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文檔簡介

房建工程混凝土裂縫成因分析及控制【摘要】:混凝土裂縫是房建工程中最常見的現(xiàn)象之一,裂縫的存在和發(fā)展會危及建筑物的安全,造成質(zhì)量安全事故。本文深入探討和分析了裂縫產(chǎn)生的原因及控制方法,為裂縫的防治提供參考。【關(guān)鍵詞】:裂縫;收縮;成因;控制;發(fā)展Abstract:theconcretecrackingisendowedthemostcommonphenomenonengineering,oneoftheexistenceanddevelopmentofcrackswillendangerthesafetyofthebuildingsafetyaccidentscausedbyquality.ThispaperdiscussesandanalysesthecrackingreasonandcontrolmethodforthepreventionandcontrolofthecracktoprovidethereferenceKeyWords:crack;Contraction;Cause;Control;development一、混凝土的基本概念目前,混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題,是工程建設(shè)中存在的一個普遍的問題,近年來隨著超長、超大體積混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,高強及各種外加劑、外摻料混凝土的廣泛應(yīng)用,使得混凝土裂縫控制變得更加復(fù)雜,而混凝土結(jié)構(gòu)的破壞乃至建筑物的倒塌,往往是從混凝土結(jié)構(gòu)的微裂縫發(fā)展而來的?,F(xiàn)代混凝土科學(xué)的研究及大量工程實踐表明,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是難以避免的,裂縫也應(yīng)是一種人們可以接受的材料特征,只是如何將其有害的程度控制在一定的范圍內(nèi)。由于影響混凝土施工期開裂的因素較多,故應(yīng)著重從混凝土施工期裂縫產(chǎn)生的原因方面進(jìn)行分析,才能對混凝土裂縫的形成機理有較深的理解。二、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因造成混凝土裂縫的原因是多方面的,一般而言,可分為混凝土自身原因和外部原因兩大類。(一)混凝土因自身特性產(chǎn)生裂縫1.收縮裂縫混凝土硬化后因為水分蒸發(fā),體積上收縮。因為混凝土中的水分蒸發(fā)通常情況下主要在混凝土澆搗后的硬化過程中和硬化后一個月左右的時間內(nèi)完成,尤其在硬化過程中水分蒸發(fā)速率最大[1];因而,相應(yīng)地收縮裂縫出現(xiàn)的時間與其相對應(yīng),通常情況下,混凝土拆模時收縮裂縫就已基本形成,有時只是因為裂縫太小不易被發(fā)覺,之后隨著混凝土水分的進(jìn)一步蒸發(fā),其裂縫就逐漸變大;或者由于產(chǎn)生滲漏時才能會被發(fā)覺。一般情況,幾個月以后,混凝土體內(nèi)多余的水分蒸發(fā)已基本完成,混凝土內(nèi)濕度與環(huán)境的濕度基本趨于一致,因而收縮裂縫的大小發(fā)展也趨于停止,處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。如果混凝土的體積變化受到約束,且混凝土自身抵抗這種變形的抗拉性能過低時,就會產(chǎn)生開裂。可以說,混凝土自身收縮是其固有的物理特性,而由此類原因產(chǎn)生的收縮裂縫,占大多數(shù)[2]。圖1收縮裂縫(1)干燥收縮由于水泥混凝土的脫水干燥,其長度或體積會有所減少,稱為干燥收縮。混凝土的干燥收縮主要是由于水泥石的干燥引起的。影響其干縮變形的主要原因可分為內(nèi)外兩個方面:內(nèi)因涉及單方水泥用量、用水量、水灰比、骨料以及構(gòu)件大?。煌庖騽t涉及環(huán)境的相對濕度、干燥時間等。(2)干濕引發(fā)的體積變化硬化后混凝土結(jié)構(gòu)雖然是穩(wěn)定的,但在水中或高濕度的地方,會因為吸收水份而產(chǎn)生膨脹,稱為潤濕膨脹。影響其膨脹的主要原因有:混凝土中的單方用水量、水泥用量、水灰比、骨料及構(gòu)件的大小、混凝土沁水前的干燥狀態(tài)以及水中存放期限等[3]。(3)4.1一般計算方法

