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砼裂縫的產生原因與預防措施
近年來,混凝土裂縫已經成為建筑工程中相當普遍的質量通病,微觀裂縫是由建筑本身物理力學性質引起的,它的有害程度是可以控制的,但嚴重的裂縫將破壞建筑物的整體性和穩定性,引起鋼筋腐蝕,影響建筑物的持久強度。所以分析裂縫產生的原因并加以控制已成為一個十分重要且值得重視的課題。
根據各方面的調查研究和和工作經驗的分析,對混凝土裂縫產生的原因,做了如下總結,具體如下:
一、材料原因產生的裂縫
組成混凝土的材料是膠結料(水泥)、細骨料(砂)、粗骨料(碎、礫石)及水。配置混凝土所采用的任一材料質量不合格,均有可能出現裂縫。
1、粗細骨料含泥量過大,造成混凝土收縮增大;集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導裂縫的產生;
2、為了產生良好的可泵性,混凝土生產方均會加大水泥用量,單位體積中水泥用量大、用水量增多,收縮量增大;水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大;混凝土設計強度等級越高,脆性越大,越易開裂。
3、商品混凝土攪拌生產中各種材料質量把握不嚴,也是裂縫產生的原因。水泥安定性不合格;水泥出廠時強度不足,水泥受潮或過期;混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當,這些因素都可能使混凝土強度不足,從而導致混凝土開裂。
二、施工階段原因產生的裂縫
1、施工質量控制差,任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料計量不準,結果造成混凝土強度不足和其他性能(和易性、密實度)下降,導致結構開裂。
2、混凝土澆筑時振搗不均勻、不密實,出現蜂窩、麻面、孔洞或鋼筋外漏,混凝土攪拌、運輸時間過長或澆鑄過快,這些都是產生不規則的收縮裂縫的原因。
3、在澆搗混凝土過程中,鋼筋表面污染、未安排專人看管鋼筋、模板,導致操作工人隨意踩踏現象,導致混凝土保護層厚度過大、樓板的有效截面高度減少,使板上部沿梁支座處產生裂縫。
4、模板構造不滿足要求,支模架搭設中缺少足夠的剛度,垂直支撐與樓面接觸部位沒有設置楔子頂緊或模板支撐數量過少,使混凝土在振搗過程中及成型后模板出現局部變形,導致裂縫的產生。
5、現場模板拆除不當、過早拆模,對混凝土強度的發展有一定影響,在自重或施工荷載作用下很容易產生裂縫。
6、養護期不到位,特別是高標號混凝土振搗的樓面,未按規定要求進行澆水及養護,導致混凝土表面失水過快及混凝土表面收縮過快產生裂縫,同時在養護期間過早進行上層磚砌體施工造成樓面受力不均而形成裂縫。
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三、設計原因產生的裂縫
1、為了滿足使用要求,結構中經常需要鑿槽、開洞。孔洞附近會產生巨大的應力集中,若設計處理不當,會在斷面突變處產生應力集中從而產生構件裂縫。
2、設計中對構件施加預應力不當,造成構件偏心、應力過大,容易產生的裂縫。
3. 隨著用戶對使用面積的要求越來越高,使得設計只顧滿足房型和使用功能,所需的樓板厚度和配筋不能滿足構造的要求。截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小、配筋位置不當、節點不合理從而導致混凝土因強度不夠而開裂。
4、為了追求完美造型,設計中平面布局凹凸變化較大,轉角也增多,由于這些轉角應力過分集中,受到混凝土收縮及溫差變化就很容易產生裂縫
從上述混凝土產生裂縫產生的幾個原因找手,我們對混凝土裂縫控制可以分為:材料的選擇和控制措施、施工階段的控制措施和設計階段的控制措施。
一、材料的選擇和控制措施
1、應優先采用水化熱低的礦渣水泥或火山灰水泥配制大體積混凝土,在施工中避免使用含泥量高的集料,因使用含泥量高的集料會導致集料表面與水泥石的機械粘結力降低,而且會增加混凝土拌合物的用水量,不僅增加了混凝土的收縮,同時降低了混凝土的抗拉強度,導致收縮裂縫發生。
2、優先選用合適的外加劑,外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。混凝土中摻入減水劑,不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善,同時又減少拌和用水,節約水泥,從而降低了水化熱。為了延緩凝結時間,要加緩凝劑,反之凝結時間過早,將影響混凝土的輸送和澆筑面的粘結,易出現層間縫隙,使混凝土防水、抗裂和整體強度下降。
3、優先選用合適的摻合料,在混凝土中摻加抗裂性能好的活性摻合料,不僅可以降低水泥用量,減少混凝土收縮,耐用可以緩解混凝土早期開裂的危險性。
4、嚴格控制原材料質量和技術標準,不使用不合格的原材料。
二、施工階段控制措施
1、嚴格控制混凝土原材料的質量和技術標準,對使用的砂、石料、摻和料、添加劑嚴格進行材料進場檢驗制,嚴格控制配合比,水泥用量和坍落度,使混凝土內部缺陷減少到最低限,從而減少裂縫產生。
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2、降低澆筑速度,減少澆筑層厚度。加強混凝土的澆灌振搗,提高密實度。盡量采用兩次振搗技術,改善混凝土強度,提高抗裂性。
3、支撐馬凳要選用二級鋼筋,并加密其間距,確保板面負筋的保護層厚度。混凝土澆筑時安排專人看護鋼筋,做到隨時修整,避免支座處因負筋下沉保護層厚度變大而產生的裂縫。
4、加強模板施工的過程管理,支撐架必須有足夠的剛度,方料與模板的接觸面不得有任何間隙,使每個接觸面都有可靠的支撐點,在振搗過程中派專人進行看模,防止松扣下沉現象產生。
5、不承重模板,應在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆除模板而受損壞時方可拆 2
除,承重模板應在與結構同條件養護的試塊強度達到設計允許值時方能拆模,拆模過程中要避免野蠻施工,在拆模過程中,如發現混凝土有影響結構安全的質量問題時,應暫停拆除,經過處理后方可拆模。
6、延長養護時間,并設置測溫孔,加強對內外溫度的監控(內外溫差≯20℃)。高溫下施工增加澆水次數并使表面長期處于濕潤狀態,并用塑料布覆蓋嚴密保持塑料布內有凝水,這樣既可減少由于溫差產生的裂縫,又可降低由于混凝土的收縮而產生的約束應力,有效地控制裂縫的產生。
三、設計階段控制措施
1、在易裂的邊緣部位設置暗梁,提高該部位的配筋率,提高混凝土的極限拉伸。 盡量避免結構突變產生應力集中,在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施。
2、對大開間、大進深的房間板面構造筋進行加強處理。除支座處配設構造負筋外,增設抗溫度變化配筋,樓板設計厚度140mm以上包括140mm板面負筋要通長設置,100-140mm以下按50%通長設置,100mm以下(不含100mm)按原設計施工,以基本滿足構造抗拉的要求。
3、每個樓層東西單元外墻大轉角的現澆樓板雖然都已配置反射負筋,但針對呈45°絕大多數裂縫都產生于此部位的這一現象,我們在增長反射筋的同時,再增加雙層雙向與受力筋相同規格的鋼筋,長度為2.5米,作為加強筋。使產生裂縫的應力作用方向與反射筋相一致,有效地控制裂縫產生。
