施工中混凝土裂縫成因及預(yù)防

  摘要:結(jié)構(gòu)混凝土施工中易出現(xiàn)裂縫,通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土裂縫成因的分析,提出預(yù)防措施,供工程技術(shù)人員借鑒。 

  關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)混凝土; 裂縫 ;預(yù)防 
   
  在結(jié)構(gòu)混凝土施工過(guò)程中,混凝土表面常會(huì)出現(xiàn)各種裂縫。它不僅影響結(jié)構(gòu)的美觀,也會(huì)降低結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度,影響結(jié)構(gòu)的使用性能和使用壽命,給人們的生活、生產(chǎn)帶來(lái)不便。因此,對(duì)引發(fā)結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析、歸納及采取預(yù)防措施很有必要。 
   
  一、結(jié)構(gòu)混凝土常見(jiàn)裂縫原因分析 
   
  混凝土抗壓能力很強(qiáng)但抗拉能力很弱,其產(chǎn)生裂縫的成因極為復(fù)雜。在施工和使用過(guò)程中,當(dāng)溫度、濕度發(fā)生變化,地基不均勻沉降,過(guò)早、過(guò)大承受荷載等情況時(shí),都容易產(chǎn)生裂縫。 

  1、材料質(zhì)量 

  水泥、砂、石等質(zhì)量不合格,如水泥受潮、過(guò)期,標(biāo)號(hào)不合要求;砂、石含雜質(zhì),骨料級(jí)配差、彈性模量低等都會(huì)導(dǎo)致裂縫。 

  2、施工工藝 

  混凝土施工工藝涉及面廣,在一定程度上影響著混凝土的內(nèi)在質(zhì)量和表觀。水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因?;炷潦且环N人造混合材料,施工中要嚴(yán)格控制均勻和密實(shí)程度,避免在極端天氣條件下施工。混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)、養(yǎng)護(hù)等各道工序中稍有差錯(cuò)都會(huì)影響其均勻度和密實(shí)度,產(chǎn)生裂縫。例如模板支撐不當(dāng),漏水、漏漿、支撐強(qiáng)度不足、支撐的地基下沉、過(guò)早拆模等都可能造成混凝土開(kāi)裂;混凝土攪拌不均、混凝土離析、振搗不實(shí)以及施工過(guò)程中鋼筋表面污染、混凝土保護(hù)層太小或太大、澆灌中碰觸鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。 

  混凝土養(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫?;炷吝_(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí),盡量不要承受外來(lái)荷載,普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30-40%的設(shè)計(jì)荷載時(shí),就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能覺(jué)察,而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍 以上。 

  3、溫度變形 

  混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)。其溫度膨脹系數(shù)一般為(10-14)1×10-6/℃?;炷恋臏囟茸冃螌?duì)大體積混凝土工程或溫差較大的季節(jié)施工的混凝土機(jī)構(gòu)極為不利,在混凝土施工中,由于水泥水化作用,混凝土內(nèi)部溫度將升高,有時(shí)達(dá)50-70℃,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹。與此同時(shí),混凝土外部受環(huán)境溫度的影響,溫度降低而收縮,導(dǎo)致外部混凝土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)這種拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),外部混凝土就會(huì)開(kāi)裂?;炷潦┕て陂g氣溫差較大同樣會(huì)發(fā)生上述問(wèn)題。 

  4、濕度變形 

  混凝土由于內(nèi)部水分蒸發(fā)和在空氣中結(jié)硬時(shí),體積會(huì)逐漸減小,出現(xiàn)干縮,干縮裂縫較普遍,常見(jiàn)于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),如梁板等。其干縮程度與水泥品種用量、單位用水量和集料用量有關(guān),還與施工、養(yǎng)護(hù)不良有關(guān)?;炷恋氖湛s值一般為0.2-0.4%,發(fā)展規(guī)律是早期快,后期緩慢。因此對(duì)于超長(zhǎng)的建筑物或構(gòu)筑物,通常是每隔20-40m設(shè)置一道后澆帶,或采用混凝土中摻加膨脹劑等,同時(shí)限制水泥用量并保證一定集料用量,減少水灰比,加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù),這樣可基本解決混凝土的早期干縮問(wèn)題。 

