所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2012-11-17 10:18 熱度:
摘要:目前的土木建筑工程,以混凝土結構占主導地位。混凝土結構由于內外因素的作用不可避免地存在裂縫。本文結合實際施工經驗,在分析了混凝土建筑裂縫產生的原因基礎上的,針對性的提出了裂縫預防和控制的措施。
關鍵詞:混凝土施工,裂縫原因,控制措施
前言:混凝土建筑在現代工程建設中占有重要地位。但是目前在我國的實際施工經驗當中,混凝土建筑問題較多,其中混凝土的裂縫尤為突出。裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起混凝土的碳化、降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。
1 混凝土裂縫產生的原因
1.1混凝土墩臺身或基礎等結構裂縫的發生是由多種因素引起的。各類裂縫產生的主要影響因素如下:
①收縮裂縫。混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量, 用水量和水泥用量越高, 混凝土的收縮就越大。選用的水泥品種不同,其干縮、收縮的量也不同。
②溫差裂縫。混凝土內外部溫差過大會產生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發生此類裂縫。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內外的較大溫差,較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝士表面就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。
③ 材料裂縫。材料裂縫表現為龜裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量過多而引起的。
④ 沉陷裂縫。沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致,或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致。
2 防止裂縫的措施
防止裂縫,可以從控制溫度、改善約束條件和使用外加劑等方面著手。
2.1 控制溫度
①采用改善骨料級配,用于硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;
②拌和混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;
③熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;
④在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫;
⑤規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度;
⑥施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施;
2.2 改善約束條件的措施
①合理地分縫分塊;
②避免基礎過大起伏;
③合理的安排施工工序,避免過大的高差和側面長期暴露;
在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應力,出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發,表面引起相當大的拉應力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到
很大的數值,就有導致裂縫的危險,但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海綿等,對于防止混凝土表面產生過大的拉應力,具有顯著的效果。加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小,因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩定的,而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線脹系數與混凝土線脹系數相差很小,在溫度變化時兩者間只發生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當內混凝土應力達到抗拉強度而開裂時,鋼筋的應力將不超過100~200kg/cm²。因此,在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時,對提高混凝土抗裂性的效果較好。
2.3 為保證混凝土工程質量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確
使用外加劑也是減少開裂的措施之一。總結出其主要作用為:
①混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發后毛細管中產生毛細管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力,但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。
②水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。
③減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。
④提高水泥漿與骨料的粘結力,提高的混凝土抗裂性能。
⑤混凝土在收縮時受到約束產生拉應力,當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
⑥摻加外加劑可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。
⑦摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當,在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。
⑧摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發,減少干燥收縮。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經濟。
3 混凝土的早期養護
實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
混凝土的早期養護,主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達到兩個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關聯的。混凝上的保溫措施常常也有保濕的效果。
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期,在施工中應切實重視起來。
4 結束語:
在實際工程中采用以上綜合措施,有效地減少了混凝土建筑裂縫的產生和發展,取得了較明顯的效果。但混凝土建筑裂縫的預防與控制是一項系統工程,需要從施工、材料、檢測等各個方面進行控制,并且在具體施工中我們要多觀察、多比較,出現問題后多分析、多總結,結合多種預防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的,也只有這樣,才能確保建筑工程質量的提高。
參考文獻:
1. 唐春安等,混凝土損傷與斷裂,科學出版社,2006
2. 劉長河等,大體積混凝土施工溫度場及溫度應力研究,低溫建筑技術,2005年,第1期.
3.GB50010—2002.混凝土結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2002.
文章標題:對混凝土裂縫原因和控制方法的簡單闡述
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