摘要:在現(xiàn)代工程建設(shè)中,為了提高了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和使用年限,越來(lái)越多地采用鋼筋混凝土進(jìn)行施工。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)和使用過(guò)程中,出現(xiàn)裂縫是一種極其普遍的現(xiàn)象,但是裂縫可能會(huì)對(duì)建筑物或構(gòu)筑物的使用功能和安全性能產(chǎn)生影響。本文針對(duì)鋼筋混凝土施工的特點(diǎn),從鋼筋混凝土施工裂縫危害的程度,分析裂縫成因的機(jī)理?xiàng)l件,探討施工過(guò)程預(yù)防和控制鋼筋混凝土裂縫的措施。
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土; 裂縫成因; 對(duì)策;
混凝土裂縫是鋼筋混凝土施工中常見(jiàn)的問(wèn)題,沒(méi)有規(guī)律,縱橫交錯(cuò),分布不均。按裂縫深度的不同,主要有表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫三種。鋼筋混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜,采取應(yīng)對(duì)的預(yù)防及處置措施也是不同的。在實(shí)際施工過(guò)程中,需要按照規(guī)定的步驟操作,控制好設(shè)計(jì)、施工工藝、養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié),合理地選擇原材料,采取預(yù)防和正確的控制措施,才能更好地控制鋼筋混凝土裂縫的產(chǎn)生,從而保證工程質(zhì)量的提高。現(xiàn)根據(jù)多年來(lái)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),本文對(duì)鋼筋混凝土施工中裂縫的成因和處理措施做一下探討。
1 鋼筋混凝土裂縫的類(lèi)型
各種鋼筋混凝土的裂縫類(lèi)型中,最常見(jiàn)的主要有以下 2 種情形:(1)塑性收縮裂縫:日凝結(jié)硬化前的混凝土依然在塑性狀態(tài)時(shí),水分從混凝土表面易蒸發(fā),因失水較快使表面發(fā)生收縮,而內(nèi)部水化熱過(guò)高,澆筑數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài),混凝土暴露的表面收縮形成裂縫。裂縫深度一般不大,大多為不規(guī)則短裂縫、網(wǎng)狀或爆裂狀裂縫,呈互不連貫狀態(tài)。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆筑初期。(2)干燥收縮:通常在混凝土養(yǎng)護(hù)完以后出現(xiàn);炷劣不螅炷帘砻嫒狈λ,由于氣候影響蒸發(fā)引起干縮,混凝土內(nèi)部硬化程度不夠,產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,干縮變形因受到內(nèi)部約束,就會(huì)使得混凝土表面被拉裂。一般產(chǎn)生在硁表面很淺的位置,裂縫呈平行線狀或網(wǎng)狀,分布多沿構(gòu)件的方向,嚴(yán)重時(shí)可貫穿整個(gè)構(gòu)件截面。
2 裂縫的成因及機(jī)理
正確認(rèn)識(shí)和積極的探討鋼筋混凝土裂縫的成因,從而采取相應(yīng)的預(yù)防措施,是控制和減少鋼筋混凝土裂縫產(chǎn)生最有效的途徑之一。
2. 1 水泥溫度變化的影響
鋼筋混凝土施工過(guò)程中,水泥水化過(guò)程要釋放出一定的熱量,如混凝土結(jié)構(gòu)較厚,因其自身又具有一定的保溫性能,使得水化過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量得不到及時(shí)散發(fā),在混凝土內(nèi)部熱量不斷累積。而混凝土表面水分易蒸發(fā),溫度冷卻快,導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表面的溫度差增大。內(nèi)熱外冷導(dǎo)致混凝土表面冷縮,內(nèi)部熱脹產(chǎn)生的應(yīng)力,相互約束。
