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摘要:混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。因此,对裂缝的出现,应给予应有的重视。本文根据实践经验,就混凝土裂缝的成因与控制及出现裂缝后的处理等问题进行了探讨,相信随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。
關键词:混凝土 裂缝 成因 控制
0 引言
混凝土是现代工程结构的主要材料,在我国工程建设中应用极其广泛。然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。这不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。因此,裂缝问题倍受人们关注。
1 裂缝的成因
混凝土裂缝的形式和种类很多,要根本解决混凝土的裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手,只有正确判断和分析混凝土裂缝的成因,才能有效地控制和减少混凝土裂缝的产生,达到治标治本的目的。
1.1 设计原因
我国的设计规范有明确规定结构允许出现裂缝的宽度,设计人员忽视或考虑不周,设计中配筋和配筋率不合理,构筑物长期承担荷载,都将有可能导致裂缝的出现。具体来说,主要包括以下几方面:①设计结构中的断面突变而产生应力集中;②设计中对构件施加预应力不当,造成构件偏心、应力过大等;③设计中构造钢筋配置过少或过粗;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。
1.2 材料原因
混凝土是粗骨料、细骨科、水泥石、水和气体所组成的非均质堆集材料。以下几种情况往往会造成混凝土收缩增大,导致裂缝的产生:①粗细骨料的含泥量过大、骨料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配;②骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多:③混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当;④水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。另外,就水泥等级及混凝土强度等级来说,水泥等级越高、细度越细、早强越高,对混凝土开裂影响会越大;混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
1.3 混凝土配合比设计原因
在工程实践中,混凝土配合比的设计也往往成为混凝土开裂的重要原因,主要包括:①设计中水泥等级或品种选用不当;②配合比中水灰比(水胶比)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,导致混凝土离析、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。
1.4 施工及现场养护原因
在施工和现场养护过程中,施工管理不严,赶进度,偷工减料,工人素质差,施工马虎等常常是造成裂缝的因素。具体来说,较为普遍存在的因素包括:①现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,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,导致裂缝的产生:②高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大:③对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝;④大体积混凝土浇注,对水化热计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝;⑤现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝;⑥现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。
1.5 使用原因
在建筑物的使用过程中,外部因素成为混凝土开裂的主要原因,较为常见的有以下几种情况:①构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝:②使用荷载超负:③野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝;④周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝;⑤意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
2 裂缝的控制措施
2.1 设计方面
2.1.1 在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用“抗一放”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。
2.1.2 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。
2.1.3 积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明其效果很好。
2.1.4 重视对构造钢筋的认识。在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
2.2 材料选择和混凝土配合比设计方面
2.2.1 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。
2.2.2 选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。
2.2.3 积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
2.2.4 正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起至0的不同膨胀效果,同时应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
2.2.5 配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
2.3 现场操作方面
2.3.1 浇捣工作:浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
2.3.2 混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14-28天。
2.3.3 混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
另外,要尽量避免在雨中或大风中浇灌混凝土:对于地下结构混凝土应尽早回填土;夏季应注意混凝土的浇捣温度i在人员流动频繁的地方应做好对钢筋的保护措施,搭设临时通行道路等。
在采取了上述综合性防治措施后,由于各种原因仍可能有少量裂缝发生。混凝土出现裂缝主要以楼板裂缝对工程质量影响较大,容易产生漏渗水现象,所以需要特殊处理。应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作,然后再进行装修。
關键词:混凝土 裂缝 成因 控制
0 引言
混凝土是现代工程结构的主要材料,在我国工程建设中应用极其广泛。然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。这不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。因此,裂缝问题倍受人们关注。
1 裂缝的成因
混凝土裂缝的形式和种类很多,要根本解决混凝土的裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手,只有正确判断和分析混凝土裂缝的成因,才能有效地控制和减少混凝土裂缝的产生,达到治标治本的目的。
1.1 设计原因
我国的设计规范有明确规定结构允许出现裂缝的宽度,设计人员忽视或考虑不周,设计中配筋和配筋率不合理,构筑物长期承担荷载,都将有可能导致裂缝的出现。具体来说,主要包括以下几方面:①设计结构中的断面突变而产生应力集中;②设计中对构件施加预应力不当,造成构件偏心、应力过大等;③设计中构造钢筋配置过少或过粗;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。
1.2 材料原因
混凝土是粗骨料、细骨科、水泥石、水和气体所组成的非均质堆集材料。以下几种情况往往会造成混凝土收缩增大,导致裂缝的产生:①粗细骨料的含泥量过大、骨料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配;②骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多:③混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当;④水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。另外,就水泥等级及混凝土强度等级来说,水泥等级越高、细度越细、早强越高,对混凝土开裂影响会越大;混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
1.3 混凝土配合比设计原因
在工程实践中,混凝土配合比的设计也往往成为混凝土开裂的重要原因,主要包括:①设计中水泥等级或品种选用不当;②配合比中水灰比(水胶比)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,导致混凝土离析、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。
1.4 施工及现场养护原因
在施工和现场养护过程中,施工管理不严,赶进度,偷工减料,工人素质差,施工马虎等常常是造成裂缝的因素。具体来说,较为普遍存在的因素包括:①现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,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,导致裂缝的产生:②高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大:③对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝;④大体积混凝土浇注,对水化热计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝;⑤现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝;⑥现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。
1.5 使用原因
在建筑物的使用过程中,外部因素成为混凝土开裂的主要原因,较为常见的有以下几种情况:①构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝:②使用荷载超负:③野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝;④周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝;⑤意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
2 裂缝的控制措施
2.1 设计方面
2.1.1 在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用“抗一放”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。
2.1.2 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。
2.1.3 积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明其效果很好。
2.1.4 重视对构造钢筋的认识。在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
2.2 材料选择和混凝土配合比设计方面
2.2.1 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。
2.2.2 选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。
2.2.3 积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
2.2.4 正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起至0的不同膨胀效果,同时应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
2.2.5 配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
2.3 现场操作方面
2.3.1 浇捣工作:浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
2.3.2 混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14-28天。
2.3.3 混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
另外,要尽量避免在雨中或大风中浇灌混凝土:对于地下结构混凝土应尽早回填土;夏季应注意混凝土的浇捣温度i在人员流动频繁的地方应做好对钢筋的保护措施,搭设临时通行道路等。
在采取了上述综合性防治措施后,由于各种原因仍可能有少量裂缝发生。混凝土出现裂缝主要以楼板裂缝对工程质量影响较大,容易产生漏渗水现象,所以需要特殊处理。应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作,然后再进行装修。