浅析混凝土结构裂缝防治

周进明

摘要:预防和处理混凝土裂缝需要从设计、材料、施工、养护等环节采用科学合理的方法。文章从不同方面阐述了混凝土产生裂缝的原因,提出了混凝土裂缝防治应采取的技术措施,可供广大施工技术人员在混凝土创优施工时参考。

关键词:混凝土;裂缝防治;结构裂缝

中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0142-02

普通混凝土在配制过程中会发生复杂的物理化学变化,由于自身组成材料的不同特性,其硬化后抗拉强度仅为其抗压强度的1/8～1/13,当混凝土在荷载或温湿度作用下,产生拉应力,混凝土产生弹塑性及收缩温度变化,从而产生裂缝。如何预防和处理混凝土裂缝,需要我们从设计、材料、施工、养护等环节采用科学合理的方法。

一、混凝土裂缝产生的原因

(一)设计因素

1.设计板厚不够时,又不做挠度验算,整体挠度偏大,同样会引起板四角裂缝。

2.建设方为提高土地利用率,要求房屋设计时,房屋的长度过长,但同时未设置伸缩缝,在温湿度的作用下,容易在薄弱环节产生收缩裂缝。

3.面布局凹凸较多,即转角也越多,转角处由于应力集中形成薄弱部位,混凝土在收缩及温差变化下产生裂缝。

4.基础设计时处理不当,引起不均匀沉降,使上部结构产生附加应力,导致楼板裂缝。

5.楼板双向受力,按单向板配筋,引起裂缝。

(二)原材料因素

1.现大量采用的商品混凝土,为满足坍落度大、流动性好的泵送要求,过量添加泵送剂、粉煤灰等,造成水灰比相对较大,粗骨料少而砂浆多,当混凝土脱水收缩凝固时,产生塑性收缩裂缝。

2.为满足不同的混凝土性能要求,会在混凝土中添加减水剂、膨胀剂、缓凝剂等外掺材料,使用不当或计量存在偏差,造成混凝土开裂。

3.拌合用水的质量不符合要求,含杂质,碱性严重或含泥浆量大等。

(三)施工因素

1.在混凝土浇筑过程中过分浇捣,造成粗骨料沉落;混凝土表面呈沁水现象,在混凝土表面形成砂浆层,导使混凝土的表层比下层干缩性大,待水蒸发后,形成裂缝。

2.混凝土垫层、模板过于干燥,没有浇水湿透,造成混凝土中的水分被过多的吸收,造成混凝土裂缝。

3.混凝土收浆时,过分压光,使混凝土表面出现一层砂浆细骨料,使得水泥浆中的Ca(OH)2与空气中的CO2发生化学生成CaCO3,即发生了碳化反应,而碳酸钙在浇筑硬化后期会引起混凝土的碳化收缩,导致混凝土楼板出现裂缝。

4.施工速度过快,上荷早,在混凝土尚未达到一定强度时,在混凝土面上堆载、施工,造成早期混凝土受损,在混凝土早期强度低或无强度时,承受弯压、拉应力,导致混凝土裂缝。

5.施工缝未按规定处理或处理不适当;后期施工扰动前期混凝土,延误混凝土入模时间,在浇筑过程中加入生水等均能造成混凝土裂缝。

(四)混凝土养护因素

1.夏季施工,混凝土在高温时段入模,未采取降温散热措施,混凝土内部温升累积,内外温差过大,导致混凝土形成裂缝。

2.冬季施工未采取防冻措施,在不宜施工的气候条件下,勉强施工。

3.屋面板施工完成后,长时间未进行保温隔热层施工,长期日晒雨淋,受温度应力的影响形成裂缝。

二、裂缝预防措施

(一)设计方面的主要预防措施

1.尽量采用规则的平面和立面设计,避免平面和立面形状的突变。统计资料表明:很多混凝土结构的裂缝是由于平面和立面设计不合理造成的,钢筋混凝土结构物应尽量采用规则的平面和立面设计,避免平面和立面形状的突变。对于平面布置呈U、L、T状的复杂平面形式、超过50m 的狭长的平面布置、同一结构的高差太大等不规则现象严重的平面及立面形式尽量少用。

