混凝土施工裂缝的成因和防止措施

摘 要:本文介绍了混凝土裂缝的危害、成因、防止措施及处理方法。

关键词:裂缝; 成因; 措施

中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2010)7-154-001

一、前言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。通常来说这些微孔隙、气穴和微裂缝对混凝土的基本使用功能不产生危害,但在一定条件下(如荷载)这些微孔隙、气穴和微裂缝会不断的扩展和连通,最终形成肉眼可见的裂缝,即混凝土工程中常说的裂缝。

二、裂缝形成的原因和防止措施

⒈温度裂缝

①裂缝形成的原因

混凝土是热的不良导体,传热很慢,因此在混凝上硬化初期,由于内部水泥水化,放热而积聚较多热量,造成混凝土内外温差很大,形成温度梯度,导致混凝土内部热胀超过混凝土表面膨胀变形,使混凝土表面产生较大的拉应力而遭开裂破坏。该裂缝走向无规律性,有在构件表面较浅范围内的,有深入到构件内部较深的,深进和贯穿的温度裂缝对混凝土有很大的破坏性。

②防止措施

a)在材料方面。严格控制混凝土原材料,降低水泥水化热。选用中热和低热的水泥品种是控制混凝土温度升高的根本方法;在施工条件允许的情况下,尽量选择粒径较大、级配良好的粗骨料;选用优质外加剂,可减少拌和用水量,相应也减少了水泥用量,降低了混凝土水化热。

b)在施工、设计方面。

1)控制混凝土的出机温度。对混凝土出机温度影响最大的是石子与砂的温度,采用预冷骨料、遮阳防晒、洒水降温和加冰屑拌和。

2)掌握好混凝土浇筑时间。合理部署施工,尽量避免在炎热天气浇筑大体积混凝土,控制混凝土的浇筑温度,减少结构的内外温差。

3)及时对混凝土进行保温、保湿养护,尽量减少混凝土的暴露面和暴露时间。

4)改善边界约束和构造设计。当大体积混凝土结构尺寸过大时,为防止水化热的大量积聚,在进行结构设计时,可在适当位置设置后浇带,降低混凝土每次浇筑的蓄热量。

⒉塑性沉降裂缝

①裂缝形成的原因

混凝土浇筑之后硬化之前,粗骨料在振动棒和重力的作用下下沉,水泥浆体、气泡上浮,当受到钢筋、预埋件等局部阻碍不均匀沉降时产生拉应力而引发变形裂缝。沉降裂缝在浇注后1～3h内混凝土表面水消失时出现,直到混凝土硬化才停止发展。这种裂缝常常发生在钢筋、预埋件周围及截面厚度突变处(如板肋交接处、梁板交接处),深度通常达到钢筋的上表面。

②防止措施

a)要控制混凝土单位用水量及水灰比,在满足施工要求时,尽可能减少坍落度。

b)掺加适量质量良好的泵送剂及掺合料,可有效改善混凝土的性能和降低沉陷。

c)混凝土搅拌时间要适当,时间过短或过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷。

d)混凝土浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。

e)混凝土应振捣密实,一次振捣时间为15～30s,在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣,在混凝土浇筑1～1.5h后,混凝土尚未凝结之前,对混凝土进行两次复振,以排除混凝土因泌水在粗骨料水平钢筋下部产生的水分和空隙,改善混凝土和钢筋的握裹力,消除混凝土沉降裂缝。

⒊干缩裂缝

①裂缝形成的原因。混凝土在干燥环境中时,因其内部吸附水分的蒸发而引起凝胶体收缩;毛细管内水分蒸发后由于毛细管压力增大而出现收缩,使混凝土表面产生拉应力,当这种拉应力大于混凝土抗拉强度时就会产生干缩裂缝。这种裂缝为表面性裂缝,其走向没有规律性,在大体积混凝土的表面部位最为常见。

②防止措施

a)在材料方面

1)水泥:水泥应符合国家现行标准,在满足混凝土配合比设计要求的前提下尽可能采用中、低热水泥,降低水泥用量。

2)粗骨料:粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距和泵送管径要求,粒径增大可减少用水量、水泥用量,从而可以减少混凝土自身收缩。

3)细骨料:细骨料级配应合理,并优先选用中砂,控制云母、硫化物、有机质、粘土、淤泥等有害物质含量,降低混凝土收缩。

4)减水剂和掺合料:泵送混凝土中掺入减水剂,在水灰比不变的情况下,减少水泥用量,降低混凝土收缩。混凝土中掺入粉煤灰、矿渣粉、等掺合量可以增加混凝土密实度,提高可泵性。

b)在施工方面

1)采用二次抹压,即在混凝土初凝前在混凝土表面进行二次抹压,消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩发生的表面裂缝, 增加混凝土的密实度,但是,二次抹压时间必须掌握恰当,过早抹压没有效果,过晚抹压混凝土已进入初凝状态,失去塑性,消除不了混凝土表面已出现的裂缝。

2)在混凝土浇筑完毕后及时覆盖塑料薄膜或湿草袋,对混凝土进行保湿养护,接缝处搭接盖严,避免混凝土水分蒸发带走热量,延长散热时间,减少混凝土内外温差。

3)混凝土经过二次抹压初凝后,轻微洒水润湿,混凝土终凝后每天分几次浇水养护,保持水浸润混凝土表面7天。

4)为防止墙柱、梁等的侧模板过早拆卸,导致混凝土表面产生干燥收缩裂缝,应在表面刷养护液。

⒋施工裂缝

①裂缝形成的原因

施工单位为满足进度要求,往往现场混凝土浇筑后没有达到规范规定的要求(1.2N/mm2)就开始后续施工或堆放临时荷载,此时混凝土尚处于凝结硬化初期,抗拉强度低,遇模板支柱松动下沉或施工时局部堆料较多,在薄弱部位产生不规则放射网状裂缝。

②防止措施。混凝土浇筑前应认真检查模板支柱是否牢固。三、结语。

由于上述因素,混凝土裂缝可以视为一种常见的且近乎不可避免的现象。完全在施工中消除它的出现难度极大,且费用极高;但不加处理,又会对砼结构的整体性、刚度、抗渗性、碳化程度、耐久性、抗疲劳性能均有不利的影响。因此应对施工过程中出现的裂缝时,一方面对正常出现的裂缝不能大惊小怪,另一方面对已出现的裂缝要分析归类,如出现对建筑存有负面影响的裂缝则应进行相应的处理,确保工程质量。