浅谈建筑主体结构

摘要：本文对钢筋混凝土结构裂缝这一质量通病的产生原因进行分析，并提出了预防裂缝产生的控制措施。

关键词：钢筋混凝土结构裂缝成因裂缝控制

房地产产业和建筑业的繁荣发展，带动了我国经济的快速发展，建筑主体结构——现浇钢筋混凝土结构以其整体性好，利于抗震等优点，已经在工程建设中得以广泛采用，但钢筋混凝土结构裂缝亦成为了当前普遍的质量通病，虽然这些裂缝不会对钢筋混凝土结构的安全构成严重威胁，但是对建筑的耐久性和使用功能上会造成影响。因此必须加以重视，弄清裂缝的成因，采取相应的措施，提高建筑物的整体质量。

1、温度裂缝

混凝土体积是随温度变化而膨胀、收缩的。混凝土的线胀系数通常为10×10-6/℃。当混凝土体内外温差不同,或浇筑后期的环境温度变化,都会产生不均匀胀缩。当温差在l0℃时,如无约束,每一延米的混凝土所产生的湿度变形收缩有0.1mm左右。一旦胀缩受阻,就会产生拉应力,当拉应力超过构件实际强度就会出现裂缝。由于温度裂缝主要发生在大体积混凝土中,而工程面板较薄,混凝土周边约束低,温度裂缝影响相对较小。

混凝土温度裂缝的主要特征是:

(1)由体内温差和塑性收缩引起的裂缝无一定方向,裂缝深度随温差大小而变,可以是深层的,也可以是表层的,甚至贯通的。裂缝出现在成型期,拆模后即可发现。

(2)由环境温差引起的裂缝方向基本上与长边垂直,裂缝部位视变形受阻的情况而异,裂缝深度随环境温度差变化。

由混凝土体内外温差引起的变形和裂缝,主要发生在大体积混凝土中,对一般水化热不大的中小构件,内外温差对其影响不大。且此类变形、裂缝只发生在混凝土凝结期间,与混凝土塑性收缩同时发生。一旦混凝土硬化,不会再有热应力和热变形。环境温差也可引起混凝土变形和开裂。环境温差是指拆模时混凝土温度与大气温度之差,混凝土浇筑完成时的温度与使用期间最高或最低气温之差。由拆模时混凝土温度与大气温度之差引起的温差裂缝,发生在混凝土成型期内;由混凝土浇筑完成时的温度与使用期间最高或最低气温之差引起的温差裂缝,则发生于混凝土成型期以后,两种裂缝均随温度变化,夏季变窄冬季变宽。

造成混凝土温度裂缝主要原因有两条:

(1)体积变化。包括混凝土体温和环境温度变化引起的收缩膨胀、含水量变化引起的塑性收缩。两者同时发生时,温度差可以叠加。

(2)变形受阻。当混凝土构件自由胀缩时,自由变形,因钢筋混凝土中混凝土与钢筋具有相同的线膨胀系数,能够协同工作,互不牵制。一旦变形受阻,就会转化为应力,当应力超过实际强度就会形成裂缝。

2、塑性裂缝

塑性收缩裂缝出现在暴露于空气中的混凝土表面,裂缝较浅,长短不一,短的仅20cm~30cm,长的可达2m~3m,宽1mm~5mm,裂缝互不连贯,类似干燥的泥浆面。影响混凝土塑性

裂缝的主要因素与控制措施:

防止出现塑性裂缝的原理:一是降低混凝土表面游离水的蒸发速度;二是减小混凝土的面层干缩量,三是增大混凝土面层早期的抗裂强度。

1）选用干缩较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,严格控制水泥用量和掺合料的用量,选用级配良好的砂子和石子。气温较低时,在混凝土中掺加促凝剂,以加速混凝土的凝结和强度发展。掺加一定量的纤维,如钢纤维、聚丙烯纤维等。

2）浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分。

3）振捣密实,减少混凝土的收缩量。

4）混凝土浇筑后,在初凝前完成抹平工作,终凝前完成压光工作。建议推广二次抹压工艺。抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖,认真养护,也可喷涂混凝土养护剂。

5）在气温高、风速大、干燥的天气施工时,加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护,使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。在炎热季节,需加强表面的抹压和养护。必要时加设遮阳挡风及喷雾设施等。

3、干缩裂缝

干缩裂缝是早期裂缝之一,多发生于混凝土硬化前后。主要是混凝土表面水分流失蒸发快,在混凝土截面上形成湿度梯度,致使混凝土内外干缩量不一致。混凝土表面收缩变形产生拉应力,因混凝土早期强度尤其是抗拉强度较低,因而出现干缩裂缝。干缩裂缝的特征是:裂缝深度不大,宽度多在0.05～0.20mm之间,主要集中在构件表面;裂缝没有规律性,纵横交错,形似龟纹,并随温度变化逐渐发展。

干缩裂缝的控制措施:

1)选择适合的水泥品种和用量:一般来说,水泥的需水量越大,混凝土的干燥收缩越大,不同水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为:矿渣水泥、普通水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。所以,从减少收缩的角度来看,宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。干燥收缩随水泥用量的增加而增大,但是增加量不显著。C20~C60混凝土的水泥用量一般约为350kg/m3~600kg/m3。

2)混凝土的干缩受用水量影响很大,在同一水泥用量条件下,混凝土的干燥收缩和用水量成正比。综合水泥用量和用水量来考虑,水灰比越大,干燥收缩越大。因此,在混凝土配合比设计中应尽可能将每m3混凝土的用水量控制在170kg以下,对于浇筑墙体和板材的单方混凝土用水量的控制尤为重要。特别值得注意的是,施工混凝土的用水量绝对不允许大于配合比设计给定的用水量。

3)矿渣、火山灰、硅藻土等粉状掺合料,掺加到混凝土中,一般都会增大混凝土的干缩值,但是质量好,含有大量球形颗粒的一级粉煤灰,由于内比表面积小,需水量少,故能降低湿混凝土干缩值。

4)掺加减水剂,特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干缩值,但是对于某些减水剂,尤其是具有引气作用时,有增大混凝土干缩的趋势。因此,要选用干燥收缩小的外加剂。

5)混凝土浇筑面受到风吹日晒,表面干燥过快,受到内部混凝土的约束,在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护,对减少干燥收缩有一定的作用。

参考文献：

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