浅析混凝土裂缝的原因预防与处理

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  摘要:我市近几年来的城市建设飞速发展,尤其是房屋建筑。在建筑业繁荣的背景下,建筑业主管部门受到的投诉也多了起来,特别是住房混凝土的裂缝是最普遍的问题之一。作为一个建筑工作者,在当前施工中如何克服水泥混凝土裂缝是一件非常重要的事,本文将对水泥混凝土裂缝的成因进行分析,并提出预防措施和处理方法。
   关键词:混凝土裂缝原因预防处理
   Abstract: In recent years, our urban construction has been developing at full speed, especially in the housing constrction. Under the flourishing of the constructin industry, the authority departments have encountered more and more complaint, particularly the housing concrete cracking, one of the most general problems. In the current construction, it is very important that how to overcome the cement concrete cracking. As a architecture worker, this paper will analysis the causes of cement concrete cracking, and put forward the preventive measures and handling methods.
   Keywords: concrete; crack; causes; prevent; handle
   中圖分类号: TU377文献标识码: A 文章编号:
  
  
  1、引言
   水泥混凝土是由水泥、砂、石、水按适当比例配合、拌制,经一定时间硬化而成的人造石材。在混凝土中,砂、石起骨架作用,称为骨料;水泥与水形成水泥浆,包裹在骨料表面并填充其空隙。混凝土作为一种抗压强度高、耐久性好、生产工艺简单、适应性强的建筑材料,在现代工程建设中占有重要地位。然而,混凝土裂缝在工程中几乎无处不在,如何减少和防治混凝土裂缝是必须面对的问题。
  2、裂缝产生的原因、预防措施
  2.1 塑性收缩裂缝
   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。塑性收缩裂缝多在新浇筑并暴露于空气中在结构构件表面出现,形状很不规则多呈中间宽,两端细且长短不一,互不连贯状态,一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3m,宽1-5mm,类似干燥的泥浆面。大多在干热或大风天气。混凝土本身与外界气温相差悬殊,本身温度长时间过高,而气候很干燥的情况下出现。
   主要原因分析:
   1、混凝土浇筑后,受高温或较大风力的影响,表面没有及时覆盖,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,而此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂
   2、水泥用量过多,或使用过量的粉砂
   3、混凝土水灰比过大,模板,垫层过于干燥,吸收水分太大等
   4、拌和水中杂质如盐份,腐蚀酸可加强早期开裂趋势。
   主要预防措施
   1、配置混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的砂,减小空隙率和砂率,同时要捣固密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂度
   2、配置混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分,混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护,防止强风吹袭和烈日暴晒
   3、在气温高,温度低或风速大的天气施工,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。在炎热季节,要加强表面的抹压和养护工作
   4、混凝土养护可采用养护剂,或覆盖湿草袋,塑料布等方法,当表面发现微细裂缝时应及时抹压,再覆盖养护
   5、使用符合要求的拌和水,尽可能使用洁净的河沙
   6、出现裂缝后,如混凝土仍保持塑性,可采取及时抹压一遍或重新振捣的方法来消除,再加强覆盖养护。如混凝土硬化,可向裂缝内装入干水泥粉,或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。对于预制构件,也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理,以防钢筋锈蚀。
  2.2 干缩裂缝
   干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右,主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。裂缝为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多再0.05-0.2mm之间,其走向纵横交错,没有规律。较薄的梁,板类构件,多沿短向分布,整体性结构多发生在结构变截面处。平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘,大体积混凝土在平面部位较为多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。
  主要原因分析
   1、混凝土成型后,养护不当,收到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂,相对湿度较低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生
   2、混凝土水灰比过大,早期养护尤其是冬季养护不符合规范
   3、混凝土经过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层
   4、混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化,平卧长型构件水分蒸发,产生的体积收缩收到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。
  主要预防措施
   1、混凝土水泥用量,水灰比和砂率不能过大,有条件的掺加合适的减水剂。严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂
   2、混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后,终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量,并在混凝土结构中设置合适的收缩缝
   3、加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件,可覆盖草帘、草袋,避免暴晒,并定期适当洒水,保持湿润,冬季施工时药适当延长混凝土保温覆盖时间。
  2.3、温度裂缝
