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【摘 要】结合混凝土在工程中的广泛应用,从材料、设计、施工三个方面分析了混凝土裂缝的产生原因,针对性的提出了混凝土裂缝的控制措施,以减少裂缝的产生,从而保证了工程质量,避免了由混凝土裂缝导致的质量事故。
【关键词】混凝土;裂缝;成因;控制
Discussison on the reasons caused the cracks in concrete and control
Liu Ling1,Guan Xin-yu2
(1.Architecture and decoration college of jilin architecture and civil engineering institute Changchun Jilin 130000;
2.Dalian Jiulong Construction Co.,Ltd. Dalian liaoning 116600)
【Abstract】Combined with the wide engineering application of concrete,from material,design, construction and other aspects reasons.caused the cracks produced in concrete are analyzed,at the same time corresponding preventive measures are proposed,in order to reduce the production of cracks in concrete and ensure engineering quality to avoid quality accidents caused the concrete cracks.
【Key words】Concrete;Crack;Reasons,Control
1. 前言
混凝土是由胶凝材料、水和骨料等按适当比例配制,经混合搅拌,硬化成型的一种人造石材。它以其抗压强度高,耐久性好,施工工艺简单等优点成为目前世界上应用范围最广、使用量最大的建筑材料之一。但同时由于混凝土原材料、施工和外力约束等一系列问题使混凝土裂缝成为土木建筑、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害,轻者影响到结构的正常使用或缩短结构的使用寿命,重者将产生灾难性的事故,严重威胁到人民的生命财产安全。
2 裂缝的成因
2.1 材料原因。
2.1.1 化学减缩。化学减缩又称水化收缩,是由水泥的水化反应所产生的固有收缩。混凝土的这一体积收缩变形是不能恢复的,其收缩量随混凝土的龄期延长而增加,但是观察到的收缩量很小。这种化学减缩率虽然很小,在限制应力下不会对结构物产生破坏作用,但其收缩过程中在混凝土内部还是会产生细微的裂缝,这些裂缝主要影响混凝土的耐久性。
2.1.2 温度裂缝。混凝土与其它固体材料一样具有热胀冷缩的性质,一般室温的变化对其影响不大,但当环境温度升高或降低幅度较大时,混凝土产生体积胀缩,因为受到约束力的限制,在其内部产生了温度应力而使混凝土开裂。另外,水泥在水化时放出一定的热量,使得混凝土内部热量高,外部相对较低,内外温差产出的温度应力使混凝土开裂,尤其大体积混凝土要注意这一裂缝给结构所带来的危害。
2.1.3 混凝土的干缩湿胀。处于空气中的混凝土在水分散失时,会引起体积收缩,称为干缩。但在受潮后体积又会膨胀,称为湿胀。干缩湿胀引起的体积变化而产生的裂缝会使得混凝土性能变差,特别是干缩裂缝,在设计时必须加以考虑。
2.2 设计原因。
2.2.1 建筑设计。在建筑设计上,如果建筑物平面形状复杂或长宽方向上尺寸差距较大,楼板刚度不一致,产生的变形不协调则会产生裂缝。
2.2.2 结构设计。现浇钢筋混凝土楼板一般采用弹塑性方法设计,对于温度裂缝、混凝土收缩在结构设计上难以考虑周全,所以往往对温度应力与收缩应力的控制采取的针对性配筋考虑不去,这些因素都可能导致混凝土开裂。
2.3施工原因。
2.3.1 模板工程。模板支撑刚度不够,浇筑混凝土时模板支撑变形加大,会使楼板产生超值挠度而引起裂缝;模板的立杆支撑在软弱的回填土上,浇筑混凝土时回填土下陷,导致楼板挠曲增大,引起裂缝;木模板在使用前未充分湿润,浇筑混凝土后吸收混凝土中的水分而使混凝土失水过快引起裂缝。
2.3.2 混凝土工程。混凝土浇筑后没有及时进行养护,加快了混凝土的收缩,从而导致楼板裂缝;混凝土浇捣后,其强度尚未达到设计要求,施工单位为了加快进度,急于在楼板上上人操作或堆放材料,甚至吊运重物冲击楼板,使楼板出现了不规则裂缝。
3. 控制措施
