混凝土結(jié)構(gòu)工程的裂縫,是一個(gè)普遍存在的現(xiàn)象。有些裂縫的繼續(xù)擴(kuò)展可能危及結(jié)構(gòu)安全;有些裂縫的出現(xiàn)造成工程滲漏,影響正常使用;有些較大的結(jié)構(gòu)裂縫,影響人們觀瞻,給裝修帶來困難。因此如何控制裂縫滿足規(guī)范相關(guān)要求、滿足正常使用要求是一個(gè)現(xiàn)實(shí)而棘手的課題。
【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土;裂縫機(jī)理;控制措施
1、裂縫產(chǎn)生的機(jī)理
建筑結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級日趨提高,習(xí)慣上認(rèn)為強(qiáng)度等級越高越安全,就高不就低,提高強(qiáng)度等級沒有壞處,但是遷就施工方便,采用高強(qiáng)度混凝土這是一個(gè)誤導(dǎo),導(dǎo)致水泥的標(biāo)號增加、水用量增加、水泥用量增加、
細(xì)料及粗骨料粒徑偏小,砂率偏大等都會使鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫。
1.1塑性收縮裂縫
塑性收縮裂縫是指混凝土在凝結(jié)之前表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱和大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬兩端細(xì)且長短互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般寬1~5�L,長20~30�L。其產(chǎn)生主要原
因?yàn)榛炷猎诮K凝強(qiáng)度或強(qiáng)度很小,或者混凝土剛剛終凝強(qiáng)度低時(shí),受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土的體積急劇收縮而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮,
因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有混凝土的凝結(jié)時(shí)間、水灰比、溫度、環(huán)境、風(fēng)速、相對濕度等。
1.2干縮裂縫
干縮裂縫多產(chǎn)生在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間,水泥槳中水分的蒸發(fā)產(chǎn)生干縮且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,大體積混凝土中平面部位多
見,較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果;炷潦芡獠織l件的影響表面水分損失過快、內(nèi)部濕度變化較小、變形較大、變形較小,較大的表面干
縮變形受到混凝土內(nèi)部的約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力產(chǎn)生裂縫相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性,影響鋼筋的銹蝕,影響鋼筋混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會產(chǎn)
生水力劈裂影響混凝土的承載力等;炷恋母煽s主要和混凝土的水灰比、集料的性質(zhì)和用量、水泥的成分、水泥的用量、外加劑等用量有關(guān)。
1.3水化熱裂縫
溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或濕度變化較大地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)中;炷翝仓笤谟不^程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱,由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚集在混凝土的內(nèi)部而不易散發(fā),導(dǎo)致內(nèi)部溫
度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成了內(nèi)外的較大溫差,較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的拉應(yīng)強(qiáng)度極限時(shí),混凝土表面就產(chǎn)生裂縫,這
種裂縫所發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫度變化較大或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降而產(chǎn)生收縮表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂
縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較薄范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯,梁板類長度、尺寸較大的結(jié)構(gòu),裂縫多平行與短邊:深入和貫穿性的裂縫一般與短邊方向平行或接近平
行,裂縫沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密,裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。
1.4其他裂縫
堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的,由于化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫;炷翑嚢韬髸a(chǎn)生一些堿性離子,這些離子與某些活骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大,造成混凝
土酥松,膨脹開裂。鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫是由于混凝土澆筑、震搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄,有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕,銹蝕的鋼筋產(chǎn)生體積膨脹。導(dǎo)致混凝土膨脹,此類裂縫多為縱向裂縫,沿筋位置出
現(xiàn)。
2、防治鋼筋混凝土裂縫方法措施
根據(jù)混凝土前期裂縫產(chǎn)生的原因,擬采用下列施工方法可降低或消除現(xiàn)澆板前期裂縫比較有效途徑。
2.1合理控制混凝土初凝、終凝時(shí)間
首先根據(jù)工程特點(diǎn),確定是現(xiàn)場攪拌,還是采用商品混凝土,確定混凝土攪拌形式后,在測算混凝土從攪拌開始到澆筑地點(diǎn)及澆筑完成后時(shí)間,再考慮各種偶然因素,考慮在各種綜合因素后,確定本工程所選用的水泥
初凝時(shí)間、終凝時(shí)間,及所使用緩凝劑的品種和緩凝劑的用量,保證混凝土澆筑振搗完成后不久,混凝土就處于初凝狀態(tài),保證混凝土前期強(qiáng)度與溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力同步提升,阻止混凝土前期裂縫產(chǎn)生。
2.2優(yōu)化混凝土配合比
(1)從源頭出發(fā),選擇水化熱小的混凝土;
。2)摻入適量粉煤灰,混凝土的自收縮大小主要取決于混凝土內(nèi)部自干燥程度,混凝土內(nèi)部的彈性模量及徐變系數(shù);炷恋脑缙冢ǔ跄1d)彈性模量低、徐變系數(shù)大,因此自干燥速度是決定早期自收縮的主要因素。粉煤灰在水泥漿體系中的水化非常緩慢因此在相同的水膠比條件下,用粉煤灰替代部分水泥相當(dāng)于增大早期有效水灰比。因此粉煤灰可降低混凝土內(nèi)部的早期自干燥速度,顯著降低早期自收縮。而且由于減少了水泥的
用量,也在相當(dāng)大的程度上降低了混凝土的水化熱,減小了溫度收縮。后期粉煤灰的繼續(xù)水化使混凝土內(nèi)部自干燥程度提高,但是此時(shí)混凝土已有較高的彈性模量和很低的自徐變系數(shù),因此在相同自干燥程度下產(chǎn)生的自收
縮同早期相比小得多;
。3)摻入外加劑
其方法歸納起來有以下幾種:通過摻加減水劑降低單位用水量的方法減小收縮,摻加有機(jī)收縮低減水劑的方法減少收縮,通過摻加具有膨脹性的外加劑導(dǎo)入化學(xué)預(yù)應(yīng)力的方法補(bǔ)償收縮。
2.3調(diào)整混凝土初凝前組織結(jié)構(gòu)
由于鋼筋混凝土,一般采用水泥初凝時(shí)間、終凝時(shí)間較長,同時(shí)采用緩凝劑、泵送劑等各種外加劑,致使混凝土的初凝時(shí)間、終凝時(shí)間推后,混凝土澆筑完成后,較長時(shí)間混凝土還未進(jìn)入初凝狀態(tài),而這時(shí)溫度應(yīng)力、
收縮應(yīng)力已經(jīng)產(chǎn)生,這時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生了細(xì)微裂縫。為了消除已產(chǎn)生的混凝土裂縫,將采用“消除裂縫法”即采用二次振搗方法,將原來組織結(jié)構(gòu)破壞,消除原來已形成的微裂縫,經(jīng)過二次振搗,二次收抹后,形成了新的組織結(jié)
構(gòu)。二次振搗,二次收抹必須在混凝初凝前完成。根據(jù)混凝土板厚度,二次振搗可采用深層振搗,或表層振搗。
對于厚度較大的現(xiàn)澆板可采用深層振搗,深層振搗采用插入式振搗,對于厚度較小的現(xiàn)澆板可采用表層振搗。這種二次振搗,二次收抹的方法,可以破壞混凝土原來的組織結(jié)構(gòu),原來由于混凝土未初凝,混凝土的抗拉強(qiáng)度很小,甚至混凝土強(qiáng)度還未產(chǎn)生,而溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力已經(jīng)產(chǎn)生,由于混凝土抗拉應(yīng)力小于溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力,初凝前、初凝后就已經(jīng)產(chǎn)生了裂縫。經(jīng)過在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗、二次收抹后,原來形成的混
凝土裂縫已經(jīng)消除,在新的組織結(jié)構(gòu)下,混凝土溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力正在形成,而混凝土抗拉強(qiáng)度也正在形成,混凝土的溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、混凝土抗拉強(qiáng)度同步產(chǎn)生,甚至混凝土的抗拉強(qiáng)度增長先于其它應(yīng)力增長,這
樣可以避免混凝土前期裂縫的產(chǎn)生。
3、結(jié)語
總之,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是影響建筑物滿足安個(gè)性、適用性和耐久性的一個(gè)非常重要的方面,因而對現(xiàn)已投用建筑物進(jìn)行鑒定時(shí),必須找出形成裂縫的原因,測量裂縫的形狀大小,找出裂縫變化的形態(tài),分析辨別對結(jié)構(gòu)的影響程度,然后采取不同的處理措施以保證結(jié)構(gòu)的安全,延長其使用壽命。
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