1前言
建筑工程施工中,如果混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫,就會(huì)影響混凝土構(gòu)件的剛度和建筑物結(jié)構(gòu)的整體抵抗能力,即使裂縫的出現(xiàn)不會(huì)導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的破壞或建筑物的倒塌,也會(huì)影響到建筑外觀,當(dāng)裂縫寬度超出一定限度時(shí),也會(huì)造成鋼筋銹蝕,影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性能。本文介紹混凝土工程施工中幾種常見(jiàn)裂縫的控制方法及裂縫的處理措施,對(duì)混凝土工程的施工有一定的參考價(jià)值。
2常見(jiàn)裂縫分類
混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的,情況較為復(fù)雜,綜合因素較多。對(duì)于某種裂縫的出現(xiàn),人們很難給予一個(gè)準(zhǔn)確明晰的原因分析。工程實(shí)踐證明,裂縫形成的原因主要來(lái)自三個(gè)方面:變形、荷載以及不均勻沉降。一般由溫差、收縮、不均勻沉降等引起的變形贊成的裂縫約占80%,荷載等造成的約占20%,當(dāng)然還需要考慮其綜合原因。根據(jù)這些主要影響因素,人們常把混凝土裂縫歸納為收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、徐變裂縫、應(yīng)力裂縫和施工裂縫等幾大類。
3裂縫的控制措施
3.1收縮(干縮)裂縫的控制
收縮(干縮)裂縫的控制主要在于控制濕度的變化,使結(jié)構(gòu)、構(gòu)件具有相對(duì)穩(wěn)定的濕度。
加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑完后,裸露表面應(yīng)及時(shí)用草墊、草袋或塑料薄膜覆蓋,并灑水濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)。在氣溫高、濕度低、風(fēng)速大的天氣應(yīng)及早覆蓋、噴水霧養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。
加強(qiáng)混凝土表面的抹壓,但應(yīng)注意避免過(guò)分抹壓。
采用密封保水方法,在混凝土表面噴養(yǎng)護(hù)劑或覆蓋塑料薄膜,使水分不易蒸發(fā),或采用其他養(yǎng)活空氣流動(dòng)(如設(shè)擋風(fēng)墻、罩)、延緩表面水分蒸發(fā)的辦法。
預(yù)應(yīng)力構(gòu)件應(yīng)及時(shí)張拉,避免長(zhǎng)期堆放。
適當(dāng)選擇配合比,避免水灰比、水泥用量、砂率過(guò)大、嚴(yán)格控制砂、石的含泥量,避免使用粉砂,以提高混凝土抗拉強(qiáng)度。
構(gòu)件長(zhǎng)期露天堆放時(shí),應(yīng)繼續(xù)適當(dāng)灑水或覆蓋養(yǎng)護(hù),以便有較長(zhǎng)的保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間,特別是薄壁構(gòu)件,應(yīng)放在陰涼的地方覆蓋堆放。
3.2溫度裂縫的控制
防止混凝土內(nèi)部約束引起的表面溫度裂縫,一般采用控制混凝土表面與外界或內(nèi)部的溫差的方法,使其小于25℃。常用控制措施是:對(duì)加熱養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件,應(yīng)采用緩慢升降溫,使升降溫度不大于10℃/h,并注意緩慢揭蓋、脫模,避免表面溫度應(yīng)力過(guò)大;對(duì)大體積結(jié)構(gòu),當(dāng)混凝土與外界溫差較大時(shí),應(yīng)采用保溫養(yǎng)護(hù),適當(dāng)處長(zhǎng)拆模時(shí)間,使溫差控制在25℃以內(nèi)。
預(yù)防結(jié)構(gòu)受外部約束引起的混凝土溫度裂縫,一般可采取以下幾方面的技術(shù)措施:
選用低熱或中熱水泥(如礦渣水泥、抗硫酸鹽水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土;在混凝土中摻加粉煤灰或減水劑;利用后期(90d、180d)強(qiáng)度以降低水泥用量和溫升;在基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋冷卻水管,通入循環(huán)冷水,將水化熱導(dǎo)出;在厚度大、少筋、大體積混凝土中,摻入20%以下塊石吸熱,并可節(jié)省混凝土用量。
避開炎熱天氣及夜間澆筑混凝土。采用低溫水拌制混凝土,對(duì)砂石進(jìn)行冷水霧降溫,或設(shè)置簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置,以降低混凝土拌合物溫度。同時(shí)采用薄層澆筑混凝土,每層厚度不大于30cm,加快熱量散發(fā),并使熱量分布均勻。
做好混凝土的保溫、保濕養(yǎng)護(hù),緩慢降溫,充分發(fā)揮徐變特性,削減溫度應(yīng)力;夏季避免曝曬,冬季保溫覆蓋。采取長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù),規(guī)定合理的拆模時(shí)間,充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”;混凝土拆模后,及時(shí)回填土,避免結(jié)構(gòu)側(cè)面長(zhǎng)期暴露。
