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浅谈混凝土裂缝成因、预防

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    2021-10-26 15:24
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    [LV.3]偶尔看看II

    发表于 2021-10-13 18:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
      1.裂缝产生的原因
      
        1.1设计原因
      
        (1)大型建筑物多为大体积混凝土,设计方案无降温措施,混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350-550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达60℃以上),而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,进而产生温度裂缝。(2)设计结构中断面突变,导致应力集中所产生的构件裂缝。(3)设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。(4)设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
      
        1.2混凝土材料和配合比
      
        配合比设计不当直接影响的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示:用水量不变时。水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加约5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度约降低20%,混凝土与钢筋的粘结力降低10%。有些地方发现不少厂房混凝土浇捣的楼板出现裂缝,总结的原因有如下方面:(1)粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。(2)骨料粒径越细、针片含量越大,细骨料石粉含量超标,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。(3)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。(4)水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。(5)水泥等级及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。(6)配合比中水灰比(水胶比)过大。
      
        1.3施工及现场养护
      
        (1)现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。(2)对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。(3)大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。(4)现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
      
        2.裂缝的预防措施
      
        2.1设计
      
        (1)专门制定温控措施、方案,包括制冷设备和中后期制冷系统运行的要求。(2)严格审核设计图纸,受力分析要复核,合理设置施工缝,合理考虑安全系数。(3)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。(4)积极采用补偿收缩混凝土技术。常见混凝土裂缝中,相当部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决此问题,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明,效果很好。(5)重视对构造钢筋的认识。在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋直径和数量的选择。
      
        2.2选材和配合比设计
      
        (1)选用粉煤灰、外加剂以减少水泥用量和砼的发热量。比如:大部分高效缓凝减水剂使28d龄期的混凝土的发热量减少25%~30%;粉煤灰减少混凝土的初期发热量,简化温控措施等。(2)选择低水化热水泥,施工现场多使用普通硅酸盐水泥,也应尽量减少单位水泥用量。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。(3)选择骨料,严格按《水工混凝土施工规范》的各项指标控制,粗骨料针片状颗粒含量<15%为佳,人工砂的细度模数宜在2.4~2.8范围内,石粉含量6%~18%为佳。选择的天然细集料含泥量<3%,细集料含泥量<0.5%为佳。砂率严格按照规范要求,根据现场实验选定最佳砂率为宜。(4)砼要有合适的配合比,选择合适的配合比,不仅要满足强度要求、施工要求,还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比,在满足强度要求的原则下,尽可能减少水泥用量。粉煤灰加量适当,高效缓凝减水剂等外加剂(如木质素、糖蜜、MF复合剂等)合理掺量,增加混凝土的强度,减少裂缝的产生。
      
        2.3施工操作
      
        (1)浇捣工作:浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。(2)混凝土养护:混凝土裂缝防治工作中,新浇混凝土早期养护尤为重要,可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。洒水养护强度不仅考虑施工现场温度高、风速大等原因。(3)混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。浇筑前骨料要风冷、可以制冰水、夏季运输采取保温措施等降低混凝土入仓温度,采取必要的降温措施(仓面喷雾、埋设散热孔、通水排热、冷却水管等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋、保温苯板等(不紧要考虑季节降温、也要考虑昼夜温差)进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。比如:出现裂缝的部位是国内某大坝泄洪坝段上游面在1999年浇筑的,到了2000年只出现一条裂缝,到2001年了,以为混凝土龄期2年了,就不太重视温控措施了。2001年夏天把保温材料拿掉了,冬天来了,应该再把保温材料盖好。但大家疏忽了。结果,2002年出现的裂缝就比较多了。这是一个深刻的教训。象大坝泄洪坝段上游面这样重要的部位,保温措施应该一直保留到蓄水为止。而贵州某双曲拱坝上游面保温苯板在蓄水之前才拆除,有效的保证了混凝土裂缝的产生。(4)避免在雨中或大风中浇灌混凝土。(5)现浇结构的模板拆除时的混凝土强度应符合设计或规范要求。
      
        3.结语
      
        对建筑物耐久性有严重影响的、对结构安全性、稳定性等有害的裂缝我们一定要事前积极预防,施工中要引起足够重视。特别是在国外大型建筑物材料需求量大、很多受材料限制,比如非洲加纳、尼日利亚的粉煤灰还要从国内运,当地水泥品种有限(尼日利亚水泥以Lafarge、Dangote两种水泥为主,而且一般先付现金后拿货、月供应量有限),加纳布维主要为砂岩,尼日利亚宗格鲁使用Luwa村的花岗岩,大多都存在骨料选择性较少、运距远、当地村民阻扰等问题。选用裂缝预防措施的时候必须充分考虑材料的选择。必要时进行相关试验为宜。


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