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浅析混凝土裂缝产生原因及预防办法

时间:2022-04-15 08:34:36 浏览次数:

摘要:近些年,我国基础建设发展较快,许多混凝土构造物在各地兴建起来。进行施工时的“多发病”、“常发病”就是混凝土开裂。为使混凝土裂缝的了解进一步加强,在施工中尽量防止裂缝的出现,针对引起混凝土裂缝的因素本文作出了分析和总结,并介绍了相应的预防措施。

关键词:混凝土裂缝成因 预防措施

1 混凝土裂缝成因

引起混凝土结构裂缝的因素较多,而且很复杂,这些因素大致可划分以下几种:

1.1 材料质量引起的裂缝

主要由拌和水、骨料、外加剂、水泥和砂构成了混凝土。进行混凝土配置过程中,若选用劣质材料,将造成结构裂缝的发生。如水泥安定性不达标,水泥内游离的氧化钙含量超出规定范围;水泥过期、受潮,强度不够;水泥中的碱过量且采用的骨料也是含碱活性的;砂石粒径过小、级配不佳、空隙率较大;含较多的轻物质、砂石中云母、有机质及泥沙;含杂质较多,如外加剂和拌和水内的氯化物等。

1.2 荷载引起的裂缝

很多因素都会引起受荷后的结构裂缝的出现,裂缝可能发生在施工和使用的构成中。如较大的张拉预应力值、构件堆放、运输、早期受震、施工超载及吊装过程中方位不准确的吊点和垫块等,以上情况都可能导致裂缝的出现。但板受弯构件和钢筋砼梁较常见,一般受使用荷载作用的影响,发生的裂缝程度均有不同。

1.3 温度变化引起的裂缝

热胀冷缩是混凝土的特性,如果改变了结构内部温度和外部环境,将造成混凝土的变形,如果约束这种变形,应力将发生于结构的内部,若混凝土抗拉强度低于应力,温度裂缝就会出现。比如,桥墩侧面、主梁及桥面板经受太阳曝晒,温度较其它部位有显著提高,其梯度呈非线形分布,因自身条件的约束,加大了局部的拉应力而发生裂缝;完成浇筑大体积混凝土(厚度超过2.0米)后,水泥水化放热增高了内部的温度,造成过大的内外温差,裂缝就发生在了表面。

1.4 湿度变形引起的裂缝

空气中的砼在结硬过程中,其体积将逐步变小,往往称其为干缩。较多见的收缩裂缝,其多发生于现浇框架结构和墙板式结构等,一般养护不到位易产生收缩裂缝。0.2~0.4‰之间为砼的收缩值,早期较快、后期较慢是其发展规律。

1.5 基础变形引起的裂缝

因原有地基条件的改变、不准确的试验资料,基础置于滑坡体及其分期建造,地基冻胀,过大的结构荷载、地基地质及结构基础类型的差异,活动断层及溶洞等地质段欠佳,地质勘察精度不达标等,导致水平位移及基础竖向的不均匀沉降的发生,且混凝土结构的抗拉能力低于结构内出现的附加应力,致使结构发生开裂。

1.6 冻胀引起的裂缝

如果大气气温在零度以下,冻结了吸水饱和的混凝土,游离的水变成了冰,体积膨胀9%,使混凝土产生了膨胀应力;此外,微观结构内的混凝土凝胶孔的过冷水发生重分布及迁移造成渗透压,增大了混凝土的膨胀力,致使混凝土强度下降,发生了裂缝。

1.7 施工工艺引起的裂缝

有关施工工艺的内容较多,其中,振捣施工时出现的疏漏及缺陷、砼的搅拌、浇筑和运输,以上比较常见,均有可能导致裂缝的出现;模板构造不合理,拆模较早、支撑刚度不够、漏浆及漏水等均可引起砼出现开裂现象;对砼的养护过程中,裂缝与早期的养护质量有密切的关联;分层或分段浇筑混凝土时,若接头部位的处理不当,则裂缝易发生在施工缝与新旧混凝土间;施工质量的控制不佳,对混凝土配合比随意套用,水泥材料、水和砂石的计量不精确,降低了密实度及和易性等其他特性,造成混凝土强度不达标,同时开裂现象也会发生。