大體積基礎(chǔ)采取分層分塊澆筑,合理設(shè)置施工縫,在適宜位置澆縫,以加快散熱;在巖石地基或厚混凝土墊層上澆筑大體積混凝土,應(yīng)在墊層上放置滑動(dòng)層(平面澆瀝青瑪蹄脂,鋪砂或鋪設(shè)卷材),垂直面放置緩沖層(貼聚乙烯泡沫塑料),以消除嵌固作用,釋放約束應(yīng)力。選擇良好級(jí)配的粗骨料,嚴(yán)格控制其含泥量;加強(qiáng)混凝土振搗,提高混凝土密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度;在基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋;在接縫部位,適當(dāng)增大配筋率,設(shè)暗梁,以減輕邊緣效應(yīng),提高抗拉強(qiáng)度;同時(shí)加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù),提高早期抗拉強(qiáng)度和彈性模量。避免降溫與干縮共同作用導(dǎo)致的應(yīng)力疊加;在混凝土中摻加水泥用量5%-10%的VEA混凝土微膨脹劑,以抵消由于干縮和降溫引起的混凝土收縮,控制混凝土開裂。
采取“雙控計(jì)算”措施,即在澆筑混凝土前按施工條件和擬采取的防裂控制措施,計(jì)算可能產(chǎn)生的最大降溫收縮拉應(yīng)力,當(dāng)發(fā)現(xiàn)超過(guò)計(jì)算齡期的混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),調(diào)整所采取的措施使應(yīng)力控制在允許范圍內(nèi);混凝土澆筑后,應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)溫度和溫度升降曲線,計(jì)算每階段降溫時(shí)混凝土累計(jì)拉應(yīng)力,當(dāng)其大于該齡期的混凝土抗拉極限強(qiáng)度時(shí),應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)措施,使各階段降溫時(shí)混凝土的累計(jì)拉應(yīng)力小于該齡期混凝土允許的抗拉強(qiáng)度,以控制裂縫出現(xiàn)。
由于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)具體情況和條件,采取其中一種或數(shù)種措施。
3.3沉降裂縫的控制
沉降裂縫主要在混凝土表面沿水平鋼筋通長(zhǎng)方向出現(xiàn),分布面比較廣,一般在拆模后3d-7d出現(xiàn),其主要原因在于,若混凝土澆搗時(shí),骨料顆粒下沉,水泥漿上浮,受到鋼筋或埋件或大骨料的阻擋,造成混凝土分離。
在工程施工中,一般采取的措施為:在混凝土施工時(shí)應(yīng)注意布點(diǎn)下料的位置盡量要少;振搗下層鋼筋時(shí)可輕輕地對(duì)上部鋼筋進(jìn)行振動(dòng),盡量減少上部鋼筋粘帶水泥漿;澆筑混凝土以前可對(duì)鋼筋及模板用水濕潤(rùn),降低鋼筋及模板的溫度;夏季混凝土澆筑盡量選在早晨或晚間溫度較涼爽時(shí);施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋的保護(hù)層厚度。
混凝土澆筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制振搗時(shí)間,振搗充分,且分層間隔不宜過(guò)長(zhǎng)。
3.4徐變裂縫的控制
適當(dāng)加大端頭截面高度,配置承受水平力鋼筋、放射式配筋或彎起構(gòu)造筋(彎起方向平等于主拉應(yīng)力)。壓低預(yù)應(yīng)力筋彎起角度,減少非預(yù)壓區(qū);支撐節(jié)點(diǎn)采用微動(dòng)連接,如采用螺栓連接,預(yù)留孔內(nèi)設(shè)橡膠墊圈、柔性連接等,以削減約束應(yīng)力;構(gòu)件吊裝前應(yīng)有一個(gè)較長(zhǎng)的堆放時(shí)間,吊車梁的最后固定盡可能晚些(徐變3個(gè)月可達(dá)60%,4個(gè)月基本穩(wěn)定,半年徐變可完成70%-80%),使徐變變形在吊裝前(或固定前)完成大部分,此時(shí)混凝土具有較長(zhǎng)齡期,強(qiáng)度也較高;預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不要過(guò)早放張,以減少收縮徐變變形,提高抗裂能力;加大端頭支承墊板,改進(jìn)壓力分布層,減少應(yīng)力集中。
3.5施工裂縫的控制
木模板澆水濕透,防止脹模將混凝土拉裂。采用翻轉(zhuǎn)脫模時(shí)應(yīng)平穩(wěn),防止劇烈沖擊和振動(dòng),并應(yīng)在平整堅(jiān)實(shí)的鋪砂地面上進(jìn)行;預(yù)應(yīng)力構(gòu)件預(yù)留孔時(shí)管芯要平直,混凝土澆筑后定時(shí)(15min左右)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管,抽管時(shí)間以手壓混凝土表面不顯印痕為宜,抽管時(shí)應(yīng)平穩(wěn)緩慢;胎模應(yīng)選用有效的隔離劑,起模前先用斤頂均勻松動(dòng),再平緩起吊;構(gòu)件堆放要按支承受力狀態(tài)設(shè)置墊木,重疊堆放時(shí),支點(diǎn)應(yīng)保持在一條直線上,同時(shí)做好標(biāo)記,避免板、梁、柱構(gòu)件反放;運(yùn)輸中,構(gòu)件之間設(shè)置墊木并互相綁牢,防止晃動(dòng)碰撞;屋架、柱等大型構(gòu)件吊裝,應(yīng)按規(guī)定設(shè)置吊點(diǎn);吊裝屋架等側(cè)向剛度差的構(gòu)件時(shí),應(yīng)用腳手架橫向加固,并設(shè)牽引繩,防止吊裝過(guò)程中晃動(dòng)、碰撞;混凝土冬期施工在摻加氯鹽早強(qiáng)劑,同時(shí)也應(yīng)摻加亞硝酸鈉阻銹劑(為水泥質(zhì)量的1%-2%);滑動(dòng)模板應(yīng)確保安裝尺寸和質(zhì)量,施工中若因某種原因停滑時(shí)間過(guò)長(zhǎng),應(yīng)松開模板后再滑升,以防止拉裂混凝土。
結(jié)束語(yǔ):
以上對(duì)混凝土不同裂縫的控制措施作了具體分析,在具體施工中,要靠我們多觀察、多比較,出現(xiàn)問(wèn)題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的。
混凝土 裂縫 構(gòu)件
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