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混凝土裂縫的成因與預(yù)防

2010-10-08 17:16  來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  一、混凝土裂縫的分類

  混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發(fā)病。病情絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段,其原因復(fù)雜多變,一般可分為無(wú)害裂縫和有害裂縫兩大類。無(wú)害裂縫是指肉眼看不到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫,它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下,這種砼本身固有的微觀裂縫,荷載不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下,一般視為無(wú)害。有害裂縫寬度在0.05mm以上,并且認(rèn)為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無(wú)害的,但是這里必須有個(gè)前提,即裂縫不再擴(kuò)展,為最終寬度。

  二、混凝土裂縫的成因

  裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多,有設(shè)計(jì)方面的原因,但更多的是施工過(guò)程的各種因素組合產(chǎn)生的。

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  收縮是砼的一個(gè)主要特性,對(duì)砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展,則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞。產(chǎn)生收縮裂縫的原因,一般認(rèn)為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀,很少交叉。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處,往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中,梁、板、柱等小塊體構(gòu)件,預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大,尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物,影響更大。如不加以防止,可能會(huì)造成嚴(yán)重后果。

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  配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響砼的抗拉強(qiáng)度,是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過(guò)大,水灰比大,含砂率不適當(dāng),骨料種類不佳,選用外加劑不當(dāng)?shù),這幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)的。有關(guān)試驗(yàn)資料顯示:用水量不變時(shí)。水泥用量每增加10%,混凝土收縮增加5%;水泥用量不變時(shí),用水量每增加10%,混凝土強(qiáng)度降低20%,混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10%。合肥市近兩年發(fā)現(xiàn)不少商品混凝土澆搗的樓板出現(xiàn)裂縫,總結(jié)的原因有如下方面:

  1、粗細(xì)集料含泥量過(guò)大,造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

  2、骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大,混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量增大。

  3、混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng),嚴(yán)重增加混凝土收縮。

  4、水泥品種原因,礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。

  5、水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因:水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開裂影響很大;炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高,混凝土脆性越大、越易開裂。

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  1、現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快,均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

  2、高空澆注混凝土,風(fēng)速過(guò)大、烈日暴曬,混凝土收縮值大。

  3、對(duì)大體積混凝土工程,缺少兩次抹面,易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

  4、大體積混凝土澆注,對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫差過(guò)大,混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

  5、現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。

  6、現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng),引起拆模裂縫或拆模過(guò)早。

  7、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)(超張、偏心),引起混凝土張拉裂縫。

  這些因素都會(huì)造成砼較大的收縮,產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫,致使砼微觀裂縫迅速擴(kuò)展,形成宏觀裂縫。

  養(yǎng)護(hù)是使砼正常硬化的重要手段。養(yǎng)護(hù)條件對(duì)裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,砼硬化正常,不會(huì)開裂,但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn),現(xiàn)場(chǎng)施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到,現(xiàn)場(chǎng)砼養(yǎng)護(hù)越接近標(biāo)準(zhǔn)條件,砼開裂可能性就越小。

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  1、構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降,產(chǎn)生沉降裂縫。

  2、使用荷載超負(fù)。

  3、野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。

  4、周圍環(huán)境影響,酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕,引起裂縫。

  5、意外事件,火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。

  三、混凝土裂縫預(yù)防措施

  根據(jù)砼裂縫成因,采取適當(dāng)措施進(jìn)行預(yù)防要比事后補(bǔ)救有效的多。也就是說(shuō)采取以防為主的方法,歸納起來(lái),可以從以下幾個(gè)方面著手:

  1、設(shè)計(jì)

  在設(shè)計(jì)上要注意到那些容易開裂的部位,如深基與淺基、高低跨處等,應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié),在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下,鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開裂越有利。

  2、施工方案

  好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割,最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外,分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意,一般來(lái)說(shuō),因盡量留在變截面處,或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū),確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工,則應(yīng)采取材料降溫措施來(lái)控制砼入模溫度。

  3、施工質(zhì)量

  由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫,則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此,施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段,在施工階段要注意以下幾個(gè)問(wèn)題:首先砼要有合適的配合比,選擇合適的配合比,不僅要滿足強(qiáng)度要求、施工要求,還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。其次適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比,在滿足強(qiáng)度要求的原則下,盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固,以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除,以免影響粘結(jié)力。最后是澆筑、振搗操作合理,特別是振搗操作技術(shù),往往不被人們重視。過(guò)分地振搗對(duì)砼均勻性有害,振搗不足也不能保證砼應(yīng)有的密實(shí)度,要恰到好處。

  4、養(yǎng)護(hù)

  養(yǎng)護(hù)的目的是使砼正常硬化,強(qiáng)度增長(zhǎng),不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使砼溫度級(jí)慢慢下降到接近外界氣溫,縮小降溫過(guò)程中的溫差。以便減小溫度應(yīng)力,阻力裂縫的產(chǎn)生。

  常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法是噴水,對(duì)一般砼結(jié)構(gòu),減小表面收縮,防止龜裂是可行的。大體積砼由于塊體內(nèi)外溫度不一致,強(qiáng)度增長(zhǎng)不同,常常是在強(qiáng)度增長(zhǎng)慢的表面開裂,其養(yǎng)護(hù)就不能只滿足于用常規(guī)方法。具體說(shuō),盡量晚拆模,拆模后要立即覆蓋或及時(shí)回填,避開外界氣候的影響,養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以砼強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的階段為準(zhǔn),即7至28天,最好能長(zhǎng)些。

  綜上所述,混凝土裂縫問(wèn)題一直嚴(yán)重困擾著混凝土的施工質(zhì)量,在混凝土生產(chǎn)以及施工過(guò)程中有針對(duì)性地采取預(yù)防措施,盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫,或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,特別是避免有害裂縫的出現(xiàn),以確保工程質(zhì)量,使建筑物具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

延伸閱讀:混凝土 預(yù)防 裂縫
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