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摘 要:本文介绍了现浇混凝土裂缝发生的五大原因, 并提出类似问题的防治措施。
关键词:混凝土;裂缝;成因;措施
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
前言:
现浇混凝土是一种以砂石料作为骨料与水泥,水以及其他外加剂混合搅拌而成的一种非均质脆性材料。由于现浇混凝土有它的这一特性,所以结构现浇混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。当然大多数情况下这种裂缝都是微观裂缝,但也有一些为宏观裂缝。笔者通过多年的施工经验和理论探讨,笔者认为混凝土裂缝的成因主要有以下五大方面:
一 、因为结构设计上的原因
建筑结构设计是否科学合理直接导致混凝土裂缝的产生,现归纳起来有以下五种设计上的不利因素可导致混凝土裂缝的产生。
1、设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件混凝土产生裂缝;
2、设计中由于构件断面突变导致应力集中所产生的构件混凝土裂缝;
3、设计中对构件施加预应力不当,造成构件混凝土裂缝;
4、设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形;
5、设计中采用的混凝土标号过高,造成用灰量过大,对收缩不利,而引起混凝土产生裂缝。
二混凝土的水灰比不当
混凝土的水灰比不当直接影响到混凝土的配合比。配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度,是造成混凝土开裂不可忽视的原因。有关实验资料显示:用水量不变时,水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土钢筋粘结力降低10%。近年来不少商品混凝土浇捣的楼板出现裂缝,原因主要有以下五个方面:
1、采用的粗细骨料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。骨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量增大,诱导裂缝的产生。
2、骨料粒径越细、含量越大,混凝土单方用灰量,用水量越多,收缩越大,混凝土因而产生裂缝。
3、混凝土外加剂、掺和材料选择不当或掺量不当,加剧混凝土收缩。
4、水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比硅酸盐水泥收缩大。所以在使用矿渣水泥时特别要重视。
5、水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越大、早强越高对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大,越易开裂。
三 施工时混凝土的水化热与外界气温影响
收缩是混凝土的一个主要特性,对混凝土的性能有很大影响。在水泥水化热和外部气温影响下通常会引起混凝土收缩而产生裂缝,特别是夏季高温天气浇捣混凝土时。该种裂缝多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积混凝土中,梁、板、柱等小块体构件、预应力构件极少产生收缩裂缝。混凝土收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在有害气体中有裂缝构件,影响更大。如不加以防护,可能会造成严重后果。例如在建德有个化工厂成型车间大梁因混凝土开裂而不得不加固的事例。
四混凝土的浇捣与养护因素
混凝土浇捣方式是否正确、养护是否得当,这都将会直接导致混凝土裂缝的产生,具体有以下七种表现:
1、现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
2、高空浇筑混凝土,风速过大,烈日暴晒,水分蒸发过快;混凝土收缩值而产生裂缝。
3、对大体积混凝土浇注,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。
4、大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。
5、现场维護措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
6、现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或特别拆模过早。
7、现场预应力张拉不当,引起混凝土张拉裂缝。这些因素都会造成混凝土较大的收缩,产生龟裂裂缝或疏松裂缝,致使混凝土微观裂缝扩展,形成宏观裂缝。
五 结构使用原因
当建筑物结构的使用不当是导致混凝土裂缝产生的又一重大外因。
1、构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。通过考察发现建德市新安江二中教学大楼休息大厅地面裂缝就属于这一类裂缝。
2、结构使用荷载超负而引起混凝土开裂。
3、野蛮装修,有害气体的环境,意外事件,火灾地震等引起裂缝。
为了减少或避免混凝土裂缝的产生,总结我们的施工经验,从设计到施工,可以采取以下的一些措施加以防治:
第一、在结构设计方面,应该做到以下几点:
1、在建筑设计中应处理好构件中的混凝土抗拉应力与抗压应力的值的确定。
2、设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。
3、积极采用补偿收缩混凝土技术:在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩形成的,要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。
4、重视对构造钢筋的认识:在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是对于高截面的大梁侧面、墙板等薄璧构件更应注意构造钢筋的直径和数量的配置。
5、在设计上要注意到那些容易开裂的部位,如深基与浅基、高低跨处等,应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节,在设计中加以解决。
第二、在施工质量方面,采取以下七种措施来防治混凝土裂缝的产生:
1、 在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收混凝土的,特别是使用砖胎模浇捣混凝土水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。2、 混凝土楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温,认真养护,防止强风和烈日曝晒。
