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[摘 要]混凝土在建筑结构中应用广泛,作为工民建的主要结构用材,由于荷载、温度问题等因素,容易产生开裂,从而降低混凝土的刚度,引起内部钢筋腐蚀,使建筑物达不到设计的要求,本文分析了混凝土裂缝产生的原因和防治。
[关键词]混凝土结构 裂缝 原因 防治
中图分类号:TU528.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)04-0421-01
引言
混凝土因其取材广泛,价格低廉,抗压强度高,并且耐火性好,不易风化,养护成本低等特点,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一[1]。而随着商品混凝土的诞生,由于其施工方便快捷,性能稳定,质量可靠。劳动强度低,生产效率高,又可减少噪音等优点。更是把混凝土推向了一个顶峰。混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高水泥混凝土具有刚度大、强度高、板体性好、使用寿命长、并且耐火性好、不易风化、养护费用低的优点,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土的抗拉能力差,在施工和使用过程中,因混凝土的材质和施工工艺问题,或因荷载、温度问题等等因素,容易产生开裂,这将会降低混凝土的刚度,引起内部钢筋腐蚀,使建筑物达不到设计的使用耐久年限,从而严重影响混凝土的整体性能。本文试图从混凝土材料性能出发,对各类混凝土裂缝产生的原因进行分析,提出相应的防治措施,以求对以后的工程提供一定的依据。
1 建筑结构裂缝的成因
1.1 沉降
裂缝产生的原因是因为混凝土所使用的原材料受到外界的影响而产生的[2]。这种裂缝大多出现在混凝土早期强度起来前,混凝土尚处在塑性状态,表面失水后产生裂缝,原因是混凝土塌落度过大所致。另外在施工过程中如果模板支设的不到位、支撑不牢靠时也会出现此类裂缝。
1.2 收缩
裂缝产生的原因是混凝土浇筑后,早期强度表面没有被及时覆盖,混凝土表面水分蒸发过快所造成的。裂缝多在混凝土表面出现,多半呈现出龟裂形状。如框架结构工程,在浇筑完9层现浇混凝土板后,第二天楼面就出现了不规则的细小裂纹,当时采用的是商品混凝土,气温较高,分析出现裂缝的原因,是因为天气炎热造成水分蒸发过快所致。由于为了满足施工的可泵性、流动性、出料时混凝土的塌落度和砂率比自拌混凝土大很多,造成早期强度低致使其水分容易散失,造成表面出现不规则的细小裂缝。
1.3 温度
产生的原因是由于混凝土浇筑后,混凝土内部的水泥水化热不容易散发,造成混凝土的内部温度升高,表面散热快,形成较大的内外温差,导致混凝土内部与表面产生不同应力,造成表面出现裂缝。
1.4 施工工艺
施丁工艺质量引起的裂缝在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施3232艺不合理,施工质量低劣,可能产生各种形式的裂缝特别是细长薄壁结构更容易㈩现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异,比较典型且常见的有几种。①钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直的裂缝。②混凝土振捣不密实、不均匀油现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其他荷载裂缝的起源点。③混凝土浇注过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇注数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。④混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,造成混凝土塌落度过低,使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。⑤用泵送混凝土施工时,为保证混凝上的流动比增加水和水泥用量;或因其他原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,混凝土表面出现不规则裂缝。⑥混凝土分层或分段浇注时,接头部位处理不好,易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。⑦混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥 落,或脱模后出现空鼓现象。⑧施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。恒:施工 时拆模过早混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
1.5 材料质量
原材料质量引起的裂缝混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝[3)o①砂石含泥量超过规定不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。②碱骨料反应。骨料中泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿的地方较为多见。拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。
2 建筑结构裂缝的防治
2.1 沉降裂缝预防
保证混凝土均质性,尽量减少混凝土的运输和现场停留时间,搅拌运输卸料前先高速运转20-30秒,然后反转卸料;施工,过程中应经常观察模板的支撑体系和混凝土振捣的密实情况,不能漏振、过振使混凝土离析分层;施工过程中严禁随意加水。
2.2 收缩裂缝预防
此类裂缝预防的措施如下:①施工单位在浇注混凝土后要及时夜盖养护,增加环境湿度;②商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。
