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文/工地胡工
混凝土,简称为"砼(tóng)":是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。混凝土的质量关系到整个建筑物的生命周期,因此对混凝土的质量控制在施工各个阶段都很重要。
但在施工中我们常遇到混凝土出现各种裂缝,虽然大多对建筑物产生影响不大,但是有的会严重影响建筑物的生命周期。
混凝土的裂缝产生的原因各位是真的清楚嘛?针对各种裂缝的成因我们在施工过程中又该如何去控制呢?
一、沉降裂缝
1、原因分析
沉陷裂缝是建筑物建成后各部分发生不均匀沉降而引起的,多为贯穿性的,其位置与沉陷方向一致。建筑物墙体的八字形或倒八字形的裂缝便是一种典型的沉陷裂缝。在混凝土施工中,因模板刚度不足、支撑间距过大、过早拆模等因素也会出现沉陷裂缝。这种裂缝一般较大,较深,有一定的规律性,大多沿土质分界线分布,往往严重影响建筑物的外观,并危及结构的耐久性。
2、控制措施
(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,模板要有足够的强度和刚度,并支撑可靠;另外,注意施工顺序,如先高层后低层,先主体后裙房。
(3)施工前要做好地质勘测工作,选择好的持力层,竣工后要避免地基受到雨水等浸泡。
二、温度裂缝
1、原因分析
水泥水化过程中会放出大量的水化热,由于热量的的传递、积存,混凝土内部最高温度大约发生在浇筑后的3~5 d。由于混凝土内部和表面散热条件不同,所以混凝土中心温度高,形成温度梯度,产生温度变形和温度应力。当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。这种裂缝的特征是裂缝出现在混凝土浇筑后的3~5 d,最初裂缝很细,呈裂纹状,随着时间的延长而不断扩展,甚至达到贯穿裂缝。
2、控制措施
(1)优先选择中热水泥甚至低热水泥;可充分利用混凝土后期强度,将56d或90d抗压强度代替28d抗压强度作为设计强度。
(2)浇筑大体积混凝土结构时,应考虑在保证强度指标的情况下,掺加一定量活性掺合料(如粉煤灰、矿渣微粉等),活性掺和料对水泥的替代率越大,降低混凝土温升的效果越好。
(3)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝、引气的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。
(4)对大体积混凝土,控制混凝土料的入模温度,掌握好浇筑的时间,加强养护;一般在浇筑完成后,对混凝土表面进行覆盖,并进行测温跟踪,以保证混凝土内外温差不超过25℃。
三、干缩裂缝
1、原因分析
由于水泥混凝土养护不当,水泥混凝土表面水分蒸发过快,体积迅速收缩,而内部温度变化小,收缩小,从而使表面的收缩变形受到内部水泥混凝土的约束,产生拉应力,引起水泥混凝土表面裂缝,这类裂缝的宽度可大可小,小的细如发丝,大的可到毫米,其长度可由几厘米到几米,深度一般不超过5cm,分布的形状一般是规则的。 由于混凝土蒸发干燥非常缓慢,产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上,有时甚至一年半载,而且裂缝发生在表层很浅的位置,裂缝细微,有时呈平行线状或网状。由于碳化和钢筋锈蚀的作用,干缩裂缝不仅损害薄壁结构的抗渗性和耐久性,也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。
2、控制措施
(1)选择适合的水泥品种和用量:一般水泥的需水量越大,混凝土的干燥收缩越大。所以,宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥,减少收缩。
(2)混凝土的干缩受用水量影响很大,在同一水泥用量条件下,混凝土的干燥收缩和用水量成正比。综合水泥用量和用水量来考虑,水灰比越大,干燥收缩越大。因此,在混凝土配合比设计中应尽可能将每立方混凝土的用水量控制在170kg以下。施工混凝土的用水量绝对不允许大于配合比设计给定的用水量。
(3)掺加减水剂,特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干缩值,但是具有引气作用的减水剂有增大混凝土干缩的趋势,因此,要选用干燥收缩小的外加剂。
(4)在混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护,可一定程度上减少干燥收缩。
四、沉降收缩裂缝
1、原因分析
沉降收缩裂缝约在混凝土浇筑后半小时发生,并在硬化时停止。其形成原因是浆体在浇捣后发生不均匀沉落,粗骨料下沉,水泥净浆上浮,当沉降受抑制(如钢筋或预埋件的阻挡)时使混凝土因剪切而开裂。此外在表面形成的浮浆层也会因泌水而开裂。沉降收缩裂缝是在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中,特别是板、墙面系数大的结构之中,经常出现一种早期裂缝。这种裂缝位于钢筋上部,裂缝中部较宽、两端较窄、呈梭状。与混凝土上表面垂直,其深度往往从表面一直延伸到钢筋表面。如果不加以预防和消除,将会加速钢筋的锈蚀。裂缝宽度1mm~4mm,深度不一。
2、控制措施
(1)混凝土用水量越大,越易引起沉降裂缝。所以,要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3,水灰比在0.6以下。对于泵送混凝土,在满足泵送和浇筑要求时,宜尽可能减少坍落度。
(2)掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料,改善工作性和减少沉陷。
(3)混凝土的搅拌时间要适当,时间过短、过长都会造成拌合物的均匀性变差而增大沉陷。
(4)混凝土的凝结时间不宜过长,凝结时间越长,越易引起沉降裂缝。
(5)混凝土浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。
(6)在炎热的夏季和大风天气,为防止水分蒸发激烈,形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝,应采取缓凝和覆盖措施。
(7)混凝土应振捣密实,但应避免过振。截面厚度相差较大的构筑物,可先浇筑较深部位,静止2h~3h,待沉降稳定再与上部薄截面混凝土同时浇筑;进行二次振捣,一般在混凝土浇筑1h~1.5h后,混凝土尚未凝结之前。
五、塑性收缩裂缝
1、原因分析
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的裂缝。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现在暴露于空气中的混凝土表面,裂缝较浅,长短不一,短的仅20cm~30cm,长的可达2m~3m、宽1mm~5mm,裂缝互不连贯,类似干燥的泥浆面。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,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,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的收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。
2、控制措施
(1)选用干缩较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,严格控制水泥用量和掺合料的用量。气温较低时,在混凝土中掺加促凝剂,以加速混凝土的凝结和强度发展。掺加一定量的纤维如钢纤维、聚丙烯纤维等。
(2)浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分。
(3)振捣密实,减少混凝土的收缩量。
(4)混凝土浇筑后,在初凝前完成抹平工作,终凝前完成压光工作,建议采用二次抹压工艺。抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖养护,也可喷涂混凝土养护剂。
(5)在气温高、风速大、干燥的天气施工时,加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护,使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。
上述为混凝土裂缝成因分析和控制措施的内容,希望对各位有帮助。
文/工地小胡