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關(guān)于商品混凝土裂縫成因和防治措施分析

2008-11-10 10:54    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:文章對(duì)商品混凝土工程中常見的一些裂縫成因進(jìn)行了探討分析,并從商品混凝土工程的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工等方面針對(duì)具體情況提出了一些預(yù)防、處理措施,供大家參考。

  關(guān)鍵詞:商品混凝土;裂縫;水化反應(yīng)

  1.前言

  隨著當(dāng)今建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,人們對(duì)建筑工程質(zhì)量重要性的認(rèn)識(shí)也隨之提高,工程業(yè)主對(duì)建筑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)亦格外重視。商品混凝土以其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性,尤其是穩(wěn)定、可靠、優(yōu)良的質(zhì)量深受青睞。但目前使用商品混凝土施工的工程也有出現(xiàn)質(zhì)量事故的案例,其中最常見的當(dāng)數(shù)裂縫問題,尤其是表面系數(shù)大的板、墻以及大體積混凝土施工工藝不良等因素更易造成結(jié)構(gòu)裂縫。以下就混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析并淺議裂縫控制的措施。

  2.混凝土裂縫的類型和成因

  混凝土的裂縫基本上是由于水分蒸發(fā)和漿體收縮,收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度引的。混凝土的收縮裂縫大體上有以下幾種類型。

  2.1塑性收縮裂縫

  塑性收縮是混凝土在初凝前的塑性階段失水形成的。一種情況是新澆筑的混凝土表面泌水,在室外會(huì)很快地蒸發(fā);另一種情況是由于新拌混凝土顆粒之間的空間充滿了水,澆筑后的混凝土表面受風(fēng)吹、日曬,外部的高溫度和低濕度等因素的影響,隨著混凝土表面水分的蒸發(fā),內(nèi)部水分逐漸向外部遷移,造成混凝土在塑性階段的體積收縮。塑性收縮一般可達(dá)新澆混凝土體積的1%左右,大流動(dòng)性混凝土有時(shí)可達(dá)2%。在澆筑大面積平板(如樓層板、基礎(chǔ)底板、頂板等)時(shí),由于風(fēng)吹日曬,內(nèi)部水分遷移速度小于上表面水分蒸發(fā)的速度,混凝土表面的收縮應(yīng)力遠(yuǎn)大于混凝土的抗拉強(qiáng)度,就會(huì)產(chǎn)生大量不規(guī)則微細(xì)裂縫。如不及時(shí)抹壓和覆蓋,此類裂縫會(huì)迅速向內(nèi)部延伸,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成貫通裂縫。

  2.2水化反應(yīng)收縮及裂縫

  水泥水化反應(yīng)后,反應(yīng)產(chǎn)物的體積與剩余自由水體積之和小于反應(yīng)前水泥礦物體積與水體積之和,形成水化反應(yīng)收縮。水泥水化反應(yīng)收縮量可達(dá)混凝土體積的0.5%以上;炷脸跄埃磻(yīng)收縮的一部分反映在塑性收縮中;在混凝土初凝后的水泥化學(xué)反應(yīng)收縮則主要形成混凝土內(nèi)部的毛細(xì)孔,在養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)時(shí)間過短時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。

  2.3表面溫差收縮裂縫

  大體積混凝土由于水泥水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度較高,當(dāng)混凝土的表面溫度與氣溫相差過大時(shí),會(huì)發(fā)生溫差收縮裂縫。在混凝土澆筑初期(3~5天),如果混凝土表面溫度與環(huán)境差10℃,則由于溫差收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力將大于混凝土的抗拉強(qiáng)度,即有可能出現(xiàn)溫差裂縫。由于空氣是溫度的不良導(dǎo)體,空氣與混凝土表面的熱交換不是靠傳導(dǎo)而主要是靠對(duì)流,熱交換比較和緩。經(jīng)驗(yàn)表明,在無風(fēng)的外部環(huán)境中,混凝土表面溫度與氣溫之差大于25℃時(shí),就會(huì)產(chǎn)生肉眼可見的溫差裂縫。因此,對(duì)于大體積混凝土或可能發(fā)生表面與環(huán)境溫差較大的混凝土工程應(yīng)采取內(nèi)部測(cè)溫的方法,關(guān)注混凝土表面溫度與環(huán)境氣溫的溫差。當(dāng)溫差太大時(shí),應(yīng)采取覆蓋保溫的方法,以免出現(xiàn)溫差裂縫。

  2.4干燥收縮裂縫

  混凝土硬化后,側(cè)部的游離水會(huì)由表及里逐漸蒸發(fā),導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮裂縫。在約束條件下,收縮變形導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫;炷恋母稍锸湛s是從施工階段撤除養(yǎng)護(hù)時(shí)開始的,早期的收縮裂縫比較細(xì)微,往往不為人們所注意。隨著時(shí)間的推移,混凝土的蒸發(fā)量和干燥收縮量逐漸增大,裂縫也逐漸明顯起來。

  混凝土干燥收縮值的大小與混凝土的體積穩(wěn)定性直接相關(guān),并受環(huán)境相對(duì)濕度的影響;炷恋闹T多成分中,以粗骨料的體積穩(wěn)定性最好,砂子次之,收縮變形主要發(fā)生在水泥及摻和料構(gòu)成的漿體和砂漿上。因此,在施工和易性允許的情況下,盡可能加大石子用量,降低砂率,降低用水量,對(duì)減少干燥收縮裂縫以及提高混凝土的體積穩(wěn)定性、強(qiáng)度和耐久性是有利的。