2.3 温度裂缝预防
采用改善骨料级配、掺混合料、或加引气剂塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量,在混凝土拌合时可在水中加冰块,或将碎石冷却后再拌合以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑时应减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。可在混凝土中埋人冷却管,通人冷水降温。合理规定拆模时间,不得为赶工期而提前拆模;当气温降低幅度大时应进行表面保温,防止混凝土内外温差过大。
2.4 施工质量控制
加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后及时通知勘察及设计单位到现场核查验收。对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探。当探出有不利地质情况时,必须先对其采取加固处理,并经验收后,方可进行下一步施工。开挖基槽时,要注意不扰动其原有基底结构。合理安排施工顺序。相邻建筑物间距较近时,一般應先施工较深基础,以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。
2.5 材料把关
(1)水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安全性不合格水泥。
(2)粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好,孔隙率小, 无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
(3)细骨料:宜用颗粒较租、孔隙较小,含泥量较低的中砂。
(4)外掺料:宜采用减水荆等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
3 结语
综上分析,钢筋混凝土一旦出现裂缝就不容易根治[4]因此,钢筋混凝土结构裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,加强设计施工及使用等方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。在建筑施工过程中,钢筋混凝土构件是工程的骨架,因此重视钢筋混凝土在施工过程中的各类问题,就显得尤其重要。混凝土裂缝问题一直严重影响着混凝土的施丁质量,在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施,控制裂缝,避免重要位置裂缝的出现,以确保工程质量。使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。它不仅利于建筑行业的发展,更有利于施工的安全及工程的实用性。
参考文献
[1] 朱建新.浅谈混凝土结构裂缝成因及预防措施[J].科协论坛,2007,(6):378-378.
[2l 李小波,浅谈混凝土裂缝的成固及防治[J]科协论坛,2007,(7):14—18.
[关键词]混凝土结构 裂缝 原因 防治
中图分类号:TU528.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)04-0421-01
引言
混凝土因其取材广泛,价格低廉,抗压强度高,并且耐火性好,不易风化,养护成本低等特点,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一[1]。而随着商品混凝土的诞生,由于其施工方便快捷,性能稳定,质量可靠。劳动强度低,生产效率高,又可减少噪音等优点。更是把混凝土推向了一个顶峰。混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高水泥混凝土具有刚度大、强度高、板体性好、使用寿命长、并且耐火性好、不易风化、养护费用低的优点,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土的抗拉能力差,在施工和使用过程中,因混凝土的材质和施工工艺问题,或因荷载、温度问题等等因素,容易产生开裂,这将会降低混凝土的刚度,引起内部钢筋腐蚀,使建筑物达不到设计的使用耐久年限,从而严重影响混凝土的整体性能。本文试图从混凝土材料性能出发,对各类混凝土裂缝产生的原因进行分析,提出相应的防治措施,以求对以后的工程提供一定的依据。
1 建筑结构裂缝的成因
1.1 沉降
裂缝产生的原因是因为混凝土所使用的原材料受到外界的影响而产生的[2]。这种裂缝大多出现在混凝土早期强度起来前,混凝土尚处在塑性状态,表面失水后产生裂缝,原因是混凝土塌落度过大所致。另外在施工过程中如果模板支设的不到位、支撑不牢靠时也会出现此类裂缝。
1.2 收缩
裂缝产生的原因是混凝土浇筑后,早期强度表面没有被及时覆盖,混凝土表面水分蒸发过快所造成的。裂缝多在混凝土表面出现,多半呈现出龟裂形状。如框架结构工程,在浇筑完9层现浇混凝土板后,第二天楼面就出现了不规则的细小裂纹,当时采用的是商品混凝土,气温较高,分析出现裂缝的原因,是因为天气炎热造成水分蒸发过快所致。由于为了满足施工的可泵性、流动性、出料时混凝土的塌落度和砂率比自拌混凝土大很多,造成早期强度低致使其水分容易散失,造成表面出现不规则的细小裂缝。
1.3 温度
产生的原因是由于混凝土浇筑后,混凝土内部的水泥水化热不容易散发,造成混凝土的内部温度升高,表面散热快,形成较大的内外温差,导致混凝土内部与表面产生不同应力,造成表面出现裂缝。
1.4 施工工艺