  5、地基沉陷、變形等 

  在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,造成開(kāi)裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況,由于地基變形造成的應(yīng)力較大,使得裂縫一般都是貫穿性的。特別是工期短、人工處理的地基更容易變形、沉陷。 

  6、徐變變形 

  受彎構(gòu)件截面混凝土受壓徐變,主要是由水泥石的徐變引起的。它可以使構(gòu)件變形增加2-3倍;特別是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)徐變會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失,降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。 

  另外,混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理,結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開(kāi)洞、留槽等引起應(yīng)力集中處沒(méi)有設(shè)附加箍筋,或附加箍筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng);混凝土中所用水泥堿含量較高,同時(shí)使用活性集料等,均容易導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。 
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  二、 預(yù)防措施 
   
  1、材料選用 

  混凝土工程開(kāi)工前,要慎重選擇原材料,應(yīng)選用水化熱較低的水泥,嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。石子表面要粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬,級(jí)配良好,空隙率小,無(wú)堿性反應(yīng),有害物質(zhì)以及含量不超過(guò)規(guī)定。砂采用顆粒較粗、空隙較小,含泥量較低的中砂。 

  當(dāng)采用外摻料時(shí),宜采用減水劑等外加劑,以改善混凝土的工作性能,減少收縮。 

  2、 配料 

  嚴(yán)格按照施工配合比組織進(jìn)料,嚴(yán)格控制水灰比,禁止隨意增加水泥用量。配置混凝土?xí)r計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確,攪拌要均勻,離析的混凝土必須重新拌均后,方可澆灌。 

  3、配筋 

  鋼筋的配置應(yīng)嚴(yán)格按圖施工,嚴(yán)禁隨意改變鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量,設(shè)計(jì)圖紙時(shí)充分考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響。鋼筋位置要正確,嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度。 

  4、混凝土澆筑 

  鋼筋混凝土澆筑前,要細(xì)心檢查模板的支撐情況。模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。模板和支架要有足夠的剛度,防止荷載作用下,模板變形過(guò)大造成開(kāi)裂?;炷翝仓r(shí)應(yīng)防止離析現(xiàn)象,振搗應(yīng)均勻、適度。 

  5、混凝土養(yǎng)護(hù) 

  加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在氣溫高、濕度低的條件下,更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)或覆蓋保濕材料,合理掌握拆模時(shí)間,不能過(guò)早,應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或開(kāi)裂;也不能太晚,盡可能不要錯(cuò)過(guò)混凝土水化熱峰值。 
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  6、施工技術(shù)管理 

  加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收工作。基坑干挖后應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理工程師到場(chǎng)驗(yàn)收。取得監(jiān)理工程師的認(rèn)可后方可澆注混凝土。當(dāng)有不利地質(zhì)情況時(shí),必須先對(duì)其加固處理,并經(jīng)驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行下道工序施工。開(kāi)挖基槽后,要注意不擾動(dòng)其原狀結(jié)構(gòu),同時(shí)不要暴露時(shí)間太長(zhǎng)。要合理安排施工順序,盡量做到流水作業(yè)。當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)物間距較大時(shí),一般應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ);當(dāng)結(jié)構(gòu)物各部分荷載相差較大時(shí),一般應(yīng)先施工重、高部分、后施工輕、低部分。 
   
  三、結(jié)束語(yǔ) 
   
  影響結(jié)構(gòu)混凝土表面裂縫的原因很多,其裂縫形式也各式各樣,筆者認(rèn)為掌握了上述幾點(diǎn),基本可以避免結(jié)構(gòu)混凝土的裂縫。 
   
  參考文獻(xiàn): 

  [1]《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》 CECS25:90 

  [2]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ10-89, 

  [3]《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》CECS25:90. 

  原作者: 李慧敏
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