浅谈钢筋混凝土裂缝的预防与控制
2011-12-31郝君
郝 君
(1、河北联合大学,河北 唐山 063009 2、河北省玉田县住房和城乡规划建设局,河北 唐山 064100)
近年来,随着我国经济快速发展和建设工程规模的扩大,施工中混凝土所占的比例也呈逐年上升趋势。施工中混凝土裂缝问题成为相当普遍性的问题,有的裂缝会破坏结构整体性,降低结构刚度,影响结构承载力;有的裂缝虽对承载能力无太大影响,但会引起钢筋锈蚀,降低耐久性,或发生渗漏而影响使用,给生产施工带来了不便和安全隐患。
1 混凝土构件产生裂缝的原因
普通混凝土上构件的裂缝包括施工中的和完工后出现的裂缝,常见的有混凝土初期干燥、水泥水化硬时、模板支撑松动及拆模时、因温度变化干燥收缩产生的超负荷或因混凝土抗拉强度不够产生的,设计不恰当引起的种种原因出现不同程度的裂缝。而预制构件常见裂缝有收缩裂缝、温度裂缝、受力裂缝、材料裂缝。受力裂缝一般表现在构件拆模时,砼强度不高,受到震动或敲击后,不能抵抗,因震扭而产生的应力出现裂缝等。由于构件制作过程中使用的水泥品种不同,水泥的水化速度和水化时产生的热量也不同,这样可导致裂缝的出现;或者砂、石材中含泥量太大,也能使混凝土构件产生裂缝。
早期裂缝增多的原因主要有:构件按设计图纸要求生产,现场施工效率提高,工期要求紧,不足28天养护龄期,需要提高混凝土早期强度,可提前预应力张拉或放张,提前出厂。使用早强水泥及增加水泥用量,导致凝结时间,水泥水化热等问题。
除胶凝材料外,细集料的品种变化也是增加开裂的原因之一,在天然砂资源日渐减少的情况下,特别是适合构件生产的中砂难以采购的情况下,使用细砂、山砂及人工机制砂就不可避免,也是社会发展的趋势。但随之而来的应用技术没有同步,这也是裂缝增多的原因之一。
只有在掌握裂缝产生的原因,分析出现的裂缝属正常范围还是超常,分析裂缝是否已稳定,若仍处于发展过程,还要估计到该裂缝发展的最终状态,才能有针对性地制定处理措施。
2 混凝土构件裂缝的预防与控制
2.1 裂缝的预防
2.1.1 设计方面。设计人员应尽量避免结构断面突变带来的应力集中,当因结构造型原因难以避免时,应充分考虑采取加强措施;积极采用补偿收缩混凝土技术;对于大体积混凝土,在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为计算值,以减少单方混凝土的用灰量。
2.1.2 材料方面。要选择产品质量稳定,生产批量大的大型水泥生产厂生产的水泥。用于作配合比的水泥一定要做水泥净浆安定性试验。安定性不良的水泥严禁用于拌制混凝土。其次,勇于配置混凝土的砂、石宜选用空隙率较小,级配良好的材料,可用几种颗粒不同的骨料进行级配的优化,选取密实度较好、便于施工浇筑的级配为最佳级配。同时严格控制砂、石的含泥量,杜绝含泥量过大的砂、石骨料进入拌合现场,应指派专人对砂、石骨料用干净水边用边洗,这样既可控制骨料温度过高,又能控制含泥量。还要选用合适的掺合料、外加剂。
2.1.3 施工方面。振捣混凝土时,振捣棒要快插慢拔,根据不同的混凝土塌落度正常掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡二次振捣、二次抹面技术,以排除沁水、混凝土内部的气泡等;对于大体积混凝土,应充分考虑水泥水化热问题,采取必要的降温措施,避免水化热高峰的集中出现,降低峰值。浇捣成型后要采取切实可行的保温措施(表面覆盖塑料薄膜、毛毡、麻袋等)进行防护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起温度裂缝;夏季施工时注意混凝土温度的控制,低温入模、低温养护,必要时可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。
2.2 裂缝的处理方法
2.2.1 表面涂抹法。表面涂抹法适用范围是浆材难以灌入细而浅的裂缝(小于0.2mm),深度未达到钢筋表面的发状裂缝及不渗漏水的裂缝,这种做法可以恢复构件的表面美观和提高耐久性。例如可以用热沥青等防水材料在清理后的砼表面直接涂抹。
2.2.2 表面粘贴法。表面粘贴法适用于较大面积漏水(不易确定具体位置或变形缝)的防渗堵漏。具体施工时,首先将欲铺设薄膜的混凝土表面用钢刷打去并清洗,待干燥,并用环氧树脂予以填平。如单纯以防水为目的时,也可涂刷沥青。
2.2.3 填充法。当裂缝较宽时(0.3mm左右),可采用环氧树脂或无机类材料填充裂缝,不仅作业简单,而且费用低,当宽度小于0.3mm时及深度较浅或裂缝中有填充物,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"V"或"U"型槽,然后作填充处理。这种方法适用于构件表面处理不能充分满足耐磨及防腐性要求的场所,一般使用环氧树脂砂浆类填充材料,也可使用水泥沙浆和沥青等材料。填充施工时,先将开槽时的残渣碎片用钢刷清除,必要时还应涂以底层结合料,然后再填充材料,待填充材料充分硬化后,用砂轮或抛光机将表面磨光。
2.2.4 灌浆法。0.3mm以下的裂缝进行表面封闭,缝宽0.3mm以上的要求灌浆修复,此法应用范围广,从细微裂缝到较大裂缝均可以适用,处理效果好。
2.2.5 结构补强法。因超负荷产生的裂缝长时间不处理导致混凝土耐久性降低,或因火灾等造成的裂缝不影响结构强度时可采用结构补强法补救。该方法包括断面补强,植筋补强,锚固补强,预应力法等。
3 结束语
在多年的构件生产实践中发现,采取各项措施,构件的缺陷可以很大程度的减少,但类似裂缝,特别是一些细小的裂缝要完全避免出现基本上没有可能,由于目前拌制混凝土所用基本原材料及相关技术发展情况看,在一定程度上可以说,裂缝将长期和混凝土及混凝土构件并存。裂缝现象及解决之道应当开展多方位、多层次的探索和研究。
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