论文部分内容阅读
摘 要 混凝土是一种非均质脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力,造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯,在荷载或应力作用下,裂缝开始扩展,并逐渐互相贯通,从而出现较大的肉眼可见的裂缝,称为宏观裂缝,即通常所说的裂缝。本文通过对混凝土裂缝的分析,日出了防范和解决措施。
关键词 混凝土裂缝 研究
一 、混凝土裂缝的类型及成因
(一)混凝土因自身特性产生裂缝
1、收缩裂缝。收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工程中,混凝土总是受到各种约束的,如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。
2、温度裂缝。温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。
一类为由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度≥lm的大体积混凝土中,出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期,其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热,在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快,因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度,产生温差,从而产生温度应力,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,此类裂缝宽度一般情况下不会超过0.3mm,但若施工过程中控制不当,温差过大,有时局部也会超过0.3mm。另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的,而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。
3、沉陷(塑性)收缩裂缝的成因。塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混摄土刚刚终凝而强度度小时.受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快.造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂
(二)化学反应引起的裂缝
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子.这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间。一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措越进行预防。
(三) 混凝土结构受力裂缝
结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。
(四) 施工工艺及流程造成的裂缝
1、施工不当造成的裂缝。混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝。
2、在施工中,不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响。振捣时间过短,或振捣不到位,混凝土都无法达到密实状态;而如果振捣时间过长,石子下沉上面砂浆偏多,该处水泥较多,干缩变形也就较大,收缩不均匀也容易产生裂缝。
3、模板、垫层过于干燥。模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水过大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
4、抹干压光造成的裂缝。过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面, 形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂
二、 混凝土裂缝的预防措
(一)严格控制混凝土施工配合比
根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。
(二)严格控制混凝土的温度应力
温度应力是产生温度裂缝的根本原因,一般将内外温差控制在20~25 ℃范围内时,不会产生温度裂缝。在保证混凝土强度的条件下,尽量减少水泥用量和每立方米混凝土的用水量;尽量降低混凝土的入模温度,规范要求混凝土的浇筑温度不宜超过28 ℃,故在气温较高时,可在砂石堆场、运输设备上搭设简易遮阳装置,采用低温水或冰水拌制混凝土。
(三)做好裂缝计算
设计单位除对钢筋混凝土结构体系进行常规计算以外,还应考虑现场的实际施工状况,对容易产生裂缝的部位进行裂缝计算,同时选择合理的混凝土强度等级和配筋,如对楼板配筋改成细密型的,采用上下双层双向配筋,在柱支座处增加钢筋网片等等。
三、结束语
混凝土结构裂缝的危害是巨大的,它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻,加速内部钢筋的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的生活带来潜在的危害。因此《混凝土泵送施工技术规程》J GJ / T10 - 95 、《混凝土质量控制标准》GB50164 - 92 、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 - 2002 等标准与规范中都对其有详细而严格的要求。我们必须高度重视,在工程实践中以预防控制为主,若结构出现裂缝要认真分析原因,并采取相应的措施加以妥善处理。
关键词 混凝土裂缝 研究
一 、混凝土裂缝的类型及成因
(一)混凝土因自身特性产生裂缝
1、收缩裂缝。收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工程中,混凝土总是受到各种约束的,如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。
2、温度裂缝。温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。
一类为由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度≥lm的大体积混凝土中,出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期,其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热,在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快,因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度,产生温差,从而产生温度应力,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,此类裂缝宽度一般情况下不会超过0.3mm,但若施工过程中控制不当,温差过大,有时局部也会超过0.3mm。另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的,而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。
3、沉陷(塑性)收缩裂缝的成因。塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混摄土刚刚终凝而强度度小时.受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快.造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂
(二)化学反应引起的裂缝
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子.这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间。一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措越进行预防。
(三) 混凝土结构受力裂缝
结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。
(四) 施工工艺及流程造成的裂缝
1、施工不当造成的裂缝。混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝。
2、在施工中,不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响。振捣时间过短,或振捣不到位,混凝土都无法达到密实状态;而如果振捣时间过长,石子下沉上面砂浆偏多,该处水泥较多,干缩变形也就较大,收缩不均匀也容易产生裂缝。
3、模板、垫层过于干燥。模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水过大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
4、抹干压光造成的裂缝。过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面, 形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂
二、 混凝土裂缝的预防措
(一)严格控制混凝土施工配合比
根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。
(二)严格控制混凝土的温度应力
温度应力是产生温度裂缝的根本原因,一般将内外温差控制在20~25 ℃范围内时,不会产生温度裂缝。在保证混凝土强度的条件下,尽量减少水泥用量和每立方米混凝土的用水量;尽量降低混凝土的入模温度,规范要求混凝土的浇筑温度不宜超过28 ℃,故在气温较高时,可在砂石堆场、运输设备上搭设简易遮阳装置,采用低温水或冰水拌制混凝土。
(三)做好裂缝计算
设计单位除对钢筋混凝土结构体系进行常规计算以外,还应考虑现场的实际施工状况,对容易产生裂缝的部位进行裂缝计算,同时选择合理的混凝土强度等级和配筋,如对楼板配筋改成细密型的,采用上下双层双向配筋,在柱支座处增加钢筋网片等等。
三、结束语
混凝土结构裂缝的危害是巨大的,它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻,加速内部钢筋的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的生活带来潜在的危害。因此《混凝土泵送施工技术规程》J GJ / T10 - 95 、《混凝土质量控制标准》GB50164 - 92 、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 - 2002 等标准与规范中都对其有详细而严格的要求。我们必须高度重视,在工程实践中以预防控制为主,若结构出现裂缝要认真分析原因,并采取相应的措施加以妥善处理。