英國BS5400提出的關(guān)于收縮應(yīng)變計算式由四個系數(shù)相乘,即[5]:

εsh=kl×kc×ke×kj。

其中,kl,kc,ke,kj為影響系數(shù),由表格或圖解的方式給出以供查用歐洲混凝土委員會—國際預(yù)應(yīng)力協(xié)會給出的計算式為:

εsh(t,t0)=εsh0[βs(t)-βs(t0)],

εsh0=εs1×εs2×εsh0。式中:εsh0———收縮應(yīng)變基準(zhǔn)值;

εs1———取決于環(huán)境;

εs2———取決于名義厚度h0。

εs1,εs2可由相應(yīng)的圖表查出,βs為收縮隨時間發(fā)展的函數(shù),也可由圖表查出,t為所考慮瞬間混凝土的齡期,t0為開始考慮收縮影響瞬間混凝土的齡期。

B—P模式給出的計算式更為復(fù)雜,它沒有相應(yīng)的通過實驗得到的數(shù)據(jù)圖表,偏重于純計算式的應(yīng)用。另外,還有美國混凝土學(xué)會、英國混凝土協(xié)會等也給出了不同的計算條款。

4.2一種實用計算法

該法的基礎(chǔ)是找出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的最大收縮應(yīng)變,而任何處于其他狀態(tài)下的最大收縮應(yīng)變用各種不同的系數(shù)加以修正。任意狀態(tài)下最大(最終)收縮應(yīng)變值以εy(∞)表示,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下以ε0y(∞)表示,則:

εy(∞)=ε0y(∞)M1×M2×M3×M4×…×Mn。式中:M1,M2,M3,…,Mn———各影響因素的修正系數(shù),可由相應(yīng)的表格查出,具體表格可參閱參考文獻(xiàn)[王鐵夢.建筑物的裂縫控制[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1987.24226];

ε0y(∞)———在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下由實驗得出的收縮應(yīng)變值。

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為:275號普通水泥;標(biāo)準(zhǔn)磨細(xì)度(比表面積為2500cm2/g~3500cm2/g);骨料為花崗巖碎石;水灰比為0.4;水泥漿含量為20%;混凝土振動搗實;自然硬化;試件截面為20cm×20cm;測定收縮前濕養(yǎng)護7d;周圍空氣相對濕度為50%等。

ε0y(∞)用結(jié)構(gòu)相對收縮變形表示,其實驗統(tǒng)計值為:3.24×10-4。而對于任意時間任意狀態(tài)下收縮應(yīng)變的計算式可由下式表示:

εy(t)=εy(∞)×(1-e-bt)。式中:b———經(jīng)驗系數(shù),一般取0.01;

