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混凝土裂缝的产生的原因及控制措施:混凝土裂缝产生预防措施有哪些

时间:2019-02-06 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   【摘要】混凝土的裂缝较为普遍,严重影响结构的耐久性,本文对裂缝的产生机原因及控制进行了深入探讨和分析,对于进一步提高混凝裂缝的控制具有一定借鉴意义。    【关键词】房屋建筑工程;混凝土裂缝;原因;控制
  
   前言
   混凝土的裂缝较为普遍,在房屋建筑工程以及其他建筑物中裂缝几乎无处不在。尽管在施工中采取各种措施,但裂缝仍时有出现且原因较为复杂,从整体分析可分为结构性裂缝与非结构性裂缝。两大类裂缝产生的原因从整个结构系统来说也是截然不同的。结构性裂缝的产生原因多与荷载及结构本身材料参数等有关:如外部荷载的变化、房屋使用用途改变及材料强度不足等原因。这类裂缝属于结构中较为严重的一类,往往预示着结构承载能力的不足,在采取措施时也需要从结构承载力方面进行对应的加固;非结构性裂缝,往往是由于结构(超静定结构)本身的变形得不到满足。在结构构件内部产生自应力,当自应力超过混凝土允许拉、压应力时,即会引起混凝土结构裂缝。此类裂缝的典型特点是裂缝的产生是为了满足结构自身的变形需要,一旦结构的变形得到满足裂缝即停止发展。
   1 混凝土裂缝分类
   1.1 经常出现的结构性裂缝的机理及分布形态有以下几种:
   (1)中心受拉产生的贯穿构件全截面等间距的受拉裂缝。特征为出现沿钢筋的纵向裂缝;(2)由于中心受压产生的沿构件出现的短而密的平行裂缝,裂缝临近破坏的特征为混凝土保护层落、箍筋内混凝土压酥、箍筋问纵向受力筋外鼓;(3)由于受弯最大截面附近从受拉边缘开始出现横向裂缝,逐渐向中轴发展,破坏时压区出现横向裂缝。在梁高较大时次裂缝与主裂缝形成枝状;(4)大、小偏心受压裂缝,其形态及破坏情况类似裂缝,易出现在压力较大一侧;(5)受剪裂缝,沿梁端中下部发生约45°方向的斜裂缝,破坏征兆为斜裂缝发展至梁顶部,同时沿梁下主筋发生斜裂缝。其他的裂缝多为上述原因组合产生的裂缝,其分布及破坏征兆可采用材料力学及弹性理论进行论证及推导。
   1.2 非结构性裂缝;由于变形受到约束经常出现的有以下2种:
   (1)沉降裂缝一 般发生在水平构件上。如果沉降没有导致裂缝开裂,那么在水平构件发生裂缝的两个地方裂缝方向一般相反,沉降过大,则裂缝为贯通形态;(2)梁板的混凝土收缩和温度变形产生的裂缝,一般沿梁板长度方向的腹部出现大体等间距的横向裂缝,中间宽两头尖,呈枣核形分布,至上下纵向钢筋处消失。
   1.3 由于施工原因也经常产生裂缝,常见的有以下几种;
   (1)塑性混凝土下沉,被钢筋所阻,形成沿钢筋的裂缝;(2)乱踩钢筋造成保护层厚度加大,构件有效截面减小形成沿构件支承边缘的垂直于受力筋的裂缝;(3)混凝土初期养护急骤干燥出现的表面不规则网状裂缝;(4)泵送混凝土由于增加水和水泥用量造成的表面不规则网状裂缝;(5)工作间歇时施工缝接槎处处理不好出现的冷缝;(6)木模板受潮上拱出现的混凝土表面上宽下窄的裂缝;(7)过早拆模发生的各种受力裂缝。
   2温度裂缝产生机理
   混凝土硬化期间水泥放出大量水化热内部温度不断上升,在表面引起拉应力。在后期降温过程中,由于受到大气环境的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝:如养护不周、时干时湿,表面干缩形变与内部混凝土温度的约束,也会导致裂缝。
   混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~ 1.0)Xl04,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇注过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度也是不均匀的。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力,但是在施工中混凝土由最高温度冷却到稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力,有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
   3 控制措施
   上述众多的结构性裂缝和非结构性裂缝,在具体的工程中只要严格遵循施工规范、设计图纸、施工程序是可以避免的。
   3.1 材料选择和混凝土配合比设计方面是造成裂缝的主要原因:(1)根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强的水泥;(2)选用级配优良的砂、石原料,含泥量应符合规范要求;(3)积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用;(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到不同品种、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;(5)模板构造要合理,以防止模板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,防止施工荷载作用下。模板变形过大造成开裂,合理掌握拆模时机,拆模时间不能过旱,应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂,但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护时机;(6)配合比设计应采用低水灰比、低用水以减少水泥用。配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。应严格按选定的配合比施工。配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀。
   3.2 而温度因素产生的裂缝必须从减轻温度应力方面着手,做好混凝土的降温和保温工作:(1)如改善骨料级配。用干硬性混凝土加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;热天浇注混凝土时减少浇注厚度,利用浇注层面散热;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,避免水化热高峰的集中出现、降低峰值;(2)在寒冷季节采取保温措施。合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。此外,改善混凝土的性能、提高抗裂能力、加强早期养护、防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要。因此,施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝,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。
   因此,混凝土的保温工作对防止表面早期裂缝尤其重要。保温应达到下述要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度、防止表面裂缝、防止混凝土超冷、应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度、防止老混凝土过冷等。
   3.3 现场操作方面:(1)浇捣工作:浇捣时,振捣棒要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除混凝土内部的水分和气泡;(2)避免在雨中或大风中浇灌混凝土;(3)对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利;(4)夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温人模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。
   4 结束语
   通过以上对混凝土常见裂缝产生机理、分布形态及破坏征兆等方面归纳及总结,初步探讨了房屋建筑工程施工及使用过程中的常见裂缝,重点探讨了混凝土裂缝产生的原因及控制措施,最终实现混凝土的温度裂缝的有效控制。
   参考文献
   [1]赵艳杰,秦洪昌.浅谈混凝土施工质量.2004.
   [2]张丰.混凝土施工在建筑工程中的应用.2009.
   [3]许宗有.建筑工程中钢筋混凝土施工应注意的问题.2009

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