2 预防措施

经上述分析和研究,施工中,可设计及施工的措施来避免和克服大部分裂缝。

2.1 采用的材料应是与规范要求相符的合格材料

采用的水泥其水化热不宜过高,强度和安定性不达标的水泥禁止采用。选用的粗骨料应为级配良好、无碱性反应、表面粗糙、空隙率不高及质地坚硬的石料,且其粘土含量和有害物质不应超标。而选用的细骨料应为中砂,且空隙要小、含泥量不高、颗粒粗。

2.2 可采取以下措施来预防温度变化及其引起的裂缝

首先采用的水泥应为粉煤灰水泥和矿渣水泥等中、低热类型的。其次是使水泥尽量使其不超出450kg/m3,减少其用量。再次使水灰比降低,且使其不高于0.6。同时,改善骨料级配,通过添加高效减水剂或粉煤灰使水泥用量降低,从而使混凝土拌合物的保水性及流动性得到改善,使水化热下降。最后应加大监控混凝土温度的力度,适时进行保护及冷却。同时,做好混凝土的养护,完成浇筑混凝土后,选用湿润的麻片和草帘等及时将其覆盖,同时进行洒水养护,将养护时间适度延长,确保混凝土表面的冷却能够缓慢的进行。

2.3 可通过以下措施预防基础变形造车的裂缝

一是加大检查和验收地基的力度,完成基坑开挖后,需告知监理单位及时进行现场验收,某些地基很复杂,基坑开挖完成后设计方需要求勘察补钻探,若探出的地质状况不好,一定要先进行加固,如果验收合格下面的的施工即可开始。二是基槽的开挖施工最好不对其原状结构造成扰动。三是对建筑物的长高比做好控制,整体刚度随长高比的缩小而增大,也有助于不均匀沉降的调整。四是对各阶段承重结构的受力状况的调整需合理可行,使荷载能够均匀分布,避免太集中的受力。五是沉降缝的布设方位要准确。

2.4 对于冻胀引起的裂缝主要预防措施

冬季施工时,采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂(但氯盐不宜使用),可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

2.5 可通过如下措施预防施工工艺中发生的裂缝

2.5.1 配合比设计的用水量和水灰比不宜过高,使水泥用量降低。水泥用量不要随意增加。砼的配制过程中,应准确的进行计量,对水泥用量及水灰比要严格控制,确保适度的振捣和充分的搅拌。一定要将离析的砼重新拌匀再进行浇筑。

2.5.2 严格根据施工图来配置钢筋,特别要注重如下几点:

钢筋的数量、品种和规格及代用,一定要对其与构件抗裂性能的关联一起注意。准确的布设钢筋,太小和太大的保护层均会使砼出现开裂现象。另外,钢筋间太大的间隙也会造成砼的开裂。

2.5.3 模板构造应合理,支架及模板的刚度应符合要求,拆模时机要准确。

2.5.4 喷水养护应及时进行,若碰到问题,或无法确保其充分湿润,可利用保湿材料将其覆盖。

2.5.5 对施工顺序的安排应合理可行。若相邻建(构)筑物间距过小,往往应先由较深的基础开始施工,避免基坑开挖对已建基础的地基础造成破坏。若建(构)筑物各部分荷载相差过大,应施工重、高部分,后施工轻、低部分。

总而言之,钢筋砼结构裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,加强设计施工及使用等方面的管理,保证结构安全,防止出现不必要的损失。

作者简介:王亮,男,1982年3月,河北石家庄,石家庄职业技术学院 工业与民用建筑专业,身份证号130105198203012136。

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