受到外界約束的作用,根據(jù)混凝土自身的特性,高溫時(shí)彈性變量小,產(chǎn)生的變形較小,混凝土內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力也較小。當(dāng)混凝土內(nèi)由于水化熱得不到散發(fā)而膨脹使表面變形,變形會(huì)遭到內(nèi)部應(yīng)力的約束,但內(nèi)部應(yīng)力超出極限值時(shí),變形較大,結(jié)構(gòu)內(nèi)隨之產(chǎn)生較大應(yīng)力,應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),產(chǎn)生溫度裂縫。在后期的降溫過(guò)程中,因受到基礎(chǔ)混凝土或老混凝土的約束,也會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。外部氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗拉能力時(shí),就會(huì)出現(xiàn)裂縫。
2. 2 鋼筋混凝土材料及配合比的影響
混凝土材料配合比若設(shè)計(jì)不當(dāng)將直接影響砼的抗拉強(qiáng)度,造成混凝土開(kāi)裂。粗細(xì)骨料的粒徑越細(xì)小、針片含量越多,混凝土的用灰量、用水量越多,收縮量就會(huì)越大;混凝土外加劑、礦物摻合料的選擇或者摻加量不當(dāng),也會(huì)增加混凝土的收縮;水泥品種的原因,礦渣水泥、火山灰水泥干縮性較大,普通水泥、硅酸鹽水泥、粉煤灰干縮性較。凰嗟燃(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)的原因,水泥等級(jí)越高、細(xì)度越小、早期強(qiáng)度越高對(duì)混凝土開(kāi)裂的影響越大;混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高,混凝土脆性越大、越易開(kāi)裂。
2. 3 外部氣溫的影響
鋼筋混凝土施工時(shí)外部氣溫的影響很大,外部氣溫出現(xiàn)乍冷乍熱,內(nèi)外層混凝土溫差會(huì)急劇增大,溫差大對(duì)鋼筋混凝土施工是極為不利的,將直接影響混凝土的質(zhì)量。因?yàn)闇夭钜饻囟葢?yīng)力的變化,溫差大,隨之溫度應(yīng)力也會(huì)變大。比如在高溫條件下,混凝土表面的水分蒸發(fā)加快,混凝土內(nèi)部熱量難以消散,內(nèi)部溫度升高,加上不易散熱,混凝土內(nèi)部熱量不斷的累積,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),內(nèi)部的體積膨脹,強(qiáng)度不能承受表面的急劇收縮,產(chǎn)生的體積內(nèi)漲外縮,從而導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。因此,澆筑完成后,應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù),盡量消除或減小混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力,才能盡可能地避免鋼筋混凝土出現(xiàn)裂縫。
3 控制鋼筋混凝土裂縫對(duì)策
控制和預(yù)防鋼筋混凝土裂縫是有一定難度的,要盡量避免或者控制在合理范圍內(nèi),就一定要從設(shè)計(jì)、施工工藝、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)階段采取有效措施。了解混凝土內(nèi)外溫度變化的規(guī)律,尤其是對(duì)溫度應(yīng)力的控制,合理選用混凝土的各種原材料,嚴(yán)格控制水泥的用量。在施工過(guò)程中,應(yīng)適量摻加合適的礦物摻合料和外加劑,優(yōu)化混凝土配合比。認(rèn)真研究混凝土裂縫形成的原因,區(qū)別對(duì)待各種不同類(lèi)型的裂縫,分別采取合理的處理方法。施工中預(yù)防措施要做到位,按規(guī)范規(guī)定施工,實(shí)時(shí)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè),加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),以保證工程的質(zhì)量。
3. 1 混凝土的配合比