3、严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上砖、上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。
4、 施工后浇带混凝土的施工应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇处出现混凝土不密实,不按图纸要求留设施工缝,以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板,支柱拆除而导致梁板形成悬臂,造成变形。
5、对于较粗的线管或多根线管的集散处,可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网加强,抗裂短钢筋采用ф6~ф8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300mm。
6、 对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前,要预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑混凝土表面上铺设旧木模板加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。
7、加强对楼面混凝土的养护:刚浇筑后的混凝土尚处于凝固硬化阶段,水化速度较快,可采用覆盖保温的办法创造适宜的潮湿条件防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝,因此加强混凝土表面养护,尤其在7天内使混凝土始终保持湿润状态是防止混凝土裂缝很重要的一个环节。
第三、在施工方法上采取合理有效的措施来防治混凝土裂缝的产生。
混凝土浇筑对不同的混凝土构件,应有针对性地采用相应的浇筑施工工艺。采取切实可行的措施。归纳起来可分为以下五种:
1、在大面积浇筑混凝土时应合理地分缝分块,安排合理地浇筑顺序。
2、热天浇筑混凝土时分层浇筑,减小浇筑厚度,利用浇筑层面混凝土散热。
3、在大体积浇筑混凝土时可在混凝土中埋设降温水管,通入冷水降温。
4、合理安排浇筑顺序,避免过大的高差和侧面长期暴露。
5、注意控制钢筋位置,防止钢筋位移造成混凝土保护层过大而开裂。
第四、在养护方法方面来防治混凝土的裂缝
1、及时养护,混凝土应在浇筑完后12小时内对混凝土加以覆盖保湿养护。根据采用水泥品种不同,确定养护时间,洒水养水应以保持混凝土处于湿润状态为宜。
2、薄膜布养护应在振捣二次抹压后立即塑料薄膜严密覆盖,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护,同时辅以洒水养护。
3、蓄水养护,对大面积楼板可采用此方法。
4、冬期浇筑混凝土后,应采用适宜可行的养护方法,但总归要保证混凝土的环境温度。如蓄垫法养护覆盖式养护、暖棚法养护、电热法养护等。
参考文献:
【1】寿华,黄荣源.建筑工程质量病害分析及处理[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
【2】张洪学、张峻然《钢筋混凝土结构概念计算与设计》中国建筑工业出版社
关键词:混凝土;裂缝;成因;措施
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
前言:
现浇混凝土是一种以砂石料作为骨料与水泥,水以及其他外加剂混合搅拌而成的一种非均质脆性材料。由于现浇混凝土有它的这一特性,所以结构现浇混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。当然大多数情况下这种裂缝都是微观裂缝,但也有一些为宏观裂缝。笔者通过多年的施工经验和理论探讨,笔者认为混凝土裂缝的成因主要有以下五大方面:
一 、因为结构设计上的原因
建筑结构设计是否科学合理直接导致混凝土裂缝的产生,现归纳起来有以下五种设计上的不利因素可导致混凝土裂缝的产生。
1、设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件混凝土产生裂缝;
2、设计中由于构件断面突变导致应力集中所产生的构件混凝土裂缝;
3、设计中对构件施加预应力不当,造成构件混凝土裂缝;
4、设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形;
5、设计中采用的混凝土标号过高,造成用灰量过大,对收缩不利,而引起混凝土产生裂缝。
二混凝土的水灰比不当
混凝土的水灰比不当直接影响到混凝土的配合比。配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度,是造成混凝土开裂不可忽视的原因。有关实验资料显示:用水量不变时,水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土钢筋粘结力降低10%。近年来不少商品混凝土浇捣的楼板出现裂缝,原因主要有以下五个方面:
1、采用的粗细骨料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。骨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量增大,诱导裂缝的产生。
2、骨料粒径越细、含量越大,混凝土单方用灰量,用水量越多,收缩越大,混凝土因而产生裂缝。
3、混凝土外加剂、掺和材料选择不当或掺量不当,加剧混凝土收缩。
4、水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比硅酸盐水泥收缩大。所以在使用矿渣水泥时特别要重视。
5、水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越大、早强越高对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大,越易开裂。
三 施工时混凝土的水化热与外界气温影响
收缩是混凝土的一个主要特性,对混凝土的性能有很大影响。在水泥水化热和外部气温影响下通常会引起混凝土收缩而产生裂缝,特别是夏季高温天气浇捣混凝土时。该种裂缝多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积混凝土中,梁、板、柱等小块体构件、预应力构件极少产生收缩裂缝。混凝土收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在有害气体中有裂缝构件,影响更大。如不加以防护,可能会造成严重后果。例如在建德有个化工厂成型车间大梁因混凝土开裂而不得不加固的事例。
