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摘要：本文主要是阐述了房屋建筑混凝土造成裂缝的原因，并对如何预防混凝土裂缝及混凝土裂缝的治理进行了探讨。
关键词：房屋建筑；混凝土裂缝；施工技术
Abstract: This paper is mainly expounds the concrete building the cause of the tear, and how to prevent concrete crack and the management of concrete cracks are discussed in this paper.
Keywords: Housing construction; Concrete crack; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、造成裂缝的原因分析
1.1 塑性收缩裂缝:此类裂缝产生的主要原因是失水，即由于水分从混凝土表面蒸发损失，导致的混凝土体积收缩。主要发生在混凝土暴露表面，裂缝深度一般不大。产生的原因主要是混凝土浇注后3- 4 小时左右表面没有被覆盖, 特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快, 或者是基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零, 不能抵抗这种变形应力而导致开裂。混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快, 塑性收缩裂缝越容易产生,而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多, 早期强度低所以其水分特别容易散失,表面容易形成裂缝。
1.2 塑性沉降裂缝:此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍(如钢筋、模板)而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5 小时至3 小时之间,混凝土尚处在塑性状态, 混凝土表面消失水光时立即产生, 沿着梁及板上面钢筋的走向出现,主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。
1.3 施工工藝质量引起的裂缝:裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异,比较典型且常见的如下:
①钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚, 导致构件的有效高度减小, 形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
②混凝土震捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。
③混凝土浇注过快, 混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇注数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。
④混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低, 使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。
⑤用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加, 混凝土表面出现不规则裂缝。
⑥混凝土分层或分段浇注时,接头部位处理不好,易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。
⑦混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。
⑧施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形, 产生与模板变形一致的裂缝。
⑨施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
1.4 温度应力裂缝:此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑后, 聚积在内部的水泥水化热不易散发, 造成混凝土的内部温度升高,而混凝土表面散热较快,这样形成较大的内外温差, 使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度, 就会引起较大的表面拉应力, 此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低, 如果温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝一般产生很早,多呈不规则状态,深度较浅,属表面性质。表面裂缝易产生应力集中,能促使裂缝进一步开展。
二、混凝土裂缝的预防
2.1 塑性收缩裂缝预防措施:此类裂缝预防的措施如下:
①施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护,增加环境湿度;
②商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。
2.2 塑型沉降裂缝预防措施:此类裂缝预防的措施如下:
①在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度;
②保证混凝土均质性, 搅拌运输卸料前先高速运转20- 30 秒,然后反转卸料;
③施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振使混凝土离析分层;
④施工过程中严禁随意加水。
2.3 施工方面原因造成的裂缝预防措施:此类裂缝预防措施如下:
①加强模板施工的过程管理。
模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性,在振捣过程中派专人进行看模, 防止松扣下沉现象发生;试块强度达到设计允许值时方能拆模。
②混凝土的成品保护。
对浇筑好的板面,必须在混凝土强度达到1.2N/MM2 后方可上人。
③钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理。
加密支撑马凳的间距、确保板面负弯矩筋的保护层厚度。
④振捣方式方法必须正确。
振捣易快插、慢拔。振捣时间过短,混凝土不均匀;时间过长,易导致严重浮浆。
2.4 温度应力裂缝预防措施:此类裂缝预防措施如下:
①降低混凝土发热量。
②降低混凝土浇筑温度。
在高温季节要降低原材料温度, 在环境温度较低的早晚浇筑;避免吸收外部环境热量,运输工具、泵送管路尽量遮荫,防止混凝土升温;埋设冷却水管,通入冷水降温。
③分层分块浇筑。
④表面保温与保湿。
要尽量长时间地保温和保持混凝土表面湿润,让其表面慢慢冷却、干燥,使混凝土能够增长强度以抵抗开裂拉应力。主要有蓄水养护和覆盖洒水养护两种方式,养护时间一般不少于14d。
三、混凝土裂缝的治理
3.1 灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
3.2 表面处理法:包括表面涂抹和表面补贴法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝, 深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片、法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝、的防渗堵漏。
3.3 结构补强法: 因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验; 钻心取样试验;压水试验;压气试验等。
3.4 填充法:用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm, 深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物, 用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V 型槽,然后作填充处理。
结论
总而言之，钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见,一般对结构的使用无大的危害,允许其存在。有些裂缝在使用荷载或外界物理及化学因素作用下, 不断产生和发展引起混凝土碳化、保护层剥落及钢筋锈蚀,使钢筋混凝土强度和刚度受到削弱, 耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必须加以控制,因此研究商品混凝土裂缝产生的原因及预防措施是非常重要而迫切的。
关键词：房屋建筑；混凝土裂缝；施工技术
Abstract: This paper is mainly expounds the concrete building the cause of the tear, and how to prevent concrete crack and the management of concrete cracks are discussed in this paper.
