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摘要:混凝土裂缝是建筑工程施工过程中普遍存在的问题,本文根据在施工实际情况中,就裂缝产生的原因从混凝土配合比、材料、设计、施工及养护等方面进行分析,就裂缝控制措施与裂缝处理从选材和配合比、设计、施工操作等方面进行论述。
关键词:混凝土裂缝种类;产生原因及控制措施和处理;配合比设计;施工操作
1裂缝种类和产生的原因
(1)混凝土配合比原因
①、水泥用量越大、用水量就越高,即水泥浆体积变大,坍落度越大,收缩性(开裂)越大;
②、配合比设计中,砂率、水灰比选择不当造成混凝土的和易性偏差,从而导致混凝土离淅、泌水、保水性(流动性)差,增加收缩量;
③、混凝土配合比设计中水泥等级或品种选用不当;
④、配合比中水灰比(水与胶凝材料比)过大;
⑤、配合比设计中混凝土膨胀剂掺量(计量)选择不当。
(2)材料原因
①、水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响较大,混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大越易开裂。
②、混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩;
③、水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩性比普通硅酸盐水泥收缩大,粉煤灰及矾土水泥收缩值较小,快硬水泥收缩大;
④、粗、细骨料含泥量过大,造成混凝土收缩增加。粗、细骨料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生;
(3)在设计方面的原因
①、设计中对构件施加预应力不当(比如偏心、应力过大等),造成构件的裂缝;
②、设计结构中断面突变,导致应力集中所产生的构件裂缝;
③、设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如梁、墙、楼板);
④、配筋不足。配筋间距大、配筋率小的砼结构开裂多,无筋砼比有筋砼开裂多。钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致砼开裂。
(4)施工及养护原因
①、现场浇灌混凝土时,振动棒振捣或插入不当,如漏振、过振或振动棒抽拔过快,上下振捣不均,都会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生;
②、混凝土的运输,从搅拌点到浇筑点,时间过长(特别是在气温高的情况下),混凝土将失去流动性,和易性差,收缩大;
③、对大体积混凝土工程,在施工中,构件混凝土浮浆过多,没有及时赶浆或除浆,且缺少两次抹面与抹压,较易产生表面收缩裂缝;
④、大体积混凝土浇灌,对水化热计算不准,现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝;
⑤、拆模过早,混凝土强度未能达到设计强度要求,混凝土产生结构裂缝;
⑥、现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
2 裂缝的控制措施
(1)选材和配合比设计方面
①、选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求;
②、根据结构要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥;
③、按规范要求,选择使用掺合料和混凝土外加剂;
④、正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法,对膨胀剂应充分考虑不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果,应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量;
(2)设计方面
①、设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中;
②、在建筑设计中应处理好构件中 “抗裂”因素。所谓“抗裂”因素,就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施;
③、积极采用补偿收缩混凝土技术,常见混凝土裂缝中,相当部分是由于混凝土收缩而造成的,要解决此问题,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果很好;
④、重视对构造钢筋的认识,在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋直径和数量的选择。
(3)施工操作方面
①、浇筑工作:浇筑时,振动捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免漏振或过振,应采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡,将混凝土中多余的浮浆赶走或清除;
②、混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现。浇筑成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝;
③、夏季应注意混凝土的浇筑温度,应采用低温入模、低温养护;
④、避免在雨中或大风中浇灌混凝土;
⑤、混凝土的运输时间不应过长,混凝土运送到浇筑地点后,应无离析和分层现象,如有,应对混凝土进行二次搅拌;
⑥、混凝土养护:混凝土裂缝防治工作中,新浇混凝土早期养护尤为重要,可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。养护的目的是使混凝土正常硬化,强度增长,不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温,缩小降温过程中的温差,以便减小温度应力,阻止裂缝的产生。常规养护方法是喷水、淋水,对一般混凝土结构,减小表面收缩,防止龟裂是可行的。大体积混凝土由于块体内外温度不一致,强度增长不同,常常是在强度增长慢的表面开裂,其养护就不能只满足于用常规方法。具体说,尽量晚拆模,拆模后要立即覆盖或及时回填,避开外界气候的影响,养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准,即7至28天,最好能长些。
3 混凝土裂缝的处理
(1)经过分析,确认在裂缝不降低承载力的情况下,采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法:
① 表面修补法。该法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用,常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。
② 充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。
③ 注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入砼内部的修补方法,首先裂缝处设置注入用管,其他部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补。
(2)如果裂缝影响到结构安全,可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固,须经设计验算同意后方可进行。
① 围套加固法。在周围尺寸允许的情况下,在结构外部一侧或数侧外包钢筋混凝土围套,以增加钢筋和截面,提高其承载力;对构件裂缝严重,尚未破碎裂透或一侧破裂的,将裂缝部位钢筋保护层凿去,外包钢丝网一层;大型设备基础一般采取增设钢板箍带,增加环向抗拉强度的方法处理。
② 钢箍加固法。在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧,以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时,应使钢套箍与混凝土表面紧密接触,以保证共同工作。
③ 粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂,粘结到构件砼裂缝部位表面,使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前,钢材表面进行喷砂除锈,混凝土刷净干燥,粘结层厚度为1~4毫米。
结束语:
裂缝是混凝土施工中的重要问题,是相关建筑单位一直以来都密切关注的一个问题。裂缝的出现不但会直接影响建筑物美观效果,而且会对人类安全构成严重的潜在威胁。因此,十分有必要认识到裂纹的严重性,并加大对混凝土裂缝问题的研究力度,以达到预防和控制的目的。必须从导致混凝土裂缝出现的原因入手,从而提高建设项目的安全性和耐久性。随着科学技术的发展,相信将来有更有效的方法来应对混凝土的开裂问题,从而提高建设项目的质量,促进社会的可持续发展。
参考文献:
[1]陈立军.建筑混凝土裂缝主要因素及施工处理[J].居舍,2019(17):4.
[2]吴刚.建筑混凝土裂缝的主要因素及施工处理技术[J].黑龙江科学,2019,5(2):55.