綜上所述,對于混凝土裂縫的控制是一個綜合性的問題,需要經過設計、監理、施工及使用方等多方面的配合。隨著當今我們對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高,相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。 3
砼裂縫的產生原因與預防措施 [篇2]
一 混凝土裂縫產生的原因分析
1 塑性收縮裂縫
塑性裂縫多在新澆注的混凝土構件暴露于空氣中的上表面出現,塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在千熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫狀態,較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達2~3m,寬1~5mm。
塑性裂縫產生的主要原因為: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,混凝土表面失水過快,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、相對濕度等等。
2 沉降收縮裂縫 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,或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產生不均勻沉降,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,裂縫呈梭形,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地面垂直或呈30~45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系。裂縫寬度寬度0.3~0.4mm,受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩定。
3 溫度裂縫
溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱,(當水泥用量在350-550kg/m3,每立方米混凝土將釋放出17500-27500kj的熱量,從而使混凝土內部溫度升達70℃左右甚至更高)。由于混凝士的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,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,使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝士表面就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。
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在混凝土的施工中當溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導致混凝土表面溫度急劇下降,而產生收縮,表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力而產生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產生。溫度裂縫的走向通常無一定規律,大面積結構裂縫常縱橫交錯。梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行于短邊,深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊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。受溫度變化影啊較為明顯,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銹蝕,混凝土的碳化。降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。
混凝土結構成型后,沒有及時覆蓋,表面水分散失快,體積收縮大,而混凝土內部濕度變化小,收縮也小,因而表面收縮變形受到內部混凝土的約束,出現拉應力,引起混凝土表面的收縮。溫度裂縫的走向通常無一定規律,大面積結構裂縫常縱橫交錯,梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行于短邊。深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊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銹蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。
二 裂縫的防治措施
1 混凝土配合比設計時,在保證混凝土具有良好工作性的情況下,應盡可能的降低混凝土的單位用水量。
2 增配構造筋提高抗裂性能,配筋應采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應在0.3~0.5%之間。
3 避免結構突變產生應力集中,在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施。
4 在易裂的邊緣部位設置暗粱,提高該部位的配筋率。提高混凝土的極限拉伸。
5 在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征,合理設置后澆縫,在正常施工條件下.后澆縫間距20-30m。保留時間一般不小于60天。如不能預測施工時的具體條件,也可臨時根據具體情況作設計變更。
6 嚴格控制混凝土原材料的的質量和技術標準,選用低水化熱水泥,粗細骨料的含泥量應盡量減少(1~1.5%以下)。
7 控制混凝土的水灰比,減少混凝土的坍落度,合理摻加塑化劑和減少劑。
8 采用綜合措施,控制混凝土初始溫度、混凝土溫度和溫度變化。引起溫差裂縫澆筑時間盡量安排在夜間,最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時要求在沙、石堆場搭設簡易遮陽裝置,或用濕麻袋覆蓋,必要時向骨料噴冷水。混凝土泵送時,在水平及垂直泵管上加蓋草袋,并噴冷水。
9 根據工程特點,可以利用混凝土后期強度,這樣可以減少用水量,減少水化熱和收縮。
(1)加強混凝土的澆灌振搗,提高密實度。
(2)混凝土盡可能晚拆模,拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上.混凝土的現場試塊強度不低于c 5.7)采用兩次振搗技術,改善混凝土強度,提高抗裂性。
(3)根據具體工程特點,采用uea補償收縮混凝土技術。
(4)對于高強混凝土.應盡量使用中熱微膨脹水泥,摻超細礦粉和膨脹劑,使用高效減水劑。通過試驗滲入粉煤灰,滲涼15%-50%。
三、結論
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能.而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展。保證建筑物和構件安全、穩定地工作。
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