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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 1930
混凝土是非均質性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題,硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫,裂縫的存在和發展通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕,降低鋼筋混凝土的承載能力、抗滲等耐久性,影響著建筑物的外觀、使用壽命。混凝土裂縫產生的原因很多,有變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫,有外載作用引起的裂縫,有養護不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區別對待,根據實際情況解決問題。 1 混凝土工程中常見裂縫原因及控制措施 1.1千縮裂縫產生的原因 混凝土澆筑后仍處于塑性狀態時,由于表面水分蒸發過快而產生的裂縫。這類裂縫多在表面出現,形狀不規則,長短不一, 呈龜裂狀,深度一般不超過5 CII1。此類裂縫的主要原因是混凝土澆筑后3~4d,時左右其表面沒有被覆蓋,以及混凝上本身的高水化熱等原因造成混凝土產生急劇收縮,而此時混凝土強度幾乎為零,不能抵抗這種變形力而導致開裂,混凝土中水分蒸發和被吸收的速度越快,干縮裂縫越易產生。平面結構及薄殼等結構的混凝土較易產生早期干縮裂縫。 1.2 干縮裂縫的控制措施 主要包括以下幾點:(1)合理選擇水泥品種。一般來說,水泥的需水量越大,混凝土的干燥收縮越大。(2)控制水泥用量,混凝土干燥收縮隨著水泥用量的增加而增大,但是增加量不顯著,在滿足混凝土性能的同時,應盡可能降低水泥用量。(3)用水量的控制,混凝土的干燥收縮受用水量的影響最大,混凝土的干燥收縮和用水量成正比,為直線關系,水灰比越大,干燥收縮越大。(4)最佳砂率的確定,混凝土的干燥收縮隨著砂率的增大而增大,但增加的數值不大。(5)化學外加劑的選用。摻加減水劑、泵送劑,特別是同時摻加粉煤灰的雙摻技術不會增大干燥收縮,但是對于某些減水劑、泵送劑,尤其是具有引氣作用時,有增大混凝土干燥收縮的趨勢。(6)正確選擇養護時間和方法。混凝土澆筑表面干燥過快,產生較大的收縮,受到內部混凝土的約束,在表面產生拉應力而開裂。混凝土終凝之前進行早期保溫保濕養護,對減少干縮有一定作用。 2 塑性收縮裂縫產生的原因及控制措施 2.1塑性收縮裂縫產生的原因 混凝土澆筑成型后,因拌合物各組分材料的密度差異使骨料在膠結材料漿體中產生下沉趨勢,當下沉的固體顆粒遇到水平鋼筋或受到側面模板的摩擦阻力時,就會與周圍的混凝土形成沉降差,因而在混凝土表面容易形成塑性沉降裂縫。加上混凝土澆筑后其內部水分不斷向表面遷移,形成混凝土在塑性階段體積收縮,混凝土表面失水干縮受下層混凝土約束,在
鑒于復合土工膜部分現場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力,故有些國家的某些文件中對其使用年限作了較為寬限的規定,如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結論寫道:“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明,它們的化學和生物穩定性高;織物的最大損壞是在施工中;鋪設以后沒有大變化;……可預期超過100年的穩定性。
混凝土表面就會出現不規則的塑性收縮裂縫。 2.2塑性收縮裂縫的控制措施 主要包括以下幾點:(1)選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。(2)嚴格控制水灰比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度,減少水泥及水用量。(3)澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻潤濕透。(4)及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土終凝前表面濕潤。(5)在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施,及時養護。(6)加強混凝土振搗,混凝土澆筑1~3 h后進行二次復振與抹壓收面,以消除混凝土內骨料分層,改善骨料界面狀況,以減少早期收縮裂縫的產生。(7)嚴禁向混凝土中任意加水,在澆筑前宜對混凝土進行再次快速強拌。(8)加強混凝土澆筑成型后的養護工作。澆筑完畢后12 h內覆蓋,并應保持混凝土表面有凝結水,若采用澆水養護(氣溫低于5℃時不得澆水),養護期應不少于7 d,當混凝土摻有緩凝外加劑或有抗滲要求時,不得少于14 d 3 沉陷裂縫產生的原因及控制措施 3.1沉陷裂縫產生的原因 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,或因模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。地基變形穩定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩定。 3.2沉陷裂縫的控制措施 主要包括以下幾點:(1)對松軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。(2)保證模板有足夠的強度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻。(3)防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。(4)模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先后次序。(5)在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。 4 溫度裂縫產生的原因及控制措施 4.1溫度裂縫產生的原因 水泥水化是一個放熱的化學反應過程,其間產生一定的水化熱,大部分水泥水化熱在3 d內釋放出來。內部混凝土熱脹變形產生壓力,外部混凝土冷縮變形產生拉力,由于此時混凝土拉抗強度較低,當混凝土內部拉應力超過其抗拉強度時,混凝土便產生裂縫。這種裂縫的特點是裂縫出現在混凝土澆筑后的3~5 d,初期出現的裂縫很細,隨著時間的發展而繼續擴大。 4.2溫度裂縫的控制措施 主要包括以下幾點:(1)盡量避免在炎熱和嚴寒天氣澆筑混凝土。(2)合理組織混凝土澆筑施工作業,大體積混凝土澆筑時應合理分層、分塊或跳倉分縫間隔澆筑施工,混凝土結構內部宜埋設循環冷卻水管便于內部溫度散熱。(3)混凝土在澆筑成型抹面收光后,應及時用薄膜進行覆蓋保濕,冬季注意保溫。 5 化學反應引起裂縫的原因及預防 5.1化學反應引起裂縫的原因 化學反應BI起裂縫的原因主要是無水熟料與水起化學反應,使固相體積逐漸增加而水泥一水體系的總體積逐漸減少的故。具體地說是由水化前后反應物和生成物的平均密度不同所引起。如果進一步分析,則可以認為是水泥與水起化學反應過程中,原來的自由水成為水化產物的一部分,使它的比容由原來的1cm³/g變成約0.75cm³/g 的緣故。 5.2 化學反應引起裂縫的控制措施 主要的預防措施:(1)選用堿活性小的砂石骨料。(2)選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。(3)選用合適的摻和料抑制堿骨料反應。(4)應盡量使用C 3A含量低的水泥。 6 結語 混凝土工程結構裂縫是難以避免的,其裂縫的存在是一種可以接受的材料特征,但可通過設計、生產、施工等技術措施將裂縫及其有害程度控制在一定范圍。嚴格按照相關規范標準執行,結合相關技術經驗措施,預拌混凝土結構的有害裂縫可得到有效的控制。Demand feedback