混凝土裂缝成因与防治措施

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   【摘要】混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病,目前混凝土裂缝问题倍受关注,本文在对混凝土裂缝分类的基础上,分析了不同类型裂缝的形成原因,并突出了裂缝的防治措施和处理方法。
  【关键词】混凝土裂缝;形成原因;防治措施;处理方法
  【 abstract 】 concrete cracks of concrete is a kind of common disease and frequently occurring, at present the concrete crack attention, in this paper the basis of classification of the concrete cracks, and analyzes the reasons for the formation of different types of cracks, and highlights the crack preventing measures and treatment method.
  【 key words 】 concrete crack; Formation reasons; Prevention and control measures; Processing method
  
  
  中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
  混凝土是目前用量最大的一种建筑材料,广泛应用于工业与民用建筑、城市建设、水利与海港工程。然而混凝土建筑和构建通常是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的材料,尤其是钢筋产生腐蚀,降低了钢筋混凝土的承载能力和耐久性,影响了建筑物的外观,严重的裂缝会危及人类的生命和财产安全。从我国的混凝土结构设计规范《GB2011》规定来看:不同环境下不同混凝土结构物其裂缝的宽度有不同的控制标准,一般情况下允许的裂缝宽度为0.2mm~0.3mm。若要想让混凝土不产生裂缝是不现实的,必须付出巨大的经济代价。大量的工程实践表明,混凝土裂缝是不可避免的,它是材料的一种特性,因此,采取有效措施,将混凝土裂缝宽度控制在允许的范围之内,是建筑物安全的关键。
  1、 裂缝的分类及成因分析
  混凝土浇筑之后,强度发展很大程度上取决于周围环境及混凝土凝结时水化热的大小。此时,混凝土具有一定的抗拉强度,但抗拉强度较低,很太容易出现收缩和温度裂缝,有的破坏结构的整体性、降低刚度、使变形增大,会不同程度的影响结构承载力、耐久性。因此,应根据裂缝发生的原因、性质、特征、大小、部位、结构受力情况和使用要求,區别情况,及时地进行治理。
  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人手。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。
  1、1收缩裂缝
  收缩裂缝是由湿度变化引起的,我们知道混凝土是以水泥为主要胶结材料,以砂、石为骨料,加水拌合而成,但在施工过程中,为保证其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多4~5倍的水。而多出来的这些水分以游离态的形式存在,并在混凝土硬化过程中逐步蒸发,从而在混凝土内部形成大量的毛细孔、孔隙甚至空洞,从而造成混凝土的收缩。此外,由于混凝土在水化作用过程中也会引起混凝土体积收缩。可见,收缩是混凝土固有的物理特性,一般来说,水灰比越大、混凝土强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大,则其收缩值越大,也更容易产生收缩裂缝。
  对于收缩裂缝,可采用以下防治措施:
  (1)、掺加高效减水剂、泵送剂以尽量减少水的用量;施工中严格按照规范分层振捣密实。
  (2)、尽可能的降低水泥用量,增大粗骨料的含量,且宜选用石灰岩作为粗骨料,因为它对收缩的抗裂性优于安山岩和砂岩;控制好骨料的级配,严格控制骨料的含泥量。
  (3)、加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。
  (4)、对于高度较大的大体积混凝土,如混凝土拱坝,宜采用干碾压混凝土施工工艺代替常规混凝土施工工艺,使用干硬性贫水泥的混凝土,可以使混凝土中的多余的水分降到较低的水平。
  1、2温度裂缝
