[摘 要]混凝土的裂縫問(wèn)題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問(wèn)題,本文總結(jié)了常見混凝土裂縫的類型,對(duì)各類裂縫的成因進(jìn)行了分析, 并針對(duì)具體情況提出了預(yù)防措施。
[關(guān)鍵詞]混凝土 裂縫 預(yù)防措施
作者簡(jiǎn)介:來(lái)莉娟(1964-),女(漢族),陜西漢中人,漢中市漢臺(tái)區(qū)建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督站。
一、前言
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料按適當(dāng)比例配合,經(jīng)拌合、運(yùn)輸、澆筑成型和硬化而制成的非均質(zhì)脆性人造石材。由于混凝土施工及其本身變形、約束等一系列原因,硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫,微裂縫通常是一種無(wú)害裂縫,對(duì)混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害。但在混凝土受到荷載、溫差等作用之后,微裂縫就會(huì)不斷的擴(kuò)展,最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫,也就是混凝土工程中常說(shuō)的裂縫,其寬度一般在0.05mm 以上。
混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的,由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的性能,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人的生命和財(cái)產(chǎn)安全,因此對(duì)混凝土裂縫的成因與防范進(jìn)行研究與分析就顯得很有必要。
二、裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施
混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,大致可分為兩類:一是由荷載引起的裂縫,主要有彈性變形、塑性變形及徐變引起的,其中彈性變形是可恢復(fù)變形,不影響混凝土的性能,要控制的是塑性變形,其主要是在設(shè)計(jì)階段正確選擇材料性能;二是由非荷載引起的裂縫,包括化學(xué)收縮、塑性收縮、干濕變形、溫度變形等引起的裂縫。 在此只對(duì)非荷載引起的變形做研究。
(一)化學(xué)收縮
化學(xué)收縮是在混凝土硬化過(guò)程中由于水泥水化產(chǎn)物的體積小于反應(yīng)物的體積,從而引起的收縮。由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫最常見的是堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫。由于混凝土拌和后會(huì)產(chǎn)生一些堿性離子,這些離子會(huì)與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而使體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)中混凝土結(jié)構(gòu)使用期間,一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救,因此應(yīng)在施工中即采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。
主要的預(yù)防措施:一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無(wú)堿的外加劑。三是選用合適的摻和料來(lái)抑制堿骨料反應(yīng)。
(二)塑性收縮
塑性收縮是在混凝土成型后尚未凝結(jié)硬化時(shí)由于表面失水而產(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(xì)且長(zhǎng)短不一、互不連貫狀態(tài)。產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋菏芨邷鼗蜉^大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過(guò)快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮,若此時(shí)混凝土的強(qiáng)度無(wú)法抵抗其本身收縮就會(huì)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(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度等等。
主要預(yù)防措施:一是選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴(yán)格控制水灰比,摻加高效減水劑,減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時(shí)覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土終凝前表面濕潤(rùn),或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。五是在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽(yáng)和擋風(fēng)設(shè)施,及時(shí)養(yǎng)護(hù)。
(三)干濕變形
混凝土具有濕脹干縮的性質(zhì)。脹縮的情況決定于周圍環(huán)境濕度的變化。當(dāng)混凝土處于干燥環(huán)境中時(shí),由于混凝土內(nèi)部凝膠體吸附水及毛細(xì)管中游離水分的蒸發(fā),會(huì)使混凝土產(chǎn)生體積收縮。當(dāng)混凝土在水中或潮濕環(huán)境中時(shí),體積不變或產(chǎn)生微膨脹,其膨脹值遠(yuǎn)小于收縮值,一般不產(chǎn)生破壞。因此這里要控制的主要是干縮裂縫,干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。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:表面水分損失過(guò)快,變形較大,內(nèi)部變形較小,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。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫,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(huì)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(huì)產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。混凝土干縮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)。
主要預(yù)防措施:一是選用收縮量較小的水泥,采用中低熱水泥或粉煤灰水泥,降低水泥用量。二是在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量降低水灰比,同時(shí)摻加適當(dāng)?shù)臏p水劑。三是嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對(duì)不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量。四是加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土保溫覆蓋時(shí)間,并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。五是在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置收縮縫。
(四)溫度變形
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?;炷翝仓螅谟不^(guò)程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱,由于混凝土的體積較大,水化熱聚積在混凝土內(nèi)部不易散發(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,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,當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí),混凝土表面就會(huì)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(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降,而產(chǎn)生收縮,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。
主要預(yù)防措施:一是盡量選用低熱或中熱水泥,如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量。三是降低水灰比。四是改善骨料級(jí)配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量,降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝。六是在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。七是高溫季節(jié)澆筑時(shí)可以采用搭設(shè)遮陽(yáng)板等輔助措施控制混凝土的升溫。八是預(yù)留溫度收縮縫。九是加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后,及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié),混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施,以防止寒潮襲擊。
三、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上分析可以看到,盡管在混凝土結(jié)構(gòu)中不可避免地會(huì)出現(xiàn)裂縫,但是可以通過(guò)采取有效措施預(yù)防有害裂縫出現(xiàn),允許部分無(wú)害裂縫存在。只要在材料、設(shè)計(jì)、施工各方面采取相應(yīng)的措施,在施工管理方面嚴(yán)格把關(guān),裂縫的控制還是可以實(shí)現(xiàn)的。
參考文獻(xiàn)
[1]王建軍?;炷凉こ讨辛芽p的預(yù)防措施。建筑科學(xué),2009/3
[2]華澤起、孫志娟。淺析混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫產(chǎn)生的原因及防治。山西建筑2007/8
[3]莫菲?;炷两Y(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因及控制控制,施工技術(shù)2009/2
[4]呂麗華,柳俊哲,左紅軍。混凝土的裂縫,低溫建筑技術(shù)2004/2
[5]王福川。土木工程材料。中國(guó)建材工業(yè)出版社2001