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混凝土裂縫成因和預防措施及處理辦法

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  混凝土裂縫是不可避免的,混凝土在凝結硬化過程中就有裂縫存在,這是因為混凝土中的水泥石和骨料在溫濕度變化條件下產生不均勻的體積變形,而它們又粘結在一起不能自由變形,于是形成相互間的約束應力;一旦此約束應力大于水泥石和骨料間的黏結強度,以及水泥石自身的抗拉強度,就會產生裂縫。

  一、混凝土產生裂縫的原因

  1、設計方面有:梁柱節點不合理,板厚過小或者構件的構造筋配置不足。設計時,往往只對正常使用的荷載情況進行驗算,未考慮混凝土澆筑過程中產生的各種變形因素,或者設計不合理都會導致混凝土裂縫的產生。本人曾經歷過一個項目,地下室剪力墻混凝土標號為C60,墻配筋間距為200,因為混凝土標號太高而墻筋間距大,導致剪力墻大面積出現裂縫。

  2、材料方面有:配比和坍落度的影響;骨料粒徑的影響;粗細骨料含泥量的影響;外加劑的影響。原材料質量直接影響混凝土構件質量,我曾參與建設的某項目,主體結構為六層,因為混凝土中砂的含泥量過大,導致部分板面開裂,水磨石面層施工時大部分房間都在漏水,最終處理方案為采用滲透結晶型防水涂料塞柏斯涂刷基層,造成了極大的財力浪費和資源消耗。

  3、施工方面的原因:混凝土終凝前未收光;現場擅自加水;結構構件養護不到位;模板支撐拆除過早和結構受荷載過早等。現在大部分混凝土都是商品混凝土,由于坍落度大,水泥漿含量高,在終凝前因表面收縮極易出現收縮裂縫,如果在終凝前未仔細收光,則收縮裂縫不會自行閉和,導致混凝土裂縫的產生。

  施工人員為了施工便利,擅自向混凝土中加水。現場加水不但降低了混凝土的強度,更嚴重的,將導致混凝土局部形成了軟弱層,增加了混凝土出現裂縫的可能性。

  養護問題可以說一直是商品混凝土的關鍵問題,很多裂縫的產生都與商品混凝土養護未到位有關。隨著泵送混凝土的普遍使用,外加劑和活性摻合料的加入,養護問題顯得越加重要。混凝土澆筑后,若表面在規定的時間內澆水不及時,表面水分迅速蒸發,很容易產生收縮裂縫。

  施工單位為了趕進度,或為了模板的周轉而擅自提前拆除模板支撐,并在結構上放置過多的堆載,而此時混凝土并未達到規范要求的拆模強度,使結構受荷載過早而出現裂縫。

  二、商品混凝土裂縫的預防措施

  根據以上對混凝土出現裂縫原因的分析,結合現場施工的情況,為避免混凝土結構裂縫的產生,建議采取如下預防措施。

  1、設計方面的措施。進行正確的節點構造設計,設計中不能只顧抗力要求而忽視構造的要求。要考慮施工實際情況,進行合理的構造設計。如對于墻體與柱子相連的結構,由于墻與柱的配筋率相差較大,混凝土脹縮變形與限制條件有關,由于應力集中原因,在離柱子1~2m的墻體上易出現縱向收縮裂縫。工程實踐表明,應在墻柱連接處設水平附加筋,附加筋的長度為1500~2000mm,插入柱子中200~300mm,插入墻體中1200~1600mm,該處配筋率提高10~15%。這樣,有利于分散墻柱間的應力集中,避免縱向裂縫的出現。板鋼筋應相對細一點、密一點,宜采用連續式配筋,不宜采用分離式配筋,以抵抗結構產生的收縮應力。混凝土現澆板的強度不要過大,以不超過C30為宜。

  2、混凝土材料方面的措施。因為混凝土是一種收縮性的材料,當產生的收縮應力超過混凝土自身的抗拉強度時,結構便會產生裂縫。在滿足可泵性及和易性的條件下,要盡可能減少混凝土的水灰比,減小坍落度。建議在一般情況下,商品混凝土的坍落度控制在l20mm-l60mm之間,以降低其收縮應力。

  宜優先采用連續級配的粗骨料配制混凝土,因為此級配的混凝土具有較好的和易性、較少的用水量以及較高的抗壓強度。根據工程需要,應采用合適的骨料粒徑,盡可能選用粒徑較大、級配良好的石子。因為增大骨料粒徑可減少用水量,從而減少水化熱,最終降低混凝土的收縮應力。嚴格控制骨料的含泥量,建議商品混凝土所用粗骨料的含泥量控制在小于1%,砂的含泥量控制在小于3%,以降低混凝土的收縮,提高混凝土的抗拉強度。

  對外加劑應先進行有關指標的復試,合格后再使用。配制過程中的摻量更要嚴格控制,以免發生混凝土結構的裂縫。合理控制澆筑混凝土的時間,避免在氣溫高、濕度小、風速大的情況下澆筑混凝土。

  3、施工方面的措施。混凝土振搗要到位、正確。振搗要快插慢提,振速控制。當振搗棒的棒頭直徑和振動頻率一定,而施加于混凝土拌和物的振實力度,可按每一點插棒位置的振搗時間或上提速度來定。一是模內看得見的混凝土,以現象觀察為準,混凝土振實特征表現為:混凝土已無顯著沉落、表面呈現平坦,混凝土不冒氣泡而開始泛漿;二是對能見度低或陰角部分,以快插慢提的速度為準,一般塑性混凝土采用通常的插入式振搗棒。

  澆筑大體積混凝土前應事先制定具有可操作性的施工方案,施工方案中要明確混凝土的初凝時間、澆筑方向、一次澆筑的方量、施工縫的留設位置以及處理辦法等,避免形成冷縫和因新、舊混凝土未完全咬合而形成局部薄弱界面,降低了混凝土的強度。加強現場管理,確保按規范施工。根據所用混凝土的類型采取合理的養護措施,要注意對混凝土表面的覆蓋,防止水分的大量蒸發,保持表面濕潤,同時也應保持混凝土澆水養護的時間,嚴格按規范進行操作。

  三、混凝土裂縫的處理

  1、表面處理法:包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用于漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水的防滲堵漏 。

  2、灌漿法:此辦法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。

  3、填充法:用修補材料直接填充裂縫,一般用來修補較寬的裂縫,作業簡單,費用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型槽,然后作填充處理。

  4、結構補強法:因超荷載產生的裂縫、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。

  四、結束語

  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,因此嚴格按規程、規范要求施工,嚴把質量關,防患于未然,盡可能地降低混凝土裂縫的出現;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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