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【摘要】混凝土裂缝是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。本文从设计、材料、配合比、施工现场养护等各方面对混凝土工程中常见裂缝的成因进行了分析探讨。针对混凝土裂缝产生的原因,在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比设计、以及养护等方面提出了控制裂缝发展的措施。
【关键词】混凝土;裂缝;成因;控制;措施
1、前言
混凝土結构工程的裂缝,是一个带有普通性被工程界很为关注的问题。有些裂缝的继续扩展可能会危及结构安全,因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的,成为结构破坏的先兆,这主要是指荷载产生的裂缝:有些裂缝的出现造成工程渗漏,影响正常使用,使钢筋锈蚀,保护层剥落,降低混凝土强度,严重损害工程耐久性,缩短工程使用寿命,这主要是指变形产生的裂缝;还有耦合作用下的裂缝和碱骨料反应膨胀应力引起的裂缝及冻融循环引起的裂缝。由于产生裂缝的微观机理与宏观机理的复杂性、随机性、动态变化性,它一直是困扰工程管理人员一个技术难题。
2、混凝土裂缝形成的原因
裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题,解决裂缝控制问题应当采取综合方法。
2.1设计原因
1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。
2.设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。
3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。
4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
5.设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。
2.2混凝土配合比设计原因
1.设计中水泥等级或品种选用不当。
2.配合比中水灰比过大。
3.单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大。
4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。
5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
2.3施工原因
1.粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。
2.骨料粒径越细、针片含量越大,收缩量增大。
3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。
4.水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
2.4现场养护原因
1.现场振捣捣混凝土时,振捣或插入方法不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
2.拌和不均匀,搅拌时间不足、拌和后到浇筑时间间隔过长,易产生裂缝。
3.连续浇筑时间过长,接茬处理不当,易产生裂缝。
4.高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。
5.对楼板,缺少二次压面,易产生泌水裂缝。
6.对大体积混凝土工程,缺少二次压面,易产生表面收缩裂缝。
7.大体积混凝土浇筑,现场混凝土降温及保温工作不到位,易混凝土产生温度裂缝。
8.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
9.现场模板拆除过早,易引起拆模裂缝。
2.5使用原因(外界因素)
1.建筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。
2.野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。
3.周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。
4.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
5.使用中短期或长期超载。
6.结构构件各区域温度、湿度差异过大。
3、混凝土裂缝的控制措施
3.1设计方面
3.1.1设计人员应灵活地运用‘抗放’结合、或以‘抗’为主、或以‘放’为主的设计原则,来选择结构方案和使用的材料。
3.1.2尽量避免结构断面突变带来应力集中
3.1.3采用补偿收缩混凝土技术
3.1.4重視构造钢筋
3.2材料选择
1.根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。
2.选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。
3.积极采用掺合料和混凝土外加剂。
4.正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。
3.3混凝土配合比设计
1.混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定,根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计。
2.干缩率。混凝土90d的干缩率易小于0.06%。
3.坍落度。尽量采用较小的混凝土坍落度。
4.用水量。不宜大于170kg/m3。
5.水泥用量。普通强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米,高强混凝土不宜大于550千克每立方米。
6.水灰比。混凝土水灰比不得大于0.60。
7.砂率。应采用较小的砂率。
8.宜采用引气剂或引气减水剂。
3.4施工方面
3.4.1模板的安装及拆除
模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工工具和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载,以及上层结构施工时产生的荷载。
3.4.2混凝土的制备
应优先采用预拌混凝土,其质量应符合《预拌混凝土》GB/T14902的规定进行外,对品质、种类相同的混凝土,原则上要在同一预拌混凝土厂订货。
3.4.3混凝土的运输
运输混凝土时,应能保持混凝土拌和物的均匀性,不应产生分层离析现象,运送容器应不漏浆,内壁光滑平整,具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施,并宜快速运输。运送频率,应保证混凝土施工的连续性。
3.4.4混凝土的养护
养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施,必须充分重视,并制定养护方案,派专人养护工作。
3.5管理方面
应当确定科学的控制裂缝标准,合理的选择施工进度,避免在混凝土施工中过分抢工期,监督混凝土施工中制定的各项技术措施,必须严格执行。
3.6环境方面
注意施工的季节,环境的温湿度及气象变化对混凝土变形性能的影响,严格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系,应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土,中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响,暴雨中不能浇灌混凝土。
