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摘要:本文通过笔者的工作实践,针对造成商品砼裂缝的原因做了探讨,从原材料选用、优化混凝土配合比、严把生产过程等方面论述了解决的相应对策,从而提高结构安全性、耐久性和使用功能。
关键词:商品砼 裂缝 原因 防治措施
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、裂缝的分类及产生原因
1.塑性收缩裂缝。该裂缝是砼在初凝前即塑性阶段失水而形成的裂缝,主要是由于新浇砼表面出现泌水,水分蒸发过快,同时新浇砼颗粒间水分饱和,而砼结构表面受日晒、风吹,水分很快蒸发,内部水分向外移动,造成砼在塑性阶段体积缩水,从而产生裂缝。
2.水化反应收缩裂缝。水泥水化反应后,形成水化反应收缩。混凝土初凝前,水化反应收缩的一部分反映在塑性收缩中;在混凝土初凝后的水泥化学反应收缩则主要形成混凝土内部的毛细孔,在养护不及时或养护时间过短时会产生收缩裂缝。
3.表面温差裂缝。大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度较高,当混凝土的表面温度与气温相差过大时,会发生温差收缩裂缝。经验表明,在无风的外部环境中,混凝土表面温度与气温之差大于25℃ 时,就会产生肉眼可见的温差裂缝。
4.干燥收缩裂缝。砼硬化后,内部游离水由表及里逐渐蒸发,导致砼由表及里逐渐产生干燥收缩,当构件收缩变形大于砼抗拉强度时,构件表面就会出现干燥裂缝。
5.自生干燥裂缝。水泥在水化过程中不断消耗水分,当砼内部水分不足时,砼内部毛细孔中水分消耗过多,导致毛细孔内产生负压,引起砼构件内部产生自生干燥裂缝。
6.其他失水收缩。砼构件长期暴露在空气中,空气中的二氧化碳融入空隙液中成为碳酸,碳酸与其中的Ca(OH)。发生反应产生碳酸钙和游离水,游离水蒸发导致砼体積收缩,产生碳化收缩。
二、材料原因造成商品混凝土开裂
1.水泥安定性不稳定,如水泥中含有生石灰或氧化镁,这些成分在和水化合后产生体积膨胀,产生裂缝,使用水泥超过保质期,一些小水泥厂生产的水泥质量不稳定等。
2.砂、石地方材料因素,未严格按照要求选用材料,所用砂、石存在杂质异物等因素而产生裂缝,砂、石骨料中含泥量过多,随着混凝土的干燥,产生不规则的网状裂缝等,砂、石材料或水碱性很强,碱与水泥产生化学反应,生成有膨胀能力的碱.硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏,产生裂缝。
3.采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝,泵送混凝土为了满足泵送条件,坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
三、商品混凝土裂缝防治措施
如上所述,商品混凝土易产生裂缝,主要是坍落度大,拌和水量多,以及施工振捣、养护不当等引起的。如能针对商品混凝土的特点,在配制混凝土和旌工的每一道工序认真采取措施,可以有效地预防和减少裂缝的发生。
1.商品混凝土原材料的选用。(1)商品混凝土应尽量避免使用细度大的水泥,因为太细的水泥水化快,水化收缩量大,易开裂。2)混凝土的诸多成分中,以粗骨料的体积稳定性最好,砂子次之,收缩变形主要发生在水泥及掺和料构成的浆体和砂浆上。因此,在施工和易性允许的情况下,尽可能加大石子用量,降低砂率,降低用水量,对减少干燥收缩裂缝以及提高混凝土的体积稳定性、强度和耐久性都是有利的。砂应采用细度模数较大的中砂。(3)使用外掺料或外加剂。通过掺加粉煤灰降低水化热,减少裂缝。选择掺有缓凝成分的减水剂,能抑制水泥初期水化作用,使温升速度缓慢,”减少初期水化温升集中形成的温度梯度。在施工中掺加膨胀剂,抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩应力。
2.施工措施。浇灌混凝土的过程是个连续的过程,施工过程中可能会出现下雨、天晴或者经历白天和晚上,所以混凝土浇灌的施工工艺要随着时间气候变化而变化,没有一成不变的旖工方法和施工规律。(1)采取正确的振捣方式。不正确的振捣方式造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂或造成混凝土砂浆大量向低处流淌,致使混凝土产生不均匀沉降收缩,在结构厚薄交界处出现裂缝。振捣混凝土的过程中,对较薄混凝土楼板,严禁以拖拉方式振捣,严禁以铁锹拍打混凝土的方式代替振捣工作,振捣要均匀,既不漏振、过振也不欠振,严格控制振捣时间。(2)二次振捣和多次抹面。根据商品混凝土的特点,做好二次振捣和多次抹面,让塑性沉降裂缝和干缩裂缝及时得到愈合。商品混凝土由于采用搅拌车运送、泵送浇捣,混凝土坍落度比较大,凝结时间比较长。混凝土若不进行二次振捣和多次抹面,混凝土表面不可避免会出现裂缝。采用二次振捣可以消除因塑性沉降而引起的内分层,阻断因泌水而留下的连贯通道, 改善骨料界面结构,提高混凝土强度和抗渗透能力。进行二次以上抹面时,要灵活掌握水泥初凝的时间,早晚浇灌可能迟一点,阴天浇灌可能迟一点,晴天浇灌特另夏季浇灌会早一点,也就是要在混凝土刚刚初凝时进行二次抹面,这个抹面的时机要掌握得恰到好处,不早也不迟,早了混凝土效果不好,迟了收光抹不动甚至裂缝已经产生了。
