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【摘要】随着建筑市场的日益完善,新材料、新工艺的不断推广应用,工程质量得到很大提高。但不容忽视的是,一些质量缺陷依然存在,并且严重影响使用,本文通过目前建筑混凝土的裂缝开裂原因进行分析, 并提出了相应的质量控制措施。
【关键词】】建筑工程;混凝土开裂;质量控制
一、混凝土结构裂缝的形式
1、收缩裂缝
收缩裂缝产生于混凝土表面,较细,纵横交错,无规律性,有可能随时间延长向内部发展,深度到钢筋上表面为止。
2、温度裂缝 .
温度裂缝主要表现形式有表面的、深入的和贯穿的。表面裂缝走向无一定规律性,纵横交错,多发生在施工期间。深入和贯穿的裂缝一般与结构或构件的短边方向平行或接近平行,裂缝沿全长分段出现,多发生于混凝土浇筑后2~3个月或更长的时间,冬季缝宽,夏季缝窄。
3、膨胀裂缝
膨胀裂缝出现于混凝土硬化中期,裂缝呈网状或龟壳状。
4、钢筋锈蚀裂缝
在梁、柱的表面出现的与钢筋平行的纵向裂缝,以及在板或构件的底面沿钢筋位置出现的裂缝。
5、荷载效应裂缝
当构件中的拉应力大于混凝土的抗拉强度或拉应变大于混凝土的极限拉伸应变时,混凝土就产生开裂。受力状态不同,裂缝形态也不同,如受弯构件有受拉区的弯曲裂缝。剪跨区的弯剪裂缝,柱子受轴力作用时产生沿轴线向的纵向裂缝等。这些受力产生的裂缝,其方向大致与主拉应力正交。
二、混凝土裂缝成因
1、 温度裂缝
当外部温度或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生形变, 若变形受到约束, 结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时将产生温度裂缝。通常情况下, 温度应力主要有 3 种形成方式:
(1) 大体积混凝土(厚度超过1m) 浇注之后由于水泥水化放热产生温度应力;此外, 由于混凝土弹性模量的急剧变化也会在其内部形成残余应力;
(2) 当水泥放热基本结束后, 由于混凝土的冷却以及外界气温变化引起温度应力;
(3) 在使用过程中, 由于突发降水、冷空气侵袭或日落等致使混凝土结构外表面温度突然下降, 内部温降相对较慢而产生温度应力。
2、原材料质量引起的裂缝
配制混凝土时所采用原材料质量不合格, 也可能导致结构出现裂缝。
(1)水泥
如果水泥安定性不合格, 其中的游离氧化钙含量超标,则由于氧化钙在凝结过程中水化很慢,在混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化的水泥石,使混凝土抗拉强度下降。 若水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,亦可能使混凝土强度不足,导致混凝土开裂。
(2)砂、 石集料
砂石的粒径、 级配、 杂质含量
如果砂石粒径太小、级配不良, 将导致水泥和拌和水用量加大, 使混凝土收缩加大, 影响混凝土的强度; 如果使用超出规定的特细砂, 后果将更加严重。当砂石中含泥量高时, 将造成水泥和拌和水用量加大, 降低混凝土强度以及抗冻性和抗渗性。
碱骨料反应
混凝土中的碱与集料中的某些成份发生碱骨料反应, 其生成物容易吸水膨胀, 导致混凝土开裂。碱骨料反应裂缝的分布与钢筋限制有关。 当限制力小时, 常出现地图状裂缝, 并在缝中有白色或透明的浸出物; 当限制力强时则出现顺筋裂缝。
3、 收缩裂缝
在混凝土收缩种类中, 塑性收缩和缩水收缩是造成混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和碳化收缩。
塑性收缩主要发生在施工过程中,混凝土浇注后 4~15 h, 水泥水化反应激烈, 分子链逐渐形成, 出现泌水和水分急剧蒸发, 混凝土失水收缩, 同时骨料因自重下沉, 此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。 塑性收缩产生的量级很大, 可达 1% 左右。
缩水收缩是因为混凝土表层水份损失快, 内部损失慢, 从而产生表面收缩大、 内部收缩小的不均匀收缩。表面收缩受到内部约束, 使表面混凝土承受拉应力, 当拉应力较大时, 容易产生收缩裂缝。