εy(t)———任意時間任意狀態(tài)下的收縮應(yīng)變,t以天為單位。2.溫度裂縫溫差裂縫主要是由于溫度差或由于溫度變化通過混凝土熱脹冷縮效應(yīng)而引起混凝土開裂。其中可分為兩類。一類為由于混凝土內(nèi)部存在一個溫度差,從而內(nèi)部產(chǎn)生溫度效應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土開裂。對于大體積混凝土,溫升引起的膨脹是極度危險的。由于混凝土體積大,聚積在混凝土內(nèi)部的熱量不易散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高;而混凝土表面散熱很快,這樣就形成了溫差很大的內(nèi)表溫差,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力[6]。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度時,就會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。同時,隨著水化反應(yīng)的減弱,混凝土將逐步降溫,在降溫過程中則會引起混凝土的收縮變形;加上混凝土多余水分蒸發(fā)也會引起體積變化,當(dāng)受到地基和結(jié)構(gòu)邊界的約束,會產(chǎn)生很大的收縮拉應(yīng)力,當(dāng)收縮拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉應(yīng)力時,混凝土就會產(chǎn)生貫穿整個截面的裂縫。另一類溫差裂縫并不是開裂混凝土本身內(nèi)部有溫度差所引起的,而是出于整個混凝土結(jié)構(gòu)中局部混凝土構(gòu)建所受環(huán)境溫度的變化,通過熱脹冷縮效應(yīng),對與其相關(guān)的構(gòu)件產(chǎn)生拉應(yīng)力。3.塑性收縮裂縫的成因塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前,表面因失水很快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈現(xiàn)中間寬兩端細(xì)且長短不一、互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小時,受高溫或較大的風(fēng)力影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓力造成混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土強度又無法抵抗其本身的收縮,而產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝聚時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等。(二)化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫堿骨料縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最為常見的,是由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫[7]。這種裂縫一般出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的使用期間,一旦出現(xiàn)很難補救,因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。(三)混凝土結(jié)構(gòu)受力裂縫結(jié)構(gòu)受荷載后產(chǎn)生裂縫的因素很多,施工中和使用期間都可能出現(xiàn)裂縫。所以在一般情況下鋼筋混凝構(gòu)件是允許帶裂縫工作的。三、混凝土裂縫的影響因素1、混凝土的原材料與配合比的影響混凝土的工廠化、規(guī)?;a(chǎn)使混凝土的質(zhì)量得到了基本的保證,但也不能排除個別情況下,原材料質(zhì)量不合格,混凝土配合比不合理,配合比失控等情況。主要表現(xiàn)為砂、石原材料含泥量超標(biāo),砂率或膠結(jié)料用量過大,外加劑質(zhì)量不合格等,由此造成的混凝土質(zhì)量缺陷可能造成混凝土開裂。