3.现场养护。现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。商品混凝土施工对环境湿度的要求要比传统现场搅拌混凝土高得多,养护时间也要大大提前,这是预防混凝土干缩裂纹的主要措施。养护的正确的做法是在第一次抹平后,立即用塑料薄膜覆盖,不让水分跑掉,依靠混凝土自身的水分进行保湿养护。需进行第二次抹光时,揭开薄膜,抹完了仍要盖好。
4.施工后期商品混凝土的养护。由于商品混凝土流动性较大,容易在早期发生混凝土拌和物沉缩裂缝,塑性收缩裂缝,干燥收缩裂缝,温度裂缝等,因此必须加强早期养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇注后应覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,过高过低的环境温度以及激剧的温度变化都会引起表面开裂。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。但由于热扩散时间延长,混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程中,水泥水化速度较快,适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生的收缩裂缝。
5.商品混凝土裂缝出现后的处理方法。混凝土裂缝的修补措施可采取以下一些方法:如表面修补法,嵌缝法,结构加固法,混凝土置换法等。(1)表面修补法。表面修补法主要适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴纤维布等措旌。(2)嵌缝法。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的El的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等:常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。(3)结构加固法。当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。(4)混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
四、结束语
商品混凝土是半成品,除了商品混凝土生产企业控制好出厂质量外,还需要施工单位对混凝土进行呵护,加强对混凝土施工质量的控制,重视施工环节,及时充分的对混凝土进行养护,使施工裂缝尽量不出现或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。
关键词:商品砼 裂缝 原因 防治措施
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、裂缝的分类及产生原因
1.塑性收缩裂缝。该裂缝是砼在初凝前即塑性阶段失水而形成的裂缝,主要是由于新浇砼表面出现泌水,水分蒸发过快,同时新浇砼颗粒间水分饱和,而砼结构表面受日晒、风吹,水分很快蒸发,内部水分向外移动,造成砼在塑性阶段体积缩水,从而产生裂缝。
2.水化反应收缩裂缝。水泥水化反应后,形成水化反应收缩。混凝土初凝前,水化反应收缩的一部分反映在塑性收缩中;在混凝土初凝后的水泥化学反应收缩则主要形成混凝土内部的毛细孔,在养护不及时或养护时间过短时会产生收缩裂缝。
3.表面温差裂缝。大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度较高,当混凝土的表面温度与气温相差过大时,会发生温差收缩裂缝。经验表明,在无风的外部环境中,混凝土表面温度与气温之差大于25℃ 时,就会产生肉眼可见的温差裂缝。
4.干燥收缩裂缝。砼硬化后,内部游离水由表及里逐渐蒸发,导致砼由表及里逐渐产生干燥收缩,当构件收缩变形大于砼抗拉强度时,构件表面就会出现干燥裂缝。
5.自生干燥裂缝。水泥在水化过程中不断消耗水分,当砼内部水分不足时,砼内部毛细孔中水分消耗过多,导致毛细孔内产生负压,引起砼构件内部产生自生干燥裂缝。
6.其他失水收缩。砼构件长期暴露在空气中,空气中的二氧化碳融入空隙液中成为碳酸,碳酸与其中的Ca(OH)。发生反应产生碳酸钙和游离水,游离水蒸发导致砼体積收缩,产生碳化收缩。
二、材料原因造成商品混凝土开裂
1.水泥安定性不稳定,如水泥中含有生石灰或氧化镁,这些成分在和水化合后产生体积膨胀,产生裂缝,使用水泥超过保质期,一些小水泥厂生产的水泥质量不稳定等。
2.砂、石地方材料因素,未严格按照要求选用材料,所用砂、石存在杂质异物等因素而产生裂缝,砂、石骨料中含泥量过多,随着混凝土的干燥,产生不规则的网状裂缝等,砂、石材料或水碱性很强,碱与水泥产生化学反应,生成有膨胀能力的碱.硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏,产生裂缝。
3.采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝,泵送混凝土为了满足泵送条件,坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
