摘要:混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中有重要地位,而在橋梁、房屋等工程中裂縫幾乎無所不在。如果施工中混凝土常常出現(xiàn)裂縫就會影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。本文從大體積混凝土施工的特點出發(fā),分析了施工期混凝土裂縫產(chǎn)生原因和影響因素,提出了施工期混凝土裂縫的控制技術(shù),對在施工期如何進行混凝土裂縫控制的研究和實踐有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:混凝土施工 溫度裂縫 裂縫控制 防治措施
一、混凝土施工中常見裂縫
1.干縮裂縫
干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮,且這種收縮是不可逆的。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:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內(nèi)部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(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。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫,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。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性,引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性,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等?;炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。
2.塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結(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或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達2~3m,寬1~5mm。其產(chǎn)生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強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水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。
3.沉陷裂縫
沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降,致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。
4.溫度裂縫
溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?;炷翝仓?在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱,(當(dāng)水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土將釋放出17500~27500kJ的熱量,從而使混凝土內(nèi)部溫度升達70℃左右甚至更高)。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內(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(實踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達到25℃~26℃時,混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應(yīng)力)。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大,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淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。
二、裂縫的控制措施
1、設(shè)計方面
(1)在建筑設(shè)計中應(yīng)處理好構(gòu)件中“抗”與“放”的關(guān)系。所謂“抗”就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),沒有足夠的變形余地時,為防止裂縫所采取的有力措施;而所謂“放”就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無約束狀態(tài)下,有足夠變形余地時所采取的措施。
(2)設(shè)計中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。
(3)積極采用補償收縮混凝土技術(shù)。常見混凝土裂縫中,相當(dāng)部分是由于混凝土收縮而造成的。要解決此問題,可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。實踐證明,效果很好。
2、選材和配合比設(shè)計方面
(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級,盡量避免采用早強高的水泥。
(2)選用級配優(yōu)良的砂、石原材料,含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。
(3)積極采用摻合料和混凝土外加劑。
3、施工操作方面
(1)澆搗工作:澆搗時,振搗捧要快插慢拔,根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間,避免過振或漏振,應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù),以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。
(2)混凝土養(yǎng)護:混凝土裂縫防治工作中,新澆混凝土早期養(yǎng)護尤為重要,可保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。
(3)夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫入模、低溫養(yǎng)護,必要時經(jīng)試驗可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。
四、結(jié)論
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
參考文獻:
1.張曉丹; 型鋼斜支撐剪力墻的抗震模擬分析 [D];大連理工大學(xué); 2005年
2.張振宇; 三維廣義有限元法及其在混凝土結(jié)構(gòu)開裂分析中的應(yīng)用 [D];河海大學(xué); 2005年
3.羅利波; 水泥復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固混凝土梁抗剪性能試驗研究 [D];湖南大學(xué); 2006年
作者簡介:胡雅靜,2003年畢業(yè)于河北高等技術(shù)專科學(xué)校 ,2006年至2007年在滄州市某工程建設(shè)監(jiān)理公司就職,從事工程監(jiān)理工作,2008年至今于河北渤海投資公司就職,從事工程管理工作。職稱類別:建筑工程助理工程師。