混凝土裂缝控制与施工要点探讨
关键词:混凝土裂缝,控制,施工,探讨
引言
现阶段,随着工程建设要求的不断提高,如体积大、强度高、抗渗要求等方面,导致混凝土出现裂缝的现象较为多见。楼板裂缝经发现后,如果处理及时,不令其继续扩展,则仍能达到工程验收及使用功能的要求。反之,将造成非常大的损失。对此,如何提高混凝土结构的抗裂性及防止裂缝的危害,始终是一项技术难题。本人主要从混凝土裂缝的成因和控制方面进行阐述,谈谈自己的一些总结及看法。
1原因分析
1.1混凝土的质量问题
现今不少地方采用的都是具有单位资质和相应供应能力的预拌混凝土厂家提供的商品混凝土,但由于各个搅拌站使用的混凝土配合比都不相一致,如果配合比中的水灰比过大,混凝土干缩变形就增大,当然会造成混凝土裂缝的产生。有些工地因为施工需要,在混凝土中添加了早强剂,虽然能够提高混凝土的早期强度,但是混凝土干缩变形也随之加大。还有因为天气炎热的影响,如果运输路线又比较长的话,往往会发生混凝土坍落度损失较大的情况,这与现场自拌混凝土相比较,当然更加容易会引起混凝土裂缝的产生。最后是采用含泥量大的粉砂配制的混凝土,其收缩大、抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。
1.2养护不当
过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,如干燥过快,则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素,一般情况下,在混凝土初凝时,需开始养护。养护措施要合理,应该采用麻袋覆盖浇水养护,以保证混凝土表面能够充分的湿润,养护时间应在7天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著,将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间,更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。
1.3温度裂缝
目前温度裂缝产生的主要原因是由温差造成的。产生机理是是由于温差过大引起的,混凝土结构,特别是大体积混凝土结构浇灌后,在硬化期间水泥释放出大量的水化热而不易散发,内部温度不断上升,达到较高温度,而混凝土表面散热较快,使混凝土表面和内部温差较大。如大体积混凝土基础、墙体浇筑在坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上,又没有采取隔离层等放松约束的措施时,如果混凝土浇灌时的温度较高,加上水泥水化热的温升很大,则会使混凝土的温度很高;当混凝土冷却收缩时,因受到地基、混凝土垫层或其它外部结构的约束,将使混凝土内部出现很大的拉应力,称为约束应力,从而产生降温收缩裂缝,这种裂缝有时是深进的,有时是贯穿性的,常常破坏结构的整体性。
1.4收缩变形
主要有沉降收缩裂缝和干燥收缩。1)沉降收缩裂缝。骨料沉落若受到钢筋、预埋件、模板、大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻碍,或混凝土本身各部分沉落不同就会产生沉降收缩裂缝,这种裂缝通常在混凝土浇筑后1~3h,尚处在塑性阶段,沿着梁上面或楼板上面钢筋的位置出现,裂缝深度通常达到钢筋表面,或在侧模板移动上表面;这种裂缝与混凝土的坍落度、模板粗糙、干燥程度,以及钢筋密度、振捣密实度等有关。2)干燥收缩。对于大体积混凝土,当混凝土成形后,表面水分蒸发,这种水分蒸发总是由表及里逐步发展,截面上湿度形成梯度,内外干缩量不一样,因而混凝土表面收缩变形受到混凝土内部约束,或受其他约束产生拉应力,最常见的是施工中的养护不当,如受到风吹日晒,表面水分散失过快,体积收缩大;而内部湿度变化很小,收缩也小,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,在构件表面产生较大的拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,即产生干缩裂缝。
2施工中常见裂缝的特征
施工中裂缝原因中,最常见的裂缝是温度收缩裂缝,随着施工水平的提高,由于材料质量、构造设计、施工工艺等原因造成的裂缝越来越少。以下着重就常见的温度收缩裂缝的分布、形状、大小与数量、发展变化特征进行分类统计。
3混凝土裂缝控制措施
3.1针对混凝土材料的措施
材料设计方面的措施主要是用于改善混凝土的性能,从材料方面对混凝土质量进行控制,是一种有效的防裂措施,具体如下:
