(fā)生收縮,并且隨著收縮的加劇,混凝土的內部熱脹冷縮活動也將受到限制,最終形成巨大的拉應力,從而引發(fā)混凝土地下室剪力墻的裂縫。

1.3 養(yǎng)護不到位

在施工剪力墻時,首先要對外墻、內墻、暗梁模板和暗柱進行扎綁,然后再對墻板、梁和澆筑頂板進行扎綁,最后在剪力墻頂板混凝土澆筑完成后,等待12 h以上,再對剪力墻進行全面的維護,以確保其結構安全可靠。經(jīng)過實際檢查,發(fā)現(xiàn)部分施工單位在澆筑剪力墻混凝土之前,未能對其進行充分的外部和內部養(yǎng)護,導致部分地方?jīng)]有得到足夠的養(yǎng)護,從而使得剪力墻的整體結構質量存在較大差異。當12 h內,施工人員已經(jīng)完成了剪力墻的墻頂和柱子的養(yǎng)護,但他們僅僅是簡單地把它們擦拭一下,這樣一來,墻板上的水分就會迅速蒸發(fā),無法起到任何保護作用[4]。隨著時間的推移,當剪力墻的墻板的固定螺栓被解除時,養(yǎng)護的藥劑便會從它們的表層滲透到外墻的側面,這時候,距離剪力墻的混凝土澆筑已經(jīng)接近4 天的時候。然而,由于剪力墻的內部壁板受到壁板和墻壁的限制,無法對它們進行保養(yǎng)。如果溫度變化太大并且保養(yǎng)不當,它們可能會產(chǎn)生裂紋。因此,剪力墻的側壁無法得到保養(yǎng),導致了它們的破壞。

表1 剪力墻開裂原因

2 剪力墻結構裂縫預防措施

2.1 結構設計

為了有效地防止地下室剪力墻裂縫的產(chǎn)生,應當采用合理的結構構造形式。由于剪力墻一般較長,內部會產(chǎn)生大量的內應力,因此,在施工過程中,應采取分段澆筑的方式,即在兩段之間設置后澆帶,以釋放溫度收縮應力,從而有效地消除應力。通過合理的配筋,可以有效防止剪力墻體出現(xiàn)豎向收縮裂縫。為此,應當加大水平構造的配筋率,減少水平筋的間隔距離,并在墻體與墻柱連接處插入加強鋼筋,以提高配筋率,同時在結構開口、變截面和出入口部位增加附加筋,以確保結構的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 合理添加外加劑,優(yōu)化配合比

為了補償收縮混凝土,應該采用摻入膨脹劑的方法,并嚴格控制原材料的質量,確保砂石含泥量不超過規(guī)定的標準;水泥應選用具有較高強度和較低水化熱的普通硅酸鹽水泥;根據(jù)混凝土原材料的變化,及時調整配合比,并摻入粉煤灰;同時,應該添加緩凝型減水劑,以減少混凝土的用水量,延緩水化放熱,并嚴格控制混凝土的坍落度,一般在120～140 mm。通過合理地添加減水劑、緩凝劑、膨脹劑等材料,可以有效地降低混凝土的強度,同時減少水泥的用量,從而有效地防止地下室剪力墻收縮裂縫和溫度裂縫的發(fā)生。

2.3 對專業(yè)技術理論的掌握

裂縫的出現(xiàn)可以歸結為地下室剪力墻內部的應力,這種應力可以分為三種:塑性變形、溫度變化以及干燥變化。其中,塑性變形通常是由于維護不良造成的,而溫度變化和干燥變化則主要取決于配合比的設置;另一方面,膨脹變形可能是由于水泥的穩(wěn)定性或者堿骨料的反應所導致的。為了確保混凝土的質量,設計人員必須具備良好的專業(yè)知識,并進行系統(tǒng)的綜合分析,以便采取合理的設計方案,以避免出現(xiàn)裂縫。此外,施工、監(jiān)督、管理等部門的人員也需要熟悉混凝土的基礎理論,并具備良好的操作技巧,以及良好的安全意識,以便更好地控制結構裂縫的發(fā)生。

3 預拌混凝土改善剪力墻裂縫預防措施

裂縫的形成可能有多種原因,包括材料的性能、配比設計、拌合方法、澆筑方式和成形后的維護。同樣,預防裂縫的措施也必須貫穿整個施工過程,任何一個環(huán)節(jié)都不能缺少防護工作。