(1)水泥的選用影響受混凝土早期強度發(fā)展快可以給業(yè)主和承包商帶來明顯的利益所驅(qū)使,水泥生產(chǎn)商將水泥產(chǎn)品中的硅酸三鈣(C3S)的含量,提高的越來越多,粉磨細(xì)度也越來越加大,這就導(dǎo)致了混凝土的早期強度越來越高,水化放熱越來越快,這也就意味著混凝土的早期溫升越來越大;在一般溫度環(huán)境中會造成混凝土構(gòu)件中心與表面之間的溫度梯度過大。有專家認(rèn)為:如果溫度梯度超過20℃/m,在冷卻時就會引起裂縫。一般混凝土拌合廠都使用散裝水泥,散裝水泥由于庫存罐容量大,密封性好,易造成水泥的散熱慢。當(dāng)水泥運到混凝土拌合廠用于生產(chǎn)時,很多時候水泥的溫度在80℃~90℃之間,造成混凝土出機時的溫度過高,使水泥的水化加速,坍落度損失大,混凝土施工不周容易開裂。研究表明。與20℃相比,30℃時硅酸鹽水泥的水化速率要加快一倍,早期強度發(fā)展更加迅速,施工養(yǎng)護不周時更加容易出現(xiàn)裂縫。因此,混凝土廠家除了想辦法減少配方中的水泥用量,選用低熱水泥外,還應(yīng)想辦法盡可能的降低混凝土出機時的溫度,包括預(yù)冷拌和物原材料,使用冷水?dāng)嚢?,必要時在水中加冰等措施,以降低混凝土的水化溫升峰值,抑制溫度裂縫的產(chǎn)生。(2)骨料選用的影響砂石的質(zhì)量,尤其是粗骨料的級配在混凝土原材料中常被忽視。骨料的粒形、級配對孔隙率影響很大。國內(nèi)石場常用落后的鄂式破碎機加工,其石子外形及級配均不良,針片狀偏多,缺少5~10mm的骨料,使得骨料堆積的空隙率大,相應(yīng)地用于填充的水泥漿體量也大,既浪費了水泥等膠凝材料,又使得混凝土的收縮加劇,容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫。此外,粗骨料應(yīng)潔凈,軟弱顆粒和含泥量要少;細(xì)骨料一般要較粗一些,細(xì)度模數(shù)在2.7~3.0之間為好。(3)外加劑選用的影響所選用的外加劑要與水泥膠凝材料相容性良好,相容性良好的表征為混凝土拌和物易于澆灌而不離析,并能保持所需要的坍落度。使用緩凝劑可以延緩混凝土的凝結(jié)時間,延緩溫升峰值的出現(xiàn);使用高效減水劑要嚴(yán)格控制摻量,過量會造成嚴(yán)重泌水的現(xiàn)象,削弱混凝土抗?jié)B透的能力。(4)摻和料選用的影響1)摻粉煤灰對施工期開裂的影響粉煤灰是工業(yè)廢料,我國的粉煤灰排放量位居世界首位,但Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰和磨細(xì)的粉煤灰具有很好的水化膠凝性能,是混凝土很好的摻合料。目前國內(nèi)的大體積混凝土施工時都采用了大摻量粉煤灰來減少水泥用量,降低溫升,改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)和徐變能力,減少施工期混凝土形成溫度裂縫的危險。粉煤灰摻入對混凝土的干縮有一定的抑制作用,經(jīng)試驗結(jié)果對比,在風(fēng)吹干燥的條件下,摻粉煤灰混凝土比不摻粉煤灰混凝土開始出現(xiàn)裂縫的時間推遲,裂縫貫穿整個混凝土表面所需的時間隨粉煤灰摻量的增加而延長。這是因為加入粉煤灰后混凝土早期水化反應(yīng)速度降低,水化收縮減少的緣故。此外,摻入粉煤灰后混凝土的水分散失率也會降低,這主要是由于超細(xì)粉煤灰的物理填充作用使結(jié)構(gòu)致密,保水性較好的緣故。但是同樣因為混凝土內(nèi)部水分向外遷移的速度趕不上表面水分的蒸發(fā)速度,使其即使在室溫空氣條件下,表面部分處于干燥狀態(tài),出現(xiàn)表面微裂紋。因此使用外摻粉煤灰時,同樣應(yīng)加強混凝土早期濕水養(yǎng)護。2)摻硅灰對施工期開裂的影響摻硅粉是高強混凝土的實現(xiàn)途徑之一,但對混凝土的早期開裂有很大影響。經(jīng)試驗結(jié)果對比,在風(fēng)吹條件下,摻硅灰混凝土比不摻硅灰混凝土開始出現(xiàn)裂縫的時間提前,裂縫貫穿整個混凝土表面所需時間縮短,最終裂縫的條數(shù)增多,最大裂縫寬度也增大。在同樣暴露于室溫空氣條件下,未摻硅灰混凝土表面始終沒有出現(xiàn)裂縫,而摻硅灰混凝土在1天內(nèi)甚至幾個小時就有裂縫出現(xiàn)。