四混凝土的浇捣与养护因素
混凝土浇捣方式是否正确、养护是否得当,这都将会直接导致混凝土裂缝的产生,具体有以下七种表现:
1、现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
2、高空浇筑混凝土,风速过大,烈日暴晒,水分蒸发过快;混凝土收缩值而产生裂缝。
3、对大体积混凝土浇注,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。
4、大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。
5、现场维護措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
6、现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或特别拆模过早。
7、现场预应力张拉不当,引起混凝土张拉裂缝。这些因素都会造成混凝土较大的收缩,产生龟裂裂缝或疏松裂缝,致使混凝土微观裂缝扩展,形成宏观裂缝。
五 结构使用原因
当建筑物结构的使用不当是导致混凝土裂缝产生的又一重大外因。
1、构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。通过考察发现建德市新安江二中教学大楼休息大厅地面裂缝就属于这一类裂缝。
2、结构使用荷载超负而引起混凝土开裂。
3、野蛮装修,有害气体的环境,意外事件,火灾地震等引起裂缝。
为了减少或避免混凝土裂缝的产生,总结我们的施工经验,从设计到施工,可以采取以下的一些措施加以防治:
第一、在结构设计方面,应该做到以下几点:
1、在建筑设计中应处理好构件中的混凝土抗拉应力与抗压应力的值的确定。
2、设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。
3、积极采用补偿收缩混凝土技术:在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩形成的,要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。
4、重视对构造钢筋的认识:在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是对于高截面的大梁侧面、墙板等薄璧构件更应注意构造钢筋的直径和数量的配置。
5、在设计上要注意到那些容易开裂的部位,如深基与浅基、高低跨处等,应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节,在设计中加以解决。
第二、在施工质量方面,采取以下七种措施来防治混凝土裂缝的产生:
1、 在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收混凝土的,特别是使用砖胎模浇捣混凝土水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。2、 混凝土楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温,认真养护,防止强风和烈日曝晒。
3、严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上砖、上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。
4、 施工后浇带混凝土的施工应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇处出现混凝土不密实,不按图纸要求留设施工缝,以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板,支柱拆除而导致梁板形成悬臂,造成变形。
5、对于较粗的线管或多根线管的集散处,可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网加强,抗裂短钢筋采用ф6~ф8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300mm。
6、 对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前,要预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑混凝土表面上铺设旧木模板加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。
7、加强对楼面混凝土的养护:刚浇筑后的混凝土尚处于凝固硬化阶段,水化速度较快,可采用覆盖保温的办法创造适宜的潮湿条件防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝,因此加强混凝土表面养护,尤其在7天内使混凝土始终保持湿润状态是防止混凝土裂缝很重要的一个环节。
第三、在施工方法上采取合理有效的措施来防治混凝土裂缝的产生。
混凝土浇筑对不同的混凝土构件,应有针对性地采用相应的浇筑施工工艺。采取切实可行的措施。归纳起来可分为以下五种:
1、在大面积浇筑混凝土时应合理地分缝分块,安排合理地浇筑顺序。
2、热天浇筑混凝土时分层浇筑,减小浇筑厚度,利用浇筑层面混凝土散热。
3、在大体积浇筑混凝土时可在混凝土中埋设降温水管,通入冷水降温。
4、合理安排浇筑顺序,避免过大的高差和侧面长期暴露。
5、注意控制钢筋位置,防止钢筋位移造成混凝土保护层过大而开裂。
第四、在养护方法方面来防治混凝土的裂缝
1、及时养护,混凝土应在浇筑完后12小时内对混凝土加以覆盖保湿养护。根据采用水泥品种不同,确定养护时间,洒水养水应以保持混凝土处于湿润状态为宜。
2、薄膜布养护应在振捣二次抹压后立即塑料薄膜严密覆盖,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护,同时辅以洒水养护。
3、蓄水养护,对大面积楼板可采用此方法。
4、冬期浇筑混凝土后,应采用适宜可行的养护方法,但总归要保证混凝土的环境温度。如蓄垫法养护覆盖式养护、暖棚法养护、电热法养护等。
参考文献:
【1】寿华,黄荣源.建筑工程质量病害分析及处理[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
【2】张洪学、张峻然《钢筋混凝土结构概念计算与设计》中国建筑工业出版社