裂缝产生的形式和种类很多, 要根本解决混凝土中裂缝问题, 还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。为此, 笔者根据多年施工经验就裂缝产生原理以及如何有效控制裂缝的出现和发展, 发表一下个人的浅见。
1 混凝土裂缝产生原因
(1) 混凝土浇筑后, 在硬化过程中, 水泥水化产生大量的热量。由于混凝土的体积较大, 大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发, 导致内部温度急剧上升, 而混凝土表面散热较快, 使得混凝土结构内外出现较大的温差, 这些温差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。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。这种裂缝称为温度缝, 其多发生在混凝土施工中后期。
(2) 由于设计原因, 有的在混凝土结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝;有的对构件施加预应力不当, 造成构件的裂缝;有的对构件的构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝;有的在设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形;有的设计中采用的混凝土等级过高, 造成用灰量过大, 对收缩不利。
(3) 由于材料原因, 有的因粗细料含泥量过大, 造成混凝土收缩增大;有的骨料粒径太细, 用水量增多, 收缩量增大;有的因混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当, 严重增加混凝土收缩, 有的是因水泥等级或混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高, 混凝土脆性越大、越易开裂。
2 裂缝的控制措施
(1) 把握好混凝土原材料及配合比选用, 尽量选用低热或中热水泥, 减少水泥用量。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥, 在掺加泵送剂或粉煤灰时, 也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有, 可充分利用混凝土后期强度, 以减少水泥用量。
(2) 适当掺加掺合料。混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后, 不但能代替部分水泥, 而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应, 起到润滑作用, 可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性, 从而改善了可泵性。另外掺加原状或磨细粉煤灰后, 可以降低混凝土中水泥水化热, 减少绝热条件下的温度升高。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。值得注意的是, 掺加掺合料火外加剂一定要注意其品质和计量, 否则会适得其反。
(3) 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时, 应充分考虑采用加强措施。在结构设计中, 设计人员应重视对于构造钢筋的配置, 特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
(4) 控制好施工工艺流程, 合理安排施工工序, 分层、分块浇筑, 以利于散热, 减小约束。对已浇筑的混凝土, 在终凝前进行二次振动, 可排除混凝土因泌水, 在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分, 提高粘结力和抗拉强度, 并减少内部裂缝与气孔, 提高抗裂性。在高温季节泵送, 宜用温草袋覆盖进行降温。注重浇筑完毕后的养护工作。混凝土浇筑后, 宜用湿润的草帘、麻片等覆盖, 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, 以防止寒潮袭击。
3 出现裂缝后的处理方法
(1) 表面修补法:这种方法主要适用于结构稳定或构件的承载能力没有受到影响的表层裂缝的处理。通常在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。并且在防护的同时为了防止混凝土继续开裂, 我们可以在裂缝的表面粘贴纤维布等。
(2) 嵌缝法:这种方法通常是沿裂缝凿槽, 在槽中嵌填塑性或刚性止水材料, 达到封闭裂缝的目的。我们常用的材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶、聚合物水泥砂浆等等。
(3) 结构加固法:这种方法是指当裂缝影响到混凝土结构的性能时, 采用的对混凝土结构进行加固处理的方法。常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积, 在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
(4) 混凝土置换法:这种方法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 它是将原先损坏的混凝土剔除, 然后再换入新的混凝土。常使用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土。
混凝土裂缝的存在是混凝土施工中的普遍现象, 泵送混凝土施工同样如此。但是, 我们应该明白裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力, 影响建筑物的使用功能, 而且会引起钢筋的锈蚀, 混凝土碳化降低材料的耐久性, 影响建筑物的承载能力。对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题, 需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入, 材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高, 相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。
摘要：随着建筑技术的不断发展, 泵送混凝土施工技术得到广泛的应用, 但高温膨胀引起的混凝土温度裂缝普遍存在, 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、抗疲劳及抗渗能力等。文章就混凝土温度裂缝产生机理、特征、影响因素、防治措施作了简要分析, 并提出了出现裂缝后的处理方法。
关键词：混凝土裂缝成因,防控处理,防治措施
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