混凝土裂缝控制的研究

内容摘要:本文就混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,使混凝土呈现出一些非均质的特性,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,本章就其原因提出了相应的预防对策。

关键词:混凝土;建筑工程;裂缝控制

中图分类号:TU528.01

文献标识码:A

建筑工程中结构发生裂缝是很正常的现象,最常见的而且发生次数最多的还是钢筋混凝土结构构件和砖砌体的裂缝。裂缝出现并不可怕,关键要找出裂缝产生的原因和应采取的控制措施,工程实践表明,结构裂缝中有一部分可以用设计和施工的办法来解决的。因而了解裂缝产生的原因,掌握控制裂缝产生的技术措施,对保证工程质量,提高工程效益是极为重要的。

一、混凝土裂缝形成的原因

裂缝出现并不可怕,关键要找出裂缝产生的原因和应采取的控制措施,工程实践表明,结构裂缝中有一部分可以用设计和施工的办法来解决的。因而了解裂缝产生的原因,掌握控制裂缝产生的技术措施,对保证工程质量,提高工程效益是极为重要的。

(一)设计原因

设计结构中的断面突变而产生裂缝,结构中断面突变,在相对薄弱的“瓶颈”部位会产生拉应力相对集中,而产生裂缝;在单层双向配筋的楼板中,由于埋设多种管线,使板的有效截面削弱,导致沿管道埋设方向产生应力集中而出现裂缝;设计中构造钢筋配置过少未充分考虑混凝土的收缩变形,由于设计计算方法欠妥,一些大跨度楼板支座、转角及板面跨中受压区配设构造钢筋不合理,板面抗拉强度不能满足要求而引发裂缝;忽视屋面板的温度应力,当设计屋面板无可靠保温隔热层而受太阳爆晒产生的温度变形受到周边结构体约束而产生裂缝;建筑物单体长度超标,结构体型突变及未设置必要的伸缩缝。当建筑物单体长度过长而又未考虑设置伸缩缝,建筑物因自由伸缩而引起裂缝。另外平面布局凹凸较大,转角增多,由于这些转角应力过分集中形成薄弱部位受到混凝土收缩及温差变化时易产生裂缝。

(二)材料原因

不同品种水泥的收缩值取决于硅酸钙、铝酸三钙、石膏的含量及水泥细度等。一般来说。铝酸三钙含量大、石膏含量不足其水泥收缩大。水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响越大。混凝土收缩随骨料含量的增加而减小,随骨料弹性模量的增加而减小,同时,又随骨料中粘土含量的增加而增大。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。骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量也增大。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。在原料一定的条件下,混凝土配合比对干缩有很大的影响,包括单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率及灰浆比等参数。

二、混凝土裂缝的预防控制措施

(一)设计预防措施

在楼板设计中宜采用较小直径加密分布的方式进行布筋,为防止温度及收缩引起的次应力影响。适当提高配筋率。尽量避免结构断面突变带来的应力集中。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中产生的结构裂缝。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施避免产生裂缝。合理布置伸缩缝。合理布置伸缩缝防止在薄弱部位产生结构裂缝。例如,在房屋长度>40m时,应在建筑物中间墙体及楼板上20m左右处设置后浇带。或在房屋更长时在房屋中间每30m左右处设置伸缩缝。使其混凝土收缩变形上得到释放。按地质条件采取合理的基础形式减轻地基不均匀沉降。按场地地质条件合理选用基础形式和对不良地基进行处理。例如,地质勘察资料中表明场地地基不均匀,部分地基承载力高,部分地基承载力低,就需要对局部地基进行处理,同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中,使地基承载力基本一致;加强上部结构和基础的刚度,不致使地基基础产生不均匀沉降。加强屋面保温措施。为避免屋面梁板温度裂缝的出现。最有效的办法是改善屋面保温隔热效果,减小屋面因太阳暴晒而产生的温差。

(二)材料措施

选用质量稳定厂家的水泥,根据工程特点、混凝土强度大小、工期要求及施工特点。选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级。要求尽量避免采用早强高的水泥,一般选用中低热水泥、粉煤灰水泥和收缩量较小的水泥。骨料的选用。选用级配优良的砂、石原材料,含泥量及有害物质含量应符合规范要求。掺合料外加剂的选用。严格按规范控制外加剂掺量,合理选用混凝土掺和料,降低水泥用量、降低水化热。混凝土配合比设计。混凝土配合比设计应切实考虑施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面及砂、石原材料质量情况,合理选择坍落度。

(三)施工措施

严格控制材料进场。严格执行材料进场报验制度,不合格的材料严禁不允许进场。无合格证、无复试报告的材料不允许进场。加强模板施工的过程管理。支模架体必须有足够的刚度稳定性,方料与模板的接触面不得的任何间隙,使每个接触面都要有可靠的支撑点,做到模板平整。拆模一定要等到混凝土强度达到规范要求强度设计允许值,平台进料口、悬挑构件等薄弱部位,模板和支撑必须混凝土强度达到设计强度后才能拆除。有效地防止因拆模过早导致结构受损而产生的裂缝。加强混凝土浇筑和养护的管理。强化混凝土施工过程中的管理和浇捣后的养护,浇捣过程中,实行对每车商品混凝土进行落度检查。施工中不断用移动标志来控制混凝土板的厚度。确保达到设计要求;浇捣完毕后根据厚度控制点用4米铝合金刮杆进行找平,在混凝土终凝前采用三次成活的施工工艺,减少混凝土表面的塑性收缩裂缝。

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象。它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待。采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献:

1　王凯军,低能耗城市污水处理工艺研究,中国给水排水,1998,5

2　刘延华,厌氧,好氧活性污泥法快速低耗氧去除COD的机理初探,给水排水,1997