2008-11-10 10:44 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:隨著各地建筑業(yè)的迅猛發(fā)展,混凝土在建筑行業(yè)中的應用越來越廣泛,但同時,隨之而來的混凝土裂縫這一通病卻一直如影隨形,沒有得到很好的解決,給工程帶來不同程度的危害。文章就混凝土裂縫的成因進行了分析,并對其預防措施及處理方法提出了自己的一點看法。
關鍵詞:混凝土;裂縫;成因;預防;處理
一、砼裂縫的種類及成因
1.干縮裂縫
干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥砂漿中水分的蒸發(fā)會產生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,大體積混凝土中平面部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布;炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。
2.塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態(tài)。其產生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等等。
3.沉陷裂縫
沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等所致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。
4.溫度裂縫
溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結構裂縫常縱橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行于短邊;深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。
5.化學反應引起的裂縫
混凝土拌和后會產生一些堿性離子,這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結構使用期間,一旦出現(xiàn)很難補救,因此應在施工中采取有效措施進行預防。主要的預防措施:一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應。
二、砼裂縫的預防措施
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1.選用水化熱低的水泥。水化熱是水泥熟料水化所放出的熱量。為使砼減少升溫,可以在滿足設計強度要求的前提下,減少水泥用量,盡量選用中低熱水泥。一般工程可選用礦渣水泥或粉煤灰水泥。
2.利用砼的后期強度。據試驗數(shù)據表明,每立方米的砼水泥用量,每增減10公斤,砼溫度受水化熱影響相應升降1℃。因此根據結構實際情況,對結構的剛度和強度進行復算并取得設計和質檢部門的認可后,可用f45、f60或f90替代f28作為砼設計強度,這樣每立方米砼的水泥用量會減少40~70千克/立方米。相應的水化熱溫升也減少4℃~7℃。
利用砼后期強度主要是從配合比設計入手,并通過試驗證明28天之后砼強度能繼續(xù)增長。到預計的時間能達到或超過設計強度。
3.摻入減水劑和微膨脹劑。摻加一定數(shù)量的減水劑或緩凝劑,可以減少水泥用量,改善和易性,推遲水化熱的峰值期。而摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥,也可以減少砼的溫度應力。
4.摻入粉煤灰外摻劑。在砼中加入少量的磨細粉煤灰取代部分水泥,不僅可降低水化熱,還改善砼的塑性。
5.骨料的選用。連續(xù)級配粗骨料配制的砼具有較好的和易性,較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強度。另外砂、石含泥量要嚴格控制。砂的含泥量小于2%,石的含泥量小于1%.
6.降低砼的出機溫度和澆筑溫度。首先要降低砼拌合溫度。降低砼出機溫度的最有效的辦法是降低石子的溫度,在氣溫較高時,要避免太陽直接照射骨料,必要時向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料。另外砼在裝卸、運輸、澆筑等工序都對溫度有影響。為此,在炎熱的夏季應盡量減少從攪拌站到入模的時間。
。ǘ┎捎帽鼗虮耩B(yǎng)護,延緩砼降溫速度
為減少砼澆筑后所產生的內外溫差,夏季應采用保濕養(yǎng)護,冬季應保溫養(yǎng)護。大體積砼結構終凝后,其表面蓄存一定深度的水,具有一定的隔熱保溫效果,縮小了砼內外溫差,從而控制裂縫的開展。而基礎工程大體積砼結構拆模后,宜盡快回填土,避免氣溫驟變,亦可延緩降溫速率,避免產生裂縫。
。ㄈ└纳施工工藝,提高砼抗裂能力
1.采用分層分段法澆筑砼,有利于砼消化熱的散失,減小內外溫差。
2.改善配筋,避免應力集中,增強抵抗溫度應力的能力?锥粗車⒆償嗝孓D角部位、轉角處都會產生應力集中。為此,在孔洞四周增配斜向鋼筋、鋼筋網片,在變截面作局部處理使截面逐漸過渡,同時增配抗裂鋼筋都能防止裂縫的產生。值得注意的是,配筋要盡可能應用小直徑和小間距,按全截面對稱配置。
3.設置后澆帶。對于平面尺寸過大的大體積砼應設置后澆帶,以減少外約束力和溫度應力;同時也有利于散熱,降低砼的內部溫度。
4.做好溫度監(jiān)測工作,及時反映溫差,隨時指導養(yǎng)護,控制砼內外溫差不超過25攝氏度。
三、砼裂縫的處理方法
。ㄒ唬┙涍^調查分析,確認在裂縫不降低承載力的情況下,采取表面修補法、充填法、注入法等處理方法:
1.表面修補法。該法適用于縫較窄,用以恢復構件表面美觀和提高耐久性時所采用,常用的是沿砼裂縫表面鋪設薄膜材料,一般可用環(huán)氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。
2.充填法。當裂縫較寬時,可沿裂縫砼表面鑿成V形或U形槽,使用樹脂砂漿材料進行填充,也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。
3.注入法。當裂縫寬度較小且較深時,可采用將修補材料注入砼內部的修補方法,首先裂縫處設置注入用管,其他部位用表面處理法封住,使用低粘度環(huán)氧樹脂注入材料,用電動泵或手動泵注入修補。
。ǘ┤绻芽p影響到結構安全,可采取圍套加固法、鋼箍加固法、粘貼加固法等結構加固法。此方法屬結構加固,須經設計驗算同意后方可進行。
1.圍套加固法。在周圍尺寸允許的情況下,在結構外部一側或數(shù)側外包鋼筋砼圍套,以增加鋼筋和截面,提高其承載力;對構件裂縫嚴重,尚未破碎裂透或一側破裂的,將裂縫部位鋼筋保護層鑿去,外包鋼絲網一層;大型設備基礎一般采取增設鋼板箍帶,增加環(huán)向抗拉強度的方法處理。
2.鋼箍加固法。在結構裂縫部位四周加U型螺栓或型鋼套箍將構件箍緊,以防止裂縫擴大和提高結構的剛度及承載力。加固時,應使鋼套箍與混凝土表面緊密接觸,以保證共同工作。
3.粘貼加固法。將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹脂和粘結劑,粘結到構件砼裂縫部位表面,使鋼板或型鋼與混凝土連成整體共同工作。粘結前,鋼材表面進行噴砂除銹,混凝土刷凈干燥,粘結層厚度為1~4毫米。
結束語:
綜上所述,砼裂縫應針對成因,貫徹預防為主的原則,完善設計及加強施工等方面的管理,使結構盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫數(shù)量和寬度,以確保結構安全。
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