三、商品混凝土裂缝防治措施
如上所述,商品混凝土易产生裂缝,主要是坍落度大,拌和水量多,以及施工振捣、养护不当等引起的。如能针对商品混凝土的特点,在配制混凝土和旌工的每一道工序认真采取措施,可以有效地预防和减少裂缝的发生。
1.商品混凝土原材料的选用。(1)商品混凝土应尽量避免使用细度大的水泥,因为太细的水泥水化快,水化收缩量大,易开裂。2)混凝土的诸多成分中,以粗骨料的体积稳定性最好,砂子次之,收缩变形主要发生在水泥及掺和料构成的浆体和砂浆上。因此,在施工和易性允许的情况下,尽可能加大石子用量,降低砂率,降低用水量,对减少干燥收缩裂缝以及提高混凝土的体积稳定性、强度和耐久性都是有利的。砂应采用细度模数较大的中砂。(3)使用外掺料或外加剂。通过掺加粉煤灰降低水化热,减少裂缝。选择掺有缓凝成分的减水剂,能抑制水泥初期水化作用,使温升速度缓慢,”减少初期水化温升集中形成的温度梯度。在施工中掺加膨胀剂,抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩应力。
2.施工措施。浇灌混凝土的过程是个连续的过程,施工过程中可能会出现下雨、天晴或者经历白天和晚上,所以混凝土浇灌的施工工艺要随着时间气候变化而变化,没有一成不变的旖工方法和施工规律。(1)采取正确的振捣方式。不正确的振捣方式造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂或造成混凝土砂浆大量向低处流淌,致使混凝土产生不均匀沉降收缩,在结构厚薄交界处出现裂缝。振捣混凝土的过程中,对较薄混凝土楼板,严禁以拖拉方式振捣,严禁以铁锹拍打混凝土的方式代替振捣工作,振捣要均匀,既不漏振、过振也不欠振,严格控制振捣时间。(2)二次振捣和多次抹面。根据商品混凝土的特点,做好二次振捣和多次抹面,让塑性沉降裂缝和干缩裂缝及时得到愈合。商品混凝土由于采用搅拌车运送、泵送浇捣,混凝土坍落度比较大,凝结时间比较长。混凝土若不进行二次振捣和多次抹面,混凝土表面不可避免会出现裂缝。采用二次振捣可以消除因塑性沉降而引起的内分层,阻断因泌水而留下的连贯通道, 改善骨料界面结构,提高混凝土强度和抗渗透能力。进行二次以上抹面时,要灵活掌握水泥初凝的时间,早晚浇灌可能迟一点,阴天浇灌可能迟一点,晴天浇灌特另夏季浇灌会早一点,也就是要在混凝土刚刚初凝时进行二次抹面,这个抹面的时机要掌握得恰到好处,不早也不迟,早了混凝土效果不好,迟了收光抹不动甚至裂缝已经产生了。
3.现场养护。现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。商品混凝土施工对环境湿度的要求要比传统现场搅拌混凝土高得多,养护时间也要大大提前,这是预防混凝土干缩裂纹的主要措施。养护的正确的做法是在第一次抹平后,立即用塑料薄膜覆盖,不让水分跑掉,依靠混凝土自身的水分进行保湿养护。需进行第二次抹光时,揭开薄膜,抹完了仍要盖好。
4.施工后期商品混凝土的养护。由于商品混凝土流动性较大,容易在早期发生混凝土拌和物沉缩裂缝,塑性收缩裂缝,干燥收缩裂缝,温度裂缝等,因此必须加强早期养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇注后应覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,过高过低的环境温度以及激剧的温度变化都会引起表面开裂。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。但由于热扩散时间延长,混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程中,水泥水化速度较快,适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生的收缩裂缝。
5.商品混凝土裂缝出现后的处理方法。混凝土裂缝的修补措施可采取以下一些方法:如表面修补法,嵌缝法,结构加固法,混凝土置换法等。(1)表面修补法。表面修补法主要适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴纤维布等措旌。(2)嵌缝法。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的El的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等:常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。(3)结构加固法。当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。(4)混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
四、结束语
商品混凝土是半成品,除了商品混凝土生产企业控制好出厂质量外,还需要施工单位对混凝土进行呵护,加强对混凝土施工质量的控制,重视施工环节,及时充分的对混凝土进行养护,使施工裂缝尽量不出现或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。