淺談結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制

淺談結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制

摘要：本文通過對混凝土工程施工中裂縫產(chǎn)生的原因分析、裂縫存在的一般規(guī)律分析、混凝土工程裂縫的防治措施分析、混凝土裂縫的處理分析等，闡述了結(jié)構(gòu)混凝土的裂縫控制，可為具體施工中混凝土裂縫控制提供參考和借鑒。

　　關(guān)鍵詞：裂縫；原因；規(guī)律；防治措施；處理

　　裂縫的危害程度是眾所周知的，它不但會影響混凝土的防水性，而且由于水的滲入造成鋼筋的銹蝕，會嚴(yán)重降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命，裂縫的長度和寬度達(dá)到一定的程度后，還會影響結(jié)構(gòu)的安全性。由于混凝土開裂滲水帶來了一系列的工程質(zhì)量問題，需花費(fèi)大量的資金進(jìn)行工程的修補(bǔ)。

　　1 混凝土工程施工中裂縫產(chǎn)生的原因分析

　　混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等�；炷�土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫�；炷�土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。

　　2 裂縫存在的一般規(guī)律分析

　　2.1 大量工程混凝土的裂縫在混凝土澆筑后不久就己經(jīng)出現(xiàn)，一般出現(xiàn)在拆模后的第二天到兩周內(nèi)。部分工程拆模時(shí)就發(fā)現(xiàn)有一些細(xì)微的裂縫。拆模后，裂縫的數(shù)量和長度、寬度都會迅速增加、發(fā)展。

　　2.2 裂縫集中出現(xiàn)在墻體、樓板等工程部位，開裂嚴(yán)重時(shí)，墻體出現(xiàn)規(guī)則的約2-5m間距的裂縫。C50以上的混凝土柱子存在環(huán)裂現(xiàn)象，而基礎(chǔ)大體積混凝土開裂問題一般能得到較好的控制。

　　2.3 施工季節(jié)對裂縫的影響較大，這是因?yàn)椴煌�的溫度、濕度環(huán)境對混凝土的水化、硬化過程產(chǎn)生了很大的影響，夏季高溫季節(jié)、大風(fēng)天氣等環(huán)境下施工的混凝土開裂現(xiàn)象較多。

　　2.4 水泥存在顆粒級配不合理現(xiàn)象，細(xì)度過細(xì)，造成混凝土強(qiáng)度發(fā)展較快，一些工程3天混凝土強(qiáng)度就達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，加大了混凝土產(chǎn)生裂縫的幾率或者加劇了裂縫的數(shù)量和寬度。

　　2.5 除混凝土自身收縮因素外，配筋分布型式不合理等因素時(shí)有發(fā)生。

　　2.6 施工過程控制非常重要，施工是否規(guī)范等對裂縫有著顯著的影響，不合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)和不規(guī)范的施工會導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)的數(shù)量較多、裂縫的危害性明顯加大。

　　2.7 混凝土后期裂縫的數(shù)量與混凝土早期裂縫的數(shù)量存在著密切的關(guān)系，一般情況下，如果混凝土早期不開裂或者裂縫數(shù)量較少，則后期裂縫明顯較少，除了結(jié)構(gòu)原因外，后期出現(xiàn)的少量裂縫主要與建筑物使用期間的溫度應(yīng)力有關(guān)。

　　3 混凝土工程裂縫的防治措施

　　3.1 塑性收縮的防治

　　3.1.1 選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥；

　　3.1.2 嚴(yán)格控制水灰比，增加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量；

　　3.1.3 在澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透；

　　3.1.4 及時(shí)覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

　　3.1.5 是在高溫和大風(fēng)天氣里要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

　　3.2 沉陷裂縫的防治

　　3.2.1 對松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固；

　　3.2.2 保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻；

　　3.2.3 防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡；

　　3.2.4 模板拆除的時(shí)間不能太早，要注意拆模的先后次序；

　　3.2.5 在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。

　　3.3 溫度控制措施

　　3.3.1 嚴(yán)格控制混凝土人模溫度。大體積混凝土最好選在春秋季施工，以降低人模溫度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低人模溫度，再者澆筑混凝土?xí)r最好不要讓混凝土在太陽下直接爆曬。施工過程中應(yīng)對碎石灑水降溫，保證水泥庫通風(fēng)良好，自來水預(yù)先放人地下蓄水池中降溫。

　　3.3.2 加強(qiáng)混凝土的測溫工作。為及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度的變化值，在混凝土內(nèi)埋沒若干個(gè)測溫點(diǎn)，采用L形布置，每個(gè)測溫點(diǎn)埋設(shè)測溫管2根，一根管底埋置于混凝土的中心位置，測量混凝土中心的最高溫度，另一根管底距混凝土上表面10cm，測量混凝土的表面溫度，測溫管均露出混凝土表面10cm。用100的紅色水銀溫度計(jì)測溫，以方便讀數(shù)。第1-5d每2h測溫1次，第6d后每4h測溫1次，測至溫度穩(wěn)定為止。從已有施工經(jīng)驗(yàn)的測溫情況看，混凝土內(nèi)部溫升的高峰值一般在3.5d內(nèi)產(chǎn)生，3d內(nèi)溫度可上升到或接近最大溫度，內(nèi)外溫差值在20℃左右，控制在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)異�，F(xiàn)象。

　　3.4 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫防治

　　3.4.1 選用堿活性小的砂石骨料；

　　3.4.2 選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑；

　　3.4.3 選用合適的拌和料抑制堿骨料反應(yīng)。由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄，有害物質(zhì)進(jìn)人混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導(dǎo)致混凝土脹裂，此種類型的裂縫多為縱向裂縫，沿鋼筋的位置出現(xiàn)。

　　3.5 預(yù)防鋼筋銹蝕引起的裂縫

　　施工中，應(yīng)控制混凝土保護(hù)層的厚度，不宜過薄或過厚。過薄容易在拉應(yīng)力的作用下開裂，在空氣中水和二氧化碳的共同參與下，將引起鋼筋銹蝕。過厚，不能充分發(fā)揮鋼筋的受力性能，引起構(gòu)件承載力的下降。所以在布置鋼筋及模板定位時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確無誤。

　　3.6 預(yù)防材料吊卸堆放引起的裂縫

　　必須等已澆筑的結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值后，才可在其上面進(jìn)行鋼筋、模板、設(shè)備的堆放。吊裝材料時(shí)，應(yīng)輕堆輕放，分散均勻布置。

　　4 混凝土裂縫的處理

　　4.1 表面處理法。包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法。涂抹適用范圍是漿材難以灌人的細(xì)淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫及不再活動的裂縫。表面貼補(bǔ)法適用于大面積漏水的防滲堵漏。

　　4.2 填充法。用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫，作業(yè)簡單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm深度較淺的裂縫，或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、及小規(guī)模裂縫的簡易處理方案可采用開V型槽，然后做填充處理。

　　4.3 灌漿法。此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

　　4.4 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。因超載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等。

　　5 結(jié)語

　　總之，通過對裂縫產(chǎn)生原因的了解和對裂縫預(yù)防措施的掌握，可在施工中盡量減少或避免裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)裂縫時(shí)，要認(rèn)真分析原因，并對裂縫進(jìn)行正確的評估，在此基礎(chǔ)上再有針對性地對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，以保證結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命。

　　參考文獻(xiàn)

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