施丁工艺质量引起的裂缝在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施3232艺不合理,施工质量低劣,可能产生各种形式的裂缝特别是细长薄壁结构更容易㈩现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异,比较典型且常见的有几种。①钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直的裂缝。②混凝土振捣不密实、不均匀油现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其他荷载裂缝的起源点。③混凝土浇注过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇注数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。④混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,造成混凝土塌落度过低,使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。⑤用泵送混凝土施工时,为保证混凝上的流动比增加水和水泥用量;或因其他原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,混凝土表面出现不规则裂缝。⑥混凝土分层或分段浇注时,接头部位处理不好,易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。⑦混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥 落,或脱模后出现空鼓现象。⑧施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。恒:施工 时拆模过早混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
1.5 材料质量
原材料质量引起的裂缝混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝[3)o①砂石含泥量超过规定不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。②碱骨料反应。骨料中泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿的地方较为多见。拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。
2 建筑结构裂缝的防治
2.1 沉降裂缝预防
保证混凝土均质性,尽量减少混凝土的运输和现场停留时间,搅拌运输卸料前先高速运转20-30秒,然后反转卸料;施工,过程中应经常观察模板的支撑体系和混凝土振捣的密实情况,不能漏振、过振使混凝土离析分层;施工过程中严禁随意加水。
2.2 收缩裂缝预防
此类裂缝预防的措施如下:①施工单位在浇注混凝土后要及时夜盖养护,增加环境湿度;②商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。
2.3 温度裂缝预防
采用改善骨料级配、掺混合料、或加引气剂塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量,在混凝土拌合时可在水中加冰块,或将碎石冷却后再拌合以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑时应减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。可在混凝土中埋人冷却管,通人冷水降温。合理规定拆模时间,不得为赶工期而提前拆模;当气温降低幅度大时应进行表面保温,防止混凝土内外温差过大。
2.4 施工质量控制
加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后及时通知勘察及设计单位到现场核查验收。对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探。当探出有不利地质情况时,必须先对其采取加固处理,并经验收后,方可进行下一步施工。开挖基槽时,要注意不扰动其原有基底结构。合理安排施工顺序。相邻建筑物间距较近时,一般應先施工较深基础,以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。
2.5 材料把关
(1)水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安全性不合格水泥。
(2)粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好,孔隙率小, 无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
(3)细骨料:宜用颗粒较租、孔隙较小,含泥量较低的中砂。
(4)外掺料:宜采用减水荆等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
3 结语
综上分析,钢筋混凝土一旦出现裂缝就不容易根治[4]因此,钢筋混凝土结构裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,加强设计施工及使用等方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。在建筑施工过程中,钢筋混凝土构件是工程的骨架,因此重视钢筋混凝土在施工过程中的各类问题,就显得尤其重要。混凝土裂缝问题一直严重影响着混凝土的施丁质量,在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施,控制裂缝,避免重要位置裂缝的出现,以确保工程质量。使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。它不仅利于建筑行业的发展,更有利于施工的安全及工程的实用性。
参考文献
[1] 朱建新.浅谈混凝土结构裂缝成因及预防措施[J].科协论坛,2007,(6):378-378.
[2l 李小波,浅谈混凝土裂缝的成固及防治[J]科协论坛,2007,(7):14—18.