  温度裂缝主要是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的,在混凝土浇筑过程中,水泥水化作用放出大量的热量,使混凝土内部温度升高,并在一定龄期达到峰值,之后下降。由于混凝土内部散热慢而表面散热快,形成内外温差,混凝土表面将产生拉应力,当超过混凝土抗拉强度将使之开裂。这种裂缝多为贯穿性的,且较深,严重降低结构的整体刚度,一般在施工结束几个月后出现。
  对于温度裂缝,可采用以下防治措施:
  (1)、合理的选择水泥的种类,尽量降低水泥的水化热。采用低发热的水泥,如采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥,这几种水泥活性混合材料的掺加量较大,熟料矿物的含量相对较少,可以较大程度的降低水泥的水化热。
  (2)、合理的选择混凝土浇筑时间。在热天宜在早上和傍晚浇筑,尽量避开中午高温时段。
  (3)、降低混凝土的入仓温度。在天气炎热的情况下,可以对混凝土骨料进行预冷,也可以采用冷水拌合。
  (4)、加快混凝土散热。在浇筑过程中采用薄层浇筑,对于大体积混凝土埋设冷却水管以加速散热,浇筑完成以后应及时养护。
  (5)、对于较长的结构以采用温度缝或后浇带进行施工。
  (6)、在冬季施工时,浇筑完成以后采用相应的保温措施,以免内外温差过大不均引起混凝土开裂,控制混凝土温差在25℃以内。
  (7)、混凝土预埋件焊接过程中,应尽量避免焊接措施不当,使钢筋和混凝土温差过大而导致混凝土开裂。
  1、3沉降裂缝
  回填土未经夯实处理,地层中含有软弱下卧层,建筑物在使用过程中地基长期被水(雨水、生活用水)浸泡等原因都会引起建筑物的不均匀,从而开裂。沉降裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直或呈30°~45°角度发展,典型特征是建筑物墙体出现八字形或倒八字形裂缝。较大的不均匀沉降裂缝,往往上下和左右有一定的差距,裂缝宽度受温度变化影响较小,因荷载大小而异,且与不均匀沉降值呈比例。
  在施工过程中,因模板刚度不足,支撑间距过大,过早拆模等因素也会引起沉降裂缝。另外在新建工程的地基施工中,若不做好必要的措施(如设挡土墙、地下连续墙)防治土坡失稳或地下水倒灌,会削弱相邻老建筑物的地基承载力,从而大致建筑物开裂。
  对于沉降裂缝应以预防为主,在没有地质勘探资料室不得进行施工图设计,严格按照图纸施工,不得擅自更改、任意处理。
  沉降裂缝往往严重影响建筑物外观质量,并危及结构的耐久性,防治其产生的控制措施有:
  (1)、在基础设计时确保持力层的承载力与地基的均匀受力,在层高不同的部位以及新老建筑物连接处设置沉降缝。
  (2)、在施工中模板要足够的强度和刚度,并支撑可靠;另外,要注意施工顺序,如先高层后底层,先主体后裙房。
  (3)、施工前做好地质勘探工作,尽量选好持力层;竣工后避免地基受雨水等浸泡。
  1、4其他裂缝
  除上述裂缝以外,在结构施工过程中还会出现各种形式的施工裂缝;在结构使用过程中也会出现不同程度的腐蚀裂缝。
  (1)、施工裂缝施工裂缝是由于施工中操作不当或结构本身的刚度不足等因素引起的。如在模板拆除过程中,若混凝土与模板粘结而开裂;吊装过程中,会因构件侧向配筋少、刚度差或吊点选择不合理等因素出现裂缝;在预应力混凝土施工过程中,张拉不当会使构件尚未形成足够强度而开裂。防治这类裂缝的关键是严格按照施工规范进行施工,如模板上涂刷隔离剂,拆模时先均匀松动,再缓缓拆离;混凝土预制构件达到强度的80%起吊、达到强度的100%运输;预应力张拉需在混凝土强度达到75%以后进行。
  (2)、腐蚀裂缝腐蚀裂缝是由于结构长期处于腐蚀的环境中引起的,包括混凝土的自身腐蚀和钢筋的锈蚀,这类裂缝往往是由于混凝土施工振捣不密实引起的。控制措施主要是加强混凝土振捣、钢筋除锈,出现裂缝及时修补。
  2、 结语
  综上所述、混凝土的裂缝问题是很难避免的,在一定的范围内是可以接受的,只要采取有效措施将混凝土裂缝控制在合理的范围之内。首先要了解混凝土裂缝的分类,对混凝土裂缝形成的原因进行分析,并采取相应措施进行修补、加固,对于保护钢筋混凝土结构具有重大的意义。
  参考文献
  1、毛岸英,建筑施工【M】,武汉,武汉理工大学出版社,2000
  2、过镇海,钢筋混凝土原理【M】,北京,清华大学出版社,2003
  3、王铁梦,工程结构裂缝控制【M】,北京,中国建筑工业出版社,1997
  作者简介:杨泉,男,1984年5月出生,2007年毕业于四川大学水电学院,助理工程师,江西省水利水电开发有限公司,江西省南昌市中山西路68号,330009。
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