混凝土工程中常見的幾種裂縫及預防措施

      混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。由於混凝土施工和本身變形、約束等一係列問題,硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫。裂縫的存在通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力,影響建築物的外觀及使用壽命,嚴重者將會威脅到人身安全。混凝土裂縫產生的原因很多,有溫度變化、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。不同原因產生的裂縫在實際操作中要區別對待,根據實際情況解決問題。

  下麵是混凝土工程中常見的幾種裂縫及預防措施

  幹縮裂縫及預防

  幹縮裂縫多出現在混凝土養護結束後的一段時間或混凝土澆築完畢後的一周左右。水泥漿中水分的蒸發會造成幹縮,並且這種收縮是不可逆的。幹縮裂縫還因混凝土內外水分蒸發程度不同而不同:混凝土受外部條件的影響,表麵水分損失過快,變形較大,內部濕度變化較小變形較小,較大的表麵幹縮變形受到約束,產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體幹縮越大,幹縮裂縫越易產生。幹縮裂縫多為表麵性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05毫米~0.2毫米,大體積混凝土中平麵部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布。幹縮裂縫通常會影響混凝土的抗滲性,引起鋼筋的鏽蝕,影響混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會產生水力劈裂現象影響混凝土的承載力。混凝土幹縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

  主要預防措施:一是選用收縮量較小的水泥,一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的幹縮受水灰比的影響較大,水灰比越大,幹縮越大,因此在混凝土配合比設計中應盡量控製好水灰比的選用,用時摻入合適的減水劑。三是嚴格控製混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大於配合比設計所給定的用水量,必要時請有資質的技術人員進行現場配比。四是加強混凝土的早期養護,並適當延長混凝土的養護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間,並塗刷養護劑養護。五是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。六是混凝土中添加保水性好的添加劑,現在最好的混凝土保水添加劑是羥丙基甲基纖維素HPMC,根據不同的需求選擇不同型號的羥丙基甲基纖維素,建議選擇大品牌的專業的羥丙基甲基纖維素企業,質量有保證添加量也有一定的參考。

  塑性收縮裂縫及預防

  塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表麵因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在幹熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫狀態。其產生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表麵失水過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等。

  主要預防措施:一是選用幹縮值較小、早期強度較高的矽酸鹽或普通矽酸鹽水泥。二是嚴格控製水灰比,摻入高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性,減少水泥和水的用量。三是澆築混凝土之前,將基層和模板澆水至濕透。四是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麵濕潤,或者在混凝土表麵噴灑養護劑等進行養護。五是在出現高溫和大風天氣時設置遮陽和擋風設施,及時養護。七是添加保水性材料羥丙基甲基纖維素,和添加抗裂材料聚丙烯短纖維素和可再分散性乳膠粉。這樣能明顯的改善混凝土的質量,簡單的解決以上問題。

 

  沉陷裂縫及預防

  沉陷裂縫的產生是由於結構地基土質不勻,回填土不實,或浸水而造成不均勻沉降所致。有時也因為模板剛度不足,模板支撐間距過大,或支撐底部鬆動等而形成,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍後產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地麵垂直或沿30度角至45度角方向發展。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係。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之後,沉陷裂縫也基本趨於穩定。

  主要預防措施:一是對鬆軟土、填土地基在上部結構施工前進行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強度和剛度,且支撐牢固,並使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先後順序。五是在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。六是添加早強材料讓讓混凝土強度提前,比如添加早強劑甲酸鈣或者是可再分散乳膠粉,已達到早強的效果。

  溫度裂縫及預防

  溫度裂縫多發生在大體積混凝土表麵或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆築後,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱。由於混凝土的體積較大,大量的水化熱聚集在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升,而混凝土表麵散熱較快,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,使混凝土表麵產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度時,混凝土表麵就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中後期。在混凝土的施工中當溫差變化較大,或者混凝土受到寒潮的襲擊時往往會產生裂縫,這種裂縫通常隻在混凝土表麵較淺的範圍內產生。

  溫度裂縫的走向通常無一定規律,大麵積結構裂縫常縱橫交錯。梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行於短邊。深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短力方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現,中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的鏽蝕、混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。

  主要預防措施:一是盡量選用低熱或中熱水泥,如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量。三是降低水灰比。四是改善骨料級配,摻入粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統的三冷技術的基礎上采用二次風冷新工藝,降低混凝土的澆築溫度。六是在混凝土中摻入一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌和物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現時間。七是高溫季節澆築時可以采用搭設遮陽板等輔助措施降低澆築混凝土的溫度。八是大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸相關,混凝土結構尺寸越大,溫度應力越大,因此要合理安排施工工序,分層、分塊澆築,以利於散熱。九是在大體積混凝土內部設置冷卻管道,通冷水或冷氣冷卻,減小混凝土的內外溫差。十是加強混凝土溫度的監控,及時采取冷卻、保護措施。十一是預留溫度收縮縫。十二是澆築混凝土前宜在基岩和老混凝土上鋪設5毫米左右的砂墊層或使用瀝青等材料塗刷。十三是加強混凝土養護,混凝土澆築後,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,並注意灑水養護,適當延長養護時間,保證混凝土表麵緩慢冷卻。在寒冷季節,混凝土表麵應設置保溫措施,以防止寒潮襲擊。十四是混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控製在一定的範圍之內。混凝土主要的添加劑及有:羥丙基甲基纖維素,減水劑,可再分散乳膠粉,早強劑,緩凝劑,抗裂纖維等等,添加合適的添加劑能最有效解決混凝土的問題。

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