王汉兴
南通永恒建设监理有限公司
摘要
混凝土出现的裂缝,从设计、材料、配合比、施工现场养护等方面对混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行了分析。针对混凝土裂缝产生的原因,以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝的措施。因此,采取有效的措施,将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。
关键词:混凝土结构;裂缝;措施
一.前言
混凝土产生的裂缝因素很多,混凝土出现裂缝影响混凝土的整体性、防水性、和耐水性,成为质量或安全的隐患,由于混凝土结构材料的特殊性质,产生裂缝后的维修费用很高,所以,混凝土结构的裂缝控制和技术措施,是当前工程管理的重要内容。
二. 混凝土裂缝的分类及成因
2.1 混凝土结构裂缝的分类
2.1.1 按裂缝的成因分类
⑴、结构性裂缝:是由荷载引起的,其裂缝与荷载相对应,是承载力不足的结果,主要形式有:
①、钢筋锚固长度不满足要求产生的裂缝。
②、设计时的计算简图与实际受力情况不符产生的裂缝。
③、预制构件连接部分的裂缝等。
⑵.施工原因引起的裂缝
①、施工钢筋位置摆放不正确,在结构中引起的裂缝。
②、模板支护不当,在构件中产生的裂缝。
③、施工使用的原材料不符合设计及规范要求引起的裂缝。
④、施工时,构件未达到规定的强度要求便使其承受堆载等荷载而引起的裂缝。
⑤、施工质量达不到要求而引起的裂缝。
2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析
主要成因分析:
①混凝土浇注后未及时覆盖,表面水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土强度极低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂;
②水泥用量过多,或使用过量粉砂,或混凝土水灰比过大;
③使用有渗透性的柔性模板、模板、垫层过于干燥,吸水大;
④振捣不到位。
三、 混凝土裂缝的预防措施及处理措施
3.1 混凝土裂缝的预防措施
3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施
⑴.干缩裂缝的预防措施:一般混凝土表面的裂缝是因温度变化形成的拉应力引起的,从控制温度和改善约束条件两方面预防干缩裂缝,减少混凝土内部的水化温度,减少外环境的气温的变化,措施如下:
①.减少水泥的水化热,改善骨料级配。
②.严格控制混凝土的坍落度,通过减少用水量和水泥用量,来控制混凝土的温度应力。
③.采取降温措施:避开高温浇筑混凝土,如果气温高于30℃尽量不要浇筑混凝土,条件实在不允许,可采用对模板降温,给碎石降温,减少混凝土浇筑层等办法。
④.在施工工艺方面:在混凝土终凝前用木抹子压抹一次,混凝土表面形成微膜并把细小裂缝处理掉,合理进行分缝分块,对于地下工程可采用早回填早覆盖。确定合理的拆摸时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
⑤.施工中长期暴露的混凝土,在寒冷季节采取保温措施。
⑥.冬期施工时,采用蒸汽养护,注意:慢升温,慢降温,避高温,以免混凝土表面形成急剧的温度梯度。
⑵. 塑性收缩裂缝的预防措施:
①. 选用水泥时,宜选用铝酸三钙谷量较低,细度不宜过细,矿渣含量不宜过多的水泥,砂不宜用特细砂。在确定配合比时,应采用低水灰比,低水泥用量和低用水量,选用级配良好的砂子和石子。气温较低时,在混凝土中掺加促凝刑,以加速混凝土的凝结和强度发展。
②. 浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分。
③. 振捣密实,减少混凝土的收缩量。施工中应加强振捣,提高密实度,加强浇水养护,延迟收缩发生,以避免在早期混凝土强度较低时,出现过大的收缩而造成裂缝。
④. 混凝土浇筑后,在初凝前完成抹平工作,终凝前完成压光工作。建议推广二次抹压工艺。抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖,认真养护,也可喷涂混凝土养护剂。
⑤. 在气温高、风速大、干燥的天气时施工,加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护,使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。在炎热季节,需加强表面的抹压和养护。必要时加设遮阳挡风及喷雾设施等。
⑥. 采用合理的构造措施。收缩裂缝多出现在伸缩缝间距过大的建筑中,有的建筑物温度收缩的间距虽符合规范中使用要求,但由于施工周期长,结构在较长时间内为暴露在大气中的露天结构,其收缩变化明显比室内结构要大,因此,大多在施工期间出现裂缝,故在结构中断面薄弱处、应力集中处宜采取各种加强措施。
⑶、对大体积混凝土来说,混凝土内部和表面的散热条件不同,当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土抗拉强度)时,就会产生裂缝。
①.原材料:浇筑大体积混凝土浇筑的关键问题是水泥的水化热量大,[1] 积聚在内部造成内部温度升高,而结构表面散热较快,内外的温差大,在混凝土表面产生裂缝。
②.外加剂:在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝、引气剂的外加剂,可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。
③.施工降温措施:[2] 在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。
④.混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。
3.2 混凝土结构裂缝的处理措施
3.2.1 表面封闭法
表面封闭法是针对宽度小于0.2mm的微裂缝,可将聚合物水泥弹性密封胶或渗透性防水剂涂刷于裂缝表面,以恢复其防水性和耐久性。该方法施工简单,但仅适用于浅裂缝。?
4 工程实例分析
江苏南通市区某商办楼项目,地下室一层11374.0平方米,地上总建筑面积36780.00平方米,总高度97米,中间商业3层,一层层高5.0米,二、三层均为4.5米;南北主楼各17层,层高4~17层5.5米。
基础采用筏板基础,管桩基础,剪力墙结构。筏板基础的混凝土强度等级为C50,筏板基础厚1.3m,设后浇带,施工到三层楼面时,检查发现局部楼板裂缝,见下图 :
裂缝原因:水泥水化反应中释放的水化热会产生较大的温度变化和混凝土收缩的共同作用下,产生较大的温度收缩应力,采取了以下措施:
⑴. 水泥应采用复合水泥,并尽量降低混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的温度,提高混凝土硬化后的体积稳定性,使用粗骨料应尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料,增强混凝土抗裂能力,并严格控制砂石含泥量,混凝土拌制。
⑵. 浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分。
⑶. 振捣密实,减少混凝土的收缩量。
⑷.混凝土浇筑后,在初凝前完成抹平工作,终凝前完成压光工作,抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖养护。
⑸. 在气温高、风速大、干燥的天气时施工,加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护,使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。在炎热季节,需加强表面的抹压和养护。必要时加设遮阳挡风及喷雾设施等。
5 结论与展望
混凝土结构的裂缝有多方面的原因,对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的探讨,有利于分析和总结裂缝的起因,在设计和施工时重视并采取措施,减少裂缝的发生。
参考文献
[1] 马强.江苏工程质量.双月刊,2012,3期:16-18.
[2] 郭正兴(主编).土木工程施工.南京.东南大学出版社.2007.9. 152-162.