   温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错,梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。温度裂缝通常宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄,高温膨胀引起的一般中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。
   主要原因分析
   1、表面温度裂缝,多由于温差较大引起的,混凝土结构构件,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大。较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,从而产生较大的降温收缩,而此时混凝土早期抗拉强度较低,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。由于这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱,故通常在混凝土表面较浅的范围内产生
   2、深进的和贯穿的温度裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的,当大体积混凝土基础,墙体浇筑在坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇筑时温度很高,加上水泥水化热的温升很大,使混凝土的温度很高,当混凝土降温收缩,全部或部分地受到地基,混凝土垫层或其它外部结构的约束,将会在混凝土内部出现很大的拉应力,产生降温收缩裂缝。这类裂缝很深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。
   主要预防措施
   1、合理选取原材料和配合比,采用级配良好的石子,砂石含泥量控制在较低范围内,配合比设计优化,减少水泥用量,降低水灰比
   2、分层浇筑振捣密实或掺加抗裂防渗剂,以提高混凝土抗拉强度,加强混凝土的养护和保温,预留温度收缩缝
   3、混凝土浇筑后裸露的表面及时喷水养护,夏季应适当延长养护时间,以提高抗裂能力,冬期应适当延长保温和脱模时间,使缓慢降温,以防温度骤变温差过大引起裂缝,同时避开炎热天气浇筑大体积混凝土
   4、水泥应降低早期水化速率及水化热,具体为降低C3A,碱含量,控制水泥细度及颗粒级配,合理掺加混合材料,降低出厂水泥温度,控制水泥稳定性,以减少水泥用量,降低水化热
   5、温度裂缝对钢筋锈蚀,碳化,抗冻融,抗疲劳等方面有影响,故应采取措施治理。对表面裂缝,可采用涂两遍环氧胶或贴环氧玻璃布,以及抹,喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理,对有整体性防水,防渗要求的结构,应根据裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或化学浆液方法进行裂缝修补,或者灌浆与表面封闭同时采用。
  2.4 沉降裂缝
   此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或是30度-45度角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小,地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定
  主要原因分析
   1、结构地基土质不均,松软,回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致
   2、模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝
   3、浇筑在斜坡上的混凝土,由于重力作用有向下流动产生裂缝
  主要预防措施
   1、对松软土,填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固
   2、保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀
   3、防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡,模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序,在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
  2.5化学反应引起的裂缝
   碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝,碱骨料反应裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难弥补,而钢筋锈蚀引起的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。
   主要原因分析
   1、混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应吸收周密环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松,膨胀开裂,产生碱骨料反应裂缝
   2、由于混凝土浇筑,振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,钢筋锈蚀引起裂缝
  主要的预防措施
   1、把好原料关,选用碱活性小的砂石骨料,低碱水泥和低碱或无碱的外加剂及合适的掺和料抑制碱骨料反应
   2、规范进行混凝土施工浇筑,振捣,在钢筋表面进行防护,控制水泥及其他原料,拌和水中的氯离子等有害成分含量,防止钢筋锈蚀。
  3 混凝土裂缝的处理办法
  3.1 混凝土置换法
   混凝土置换法是将严重损坏或失效的混凝土除掉,置换新的混凝土或其他材料。具体施工步骤如下;1、剔除混凝土 2、处理混凝土面层及钢筋 3、置换材料的配置 3、养护及粉刷
  3.2 表面封闭法
   表面封闭法是一种在细微裂缝的表面涂膜以提高其防水性及耐久性的方法,是一种较简凡的裂缝修补方法。通过密封裂缝表面达到防止水分、二氧化碳以及其他有害介质侵入的目的。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,不适合有明显水压的裂缝。表面封闭所采用的密封材料因修补目的及使用环境不同而异,通常采用弹性密封胶,聚合物水泥等。
  3.3 灌浆法
   化学灌浆采用化学灌浆料来处理混凝土形成的裂缝,一般采用化学灌浆料,快速凝结剂和膨胀水泥砂浆配合使用。当需要再裂缝全深度范围注入修补材料,以提高其防水性和耐久性时,化学灌浆是经常使用的方法。
  4 结语
   通过对混凝土各种裂缝的分析,了解各种裂缝特点和形成原因,并对裂缝的防治提出了相应的措施;采取措施降低混凝土表面游離水的蒸发速度,减小混凝土的面层干缩和增大混凝土面层早期抗裂强度;混凝土施工振捣要密实,后期养护要到位;控制水的用量或掺加外加剂从而减少混凝土收缩;控制混凝土内部和表面的温度差减小温度应力,减少温度裂缝的产生。
  
   参考文献:
  叶琳昌,沈义,大体积混凝土施工【M】,北京;中国建筑工业出版社,1987
  林正雄,浅析混凝土楼板裂缝防治措施【J】,建筑安全;2006.11期
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