建築施工之混凝土裂縫產生的原因及預防措施
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混凝土是土木工程中使用最廣泛、用量最多的一種混合材料,它具有許多優點,但也存有一些弱點,尤其以裂縫最為突出。
混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫是混凝土的一種常見現象和多發現象。
裂縫絕大多數發生於施工階段,其原因複雜多變,外觀上的裂縫可分成微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。
微觀裂縫是指肉眼看不到的、混凝土內部固有的一種裂縫,它是不連貫的。
在荷載不超過設計規定的條件下,一般視為無害。
宏觀裂縫一般有以下幾種:(1)收縮裂縫;(2)超載裂縫;(3)沉降裂縫;(4)疏鬆裂縫。
裂縫的成因
混凝土裂縫成因很多,但可以主要歸納為以下幾點:
(1)混凝土的收縮
收縮是混凝土的一個主要特性,對混凝土的性能有很大影響。
由於收縮而產生的微觀裂縫一旦發展,則有可能引起結構物的開裂、變形甚至破壞。
(2)溫度應力
裂縫產生的主要原因是由於聚積在內部的水泥水化熱不易散發,導致混凝土的內部溫度升高,而混凝土表面散熱快,形成較大的內外溫差,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力。
混凝土固化的齡期很短,抗拉強度很低,表面拉應力超過當時的混凝土極限抗拉強度,就會在混凝土表面產生表面裂縫。
表面裂縫易產生應力集中,能促使裂縫進一步加大。
(3)配筋不足
實踐中觀察到,配筋間距大,配筋率小的混凝土結構開裂多,無筋混凝土比有筋混凝土開裂多。
(4)混凝土材料及配合比
混凝土原材料質量引起的裂縫,配合比設計不當直接影響混凝土的抗拉強度,是造成混凝土開裂不可忽視的原因。
(5)養護條件
養護是使混凝土正常硬化的重要手段。
養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。
在標準養護條件下,混凝土硬化正常,不會開裂,但只適用於試塊或是工廠的預製件生產,現場施工中不可能擁有這種條件。
但是必須注意到,現場混凝土養護越接近標準條件,混凝土開裂可能性就越小。
(6)施工引起的裂縫
混凝土振搗是混凝土產生裂縫的另一個原因。
欠振會導致混凝土結構不嚴密,受力時容易破損,產生較大的裂縫;過振會導致混凝土中的水泥漿與骨料上下分離,浮漿很容易產生干縮裂縫。
所以採用適當的振搗工藝非常關鍵。
混凝土養護工作不及時、不到位也容易產生干縮裂縫。
房建混凝土裂縫
對於房屋建築,通常有地下室底板裂縫;地下室外牆裂縫;地下室頂板裂縫;樓層裂縫;屋面頂板裂縫;室內牆柱裂縫等。
其中樓層裂縫又包括廚房、衛生問裂縫,陽台裂縫和其他功能房間裂縫等。
(1)一般裂縫成因
混凝土裂縫產生的原因有兩種:
①由外荷載引起,由於結構承載力不足而產生;
②結構因溫差、收縮徐變、不均勻沉降等因素引起。
據統計,在工程實踐中,地.下室結構混凝土裂縫大多數是由於變形荷載引起的。
(2)樓層裂縫成因
樓層中的裂縫主要是由於施工過程中的因素引起的,包括混凝土原材料不合格,混凝土配合比產生偏差,混凝土澆築工藝不合理(主要是振搗不密實),混凝土強度尚未達到要求就過早施加荷載(包括在樓面上堆碼鋼筋、模板等材料以及搭設滿堂腳手架等),以及混凝土澆筑後養護不及時等。
引起樓層裂縫的原因還包括溫差應力和收縮徐變。
施工工藝質量引起的裂縫
(1)混凝土振搗不密實、不均勻,出現蜂窩、麻面、空洞,導致鋼筋鏽蝕或其它荷載裂縫的起源點。
(2)混凝土澆築過快,混凝土流動性較低,在硬化前因混凝土沉實不足,硬化後沉實過大,容易在澆築數小時後發生裂縫,既塑性收縮裂縫。
(3)混凝土攪拌、運輸時間過長,使水分蒸發過多,引起混凝土塌落度過低,使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。
(4)混凝±初期養護時急劇乾燥,使得混凝土與大氣接觸的表面上出現不規則的收縮裂縫。
(5)混凝土分層或分段澆築時,接頭部位處理不好,易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。
採用分段現澆時,先將混凝土接觸面鑿毛、清洗不好,新舊混凝土之間粘結力小,或後澆混凝土養護不到位,導致混凝土收縮而引起裂縫。
(6)施工時拆模過早,混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
(8)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。
混凝土裂縫預防措施
根據混凝土裂縫成因,多採取適當措施進行預防。
也就是說採取以防為主的方法:
(1)施工
嚴格控制施工過程中的模板管理。
模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩定性,在振搗過程中派專人進行看模,防止松扣下沉現象發生;試塊強度達到設計允許值時方能拆模。
鋼筋綁紮施工加強含有彎矩筋的管理。
減小支撐的間距、確保板面負彎矩筋的保護層厚度。
振搗易快插、慢拔;振搗時間過短,混凝土不均勻,時間過長,易導致嚴重浮漿,此類現象儘量避免。
(2)養護
養護是關鍵技術,使混凝土溫度慢慢下降到接近外界氣溫,縮小降溫過程中的溫度梯度。
以便減小溫度應力,阻止裂縫的產生。
常規養護方法是噴水,對一般混凝土結構,減小表面收縮防止龜裂。
大體積混凝土由於塊體內外溫度不一致,強度增長不同,常常是在強度增長慢的表面開裂,其養護就不能只滿足於用常規方法。
具體說,儘量晚拆模,避開外界氣候的影響,養護期應以混凝土強度增長最快的階段為準,養護一般不少於15天或者更長些。
從施工管理方面來控制裂縫產生
(1)混凝土配合比必須做到準確合理,嚴格控制水灰比、坍落度。
(2)嚴格控制施工程序。
按方案組織施工,注重細節及時到位。
混凝土攪拌均勻,拌和時間充分,投料順序合理,混凝土和易性良好,澆筑後不產生分層。
(3)保證混凝土運輸的在途時間,使混凝土不產生離析,易振搗密實。
(4)嚴格按照養護制度執行。
防止混凝土養護不及時或養護不足等,造成混凝土強度達不到設計要求,從而出現裂縫。
(5)明確責任目標。
人員配備齊全,防止有漏管現象。
(6)保證模板的拆卸時間。
我們發現混凝土在模板的保護下進行養護不易產生裂紋。
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