混凝土工程中常见裂缝及预防-技术创新

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混凝土工程中常见裂缝及预防

日期：2017-3-20 13:32:46　来源：互联网　浏览数：
　

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1 干缩裂缝及预防措施
    产生原因：干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种干缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小、变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越容易产生。干缩裂缝通常会影响到混凝土的抗渗性能，引起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性，在水压力作用下会产生水劈裂，影响混凝土的承载力等等。混凝土的干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。预防措施：①选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥收缩量。②混凝土的干缩受水灰比影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。③严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土搅拌时的用水量绝对不能超过配合比设计所给定的用水量。④加强混凝土早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬期施工要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。⑤在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
    2 塑性收缩裂缝及预防措施
    产生原因：塑性收缩主要是指混凝土在凝结前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长在20cm～30cm，较长的裂缝可达2m～3m，宽1mm～5mm。其主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小的时候，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、混凝土的温度、风速、相对湿度等等。
    预防措施：①选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。②严格控制水灰比，掺加高效减水剂减少水泥和水的用量来增加混凝土的坍落度和和易性。③浇筑混凝土前，给基层和模板浇水使其均匀湿透。④及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂进行养护。⑤在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
    3 温度裂缝及预防措施
    产生原因：温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中水泥水化产生大量的水化热（当水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500kJ～27500kJ 的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高）。由于混凝土体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的温差过大，造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃～26℃时混凝土内便会产生大致在100MPa 左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多产生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩，表面收缩的混凝土受到内部混凝土的约束会产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
温度裂缝的走向通常无一定规律，裂缝通常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝通常是中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗性能等。
    预防措施：①尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。②减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3 以下。③降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6 以下。④改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等以减少水泥用量，降低水化热。⑤在拌合混凝土时，还可以掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。⑥在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。⑦高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的升温，降低浇筑混凝土的温度。⑧大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。在混凝土内部设置冷却管道，通冷水或冷气冷却，减小混凝土内外温差。⑨加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草垫等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防寒潮袭击。⑩在混凝土中配置少量的钢筋或掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定范围内。对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青胶铺砂，或刷热沥青或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如铺设30mm～50mm 厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，释放约束应力。
    4 化学反应引起的裂缝及预防措施
    产生原因：碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌合后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而增大了体积，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。
    主要预防措施：选用碱活性较小的砂石骨料和低碱水泥或低碱、无碱的外加剂，抑制碱骨料反应。
    5 钢筋保护不当引起的裂缝及预防措施
    产生原因：钢筋在楼面砼板中的抗拉承受力，起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩、温差裂缝发生的双重作用，而这一双重作用均需钢筋在上下保护层合理的前提下才能确保有效。在实际施工中，楼面下层的钢筋网在受到混凝土垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。但当垫块间距放大到1.5m 时，钢筋网的合理保护层厚度就无法保障，所以纵横向的垫块间距限制在1m 左右。与此相反，楼面上层钢筋网的有效保护，一直是施工中的一大难题。其原因为：板的上层钢筋一般比较细，受到人踩踏后就立即弯曲、变形、下坠；各工种交叉作业，造成施工人员众多、行走十分频繁，无处落脚后难免被大量踩踏；上层钢筋网的撑脚设置间距过大，甚至不设。混凝土浇筑后，上层钢筋没有起到应有的作用，造成混凝土板面出现裂缝。
    预防措施：①尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管预埋和模板封头应及时穿插并争取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人数。②在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设或铺设临时的简易通道，以供必要的施工人员通行。③加强工人素质教育和管理，使全体操作人员充分重视保护板面上负筋正确位置的重要性。④安排足够数量的钢筋工在混凝土浇筑前及浇筑过程中及时进行修理，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易产生处（四周阳角处、预埋线管处以及大跨度房间处）应重点整修。⑤混凝土工在浇筑混凝土时对裂缝的易发部位和负弯矩筋受力最大区域，应铺设临时活动跳板，扩大接触面积，分散应力，尽量避免上层钢筋受到踩踏变形。⑥对楼面双层双向配筋的上部负弯筋必须设置钢筋撑脚（俗称板凳铁），其纵横向间距不应大于700mm，特别是对φ8 一类细小钢筋，撑脚间距设置不应大于600mm。