4、混凝土裂缝的处理方法
主要有表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法。
结语:
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
【关键词】混凝土;裂缝;成因;控制;措施
1、前言
混凝土結构工程的裂缝,是一个带有普通性被工程界很为关注的问题。有些裂缝的继续扩展可能会危及结构安全,因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的,成为结构破坏的先兆,这主要是指荷载产生的裂缝:有些裂缝的出现造成工程渗漏,影响正常使用,使钢筋锈蚀,保护层剥落,降低混凝土强度,严重损害工程耐久性,缩短工程使用寿命,这主要是指变形产生的裂缝;还有耦合作用下的裂缝和碱骨料反应膨胀应力引起的裂缝及冻融循环引起的裂缝。由于产生裂缝的微观机理与宏观机理的复杂性、随机性、动态变化性,它一直是困扰工程管理人员一个技术难题。
2、混凝土裂缝形成的原因
裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题,解决裂缝控制问题应当采取综合方法。
2.1设计原因
1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。
2.设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。
3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。
4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
5.设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。
2.2混凝土配合比设计原因
1.设计中水泥等级或品种选用不当。
2.配合比中水灰比过大。
3.单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大。
4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。
5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
2.3施工原因
1.粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。
2.骨料粒径越细、针片含量越大,收缩量增大。
3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。
4.水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
2.4现场养护原因
1.现场振捣捣混凝土时,振捣或插入方法不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
2.拌和不均匀,搅拌时间不足、拌和后到浇筑时间间隔过长,易产生裂缝。
3.连续浇筑时间过长,接茬处理不当,易产生裂缝。
4.高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。
5.对楼板,缺少二次压面,易产生泌水裂缝。
6.对大体积混凝土工程,缺少二次压面,易产生表面收缩裂缝。
7.大体积混凝土浇筑,现场混凝土降温及保温工作不到位,易混凝土产生温度裂缝。
8.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
9.现场模板拆除过早,易引起拆模裂缝。
2.5使用原因(外界因素)
1.建筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。
2.野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。
3.周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。
4.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
5.使用中短期或长期超载。
6.结构构件各区域温度、湿度差异过大。
3、混凝土裂缝的控制措施
3.1设计方面
3.1.1设计人员应灵活地运用‘抗放’结合、或以‘抗’为主、或以‘放’为主的设计原则,来选择结构方案和使用的材料。
3.1.2尽量避免结构断面突变带来应力集中
3.1.3采用补偿收缩混凝土技术
3.1.4重視构造钢筋
3.2材料选择
1.根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。
2.选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。
3.积极采用掺合料和混凝土外加剂。
4.正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。
3.3混凝土配合比设计
1.混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定,根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计。
2.干缩率。混凝土90d的干缩率易小于0.06%。
3.坍落度。尽量采用较小的混凝土坍落度。
4.用水量。不宜大于170kg/m3。
5.水泥用量。普通强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米,高强混凝土不宜大于550千克每立方米。
6.水灰比。混凝土水灰比不得大于0.60。
7.砂率。应采用较小的砂率。
8.宜采用引气剂或引气减水剂。
3.4施工方面
3.4.1模板的安装及拆除
模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工工具和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载,以及上层结构施工时产生的荷载。
3.4.2混凝土的制备
应优先采用预拌混凝土,其质量应符合《预拌混凝土》GB/T14902的规定进行外,对品质、种类相同的混凝土,原则上要在同一预拌混凝土厂订货。
3.4.3混凝土的运输
运输混凝土时,应能保持混凝土拌和物的均匀性,不应产生分层离析现象,运送容器应不漏浆,内壁光滑平整,具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施,并宜快速运输。运送频率,应保证混凝土施工的连续性。
3.4.4混凝土的养护
养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施,必须充分重视,并制定养护方案,派专人养护工作。
3.5管理方面
应当确定科学的控制裂缝标准,合理的选择施工进度,避免在混凝土施工中过分抢工期,监督混凝土施工中制定的各项技术措施,必须严格执行。
3.6环境方面
注意施工的季节,环境的温湿度及气象变化对混凝土变形性能的影响,严格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系,应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土,中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响,暴雨中不能浇灌混凝土。
4、混凝土裂缝的处理方法
主要有表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法。
结语:
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。