根据上述混凝土裂缝的特征及产生原因,土木建筑工程中所出现的混凝土裂缝形式多样,对结构危害较大。因此,在混凝土施工前应制定相应可行的预防及控制措施,以确保工程质量。
3.1 材料方面。合理的选择混凝土的原材料,根据混凝土强度等级、和易性和质量检验确定配合比。严格控制混凝土用水量,选择级配良好的砂、石,增加粗骨料数量,较小空隙率和砂率,禁止使用细砂,合理选用外加剂等。
3.2设计方面。
3.2.1 建筑物体形尽可能规则,适当控制建筑物的长度。
3.2.2 楼板板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于100mm,屋面板板厚不宜小于120mm。
3.2.3 对需要严格控制裂缝的部位,建议采用热轧带肋钢筋其增加其握裹力。
3.2.4 楼板的混凝土强度一般不宜大于C30,特殊情况须采用高强度等级的混凝土或高强度等级的水泥时,要考虑采用低水化热的水泥和加强浇水养护,便于混凝土凝固时水化热的释放。
3.2.5 妥善处理后浇带,建筑长度超过规定的混凝土结构,可设置后浇带。施工时待混凝土早期收缩基本完成后,再浇筑后浇带成整体结构,即可减少混凝土的收缩的影响,又能提高抵抗温度变化的能力。
3.3施工方面。
3.3.1 模板工程。模板支撑的设计应经严格计算,满足刚度与强度的要求。模板支撑前回填土应夯实,并有较好的排水措施,立杆下应有足够厚度的垫板。浇筑混凝土前,木模板应充分湿润。
3.3.2 混凝土工程。必须采取措施保证板厚满足设计要求。严格控制混凝土用水量和坍落度。加强对混凝土的养护,在养护期内,混凝土没有达到设计要求前不得进行后续工序,楼板上不得吊运、堆放重物。
4. 结束语
混凝土结构的裂缝是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,只要在选择材料,工程设计上考虑周全,在施工中操作规范,混凝土裂缝这一通病所带来的危害是可以减轻的,而且是能够满足结构的正常使用功能要求的。
参考文献
[1] 李晓斌 混凝土收缩成因及裂缝控制研究 2003
[2] 王铁梦 工程结构裂缝控制 北京 中国建筑工业出版社 2000
[3] 陈士良 现浇楼板的裂缝控制 北京 中国建筑工业出版社 2003
[4] 施利宏 谈现浇钢筋混凝土裂缝的成因及防治 山西建筑 2003
[5] 刘贻勇 浅谈混凝土裂缝的产生原因及预防措施 山西建筑 2010
[文章编号]1619-2737(2010)10-12-318
[作者简介] 刘玲(1982-),女,2005年毕业于东北林业大学,土木工程专业,助教,现从事土木工程教学研究。
【关键词】混凝土;裂缝;成因;控制
Discussison on the reasons caused the cracks in concrete and control
Liu Ling1,Guan Xin-yu2
(1.Architecture and decoration college of jilin architecture and civil engineering institute Changchun Jilin 130000;
2.Dalian Jiulong Construction Co.,Ltd. Dalian liaoning 116600)
【Abstract】Combined with the wide engineering application of concrete,from material,design, construction and other aspects reasons.caused the cracks produced in concrete are analyzed,at the same time corresponding preventive measures are proposed,in order to reduce the production of cracks in concrete and ensure engineering quality to avoid quality accidents caused the concrete cracks.
【Key words】Concrete;Crack;Reasons,Control
1. 前言
混凝土是由胶凝材料、水和骨料等按适当比例配制,经混合搅拌,硬化成型的一种人造石材。它以其抗压强度高,耐久性好,施工工艺简单等优点成为目前世界上应用范围最广、使用量最大的建筑材料之一。但同时由于混凝土原材料、施工和外力约束等一系列问题使混凝土裂缝成为土木建筑、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害,轻者影响到结构的正常使用或缩短结构的使用寿命,重者将产生灾难性的事故,严重威胁到人民的生命财产安全。
