□朱泉華 戴振華 錢剛 混凝土施工裂縫原因不外乎外因和內(nèi)因。內(nèi)因主要指混凝土的初始缺陷:在混凝土初期硬化過程中,其內(nèi)部會存在眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫;外因是指非荷載原因:溫度裂縫、干縮作用等。在這些作用下,混凝土?xí)a(chǎn)生各種形式的裂縫。施工過程中要掌握好原材料的配置,在澆筑過程中把握好進度和厚度,及時做好養(yǎng)護工作,這樣就可盡量避免混凝土裂縫了。 一、裂縫產(chǎn)生原因 1.混凝土的初始缺陷 混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。在混凝土硬化初期,由于混凝土的施工和本身變形、約束等一系列問題,硬化成型的混凝土中會存在眾多微孔隙、氣穴和微裂縫,通常把這稱作混凝土的初始缺陷。微裂縫通常是一種無害裂縫,對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不會產(chǎn)生危害。但是混凝土在受到荷載、溫度、收縮等作用下,微裂縫就會不斷擴展和連通,最終形成肉眼可見的宏觀裂縫,也就是混凝土工程中常說的裂縫,這會對混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響。 2.非荷載因素 由于混凝土的抗拉強度很小,當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的某一部分由于外部作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時,就會出現(xiàn)裂縫。因此,混凝土在荷載與非荷載作用下,都可以產(chǎn)生裂縫。對于荷載產(chǎn)生的裂縫,可以通過合理設(shè)計與施工來防止。而對于非荷載產(chǎn)生的裂縫,由于原因復(fù)雜,則很難處理和防止。一般常見的非荷載因素有溫度作用、干縮作用、沉降收縮變形、塑性收縮變形作用等,在這些作用下,都會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。 二、防止裂縫的措施 由以上分析,裂縫主要是由溫差和收縮引起,所以為了防止裂縫的產(chǎn)生,就要最大限度地降低溫差和減小混凝土的收縮,具體措施如下。 1.優(yōu)選原材料 (1)水泥。水泥的選用應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、施工條件、氣候環(huán)境及其他技術(shù)要求,綜合考慮,以達到滿足混凝土設(shè)計強度和耐久性的要求。選擇水泥標(biāo)號時應(yīng)與混凝土的設(shè)計標(biāo)號相匹配。為充分發(fā)揮水泥的強度、節(jié)約水泥,一般取水泥標(biāo)號為混凝土標(biāo)號的1.5~2倍為宜。 (2)骨料。(a)粗骨料。碎石是混凝土中的粗骨料,必須密實堅硬具有足夠的強度,盡量擴大粗骨料的粒徑。為保證混凝土澆搗密實,粗骨料的最大粒徑不大于結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸的1/4,同時不得大于鋼筋間最小凈距的3/4,對于厚度在10厘米及以下的混凝土,可允許采用最大粒徑達1/2的骨料,但其數(shù)量不得超過25%。(b)細骨料。砂的顆粒級配影響混凝土的技術(shù)性質(zhì),既要求空隙率小又要求總表面積小,總表面小需要包裹砂子表面的水泥漿量也就減少,可以減少水泥用量,降低水化熱,對防止裂縫有利。另一方面也要控制砂的含泥量,一般混凝土中其含量<5%,含泥量越大,收縮變形越大,裂縫就越大,因此細骨料盡量用干凈的中粗砂。 (3)外加劑。(a)減水劑。減水劑屬于表面活性物質(zhì),是一種水泥分散劑。它的主要作用改善混凝土的和易性,減少混凝土混合物的用水量,降低水灰比,增大混凝土的流動性,提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量,而水灰比的降低,水泥用量的減少對防止開裂是十分有利的。(b)緩凝劑。緩凝劑的作用一是延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時間,二是改善和易性,減少運輸過程中的塌落度損失。(c)引氣劑。引氣劑在混凝土的應(yīng)用對改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。 2.采用合理的施工方法 (1)混凝土的拌制和運輸。(a)拌合混凝土?xí)r,要準(zhǔn)確掌握配合比,特別是嚴(yán)格控制用水量,測定砂的含水量。記錄每一次攔制用水、水泥、砂、碎石的具體數(shù)量,各擋砂石料都必須通過磅秤,準(zhǔn)確后才能拌制。控制好混凝土坍落度,一般不宜過大在120±20毫米即可。要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度。(b)混凝土拌好后在出倉運輸過程中,要防止產(chǎn)生分離、泌水、砂漿流失等現(xiàn)象,應(yīng)縮短運輸時間,混凝土裝卸不可過滿。 (2)混凝土澆筑和拆模。澆注過程中要進行振搗方可密實,振搗時間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜,間距要均勻,以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜,澆注完畢后,表面要壓實、抹平,以防止表面裂縫。盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注,若由于工程需要在夏季施工,則盡量避開正午高溫時段,澆注盡量安排在夜間進行。拆模時間應(yīng)根據(jù)氣溫和強度情況而定?;炷猎趯嶋H溫度養(yǎng)護的條件下,強度達到設(shè)計強度的75%以上,混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內(nèi),預(yù)計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。 3.養(yǎng)護措施 養(yǎng)護是大體積混凝土施工中一項十分關(guān)鍵的工作。養(yǎng)護主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝土內(nèi)外溫差,促進混凝土強度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)工程的具體情況,應(yīng)盡可能多養(yǎng)護一段時間,拆模后應(yīng)立即覆蓋保護,同時預(yù)防近期驟冷氣候影響,以控制內(nèi)外溫差,防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養(yǎng)護,不僅要滿足增長的需要,還應(yīng)通過人工的溫度控制,防止因溫度變形引起混凝土的開裂。 (作者單位:浙江豐惠建筑有限公司 浙江華鵬建設(shè)集團有限公司 浙江恒業(yè)建設(shè)工程有限公司)
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