這主要是因為硅灰顆粒小,細(xì)度大,對水的吸附作用大,使水分不易蒸發(fā);同時硅灰的加入使混凝土中大孔隙減少,密實度增加,內(nèi)部水分向表面的遷移遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于表面水分的蒸發(fā)速度,因而表面層部分提前進(jìn)入干燥狀態(tài),易產(chǎn)生表面裂縫,同時結(jié)構(gòu)致密的細(xì)孔在缺水狀態(tài)下會產(chǎn)生更大的毛細(xì)張力,因而開裂更嚴(yán)重。因此摻硅粉的混凝土必須保證早期覆蓋濕水養(yǎng)護。(5)混凝土配合比選用的影響應(yīng)盡可能的減少水泥用量以減少水泥水化時產(chǎn)生的水化熱,在保證新拌混凝土作業(yè)所需坍落度前提下,應(yīng)盡量降低水灰比,降低沙率,從而減少混凝土的孔隙率,減少收縮,提高混凝土的抗裂性能。2、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的影響研究表明混凝土的強度與混凝土的孔隙率有一定關(guān)系,孔隙率越小,強度越高,混凝土的抗?jié)B能力就越強。在這種觀念影響下,有的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員盲目地使用高強度的混凝土,特別象一些抗?jié)B性能要求較高的地下室底板和壁板等部位,混凝土設(shè)計強度達(dá)到了C50~C60。帶來的后果就是使得單方水泥用量大幅度提高,而水泥用量大,則又是易引起混凝土收縮開裂的主要原因之一。隨著強度的提高,混凝土的彈性模量會增大,徐變系數(shù)會變小,使混凝土的脆性增加,延伸率(抗裂性)減?。浑S著水泥用量的增加,水化熱也大幅度增加,造成后期干燥收縮和溫度收縮增大,引起混凝土開裂。這也就是高強混凝土比中等或低強度混凝土更容易開裂的主要原因。因此,在對抗?jié)B要求高的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)改變以往認(rèn)為高抗?jié)B就必須使用高強混凝土的單一觀念。而應(yīng)提倡通過多種途徑來實現(xiàn)混凝土的高性能,增強抗?jié)B性,而不是單一強調(diào)高強混凝土。另外,為了滿足泵送混凝土施工的需要,混凝土必須是大流動性的。加入了各種外加劑和礦物摻合料的大流動性混凝土,其體積穩(wěn)定性往往較差,主要表現(xiàn)為收縮較大。設(shè)計人員在設(shè)計樓板、墻體等表面面積較大的部位時,如果對大流動性混凝土的具體特性缺乏足夠的認(rèn)識,往往導(dǎo)致混凝土發(fā)生不應(yīng)有的開裂。因此,在原有普通混凝土結(jié)構(gòu)配筋量的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高配筋率。減小鋼筋間距是有必要的。3、混凝土施工方面的影響是指因施工不當(dāng)造成的微小裂縫(寬度小于0.2mm的裂縫)構(gòu)成了薄弱環(huán)節(jié),在使用過程中可能進(jìn)一步發(fā)展形成混凝土的有害裂縫(寬度大于0.2mm的裂縫)。客觀上講,對混凝土這種復(fù)雜的多組份凝結(jié)硬化形成的多相材料結(jié)構(gòu),一般難以避免微小裂縫的產(chǎn)生。研究試驗表明,即使制作工藝良好的混凝土構(gòu)件也存在著大量的微小裂縫,以目前的建筑施工條件要完全避免微小裂縫是不可能的。微小裂縫屬于亞微觀結(jié)構(gòu)范疇的缺陷,如果沒有進(jìn)一步引起大的開裂,一般視其對混凝土結(jié)構(gòu)的使用沒有影響。但是,它對混凝土其它性能的潛在影響有可能誘發(fā)不良的后果,理應(yīng)引起我們足夠的重視。由于混凝土早期強度發(fā)展快可給承包商帶來明顯的效益,因此,目前存在一種盲目追求早期強度高的施工現(xiàn)象。如果養(yǎng)護稍有疏忽,就會導(dǎo)致混凝土開裂的情況出現(xiàn),特別對于抗?jié)B性能要求較高的地下室墻板結(jié)構(gòu),要特別注意濕養(yǎng)護,并保持足夠長的養(yǎng)護時間,直到回填掩蔽。目前,大中城市使用的混凝土基本上是由商品混凝土廠家生產(chǎn)后運到工地交付使用的,如果工地施工不當(dāng),再好的混凝土也會出問題。例如,有部分施工人員在使用混凝土輸送泵時,往往認(rèn)為混凝土坍落度越大越好泵送,因而盲目加水,使得水膠比增大,澆灌后的混凝土泌水、離析嚴(yán)重,較輕的粉煤灰上浮分層,使混凝土的勻質(zhì)性不良,力學(xué)性能和耐久性自然受到影響。摻加粉煤灰的混凝土比較粘稠,使混凝土在運輸和澆灌過程不容易離析,對改善均勻性有明顯的好處,而且易于泵送和振搗密實。