2 裂缝的成因
2.1 材料原因。
2.1.1 化学减缩。化学减缩又称水化收缩,是由水泥的水化反应所产生的固有收缩。混凝土的这一体积收缩变形是不能恢复的,其收缩量随混凝土的龄期延长而增加,但是观察到的收缩量很小。这种化学减缩率虽然很小,在限制应力下不会对结构物产生破坏作用,但其收缩过程中在混凝土内部还是会产生细微的裂缝,这些裂缝主要影响混凝土的耐久性。
2.1.2 温度裂缝。混凝土与其它固体材料一样具有热胀冷缩的性质,一般室温的变化对其影响不大,但当环境温度升高或降低幅度较大时,混凝土产生体积胀缩,因为受到约束力的限制,在其内部产生了温度应力而使混凝土开裂。另外,水泥在水化时放出一定的热量,使得混凝土内部热量高,外部相对较低,内外温差产出的温度应力使混凝土开裂,尤其大体积混凝土要注意这一裂缝给结构所带来的危害。
2.1.3 混凝土的干缩湿胀。处于空气中的混凝土在水分散失时,会引起体积收缩,称为干缩。但在受潮后体积又会膨胀,称为湿胀。干缩湿胀引起的体积变化而产生的裂缝会使得混凝土性能变差,特别是干缩裂缝,在设计时必须加以考虑。
2.2 设计原因。
2.2.1 建筑设计。在建筑设计上,如果建筑物平面形状复杂或长宽方向上尺寸差距较大,楼板刚度不一致,产生的变形不协调则会产生裂缝。
2.2.2 结构设计。现浇钢筋混凝土楼板一般采用弹塑性方法设计,对于温度裂缝、混凝土收缩在结构设计上难以考虑周全,所以往往对温度应力与收缩应力的控制采取的针对性配筋考虑不去,这些因素都可能导致混凝土开裂。
2.3施工原因。
2.3.1 模板工程。模板支撑刚度不够,浇筑混凝土时模板支撑变形加大,会使楼板产生超值挠度而引起裂缝;模板的立杆支撑在软弱的回填土上,浇筑混凝土时回填土下陷,导致楼板挠曲增大,引起裂缝;木模板在使用前未充分湿润,浇筑混凝土后吸收混凝土中的水分而使混凝土失水过快引起裂缝。
2.3.2 混凝土工程。混凝土浇筑后没有及时进行养护,加快了混凝土的收缩,从而导致楼板裂缝;混凝土浇捣后,其强度尚未达到设计要求,施工单位为了加快进度,急于在楼板上上人操作或堆放材料,甚至吊运重物冲击楼板,使楼板出现了不规则裂缝。
3. 控制措施
根据上述混凝土裂缝的特征及产生原因,土木建筑工程中所出现的混凝土裂缝形式多样,对结构危害较大。因此,在混凝土施工前应制定相应可行的预防及控制措施,以确保工程质量。
3.1 材料方面。合理的选择混凝土的原材料,根据混凝土强度等级、和易性和质量检验确定配合比。严格控制混凝土用水量,选择级配良好的砂、石,增加粗骨料数量,较小空隙率和砂率,禁止使用细砂,合理选用外加剂等。
3.2设计方面。
3.2.1 建筑物体形尽可能规则,适当控制建筑物的长度。
3.2.2 楼板板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于100mm,屋面板板厚不宜小于120mm。
3.2.3 对需要严格控制裂缝的部位,建议采用热轧带肋钢筋其增加其握裹力。
3.2.4 楼板的混凝土强度一般不宜大于C30,特殊情况须采用高强度等级的混凝土或高强度等级的水泥时,要考虑采用低水化热的水泥和加强浇水养护,便于混凝土凝固时水化热的释放。
3.2.5 妥善处理后浇带,建筑长度超过规定的混凝土结构,可设置后浇带。施工时待混凝土早期收缩基本完成后,再浇筑后浇带成整体结构,即可减少混凝土的收缩的影响,又能提高抵抗温度变化的能力。
3.3施工方面。
3.3.1 模板工程。模板支撑的设计应经严格计算,满足刚度与强度的要求。模板支撑前回填土应夯实,并有较好的排水措施,立杆下应有足够厚度的垫板。浇筑混凝土前,木模板应充分湿润。
3.3.2 混凝土工程。必须采取措施保证板厚满足设计要求。严格控制混凝土用水量和坍落度。加强对混凝土的养护,在养护期内,混凝土没有达到设计要求前不得进行后续工序,楼板上不得吊运、堆放重物。
4. 结束语
混凝土结构的裂缝是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,只要在选择材料,工程设计上考虑周全,在施工中操作规范,混凝土裂缝这一通病所带来的危害是可以减轻的,而且是能够满足结构的正常使用功能要求的。
参考文献
[1] 李晓斌 混凝土收缩成因及裂缝控制研究 2003
[2] 王铁梦 工程结构裂缝控制 北京 中国建筑工业出版社 2000
[3] 陈士良 现浇楼板的裂缝控制 北京 中国建筑工业出版社 2003
[4] 施利宏 谈现浇钢筋混凝土裂缝的成因及防治 山西建筑 2003
[5] 刘贻勇 浅谈混凝土裂缝的产生原因及预防措施 山西建筑 2010
[文章编号]1619-2737(2010)10-12-318
[作者简介] 刘玲(1982-),女,2005年毕业于东北林业大学,土木工程专业,助教,现从事土木工程教学研究。