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淺析混凝土裂縫

來源:UC論文網2019-04-05 10:10

摘要:

  【摘要】隨著我國社會經濟的發展和城市建設的環境要求越來越高,每年有大量的各種項目開工建設,建筑、道路、橋梁、隧道等工程項目中鋼筋混凝土是使用最為廣泛的建筑結構材料之一。受混凝土性能和施工工藝及使用環境的變化等條件的影響,混凝土極易產生裂縫,裂縫的產生引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,降低建筑物的抗滲能力,重則影響到建筑物的承載能力,混凝土裂縫日益受到廣泛的關注,經常引起投訴、糾紛...

  【摘要】隨著我國社會經濟的發展和城市建設的環境要求越來越高,每年有大量的各種項目開工建設,建筑、道路、橋梁、隧道等工程項目中鋼筋混凝土是使用最為廣泛的建筑結構材料之一。受混凝土性能和施工工藝及使用環境的變化等條件的影響,混凝土極易產生裂縫,裂縫的產生引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,降低建筑物的抗滲能力,重則影響到建筑物的承載能力,混凝土裂縫日益受到廣泛的關注,經常引起投訴、糾紛以及索賠等問題,成為工程建設中一個普遍存在的質量通病。本文結合我個人從業經驗并參考專業文獻資料,分析混凝土裂縫產生的原因,研究裂縫的控制措施,探討對產生的裂縫的補救方法。


  【關鍵詞】混凝土;裂縫;原因;防治;處理


  中圖分類號:TU37文獻標識碼:A文章編號:


  混凝土裂縫的種類


  混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及摻合物和外加劑按一定的比例配制而成的非均質脆性復合材料。混凝土裂縫按產生的原因有:由外荷載如施工和使用過程中產生的荷載引起的裂縫;由變形,如溫度、濕度變形、不均勻沉降等引起的裂縫;由施工方法和工藝如澆筑、振搗、養護等引起的裂縫。


  裂縫產生的原因及處理措施


  1、溫度裂縫


  產生原因:溫度裂縫是混凝土的主要裂縫,眾所周知,混凝土在硬化時,水泥會釋放大量的水化熱,按照實驗數據顯示每克水泥放出50.2J的熱量,即如果以水泥用量350-550Kg/m3,那么每m3混凝土將放出17500-27500KJ的熱量,混凝土內部溫度不斷上升,通常在澆筑溫度的基礎上升高35℃左右,混凝土內部形成溫度梯度,引起拉應力,當這種溫度拉應力超過混凝土的內外約束力時,就會產生裂縫。


  混凝土的水化熱主要與水泥的礦物組成、水泥中混合料的種類和摻量、水泥的細度、外摻加外加劑、混凝土厚度有關。混凝土越厚,水泥用量越大,水化熱越高的水泥,其內部溫度越高,溫度應力越大,產生裂縫的可能性越大。因此控制積混凝土溫度裂縫最有效、最直接的措施就是控制混凝土內部和表面的溫度差。


  預防控制措施:一是在材料上采用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥。二是混凝土摻加粉煤灰和外加劑。摻加原狀或磨細粉煤灰,可以降低混凝土中水泥水化熱,外加劑由于其減水作用和分散作用,在降低用水量和提高強度的同時,還可以降低水化熱。三是降低混凝土的澆筑溫度。首先降低粗骨料的溫度,混凝土中石子比熱最小,但每m3混凝土中石子所占重量最大,在氣溫較高時,可以在砂石堆場搭設簡易遮陽棚避免石子暴曬,用冷水進行沖刷降溫。四是澆筑過程中加強振搗,澆筑完成后加強養護。在混凝土終凝前進行二次振搗,可排除混凝土因泌水,在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,提高粘結力和抗拉強度,并減少內部裂縫與氣孔,提高抗裂性。混凝土養護主要是保持適當的溫度和濕度條件下,養護條件對混凝土的收縮影響很大,養護14天的收縮比養護3天的收縮降低約20%。環境相對濕度越低,風速越大,收縮越大,同時在潮濕條件下,可使水泥的水化充分、完全,從而提高混凝土的抗拉強度。