但由于摻粉煤灰混凝土粘度大,施工振搗時要加密振點,快插慢拔,同時要避免過振,平拖。否則,會使較輕的粉煤灰上浮分層,造成人為的離析現(xiàn)象出現(xiàn)。4、高性能混凝土材性變化的影響收縮是混凝土固有的變形性質(zhì),普通混凝土的開裂機理已為人們所認(rèn)識,隨著近幾年高性能混凝土在工程中應(yīng)用的不斷增多,混凝土結(jié)構(gòu)開裂的現(xiàn)象也不斷增多。本應(yīng)具有較高體積穩(wěn)定性的高強混凝土其早期的收縮要比普通混凝土大得多,因此在分析高強混凝土開裂的原因時,應(yīng)考慮高強混凝土區(qū)別于普通混凝土的材性特征?;炷猎谀Y(jié)、硬化的過程中,由于化學(xué)和干燥作用使混凝土的體積產(chǎn)生收縮,即化學(xué)收縮和自收縮。前者是在有足夠水供應(yīng)的情況下產(chǎn)生的,而后者是在沒有充足水分供應(yīng)情況下觀察到的宏觀體積變化?;瘜W(xué)收縮與膠結(jié)料和加水量有關(guān),膠結(jié)料用量和水灰比越大,化學(xué)收縮必然越大。而自收縮目前比較統(tǒng)一的解釋是混凝土內(nèi)部的自干燥引起的。所謂自干燥并非是由于外部環(huán)境相對濕度的影響而引起的材料的干燥脫水,而是隨著水化反應(yīng)的不斷進(jìn)行,混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)微細(xì)孔中的自由水量出現(xiàn)相對不足,使孔中水的飽和蒸汽壓降低,即混凝土的相對濕度降低,自干燥的結(jié)果是毛細(xì)孔中的水由飽和狀態(tài)變?yōu)椴伙柡蜖顟B(tài),毛細(xì)管引力的存在使水泥石受負(fù)壓而產(chǎn)生體積收縮。近年來,高強和高性能混凝土在工程中得到了日益普遍的應(yīng)用,加入超塑化劑以降低水灰比和加入較多的活性混合材料是配制高性能混凝土的主要手段。低水灰比和活性礦粉材料的大量摻入,使高性能混凝土的硬化特性與普通混凝土有了很大的差異,致使高性能混凝土產(chǎn)生較大的自收縮,表現(xiàn)在:(1)高性能混凝土有較小的水膠比,隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行,硬化水泥漿體內(nèi)的自由水量迅速減少,毛細(xì)管中的水分也被逐步吸收減少。這樣,高性能混凝土中水泥漿體的自干燥作用要比普通混凝土中的這一作用要強烈。(2)由于在高性能混凝土中摻入了較大量的細(xì)顆粒活性礦粉材料,減少了混凝土泌水現(xiàn)象也使混凝土更加密實。但也導(dǎo)致外部養(yǎng)護用水很難進(jìn)入混凝土的內(nèi)部,大大阻礙了外部養(yǎng)護用水對內(nèi)部混凝土的養(yǎng)護作用。(3)對普通混凝土來說,摻入膨脹劑是補償收縮的有效措施,而對高性能混凝土來說,由于水灰比較低,外部養(yǎng)護用水又很難進(jìn)入混凝土內(nèi)部,在缺水狀態(tài)下的膨脹劑很難發(fā)揮其應(yīng)有的膨脹補償收縮作用,因此混凝土開裂仍然難以避免。四、混凝土裂縫的預(yù)防措施(1)嚴(yán)格控制混凝土原材料、施工配合比。在選用混凝土構(gòu)件的原材料時,應(yīng)綜合所設(shè)計混凝土性能指標(biāo)對原材料的要求,從技術(shù)上、經(jīng)濟上統(tǒng)籌考慮篩選。水泥水泥的品種和成分對施工期混凝土的開裂有很大的影響,在選用時,應(yīng)盡量不用早強型水泥、鋁酸鹽水泥、礦渣水泥等收縮大的水泥品種,因為水泥的需水量越大,混凝土的早期干縮、收縮越大。不同水泥混凝土的干燥收縮,按其大小排列依次是:礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、中低熱水泥和粉煤灰水泥。因此從減少早期收縮的角度出發(fā),宜采用中低熱或粉煤灰水泥。同時水泥標(biāo)號不宜太高。骨料混凝土中的骨料,特別是粗骨料起著抑制收縮的作用,對混凝土的抗壓強度及彈性模量等指標(biāo)影響較大。不同品種的粗骨料因彈性模量不同對收縮的抑制作用各不相同,如:石灰?guī)r>安山巖>砂巖,因此在許可條件下,宜選用石灰?guī)r質(zhì)碎石做混凝土集料。摻合料礦渣、硅粉摻合料加入混凝土中,都會增大混凝土的干燥收縮值,而粉煤灰由于其比表面積小,需水量低,能降低混凝土的干燥收縮值。粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物,其中SiO2含量40%~60%,Al2O3含量17%~35%,這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH)2進(jìn)行二次水化反應(yīng)。摻粉煤灰可以取代部分水泥,從而減少水泥用量,降低了混凝土的熱脹;而且由于粉煤灰顆粒較細(xì),能夠參與二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增加,在混凝土中分散更加均勻,同時粉煤灰的二次水化反應(yīng)進(jìn)一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu),使混凝土中總空隙率降低,孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)化,分布更為合理,使硬化后的混凝土更加致密,相應(yīng)收縮值也越小。再就是粉煤灰的二次反應(yīng)一般在混凝土澆筑10多天后才趨于明顯,從而推遲了水化熱峰值的出現(xiàn),有利于混凝土的早期養(yǎng)護。但摻加粉煤灰混凝土的早期抗拉強度和極限變形有所降低,因此粉煤灰摻量不宜過多,一般控制在25%以內(nèi)。外加劑摻用減水劑國內(nèi)外資料表明,水泥水化所需要的水僅為水泥質(zhì)量的20%~25%,其余的完全是為了和易性的要求,其中一部分被離析出來,相當(dāng)大部分則留在孔隙中,對混凝土的干縮、早期裂縫起著決定性的作用,所以減少用水量至關(guān)重要。因此在工程中,分別視其強度等級不同和部位不同,摻加不同劑量的減水劑或高效減水劑,以減少單方用水量和水泥用量,從而起到提高混凝土強度和耐久性的作用,使混凝土收縮值降到最低,有效地防治了混凝土施工期裂縫的產(chǎn)生。選用合適的膨脹劑使用膨脹劑的目的是利用微膨脹補償混凝土收縮應(yīng)力防止混凝土的收縮裂縫,膨脹劑除了滿足《混凝土膨脹劑》(JC-467-2001)標(biāo)準(zhǔn)的基本要求以外,特別要考慮膨脹劑在空氣中的后期性能,因為工程混凝土是在空氣環(huán)境中?;炷恋?0%的收縮量是在澆筑后的14天內(nèi),90%的收縮量在90天內(nèi)完成,這一時段內(nèi),要特別注意濕水養(yǎng)護,膨脹劑在缺水的情況下不能發(fā)揮其膨脹作用?;炷潦嵌喾N材料組份的復(fù)合體,要注意其膨脹劑成份的適應(yīng)性。有些膨脹劑中加以有機材料以達(dá)到減水、緩凝、泵送、增強的目的,但不論何種膨脹劑都要適應(yīng)當(dāng)?shù)厥褂玫乃啵允褂弥耙鲞m應(yīng)性試配,并注意各類說明書的要求,不能認(rèn)為各種膨脹劑是差不多的,應(yīng)根據(jù)工程的需要選用。(2)嚴(yán)格控制混凝土的溫度應(yīng)力。(3)做好混凝土的澆筑和振搗。1)澆筑:分層澆筑[8]2)振搗:混凝土振搗時應(yīng)快插慢拔,插點要均勻排列,逐點移動,順序進(jìn)行,不得遺漏,做到均勻振實。移動間距不大于振搗作用半徑的1.5倍(一般為30-40cm)。振搗上一層時應(yīng)插入下一層5-10cm,以使兩層砼結(jié)合牢固,振搗時振搗棒不得觸及鋼筋和模板。不正確的振搗方式會造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂,或造成混凝土砂漿大量向低處流淌,致使混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮而在結(jié)構(gòu)厚薄交界處出現(xiàn)裂縫。3)混凝土澆注完畢后,適時對混凝土進(jìn)行提漿及二次摸壓,以保證混凝土面的平整度及密實性。五、混凝土裂縫的處理措施(一)表面修補法表面修補法是一種簡單、常見的修補方法。它主要是用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及探進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料。在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂,通常可以采取在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施[9]。(二)

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