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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 2036
混凝土是非均質(zhì)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(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土的承載能力、抗?jié)B等耐久性,影響著建筑物的外觀、使用壽命。混凝土裂縫產(chǎn)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(yǎng)護(hù)不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等等。在實(shí)際工程中要區(qū)別對(duì)待,根據(jù)實(shí)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(chǎn)生的原因 混凝土澆筑后仍處于塑性狀態(tài)時(shí),由于表面水分蒸發(fā)過(guò)快而產(chǎn)生的裂縫。這類裂縫多在表面出現(xiàn),形狀不規(guī)則,長(zhǎng)短不一, 呈龜裂狀,深度一般不超過(guò)5 CII1。此類裂縫的主要原因是混凝土澆筑后3~4d,時(shí)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(chǎn)生急劇收縮,而此時(shí)混凝土強(qiáng)度幾乎為零,不能抵抗這種變形力而導(dǎo)致開裂,混凝土中水分蒸發(fā)和被吸收的速度越快,干縮裂縫越易產(chǎn)生。平面結(jié)構(gòu)及薄殼等結(jié)構(gòu)的混凝土較易產(chǎn)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(diǎn):(1)合理選擇水泥品種。一般來(lái)說(shuō),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(shí),應(yīng)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(guān)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(shù)值不大。(5)化學(xué)外加劑的選用。摻加減水劑、泵送劑,特別是同時(shí)摻加粉煤灰的雙摻技術(shù)不會(huì)增大干燥收縮,但是對(duì)于某些減水劑、泵送劑,尤其是具有引氣作用時(shí),有增大混凝土干燥收縮的趨勢(shì)。(6)正確選擇養(yǎng)護(hù)時(shí)間和方法。混凝土澆筑表面干燥過(guò)快,產(chǎn)生較大的收縮,受到內(nèi)部混凝土的約束,在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂。混凝土終凝之前進(jìn)行早期保溫保濕養(yǎng)護(hù),對(duì)減少干縮有一定作用。 2 塑性收縮裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施 2.1塑性收縮裂縫產(chǎn)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(jié)材料漿體中產(chǎn)生下沉趨勢(shì),當(dāng)下沉的固體顆粒遇到水平鋼筋或受到側(cè)面模板的摩擦阻力時(shí),就會(huì)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(nèi)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(fù)合土工膜部分現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)成果合成材料在工程應(yīng)用中具有一定的抗老化能力,故有些國(guó)家的某些文件中對(duì)其使用年限作了較為寬限的規(guī)定,如前蘇聯(lián)BCH07-74《土石壩應(yīng)用聚乙烯防滲結(jié)構(gòu)須知》中規(guī)定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過(guò)50年的建筑物。奧地利林茨公司發(fā)表的“聚丙烯復(fù)合土工膜土工合成材料的長(zhǎng)期性狀”一文中的結(jié)論寫道:“對(duì)聚丙烯的15年以上的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明,它們的化學(xué)和生物穩(wěn)定性高;織物的最大損壞是在施工中;鋪設(shè)以后沒有大變化;……可預(yù)期超過(guò)100年的穩(wěn)定性。
混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)不規(guī)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(diǎn):(1)選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。(2)嚴(yán)格控制水灰比,摻加高效減水劑來(lái)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(rùn)濕透。(4)及時(shí)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(rùn)。(5)在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽(yáng)和擋風(fēng)設(shè)施,及時(shí)養(yǎng)護(hù)。(6)加強(qiáng)混凝土振搗,混凝土澆筑1~3 h后進(jìn)行二次復(fù)振與抹壓收面,以消除混凝土內(nèi)骨料分層,改善骨料界面狀況,以減少早期收縮裂縫的產(chǎn)生。(7)嚴(yán)禁向混凝土中任意加水,在澆筑前宜對(duì)混凝土進(jìn)行再次快速?gòu)?qiáng)拌。(8)加強(qiáng)混凝土澆筑成型后的養(yǎng)護(hù)工作。澆筑完畢后12 h內(nèi)覆蓋,并應(yīng)保持混凝土表面有凝結(jié)水,若采用澆水養(yǎng)護(hù)(氣溫低于5℃時(shí)不得澆水),養(yǎng)護(hù)期應(yīng)不少于7 d,當(dāng)混凝土摻有緩凝外加劑或有抗?jié)B要求時(shí),不得少于14 d 3 沉陷裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施 3.1沉陷裂縫產(chǎn)生的原因 沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟,或回填土不實(shí)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(guò)大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯(cuò)位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。 3.2沉陷裂縫的控制措施 主要包括以下幾點(diǎn):(1)對(duì)松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。(2)保證模板有足夠的強(qiáng)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(guò)程中地基被水浸泡。(4)模板拆除的時(shí)間不能太早,且要注意拆模的先后次序。(5)在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。 4 溫度裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施 4.1溫度裂縫產(chǎn)生的原因 水泥水化是一個(gè)放熱的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,其間產(chǎn)生一定的水化熱,大部分水泥水化熱在3 d內(nèi)釋放出來(lái)。內(nèi)部混凝土熱脹變形產(chǎn)生壓力,外部混凝土冷縮變形產(chǎn)生拉力,由于此時(shí)混凝土拉抗強(qiáng)度較低,當(dāng)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點(diǎn)是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3~5 d,初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì),隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大。 4.2溫度裂縫的控制措施 主要包括以下幾點(diǎn):(1)盡量避免在炎熱和嚴(yán)寒天氣澆筑混凝土。(2)合理組織混凝土澆筑施工作業(yè),大體積混凝土澆筑時(shí)應(yīng)合理分層、分塊或跳倉(cāng)分縫間隔澆筑施工,混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部宜埋設(shè)循環(huán)冷卻水管便于內(nèi)部溫度散熱。(3)混凝土在澆筑成型抹面收光后,應(yīng)及時(shí)用薄膜進(jìn)行覆蓋保濕,冬季注意保溫。 5 化學(xué)反應(yīng)引起裂縫的原因及預(yù)防 5.1化學(xué)反應(yīng)引起裂縫的原因 化學(xué)反應(yīng)BI起裂縫的原因主要是無(wú)水熟料與水起化學(xué)反應(yīng),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(shuō)是由水化前后反應(yīng)物和生成物的平均密度不同所引起。如果進(jìn)一步分析,則可以認(rèn)為是水泥與水起化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,原來(lái)的自由水成為水化產(chǎn)物的一部分,使它的比容由原來(lái)的1cm³/g變成約0.75cm³/g 的緣故。 5.2 化學(xué)反應(yīng)引起裂縫的控制措施 主要的預(yù)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(wú)堿的外加劑。(3)選用合適的摻和料抑制堿骨料反應(yīng)。(4)應(yīng)盡量使用C 3A含量低的水泥。 6 結(jié)語(yǔ) 混凝土工程結(jié)構(gòu)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(guò)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等技術(shù)措施將裂縫及其有害程度控制在一定范圍。嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,結(jié)合相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)措施,預(yù)拌混凝土結(jié)構(gòu)的有害裂縫可得到有效的控制。Demand feedback