  2、沉陷收縮裂縫


  產生原因:產生收縮裂縫的原因是流動性過大或流動性不均勻,在凝結硬化前沒有沉實或者沉實不夠,當混凝土沉陷時受到鋼筋、模板抑制以及模板移動、基礎沉陷所致。裂縫在混凝土澆筑后1-3小時出現,裂縫的深度通常達到鋼筋上表面。


  預防控制措施:一是要嚴格控制混凝土單位用水量,水灰比控制在0.6以下,在滿足澆筑要求時,盡可能減少坍落度。二是嚴格控制混凝土攪拌時間,過短、過長都會造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷。三是混凝土澆筑時,下料不宜太快,防止堆積或振搗不實。


  3、干縮裂縫


  產生原因:干燥收縮的主要原因是水分在硬化后較長時間產生的水分蒸發引起的。混凝土的干燥收縮由于集料的干燥收縮很小,因此主要是由于水泥石干燥收縮造成的。混凝土的水分蒸發、干燥過程是由外向內、由表及里,逐漸發展的,由于混凝土蒸發干燥非常緩慢,產生干燥收縮裂縫多數在一個月以上,有時甚至一年半載,而且裂縫發生在表層很淺的位置,裂縫細微。但是應當特別注意,由于碳化和鋼筋銹蝕的作用,干縮裂縫不僅嚴重損害薄壁結構的抗滲性和耐久性,也會使大體積混凝土的表面裂縫發展成為更嚴重的裂縫,影響結構的耐久性和承載能力。


  預防控制措施:一是從減少收縮的角度出發,宜采用中低水泥和粉煤灰水泥。不同水泥混凝土的干燥收縮按其大小順序排列為:礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中低熱水泥和粉煤灰水泥。二是嚴格控制每m3混凝土的用水量。水灰比越大,干燥收縮越大,混凝土的干燥收縮受用水量的影響最大,在同一水泥用量條件下,混凝土的干燥收縮和用水量成正比,當水泥用量較高的條件下,混凝土的干燥收縮隨用水量的增加而急劇增大。三是摻加適當數量干燥收縮小的、減水率高、分散性好的外加劑和膨脹劑補。含有大量球狀顆粒的粉煤灰,由于內比表面積小,需水量少,能有效降低混凝土的干燥收縮值。在地下室和防水工程中,摻加入適量的膨脹劑可以起到收縮補償作用,有利于防止裂縫。四是加強養護。混凝土澆筑面受到風吹日曬,表面干燥過快,產生較大的收縮,受內部混凝土的約束,在表面產生拉應力而開裂。必須在混凝土終凝之前進行早期保溫、保濕養護。五是合理配置構造鋼筋、重視施工質量。混凝土的配筋對于收縮值起一定的約束作用,構造鋼筋細一點密一點可以提高混凝土的極限拉伸。


  目前裂縫常用的治理方法有以下幾種:


  1、表面修補法。適用于裂縫寬度小于0.2毫米的對承載能力無影響的表面及深進裂縫。將裂縫附近或沿裂縫鑿成深15-20毫米、寬150-200毫米的凹槽,鑿去抹灰層,掃凈并撒水濕潤。槽內碳水泥砂漿或瀝青油膏等。


  2、壓力灌漿法。壓力灌漿法系用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中,由于其凝結、硬化而起到補縫作用,以恢復結構的整體性。常用的灌漿材料有水泥和化學材料,一般對寬度大于0.5毫米的裂縫,可采用水泥灌漿;寬度小于0.5毫米的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學灌漿。


  3、結構加固法適應于對整體性、承載能力有較大影響的深進及貫穿性裂縫的固處理。裂縫寬度一般在1-3毫米之間。現在普遍使用的方法是用碳纖維加固樓板或梁。


  從上面的分析可以看出,許多因素都可以導致混凝土產生不同程度的裂縫,由于混凝土是多元、多相、非勻質的復合材料,因而從開始施工就會發生骨料下沉,漿體上浮和振搗不當局部漿體富集現象,因此,要有效控制混凝土裂縫,必須從結構設計、混凝土原材料到施工工藝、養護等每一步都盡少出現失誤或不當。在混凝土常見的裂縫中,大多數發生在施工階段或出現在工程正式交付使用以前,因此施工過程中對于混凝土工程的裂縫控制是非常重要的。

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