3.1 原料準備

3.1.1 混凝土的性能取決于其中的原料

選擇合適的水泥、礦物摻和料和外加劑是非常重要的。這些原料應該按照一定的比例混合,并在必要時添加適當?shù)奶砑觿＿@樣才能保證混凝土的質量。為了確?；炷两Y構的質量,在采購原材料時必須精心挑選,以確保它們具有良好的性能和適用的功能。尤其是水泥,它是預拌混凝土的主要膠結劑,其質量直接關系到混凝土拌合物的流動性和強度。礦渣硅酸鹽水泥具有良好的和易性,水化熱也更低,但其早期強度和耐寒性都較弱,因此它更適合在高溫條件下進行建造,而在需要快速加固和防止凍害的情況下,則不太合適。混凝土的和易性與粗集料的顆粒大小密切相關。如果粗集料中的針片狀顆粒數(shù)量較少,而且更像立方體,并且級配良好,那么即使用相同的水泥漿,也能夠達到良好的和易性。添加適量的外加劑能夠大幅提高混凝土的強度,目前已經(jīng)被廣泛應用于各種建筑項目。在使用外加劑時,應該特別注意氯離子的濃度,以防止由于氯離子濃度超標而引發(fā)的鋼筋腐蝕等嚴重后果。

3.1.2 通過精確的調整,可以大大提高混凝土的質量

優(yōu)化的混凝土配比可以使每種組分的比例都得到最佳的平衡,從而提高混凝土的強度、工作性和耐久性。這種配比的調整可以通過改變水膠比、砂率等參數(shù)來實現(xiàn),并且可以有效地控制混凝土的坍落度、標準抗壓強度、抗折強度、抗?jié)B性能以及耐凍融性能,從而達到最佳的使用效果。為了確?；炷恋馁|量,在拌制之前,應當嚴格遵守相關的標準和規(guī)范,并根據(jù)實際情況的不同,將其分為四個階段:首先是混凝土的初始配合比的設定;其次是對混凝土的試拌調整,確定其基準配合比;接著是對試驗室的配合比的驗證;最后是對施工的配合比的轉化。

3.1.3 添加短纖維物質提高抗裂性

除了優(yōu)選合適的原材料和優(yōu)化混凝土配比外,為了提高混凝土的抗裂性,在拌合物中添加短纖維等物質也是一種有效的方法。聚丙烯纖維具有較強的拉伸能力,因此,在條件允許的情況下,將其加入到混凝土拌合物中可以有效地提高混凝土的抗裂性,從而有效地防止混凝土澆筑后出現(xiàn)裂縫。減少裂縫出現(xiàn)的可能性,以提高安全性。

3.2 預拌混凝土對剪力墻硬化前塑性裂縫的防治

新澆筑的混凝土結構常常會出現(xiàn)塑性裂縫,這種情況通常發(fā)生在混凝土未完全固化時,或者當它剛剛完全固化但強度不足時,由于高溫和大風的作用,混凝土表面的水分流失得太快,導致毛細管內部形成巨大的負壓,從而導致混凝土的體積迅速膨脹,但由于它的強度不足以抵消這種膨脹,所以就會出現(xiàn)龜裂。為了解決這個問題,我們需要采取一些措施。為了保證預拌混凝土的質量,我們需要采取一些措施來防止它的失水。這些措施包括:噴灑適當?shù)谋駝┎⒏采w保濕層。此外,我們還需要縮短攪拌、保濕、抹平和澆筑的時間。此外,我們還需要合理控制粉料的用量。通過實驗研究,我們發(fā)現(xiàn)使用木質素磺酸鈣外加劑可以顯著改善混凝土的性能,大約可以降低10%的水泥用量,從而降低預拌混凝土硬化時的收縮率,從而避免出現(xiàn)裂縫的情況。

4 結語

為了保證地下室剪力墻的安全性,我們必須清楚地知道它的裂紋形成的原因。通過研究,我們可以把它劃分為幾類:收縮裂紋、溫度變化裂紋、荷載損失、沉降損失和振動損失。我們需要根據(jù)這些原因,制定針對性的預拌混凝土改進措施來防止混凝土裂紋的發(fā)生?；炷恋馁|量直接關系到它的使用壽命,所以我們必須認真負責,并且一直努力,以保證混凝土的安全性。為了有效地減少剪力墻裂縫的出現(xiàn),必須由各方面的專業(yè)技術人員聯(lián)手,不斷改善混凝土的整體性能,以達到更好的工程質量。