Keywords: Housing construction; Concrete crack; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、造成裂缝的原因分析
1.1 塑性收缩裂缝:此类裂缝产生的主要原因是失水，即由于水分从混凝土表面蒸发损失，导致的混凝土体积收缩。主要发生在混凝土暴露表面，裂缝深度一般不大。产生的原因主要是混凝土浇注后3- 4 小时左右表面没有被覆盖, 特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快, 或者是基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零, 不能抵抗这种变形应力而导致开裂。混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快, 塑性收缩裂缝越容易产生,而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多, 早期强度低所以其水分特别容易散失,表面容易形成裂缝。
1.2 塑性沉降裂缝:此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍(如钢筋、模板)而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5 小时至3 小时之间,混凝土尚处在塑性状态, 混凝土表面消失水光时立即产生, 沿着梁及板上面钢筋的走向出现,主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。
1.3 施工工藝质量引起的裂缝:裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异,比较典型且常见的如下:
①钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚, 导致构件的有效高度减小, 形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
②混凝土震捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。
③混凝土浇注过快, 混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇注数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。
④混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低, 使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。
⑤用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加, 混凝土表面出现不规则裂缝。
⑥混凝土分层或分段浇注时,接头部位处理不好,易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。
⑦混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。
⑧施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形, 产生与模板变形一致的裂缝。
⑨施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
1.4 温度应力裂缝:此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑后, 聚积在内部的水泥水化热不易散发, 造成混凝土的内部温度升高,而混凝土表面散热较快,这样形成较大的内外温差, 使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度, 就会引起较大的表面拉应力, 此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低, 如果温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝一般产生很早,多呈不规则状态,深度较浅,属表面性质。表面裂缝易产生应力集中,能促使裂缝进一步开展。
二、混凝土裂缝的预防
2.1 塑性收缩裂缝预防措施:此类裂缝预防的措施如下:
①施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护,增加环境湿度;
②商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。
2.2 塑型沉降裂缝预防措施:此类裂缝预防的措施如下:
①在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度;
②保证混凝土均质性, 搅拌运输卸料前先高速运转20- 30 秒,然后反转卸料;
③施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振使混凝土离析分层;
④施工过程中严禁随意加水。
2.3 施工方面原因造成的裂缝预防措施:此类裂缝预防措施如下:
①加强模板施工的过程管理。
模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性,在振捣过程中派专人进行看模, 防止松扣下沉现象发生;试块强度达到设计允许值时方能拆模。
②混凝土的成品保护。
对浇筑好的板面,必须在混凝土强度达到1.2N/MM2 后方可上人。
③钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理。
加密支撑马凳的间距、确保板面负弯矩筋的保护层厚度。
④振捣方式方法必须正确。
振捣易快插、慢拔。振捣时间过短,混凝土不均匀;时间过长,易导致严重浮浆。
2.4 温度应力裂缝预防措施:此类裂缝预防措施如下:
①降低混凝土发热量。
②降低混凝土浇筑温度。
在高温季节要降低原材料温度, 在环境温度较低的早晚浇筑;避免吸收外部环境热量,运输工具、泵送管路尽量遮荫,防止混凝土升温;埋设冷却水管,通入冷水降温。
③分层分块浇筑。
④表面保温与保湿。
要尽量长时间地保温和保持混凝土表面湿润,让其表面慢慢冷却、干燥,使混凝土能够增长强度以抵抗开裂拉应力。主要有蓄水养护和覆盖洒水养护两种方式,养护时间一般不少于14d。
三、混凝土裂缝的治理
3.1 灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
3.2 表面处理法:包括表面涂抹和表面补贴法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝, 深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片、法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝、的防渗堵漏。
3.3 结构补强法: 因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验; 钻心取样试验;压水试验;压气试验等。
3.4 填充法:用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm, 深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物, 用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V 型槽,然后作填充处理。
结论
总而言之，钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见,一般对结构的使用无大的危害,允许其存在。有些裂缝在使用荷载或外界物理及化学因素作用下, 不断产生和发展引起混凝土碳化、保护层剥落及钢筋锈蚀,使钢筋混凝土强度和刚度受到削弱, 耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,必须加以控制,因此研究商品混凝土裂缝产生的原因及预防措施是非常重要而迫切的。