2.设计应正确对地基情况提出处理方案,同时还应注明板块在施工荷载、使用活荷载和二次装修荷载的限值,设计配筋时应按楼板等效荷载计算板的配筋。

3.构件配筋要合理,间距要适当。在满足结构受力验算及最小配筋率的前提下,可尽量配置钢筋等级低、直径小的钢筋,以增强构件的整体抗裂性能。主次梁交合处主梁设加强箍筋或附加吊筋;大截面梁设置腰筋;主梁在集中应力处,宜加设抗剪钢筋;大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋;构件断面突变或因开洞、留槽等可引起应力集中才处设置加强筋。

4.房屋阳角处楼面板,跨度≥3.9m的楼面板、屋面板,均应设置双层双向通长钢筋,房屋阳角处钢筋间距不宜大于100mm,屋面板跨度≥3.9m的楼面板厚度不宜大于150mm,钢筋直径不宜小于Φ8;3.6m≤跨度<3.9m的楼面板,其板角处上部钢筋间距不宜大于100mm,伸入板内长度不宜小于1/3L,下部钢筋间距不宜于150mm,分布筋间距不宜大于200mm。

5.应重视屋面、外墙的保温隔热设计,保温隔热层传热系数宜≤1.0W/(m2·K)。当屋面采用架空隔热层时,应有通风措施。

(二)材料方面的主要预防措施

1.严格控制商品混凝土质量,现场取样按取样标准严格执行。施工单位在订购商品混凝土时,应根据工程的不同部位和特性提出对商品混凝土的质量要求。

2.严格控制外加剂的质量,科学合理的添加外加剂,以减少水泥和水的用量,从而避免产生裂缝。

3.使用洁净水源,一般来说,选用城市自来水均可满足混凝土的拌合用水的要求。

(三)施工方面的主要预防措施

1.混凝土浇筑。为避免砼产生分层、离析,浇筑时应严格控制拌合物自由落差。浇筑可分层分段进行,但应注意层与层,段与段之间浇筑时间间隔不得超过初凝时间,以免出现施工缝。

2.提高混凝土振捣技术水平。地下室混凝土应全面细致地进行振捣,下料和振捣要形成一定的顺序,防止漏振、欠振。要在下层混凝土初凝前下上层混凝土,振动棒直插入下层混凝土中5～l0cm,以保证接层部位砼的质量。要严格控制振捣时间,以混凝土开始灌浆和冒气泡为准,不得欠振或超振。

3.充分利用先进的施工管理模式和科学的操作程序,建立健全完善的技术、质量管理体系;提高管理人员和操作人员的素质,严格控制施工过程,制定科学可供操作的各项措施。避免因施工造成人为隐患。

(四)养护方面的主要预防措施

1.混凝土的早期保湿养护对于避免早期开裂很重要,还需注意季节性气候条件的不同对混凝土的内外温差的影响。混凝土的早期失水收缩裂缝是地下室墙体开裂的因素之一。一般来说,“带模养护”不能代替“保湿养护”,保湿养护应采用“小水慢淋”的方式,使新浇的地下室混凝土墙体处在潮湿并且温度相对稳定的环境当中。在湿度较低、日照强烈、风速较大的地区,往往地下室墙体在施工的过程中不便苫盖,使混凝土的失水进一步加剧。而在冬季,气温较低,在干燥的气候条件下,表面失水也不容忽视。

2.楼(屋)面板混凝土浇筑后,应按国家标准《混凝土结工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的规定,及时采取有效的养护措施,防止混凝土早期收缩裂缝。屋面板经养护后应及时进行保温隔热层施工或采取临时保温隔热措施,防止混凝土开裂。

三、结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在设计、材料、施工养护等环节中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。要彻底消除裂缝现象,尚有待不断提高施工技术和不断积累经验,采用更为科学合理的解决方法。

参考文献

[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2002)[S].

[2]混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)[S].

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