混凝土收缩还包括由于混凝土的体积变形不能自由伸缩而产生的自生收缩; 由大气中的二氧化碳与水泥水化物发生化学反应而引起的碳化收缩。
4、 钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面, 或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与混凝土中的氧气和水份发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长 2~4倍, 对混凝土产生膨胀应力, 导致保护层开裂、 剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀, 使得钢筋有效断面面积减小, 钢筋与混凝土握裹力削弱, 结构承载力下降, 并将诱发其它形式的裂缝, 加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。
三、混凝土工程的质量控制
我们认为选择合适的原材料、优化配合比设计、严格施工质量管理和加强养护,是有效防治混凝土裂缝的综合措施。混凝土裂缝的防治是一项系统工程。施工和养护是这个系统控制的重要环节。
l、必须达到设计的限制膨胀率,膨胀剂的掺量是关键,多掺对强度不利,少掺则难达到补偿收缩的抗裂防渗效果。
2、根据施工配合比把各种材料投入搅拌机中,计量要准确,尤其是抗裂材料用量和用水量,为使掺膨胀剂混凝土拌和均匀,其时间要比普通混凝土延长30S。
3、水灰比的高性能混凝土对用水量很敏感,施工前必须标定或校核量水系统。并扣除集料将带入的游离水。
4、选择气候条件。在炎热气候下,浇筑的混凝土中温度很高,水分蒸发加快。应选择合适的温度和湿度。
5、混凝土振捣要密实。不漏振,也不過振。各部位混凝土振捣时间和次数必须均匀,尤其是配筋密集的施工部位,不能对有的部位进行长时问的振捣,而有的部位漏振,否则混凝土的均匀度、密实度差。易导致开裂,影响混凝士的抗渗性能。
6、应杜绝商品混凝土中途或现场掺水事件的发生。
7、浇注好的混凝土在终凝前,要多次抹压,防止沉缩裂缝出现。
总之,影响混凝土开裂的因素较多,要控制裂缝的产生和发展,必须采取相应的措施,以保证混凝土的质量,满足结构的正常使用。
【关键词】】建筑工程;混凝土开裂;质量控制
一、混凝土结构裂缝的形式
1、收缩裂缝
收缩裂缝产生于混凝土表面,较细,纵横交错,无规律性,有可能随时间延长向内部发展,深度到钢筋上表面为止。
2、温度裂缝 .
温度裂缝主要表现形式有表面的、深入的和贯穿的。表面裂缝走向无一定规律性,纵横交错,多发生在施工期间。深入和贯穿的裂缝一般与结构或构件的短边方向平行或接近平行,裂缝沿全长分段出现,多发生于混凝土浇筑后2~3个月或更长的时间,冬季缝宽,夏季缝窄。
3、膨胀裂缝
膨胀裂缝出现于混凝土硬化中期,裂缝呈网状或龟壳状。
4、钢筋锈蚀裂缝
在梁、柱的表面出现的与钢筋平行的纵向裂缝,以及在板或构件的底面沿钢筋位置出现的裂缝。
5、荷载效应裂缝
当构件中的拉应力大于混凝土的抗拉强度或拉应变大于混凝土的极限拉伸应变时,混凝土就产生开裂。受力状态不同,裂缝形态也不同,如受弯构件有受拉区的弯曲裂缝。剪跨区的弯剪裂缝,柱子受轴力作用时产生沿轴线向的纵向裂缝等。这些受力产生的裂缝,其方向大致与主拉应力正交。
二、混凝土裂缝成因
1、 温度裂缝
当外部温度或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生形变, 若变形受到约束, 结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时将产生温度裂缝。通常情况下, 温度应力主要有 3 种形成方式:
(1) 大体积混凝土(厚度超过1m) 浇注之后由于水泥水化放热产生温度应力;此外, 由于混凝土弹性模量的急剧变化也会在其内部形成残余应力;
(2) 当水泥放热基本结束后, 由于混凝土的冷却以及外界气温变化引起温度应力;
(3) 在使用过程中, 由于突发降水、冷空气侵袭或日落等致使混凝土结构外表面温度突然下降, 内部温降相对较慢而产生温度应力。
2、原材料质量引起的裂缝