第一,减小混凝土的收缩。可以选用收缩值比较小的水泥;采用水泥细度相对较大的水泥;采用较低的水灰比;降低砂率,选用质量比较高的骨料及良好的粗骨料级配;利用混凝土的后期强度,尽可能的选用强度等级比较低的混凝土;适当的选用外加剂和掺合料。第二,减小混凝土产生的水化热。通过减少水泥用量,采用低水化热水泥和强度等级比较低的水泥,并添加粉煤灰、矿渣等矿物掺合料,以及外掺高效减水剂、引气剂等,可以减少混凝土水化热,以降低混凝土绝热温升。第三,注意外加剂的选用。选用质量良好的外加剂,并且正确、适当的使用。如设计中可考虑使用防水剂,尤其是复合防水剂,能改善混凝土和易性,减少用水量,延长混凝土的凝结时间,大大提高混凝土的抗渗性能,且具有早强、增强抗裂能力、减缓水化热的功能,同时防水剂生成的是凝胶体,防水效果持久,而且掺量小,对环境和养护条件要求低。第四,增强混凝土的抗拉性能。根据调查发现,混凝土的抗拉性能比较差是由混凝土自身的组成决定的,所以首先要保证混凝土的质量,让混凝土充分的发展自身的强度;其次就是可以加入纤维材料来改善混凝土的受拉性能,作为混凝土又一重要组分,纤维材料在提高混凝土韧性、抗弯拉强度和抑制裂缝等方面确实有着诸多的优异性。
3.2混凝土养护
采取合理的养护措施,对于新浇筑混凝土的养护是非常关键的,因此混凝土浇筑完毕终凝后应立即开始浇水养护,原则是保持混凝土表面湿润。保湿养护的混凝土表面经过二次抹压后。立即覆盖塑料薄膜。防止表面水分蒸发。保持混凝土在潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的混凝土,在最初14d内。必须潮湿养护。方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。另外,在常温季节,混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法,替代前两种保湿保温养护办法,根据混凝土内外温差数据,及时调整蓄水高度,也可以收到预期效果。在冬期浇筑混凝土后,宜采用蓄垫法养护、覆盖式养护、暖棚法养护、电热法养护等,根据施工现场的具体情况选择适宜的养护方法,但总归要保证混凝土的环境温度。混凝土的养护时间严格按照混凝土养护时间龄期表执行。
3.3温度裂缝的对策
(1)混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。对于大体积混凝土,其形成的温度应力与结构尺寸相关,在一定尺寸范围内,混凝土结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差;(2)应考虑选择粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥或复合水泥,对于体积较大的结构,应优先选择中热水泥甚至低热水泥;(3)可充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用;(4)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、引气的外加剂。
3.4收缩裂缝的预防
(1)对于沉降裂缝的处置:对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。另外,防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。保证模板有足够的强度和刚度,支撑牢固,使地基受力均匀,模板拆除的时间不能太早,要注意拆模的先后次序。在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
(2)干燥裂缝的对策要解决由于收缩而产生的裂缝,要积极采用补偿收缩混凝土技术,添加剂的主要作用有:首先,水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。其次,水泥用量也是影响混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。最后可以减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水与收缩变形,提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土的抗裂性能。沉陷裂缝的预防措施
4结语
总之,混凝土裂缝的控制是一个综合性、系统性的问题,需要经过材料、设计、施工及使用方法等多方面的配合。为了避免混凝土的裂缝问题,我们需要采用合理的材料、采用先进的施工工艺、采用必要控制措施、及时养护、严格控制施工质量,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以解决。
参考文献:
[1]陈礼和.《水工钢筋混凝土结构》[M].南京:河海大学出版社,1998.
[2]王东海.《水工混凝土建筑物裂缝产生原因与处理方法》[J].山西建筑,2007,(16).
[3]霍载武,《郑建伟.钢筋砼梁板的裂缝防止与处理》[J].西部探矿工程,2005,(8).