為了防止鋼筋混凝土裂縫的產(chǎn)生,應(yīng)優(yōu)化混凝土的配合比,具體的措施如下:要嚴(yán)格控制集料級(jí)配和含泥量,摻加適量的礦物摻合料,選擇恰當(dāng)?shù)乃冶龋⑶以跐M足強(qiáng)度要求的原則下盡可能的減少混凝土中水泥用量;可加入早強(qiáng)劑、緩凝劑、速凝劑、引氣劑、減水劑等外加劑,改善混凝土的性能;夏天高溫天氣拌合混凝土?xí)r可用冰水將碎石冷卻以降低溫度;澆筑厚大體積混凝土?xí)r,應(yīng)選用水化熱較低的水泥;配制高強(qiáng)度混凝土,應(yīng)選用硅酸鹽水泥。
3. 2 施工工藝
利用施工工藝措施控制溫度應(yīng)力,在混凝土澆筑時(shí)要控制好澆筑層厚度和澆筑的速度以便于散熱。在澆注時(shí),可采用分層分段施工的方法,降低單位澆筑體積,擴(kuò)大散熱面積,利用澆筑面來(lái)散熱?稍诨炷涟韬衔锇韬嫌盟屑尤氩糠炙楸越档突炷恋臏囟?刂坪萌肽囟群吞涠取_可采用人工導(dǎo)熱,預(yù)埋冷卻水管用循環(huán)水降低混凝土溫度。
澆筑混凝土前應(yīng)對(duì)鋼筋上的油漬、泥漿等污物和氧化鐵皮進(jìn)行清除,以免影響粘結(jié)力。鋼筋的位置、規(guī)格和保護(hù)層厚度要符合設(shè)計(jì)的要求。模板及支架結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單,制造與裝拆方便,并且應(yīng)具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性。模板安裝的位置要準(zhǔn)確、牢固,在施工中應(yīng)避免變形;炷吝\(yùn)輸、澆筑的全部時(shí)間應(yīng)在混凝土的初凝時(shí)間內(nèi)完成。混凝土振搗操作應(yīng)合理,過(guò)分地振搗對(duì)砼的均勻性有害,但振搗不足又不能保證砼應(yīng)有的密實(shí)度,要恰到好處,以使得混凝土表面現(xiàn)出浮漿、不再出現(xiàn)氣泡并不再沉落為準(zhǔn)。
3. 3 混凝土養(yǎng)護(hù)
混凝土的早期養(yǎng)護(hù),其主要目的在于保持適宜的溫度和濕度條件,以便達(dá)到更好效果:首先要使混凝土免受不利溫度、濕度變形的影響,防止有害的收縮;其次要使水泥水化作用順利進(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和性能。
混凝土的保溫要達(dá)到的要求如下:控制混凝土內(nèi)外溫差幅度,以防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。要防止混凝土溫度超低,使混凝土在施工期的最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。防止舊混凝土與新混凝土之間溫差過(guò)大,以減少新舊混凝土間的約束。
另外,養(yǎng)護(hù)是為了使混凝土正常硬化,強(qiáng)度增長(zhǎng),不受或少受外界影響。常用的養(yǎng)護(hù)方法有保濕覆蓋或噴灑養(yǎng)護(hù)劑等方式,在雨天或養(yǎng)護(hù)水充足的條件下,可采取灑水濕養(yǎng)護(hù)方式,對(duì)一般的混凝土結(jié)構(gòu),要減少表面收縮,防止龜裂是可行的。要在達(dá)到規(guī)定時(shí)間或強(qiáng)度后方可拆模,當(dāng)氣溫驟降時(shí)應(yīng)進(jìn)行表面保溫,以免混凝土內(nèi)外產(chǎn)生過(guò)大溫差;施工中長(zhǎng)時(shí)間暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在冬季或寒冷天氣時(shí)應(yīng)采取保溫措施,拆模后要立即覆蓋或及時(shí)回填,消減外界氣候的影響。
4 結(jié)束語(yǔ)
減少鋼筋混凝土裂縫的產(chǎn)生,就需要嚴(yán)格的把好工程的質(zhì)量關(guān),充分考慮材料組成、施工工藝、養(yǎng)護(hù)與溫控等各種因素的影響,采取措施控制溫度應(yīng)力問(wèn)題,按照規(guī)定的施工工藝步驟操作,控制好施工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié),是能夠有效防止裂縫的產(chǎn)生,以提高鋼筋混凝土工程質(zhì)量。
在具體施工中應(yīng)多觀察、多比較,當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題后要多分析、多總結(jié),并積極采取各種預(yù)防處理措施,是可以盡量減少或避免鋼筋混凝土裂縫的產(chǎn)生。
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