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混凝土裂缝产生原因及防治措施

2015-02-11张琨

科技与创新 2015年2期
关键词:配合比混凝土裂缝水泥

摘 要:混凝土裂缝是长期困扰建筑行业发展的质量问题之一。重点分析了影响混凝土裂缝产生的要素,列举出可能引发混凝土裂缝的原因。在分析了混凝土裂缝产生原因和造成危害的基础上,着重从混凝土设计、生产和施工等方面,探讨了混凝土裂缝防治措施和方法,并提出了合理、可行的建议。

关键词:混凝土裂缝;配合比;水泥;防治措施

中图分类号:TU755 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.121

混凝土裂缝通常可分为微观裂缝(<0.5 mm)和宏观裂缝(≥0.5 mm)。微观裂缝是指肉眼不可见的裂缝,它是经常被人们忽视的问题,但是,宏观裂缝一般是由微观裂缝发展而来,所以,混凝土裂缝防治不仅仅指的是宏观裂缝,也包括微观裂缝。

1 混凝土裂缝产生的原因

1.1 原材料因素影响

1.1.1 骨料

细骨料(粒径<4.75 mm)通常指的是砂,而粗骨料(粒径≥5 mm)通常指的是碎石和卵石。它们都对含泥量有一定的要求,如果骨料含泥量偏大,就会使混凝土的收缩增大,进而造成混凝土开裂。

细骨料不能使用海砂,因为海砂中含有的氯离子会锈蚀钢筋,从而造成钢筋混凝土开裂。粗骨料级配要合理,间断级配容易使混凝土收缩增大,使混凝土开裂。

1.1.2 水泥选用不当

水泥等级越高,则细度越细、早期强度越高,混凝土就越容易开裂。不同种类混凝土的使用范围也不相同,在特定的环境中,选用错误的水泥也容易使混凝土开裂。

1.1.3 水灰比不当

单方水泥用量过大,用水量就越高,水泥浆的体积就越大、塌落度越大,保水性不良,收缩增加,进而造成混凝土开裂。

1.1.4 水泥碱骨料反应

水泥中的碱性物质与骨料中的活性氧化物等起反应,析出的胶状碱从周围介质中吸水膨胀,从而使得混凝土胀裂,产生裂缝。

1.2 施工因素影响

1.2.1 施工方面

在现场混凝土振捣时,振捣或插入不当、漏振、过振或振捣棒插拔过快,都会影响混凝土的密实性和均匀性,从而产生裂缝。混凝土振捣完毕后,没有及时进行混凝土收面,或者收面质量不好,都会使混凝土出现裂缝。

1.2.2 养护方面

现场混凝土浇筑后,如果养护工作不到位或者养护时间达

不到要求(普通硅酸盐水泥≥7 d,其他品种的水泥≥14 d),就会使得混凝土脱水,引发收缩裂缝。如果在养护期间过早拆除模板、过早上人上料,或者是在施工过程中构件超载,也会使混凝土出现裂缝。

1.3 环境因素

混凝土浇筑后,前面5 d其内部温度波动较大。当内外温差较大时,混凝土就会发生变形。如果变形遇到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时,即产生温度裂缝。

另外,当混凝土所处基础出现不均匀沉降时,就有可能会产生沉降裂缝;当钢筋混凝土处于不利的环境中时,比如过于潮湿的环境,就会使钢筋锈蚀和膨胀,造成混凝土裂缝。在北方寒冷地区,混凝土反复冻融也会造成混凝土裂缝。

2 混凝土裂缝的危害

混凝土产生裂缝后,一方面,空气中的二氧化碳等会与混凝土反应,加速混凝土碳化,降低甚至完全破坏混凝土的强度;另一方面,钢筋混凝土裂缝还会削弱混凝土对钢筋的保护作用,使钢筋锈蚀,削弱钢筋强度,从而影响建筑物的安全性和耐久性。