配制混凝土时所采用原材料质量不合格, 也可能导致结构出现裂缝。
(1)水泥
如果水泥安定性不合格, 其中的游离氧化钙含量超标,则由于氧化钙在凝结过程中水化很慢,在混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化的水泥石,使混凝土抗拉强度下降。 若水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,亦可能使混凝土强度不足,导致混凝土开裂。
(2)砂、 石集料
砂石的粒径、 级配、 杂质含量
如果砂石粒径太小、级配不良, 将导致水泥和拌和水用量加大, 使混凝土收缩加大, 影响混凝土的强度; 如果使用超出规定的特细砂, 后果将更加严重。当砂石中含泥量高时, 将造成水泥和拌和水用量加大, 降低混凝土强度以及抗冻性和抗渗性。
碱骨料反应
混凝土中的碱与集料中的某些成份发生碱骨料反应, 其生成物容易吸水膨胀, 导致混凝土开裂。碱骨料反应裂缝的分布与钢筋限制有关。 当限制力小时, 常出现地图状裂缝, 并在缝中有白色或透明的浸出物; 当限制力强时则出现顺筋裂缝。
3、 收缩裂缝
在混凝土收缩种类中, 塑性收缩和缩水收缩是造成混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和碳化收缩。
塑性收缩主要发生在施工过程中,混凝土浇注后 4~15 h, 水泥水化反应激烈, 分子链逐渐形成, 出现泌水和水分急剧蒸发, 混凝土失水收缩, 同时骨料因自重下沉, 此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。 塑性收缩产生的量级很大, 可达 1% 左右。
缩水收缩是因为混凝土表层水份损失快, 内部损失慢, 从而产生表面收缩大、 内部收缩小的不均匀收缩。表面收缩受到内部约束, 使表面混凝土承受拉应力, 当拉应力较大时, 容易产生收缩裂缝。
混凝土收缩还包括由于混凝土的体积变形不能自由伸缩而产生的自生收缩; 由大气中的二氧化碳与水泥水化物发生化学反应而引起的碳化收缩。
4、 钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面, 或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与混凝土中的氧气和水份发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长 2~4倍, 对混凝土产生膨胀应力, 导致保护层开裂、 剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀, 使得钢筋有效断面面积减小, 钢筋与混凝土握裹力削弱, 结构承载力下降, 并将诱发其它形式的裂缝, 加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。
三、混凝土工程的质量控制
我们认为选择合适的原材料、优化配合比设计、严格施工质量管理和加强养护,是有效防治混凝土裂缝的综合措施。混凝土裂缝的防治是一项系统工程。施工和养护是这个系统控制的重要环节。
l、必须达到设计的限制膨胀率,膨胀剂的掺量是关键,多掺对强度不利,少掺则难达到补偿收缩的抗裂防渗效果。
2、根据施工配合比把各种材料投入搅拌机中,计量要准确,尤其是抗裂材料用量和用水量,为使掺膨胀剂混凝土拌和均匀,其时间要比普通混凝土延长30S。
3、水灰比的高性能混凝土对用水量很敏感,施工前必须标定或校核量水系统。并扣除集料将带入的游离水。
4、选择气候条件。在炎热气候下,浇筑的混凝土中温度很高,水分蒸发加快。应选择合适的温度和湿度。
5、混凝土振捣要密实。不漏振,也不過振。各部位混凝土振捣时间和次数必须均匀,尤其是配筋密集的施工部位,不能对有的部位进行长时问的振捣,而有的部位漏振,否则混凝土的均匀度、密实度差。易导致开裂,影响混凝士的抗渗性能。
6、应杜绝商品混凝土中途或现场掺水事件的发生。
7、浇注好的混凝土在终凝前,要多次抹压,防止沉缩裂缝出现。
总之,影响混凝土开裂的因素较多,要控制裂缝的产生和发展,必须采取相应的措施,以保证混凝土的质量,满足结构的正常使用。