【摘要】 混凝土结构裂缝是建设工程中常见的质量问题之一,对混凝土结构裂缝的成因进行了深入的分析,并给出了相应的具体控制措施。
【关健词】 混凝土结构;裂缝;防控
一、混凝土结构裂缝成因
1.温度变形。混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化时,会产生温度变形。由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉程度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见。
2.湿度变形。混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,成为干缩。收缩裂缝较普通,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常由养护不良造成。
3.地基变形。地基的不均匀沉降会造成裂缝。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,裂缝一般是贯穿性的。
4.设计构造。结构构件段面突变或开洞、溜槽引起应力集中,构造处理不当、现浇主梁在搁次梁处没有设附加箍劲或附加吊筋、各种构件缝设置不当等因素容易导致混凝土开裂。
5.结构受荷。结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中使用中都可能出现裂缝。如拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝,而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件。
6.施工工艺。(1)混凝土是一种人造混合材料,混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中任何缺陷和疏漏都可能是裂缝产生的直接或间接的成因。(2)水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。(3)模板构造不当,漏水、漏浆、支撵刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成开裂。(4)混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切,早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。(5)徐变:混凝土徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也很常见。
7.材料质量。因材料质量问题引起的裂缝也是较常见的。如水泥安定性差,两种水泥混用,砂、石含泥量大,骨料粒径过小,外加剂质量差或加入量过大等。
8.意外原因造成的裂缝。钢筋混凝土构件在浇筑过程中钢筋移位,受拉力区保护层过厚,容易在吊装后或承载后,受拉区产生裂缝。构件构料、水泥标号都达到设计要求,但受力面凹凸不平,局部承受压力不足,也会引起裂缝。
二、混凝土结构裂缝的防治
1.严格控制混凝土材料的选用。应选用安全性好、水热较低的水泥,粗骨料宜选用表面粗糙、质地坚硬的石料,级配良好,空隙率小,无碱性反应,有害物质及粘土含量不超规定。细骨料宜用颗粒较粗,空隙较小,含泥量较低的中沙。外掺料宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
2.科学控制混凝土的配料。配合比的设计,应采用低水灰比,低用水量,以减少混凝土的收缩,严禁随意增加水泥用量。配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新搅拌均匀后,方可浇灌。
3.严格控制钢筋的配置。钢筋的配置要严格按图纸要求施工。钢筋的品种、规格、数量的改变、代用必须考虑对构件抗裂性能的影响,并按要求报批。钢筋配置的位置要符合图纸要求,保护层过大或过小,都可能导致混凝土开裂、裂缝。
4.模板工程要严格按规格操作。模板构造要合理,防止模板各构件间的变形不同而导致混凝土裂缝,模板和支架要有足够刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大而造成开裂,合理掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保障早龄期混凝土不受损坏或造成开裂,但也不能太晚,不要错过最佳养护介入时机。
5.严格控制混凝土浇筑工艺。严格掌握水灰对比,混凝土极限拉伸值随水灰比增大而降低,并且混凝土增强降低,收缩增大。加强振捣,改善混凝土的密实性。混凝土浇筑时要防止出现离析现象,振捣应均匀适度。加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。
6.设计构造要合理。建筑平面选型在满足要求的前提下,力求简单,平面负载的建筑物,容易产生扭曲等附加应力,造成墙体及楼板开裂。合理布置纵横墙,纵横墙开洞应尽可能小一些。控制建筑的长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,防止受力过于集中,减少地基的不均匀沉降,适当加强基础的刚度和强度。部分窗台砌体应加强,层层设置圈梁,构造柱,正确地设置沉降缝,限制伸缩缝的间距。
7.加强地基的检查与验收。基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到场验收,对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求补探,当探出有不利地址情况时,必须先对基加固处理,验收合格后,方可进行下一步施工。开挖基槽时,要注意不扰动原状结构。合理安排施工顺序,当相邻建筑间距较近时,应先施工较深的基础,以防止基坑挖破坏已基建础的地基。当建筑物各部分荷载相差较大时,一般应先施工重、高部分,后施工轻、低部分。