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【摘 要】 混凝土结构中的裂缝(尤其是住宅楼板、墙体中的裂缝)容易造成渗漏,影响建筑物的基本使用功能,还引起用户的不安全感。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。
【关键词】 混凝土裂缝;预防;控制
混凝土是建筑工程中的主要材料,在施工过程中占有重要地位。混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。如何在施工过程中预防并较好的控制混凝土裂缝是我们讨论的关键。
1.1混凝土裂缝的分类
混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段,其原因复杂多变,一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。
1.1.1微观裂缝是指肉眼看不到的,砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下,这种砼本身固有的微观裂缝,荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。
1.1.2宏观裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展,为最终宽度。
1.2裂缝的危害性
楼板或房屋的墙体出现了裂缝,特别是楼板裂缝对结构的危害性是影响房屋的使用功能和耐久性,裂缝会引起楼面漏水,还易引起钢筋锈蚀,长而宽的裂缝会削弱板的承载能力,这不仅仅影响建筑物的正常使用,而且削弱结构的整体性,引起结构承载力和耐久性的降低,房屋裂缝对结构的安全程度造成的影响,大体可分为以下四个方面:
①承载力和安全的影响;
②观感质量的影响;
③对结构功能的影响;
④对耐久性的影响。
1.3裂缝的现象
某工程在現浇板的四周阳角处均发生了裂缝,此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。其原因主要是混凝土的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且越靠近屋面处的楼层裂缝往往越大。从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板混凝土的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的未端结束处)首先开裂,是裂缝防治的重点。
2.1裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱-集料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。
2.1.1收缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。
2.1.2温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热(当水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500—27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。而混凝土的散热性较差,内部的热量难以传导至表面散出,因此在混凝土结构表面和内部形成较大温差,从而导致混凝土开裂。
2.1.3温度变形
由于外界温度变化,混凝土产生胀缩变形。当混凝土构件受到约束时,将在混凝土构件内产生应力,当由此产生的混凝土内部拉应力超过混凝土极限值时,混凝土便产生温度裂缝。另外,混凝土浇筑后,在硬化期间水泥放出大量的水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀降温时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝。
2.1.4施工不当引起的荷载裂缝
现浇商品混凝土框架结构工程与其它材料的结构不同,它是经过原材料搅拌、运输、浇筑、振捣、成型、养护而形成的。在这个长而复杂的施工过程中,任何工序质量控制的缺陷都可能引起混凝土结构裂缝。
2.1.5水灰比方面
水灰比过大的商品混凝土的使用泵送商品混凝土在我国应用越来越普遍,已成为混凝土的发展趋势。泵送混凝土与现场的混凝土相比,外加剂用量和混凝土砂率相对较高,混凝土坍落度相对较大,这些在一定程度上增加了混凝土开裂的可能性。此外,随着混凝土泵送高度的增加,混凝土的水灰比也相应提高,水灰比过大带来的问题却是浇筑的水分蒸发过快,成型后容易开裂。
2.1.6混凝土材料方面
①水泥凝结(时间)不正常,面积较大,混凝土凝结初期出现不规则裂缝。
②水泥不正常膨胀放射形网状裂纹。
③混凝土凝结时浮浆及下沉混凝土浇筑一、二小时后在钢筋上面及墙和楼板交接处断续发生。
④骨料中含泥,混凝土表面出现不规则网状干裂。
⑤水泥水化热,大体积混凝土浇后1~2周出现等距离规则的直线裂缝,有表面的也有贯通的。
⑥混凝土的硬化、干缩、浇筑两三个月后逐渐出现及发展,在窗口及梁柱端角出现斜裂纹,在细长梁、楼板、墙等处则出现等距离垂直裂纹。
⑦接槎处理不好,从混凝土内部爆裂,潮湿地方比较多。
2.1.7施工方面
①搅拌时间过长,全面出现网状及长短不规则裂缝。
【关键词】 混凝土裂缝;预防;控制
混凝土是建筑工程中的主要材料,在施工过程中占有重要地位。混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。如何在施工过程中预防并较好的控制混凝土裂缝是我们讨论的关键。
1.1混凝土裂缝的分类
混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段,其原因复杂多变,一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。
1.1.1微观裂缝是指肉眼看不到的,砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下,这种砼本身固有的微观裂缝,荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。
1.1.2宏观裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展,为最终宽度。
1.2裂缝的危害性
楼板或房屋的墙体出现了裂缝,特别是楼板裂缝对结构的危害性是影响房屋的使用功能和耐久性,裂缝会引起楼面漏水,还易引起钢筋锈蚀,长而宽的裂缝会削弱板的承载能力,这不仅仅影响建筑物的正常使用,而且削弱结构的整体性,引起结构承载力和耐久性的降低,房屋裂缝对结构的安全程度造成的影响,大体可分为以下四个方面:
①承载力和安全的影响;
②观感质量的影响;
③对结构功能的影响;
④对耐久性的影响。
1.3裂缝的现象
某工程在現浇板的四周阳角处均发生了裂缝,此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。其原因主要是混凝土的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且越靠近屋面处的楼层裂缝往往越大。从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板混凝土的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的未端结束处)首先开裂,是裂缝防治的重点。
2.1裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱-集料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。
2.1.1收缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。
2.1.2温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热(当水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500—27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。而混凝土的散热性较差,内部的热量难以传导至表面散出,因此在混凝土结构表面和内部形成较大温差,从而导致混凝土开裂。
2.1.3温度变形
由于外界温度变化,混凝土产生胀缩变形。当混凝土构件受到约束时,将在混凝土构件内产生应力,当由此产生的混凝土内部拉应力超过混凝土极限值时,混凝土便产生温度裂缝。另外,混凝土浇筑后,在硬化期间水泥放出大量的水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀降温时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝。
2.1.4施工不当引起的荷载裂缝
现浇商品混凝土框架结构工程与其它材料的结构不同,它是经过原材料搅拌、运输、浇筑、振捣、成型、养护而形成的。在这个长而复杂的施工过程中,任何工序质量控制的缺陷都可能引起混凝土结构裂缝。
2.1.5水灰比方面
水灰比过大的商品混凝土的使用泵送商品混凝土在我国应用越来越普遍,已成为混凝土的发展趋势。泵送混凝土与现场的混凝土相比,外加剂用量和混凝土砂率相对较高,混凝土坍落度相对较大,这些在一定程度上增加了混凝土开裂的可能性。此外,随着混凝土泵送高度的增加,混凝土的水灰比也相应提高,水灰比过大带来的问题却是浇筑的水分蒸发过快,成型后容易开裂。
2.1.6混凝土材料方面
①水泥凝结(时间)不正常,面积较大,混凝土凝结初期出现不规则裂缝。
②水泥不正常膨胀放射形网状裂纹。
③混凝土凝结时浮浆及下沉混凝土浇筑一、二小时后在钢筋上面及墙和楼板交接处断续发生。
④骨料中含泥,混凝土表面出现不规则网状干裂。
⑤水泥水化热,大体积混凝土浇后1~2周出现等距离规则的直线裂缝,有表面的也有贯通的。
⑥混凝土的硬化、干缩、浇筑两三个月后逐渐出现及发展,在窗口及梁柱端角出现斜裂纹,在细长梁、楼板、墙等处则出现等距离垂直裂纹。
⑦接槎处理不好,从混凝土内部爆裂,潮湿地方比较多。
2.1.7施工方面
①搅拌时间过长,全面出现网状及长短不规则裂缝。