浅谈施工中混凝土裂缝产生原因及预防措施

李生兰

1 裂缝产生的原因

混凝土裂缝产生的原因是多方面的,由于受气温变化、地基不均匀沉降以及地震、结构受荷、模板变形、施工方式不当时、外添加剂问题等都非常容易产生裂缝。具体原因及预防措施如下:

地基不均匀沉降造成钢筋混凝土开裂的主要原因:

①房屋建于土质差别较大或软弱土质上。

②建筑物基础深浅不一。

③房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大。

④建筑物平面形状复杂、立面变化过大、长度过大等原因造成地基不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向与地基变形的情况有关,由于地基变形的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的,危害较大。

施工原因造成裂缝出现的因素很多,主要有:

①水泥、砂、石等质量不好是引起裂缝较常见的因素。若工程(考试大)上用了这些不合格的材料就会导致"豆腐渣工程",所以说只有把好材料的质量关,工程质量才会在根本上得到保证。②混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂缝产生的直接或间接原因。③水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外温度较大更容易产生裂缝。④模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都有可能造成混凝土开裂。施工过程中,钢筋表面污染,混凝土保护层太大或太小,浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。

温度变化产生裂缝的原因

当温度变化时,裂缝都产生在大体积混凝土表面或温差较大的地区。由于混凝土体积大,大量水化热积聚在内部不易散发,导致混凝土内部温度急剧上升,而外部散热较快,从而产生内外的较大温差,使得内外热胀冷缩程度不同,使得混凝土表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉极限强度时就产生裂缝。

结构受荷可能出现的裂缝。在施工中和使用中由于结构受荷都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30-40%的设计荷载,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝也称为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2-0.3mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现裂缝则是有害的,需加以认真分析,慎重处理。

2 混凝土裂缝的预防措施

2.1 地基不均匀沉降造成钢筋混凝土开裂时的预防措施:

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防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡。③应在房屋可能产生过大不均匀沉降的地方设置沉降缝。

2.2 施工控制裂缝措施:

①合理设计与控制混凝土配比,在保证强度的前提下,减少水泥用量与绝对用水量。由于混凝土的收缩是水泥石结硬过程中失水造成的,绝对用水量少,混凝土结硬多余水就少,收缩就小。②合理组织施工。③加强混凝土早期养护。从试验资料表明,普通混凝土在水中养护不仅无收缩,相反有微量膨胀,所以应尽量可能延长水中养护或认真的控制浇水养护时间,这样可以减少收缩量,避免早期干缩裂缝,也可降低后期的收缩裂缝。④模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。⑤在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

2.3 温度变化产生裂缝的预防措施:

①尽量选用低热或中热水泥。②减少水泥用量将水泥用量尽量控制450Kg/m以下。③降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。④改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量降低水化热。⑤改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的"三冷技术"的基础上采用"二次风冷"新工艺,降低混凝土的浇筑温度。⑥在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌和物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。⑦加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。⑧加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。

2.4 为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,在实践中总结出其主要作用为:

①混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。②水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。③水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。④减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。⑤提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。⑥混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。⑦掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。⑧掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。⑨掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩,许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。

3 混凝土裂缝的处理

表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

填充法:用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。

灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。

结构补强法:因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等.

结语

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,因此严格按规程、规范要求施工,严把质量关,防患于未来,尽可能地降低混凝土裂缝的出现;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,并在施工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。

参考文献

[1]姚谨英主编.《建筑施工技术》中国建筑工业出版社.2007.

[2]金恩平,王渊辉.建筑工程施工中混凝土裂缝控制问题的探讨[J].混凝土,2005.

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