对于大坝、蓄水池等对防水有较高要求的混凝土建筑物,会因为混凝土裂缝渗水而影响建筑物整体的适用性。同时,墙体裂缝还会影响住宅等装修效果,影响美观。

3 混凝土防裂措施

混凝土裂缝防治没有唯一或通用的方法,需要设计、施工等各个相关单位互相沟通、配合,再结合工程本身的特点,才能从根本上杜绝混凝土裂缝的出现。

3.1 设计单位防裂措施

重视对结构抗裂性的认识,树立“抗放兼施”的设计思想。结合笔者的实际工作经验,设计人员应从以下几个方面优化设计。

3.1.1 结构构造

要保证结构处在约束和受力状态下,有足够的变形余量,尽量避免结构断面突变造成的应力集中现象。在合理的位置设置后浇带,在剪力墙中设置暗梁,在合理的位置增设“结构小洞”,都可以有效控制各种混凝土裂缝。

3.1.2 构造钢筋

在设计时,楼面、墙板等薄壁构件应注意构造钢筋的直径和数量的选择,使其满足钢筋混凝土抗裂的要求。与此同时,增加控制温度和抗收缩钢筋,遵循“配筋细而密来抵抗收缩应力”的原则,适当增加水平钢筋的配筋率,减小钢筋的直径而缩小配筋间距等方法,都能有效降低钢筋混凝土出现裂缝的概率。

3.1.3 混凝土强度

混凝土强度等级不是越高越好,除了造价方面的因素外,混凝土设计强度等级越高,混凝土的脆性就越大,越容易开裂。

3.1.4 混凝土保护层厚度

混凝土保护层厚度不是越厚越好,要在满足使用环境要求的前提下,减少钢筋混凝土保护层的厚度,进而降低混凝土开裂的可能性。例如,调整水平钢筋配筋方案,将剪力墙的水平钢筋布置于竖向钢筋外侧,可以有效减小混凝土保护层的厚度。

3.2 混凝土供应单位防裂措施

3.2.1 水泥品种选用

每种水泥品种的适用范围是不同的,例如,矿渣水泥的耐热性较好,火山灰水泥的抗渗性较好,粉煤灰水泥的抗裂性好,普硅水泥的抗冻性好。所以,在施工时,应根据具体施工环境和施工天气的不同选用合适的水泥。

3.2.2 配合比的选用

控制水灰比,使用低水化热水泥;砂宜采用中砂,限制粉砂含量,保证石子级配良好。

3.2.3 配制工艺

在配制混凝土时,要严格按照石子→水泥→砂子→水→外加剂的顺序投料。混凝土搅拌计量要准确,搅拌时间要符合要求,坚持开盘鉴定,坚持对搅拌生产过程的全程质量监控。

3.2.4 外加剂的选用

引气剂等可以有效改善混凝土的抗裂性能,但是,需要严格控制外加剂的品种和数量,外加剂不能随意变更。如果必须变更外加剂时,应作与水泥的适应性试验。

3.3 施工单位防裂措施

3.3.1 施工前准备阶段

在混凝土浇筑前,现场的管理人员应根据构件的形式、环境因素等制订合理的浇筑顺序或分层厚度,检查模板的刚度和强度,并清除模板内的杂物等。

3.3.2 施工中

在浇筑混凝土时,要保证其不产生离析,严格控制自由倾落高度(粗骨料粒径>25 mm时,不宜超过3 m;粗骨料粒径≤25 mm时,不宜超过6 m)。同时,混凝土振捣要适度,不欠振,也不过振,以混凝土不再往上冒气泡为准,适时抹压,注意二次收面。

3.3.3 施工后的养护阶段

保温保湿必须同步进行,以防产生温度裂缝。养护工作必须在浇筑完成后12 h内开始,并保证有足够长的养护时间,避免产生干燥收缩裂缝。当混凝土的强度较低时,禁止上人或施加荷载,禁止过早拆除模板,在拆模过程中,要防止剧烈的振动和冲击。另外,笔者在工作中发现,在养护剪力墙时,因为构造具有一定的特殊性,所以不易养护。在养护时,在模板上拆开一条缝进行浇水养护是一种简便、可行的方法。

4 结束语

从工程项目的实际情况出发,综合混凝土各相关专业内容,提出了合理、经济、可行的方法控制混凝土裂缝产生,这对混凝土裂缝预防工作具有一定的指导意义。

参考文献

[1]山西省建设监理协会.建设监理实务新解500问[M].北京:中国建筑工业出版社,2014.

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作者简介:张琨(1984—),男,山西侯马人,助理工程师,2008年毕业于中国矿业大学(北京)土木工程专业,现从事基建管理工作。

〔编辑:白洁

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