  2.5混凝土骨料沉降引起的裂縫

  混凝土初凝前處于一種自由狀態(tài),經(jīng)過振動(dòng)器械的振搗,排除了混凝土內(nèi)的大部分空隙,但仍有少部分空隙不可避免地存在。振搗完畢后,在混凝土內(nèi)部骨料自身重量的作用下,粗骨料等比重大的顆粒緩慢沉降密實(shí)。水氣泡等比重小的成分被擠壓浮至混凝土面層。出現(xiàn)此現(xiàn)象,若均勻沉降,則不會(huì)出現(xiàn)裂縫。然而混凝土在下沉過程中受到鋼筋骨架的影響,阻礙了混凝土下沉,所以在鋼筋附近就會(huì)出現(xiàn)裂縫,這種裂縫在塑性混凝土中尤為明顯。有時(shí)在施工過程中,因模板移動(dòng)、變形或受到劇烈振動(dòng),或拆模過早,混凝土強(qiáng)度不夠等,均能造成沉降裂縫。

  3.裂縫的控制措施

  3.1設(shè)計(jì)方面預(yù)控

 、僭O(shè)計(jì)中對(duì)住宅四周陽角處樓面板配筋進(jìn)行加強(qiáng),板負(fù)筋不采用分離式切斷,改為沿房間全長配置,并且適當(dāng)加密加粗,以提高混凝土的極限拉伸應(yīng)變。工程實(shí)踐充分證明,采用此種措施后,房間內(nèi)基本上不再發(fā)生45.斜角裂縫。

 、谠O(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因而不得已時(shí),應(yīng)充分考慮加強(qiáng)措施。

 、酆侠砹粼O(shè)伸縮縫。伸縮縫是為了防止結(jié)構(gòu)因溫度效應(yīng)而設(shè)置的一種結(jié)構(gòu)縫。我國現(xiàn)行的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)式結(jié)構(gòu)處于室內(nèi)或土中條件下的伸縮縫間距為55m,合理設(shè)置伸縮縫對(duì)大體型結(jié)構(gòu)防止溫度裂縫是非常有效的。

 、芎侠砹粼O(shè)后澆帶。它是施工期間保留的臨時(shí)性溫度收縮變形縫,是一種特殊的施工縫。設(shè)計(jì)后澆帶的目的是取代結(jié)構(gòu)中永久性的伸縮縫。要求在澆搗后澆帶之前,結(jié)構(gòu)混凝土至少30%的收縮已完成。

 、萁Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋配置的認(rèn)識(shí),特別是樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋直徑和數(shù)量的選擇。

  3.2材料方面預(yù)控

 。1)骨料

  目前泵送混凝土的碎石規(guī)格一般為5mm~25mm.根據(jù)試驗(yàn),采用5mm~40mm石子比采用5mm~25mm石子每立方米混凝土可減少用水量15kg左右,在相同水灰比情況下,水泥用量減少20kg左右,因此盡量選擇大粒徑粗骨料。

 。2)砂

  采用中、粗砂,細(xì)度模數(shù)必須控制在2.3以上,含泥量控制在2%以下。因?yàn)椴捎眉?xì)度模數(shù)為2.8:2.3的中砂每立方混凝土可減少水泥用量約30kg,減少水用量20kg~25kg,從而降低混凝土水化熱和溫差引起的收縮。泵送混凝土?xí)r,砂率應(yīng)控制在38%~45%。

 。3)選用優(yōu)質(zhì)高效的外加劑

  為達(dá)到抗裂、防水的目的,在配制混凝土?xí)r,一般需要摻人減水劑、緩凝劑、膨脹劑等。外加劑的質(zhì)量對(duì)混凝土的影響非常大,有些膨脹劑與其他外加劑一起使用可能會(huì)產(chǎn)生副作用,因此在使用前應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。

  3.3施工中的主要措施

 。1)振搗要密實(shí),振搗時(shí)間以5—15s宜,并采用二次振搗技術(shù);炷翝仓20—30min后,振搗時(shí)不要碰鋼筋及埋件。

 。2)混凝土振實(shí)后,采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)混凝土,并覆蓋嚴(yán)密,保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水,并延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間,采用冷水拌合法,降低混凝土澆注時(shí)的溫度。

 。3)澆注前檢查模板的剛度是否滿足要求,即側(cè)模之間、側(cè)模和底板之間、側(cè)模和底模與小橫方之間是否安裝牢固,形成堅(jiān)固的整體。且結(jié)合嚴(yán)密。水平支撐是否到位、堅(jiān)固,確保支撐不位移

  4.結(jié)束語

  商品混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的裂縫,是目前較難克服的質(zhì)量通病之一。特別是住宅工程的裂縫發(fā)生后,往往會(huì)引起投訴、糾紛以及索賠要求等。因此,政府建筑質(zhì)量監(jiān)督單位、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位等對(duì)此都非常重視,許多專家針對(duì)該問題也提了相應(yīng)的預(yù)防和處理措施。文章結(jié)合有關(guān)專家的意見進(jìn)行歸納,結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出各項(xiàng)防范措施和處理方法,希望為提高我國整體建筑工程質(zhì)量創(chuàng)造條件。

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