结构混凝土裂缝成因及预防

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摘要:结构混凝土施工中易出现裂缝,通过对结构混凝土裂缝成因的分析,提出了预防措施。

关键词:结构混凝土裂缝预防

在结构混凝土施工过程中,混凝土表面常会出现各种病害,其中混凝土裂缝是很普遍的结构性病害之一。它不仅影响结构的美观,也会降低结构混凝土的强度,影响结构的使用性能和使用寿命,给人们的生活、生产带来不便。因此,对引发结构混凝土裂缝的成因进行分析、归纳及采取预防措施很有必要。

1. 结构混凝土常见裂缝原因分析

混凝土是一种抗拉能力很低的脆弱材料,其产生裂缝的成因极为复杂。在施工和使用过程中,当温度、湿度发生变化,地基不均匀沉降,过早、过大承受荷载等情况时,都容易产生裂缝。

1.1、材料质量

水泥、砂、石等质量不合格,如水泥受潮、过期,标号不合要求;砂、石含杂质,骨料级配差、弹性模量低等都会导致裂缝。

1.2、施工工艺

混凝土施工工艺涉及面广,在一定程度上影响着混凝土的内在质量和表观。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。混凝土是一种人造混合材料,施工中要严格控制均匀和密实程度,避免在极端天气条件下施工。混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实、养护等各道工序中稍有差错都会影响其均匀和密实程序,产生裂缝。例如模板支撑不当,漏水、漏浆、支撑强度不足,支撑的地基下沉,过早拆模等都可能造成混凝土开裂。混凝土搅拌不均、混凝土离析、振捣不实以及施工过程中钢筋表面污染,混凝土保护层太小或太大,浇灌中碰触钢筋使其移位等都可能引起裂缝。现裂缝,肉眼一般不能觉察,而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。

1.3地基沉陷、变形等

在钢筋混凝土结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力较大,使得裂缝一般都是贯穿性的。特别是工期短、人工处理的地基更容易变形、沉陷。

1.4温度变形

混凝土具有热胀冷缩的性质。其温度膨胀系数一般为(10-14) 1 X 10-6/1C.混凝土的温度变形对大体积混凝土工程或温差较大的季节施工的混凝土机构极为不利,在混凝土施工中,由于水泥水化作用,混凝土内部温度将升高,有时达50-701C,使混凝土内部产生显著的体积膨胀。与此同时,混凝土外部受环境温度的影响,温度降低而收缩,导致外部混凝土产生很大的拉应力,当这种拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,外部混凝土就会开裂。混凝土施工期间温差较大同样会发生上述问题。

1.5温度变形

混凝土由于内部水分蒸发和在空气中结硬时,体积会逐渐减小,出现干缩,干缩裂缝较普遍,常见于现浇结构,如梁板等。其干缩程度与水泥品种用量、单位用水量和集料用量有关,还与施

工、养护不良有关。混凝土的收缩值一般为0.2-0.4%,发展规律是早期快,后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是每隔20-40m设置一道后浇带,或采用混凝土中掺加膨胀剂等,同时限制水泥用量并保证一定集料用量,减少水灰比,加强早期养护,这样可基本解决混凝土的早期干缩问题。

1.6徐变变形

受弯构件截面混凝土受压徐变,主要是由水泥石的徐变引起的。它可以使构件变形增加2-3倍;特别是预应力结构应徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。

另外,混凝土的结构设计构造不合理,结构构件断面突变或因开洞、留槽等引起应力集中处没有设附加箍筋,或附加箍筋以及各种结构缝设置不当;混凝土中所用水泥碱含量较高,同时使用活性集料等,均容易导致混凝土开裂。

2. 预防措施

2.1材料选用

混凝土工程开工前,要慎重选择原材料,应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。石子表面要粗糙、质地坚硬,级配良好,空隙率小,无碱性反应,有害物质以及含量不超过规定。砂采用颗粒较粗、空隙较小,含泥量较低的中砂。当采用外掺料时,宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土的工作性能,减少收缩。

2.2配料

严格按照施工配合比组织进料,严格控制水灰比,禁止随意增加水泥用量。配置混凝土时计量应准确,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新拌均后,方可浇灌。

2.3配筋

钢筋的配置应严格按图施工,严禁随意改变钢筋品种、规格、数量,设计图纸时充分考虑对构件抗裂性能的影响。钢筋位置要正确,严格控制保护层厚度。

2.4混凝土浇筑

钢筋混凝土浇筑前,要细心检查模板的支撑情况。模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止荷载作用下,模板变形过大造成开裂。混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。

2.5混凝土养护

加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。在气温高、湿度低的条件下,更应及早进行喷水养护或覆盖保湿材料,合理掌握拆模时间,不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂:也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值。

2.6施工技术管理

加强地基的检查与验收工作。基坑干挖后应及时通知监理工程师到场验收。取得监理工程师的认可后方可浇注混凝土。当有不利地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。开挖基槽后,要注意不扰动其原状结构,同时不要暴露时间太长。要合理安排施工顺序,尽量做到流水作业。当相邻结构物间距较大时,一般应先施工较深的基础;当结构物各部分荷载相差较大时,一般应先施工重、高部分、后施工轻、低部分。

3结语

影响结构混凝土表面裂缝的原因很多,其裂缝形式也多种多样,我认为掌握了上述几点,基本可以避免结构混凝土的裂缝。