淺談混凝土裂縫成因和防控處理

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【論文關(guān)鍵詞】混凝土;裂縫成因;防控措施

    【論文摘要】本文在簡要總結(jié)分析混凝土溫度裂縫產(chǎn)生機理及特征的基礎(chǔ)上,結(jié)合影響因素,有針對性地提出預(yù)防措施和裂縫出現(xiàn)后的處理方法。       隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,泵送混凝土施工技術(shù)得到普及和應(yīng)用。泵送混凝土不僅能改善混凝土的施工性能,對薄壁密筋結(jié)構(gòu)少振搗或不振施工,具有提高抗?jié)B性、改善耐久性特點。同時,泵送混凝土骨料級配的限制,膠凝材料的大量使用,產(chǎn)生大量的水化熱,造成溫度裂縫普遍存在,在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性,應(yīng)當引起足夠的重視。為此,筆者就溫度裂縫產(chǎn)生機理及如何有效控制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,發(fā)表一下個人的淺見。       1混凝土溫度裂縫產(chǎn)生機理及特征       混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā),導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差,這些溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降,而產(chǎn)生收縮,表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。   溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu),裂縫多平行于短邊;深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫通常是中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。       2影響因素和防治措施       混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)。混凝土越厚,水泥用量越大,水化熱越高的水泥,其內(nèi)部溫度越高,形成溫度應(yīng)力越大,產(chǎn)生裂縫的可能性越大。   對于大體積混凝土,其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān),在一定尺寸范圍內(nèi),混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大,溫度應(yīng)力也越大,因而引起裂縫的危險性也越大,這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。因此,防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。   2.1把握好混凝土原材料及配合比選用   2.1.1盡量選用低熱或中熱水泥,減少水泥用量。大體積鋼筋混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚,使混凝土出現(xiàn)早期升溫和后期降溫,產(chǎn)生內(nèi)部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時,也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有,可充分利用混凝土后期強度,以減少水泥用量。改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。   2.1.2摻加摻合料大量試驗研究和工程實踐表明,混凝土中摻入一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng),起到潤滑作用,可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性,從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥水化熱,減少絕熱條件下的溫度升高。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌合物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現(xiàn)時間。   2.2控制好施工工藝流程   2.2.1改善攪拌工藝:采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝,可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上,使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大,從而提高混凝土強度10%或節(jié)約水泥5%,并進一步減少水化熱和裂縫。改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統(tǒng)的三冷技術(shù)的基礎(chǔ)上采用二次風冷新工藝,降低混凝土的澆筑溫度。   2.2.2嚴格控制澆筑流程:合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。對已澆筑的混凝土,在終凝前進行二次振動,可排除混凝土因泌水,在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,提高粘結(jié)力和抗拉強度,并減少內(nèi)部裂縫與氣孔,提高抗裂性。在高溫季節(jié)泵送,宜用溫草袋覆蓋管道進行降溫,以降低入模溫度。   2.2.3注重澆筑完畢后養(yǎng)護:混凝土養(yǎng)護主要是保持適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫。混凝土澆筑后,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護,適當延長養(yǎng)護時間,保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié),混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施,以防止寒潮襲擊。       3出現(xiàn)裂縫后的處理方法       混凝土裂縫的修補措施可采取以下一些方法:如表面修補法,嵌縫法,結(jié)構(gòu)加固法,混凝土置換法等。   3.1表面修補法:表面修補法主要適用于穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。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?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼纖維布等措施。   3.2嵌縫法:嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性防水材料為聚合物水泥砂漿。   3.3結(jié)構(gòu)加固法:當裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時,就要考慮采用加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積,在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點加固以及噴射混凝土補強加固。   3.4混凝土置換法:混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。   溫度裂縫的存在是混凝土施工中不可避免的普遍現(xiàn)象,泵送混凝土施工同樣如此。但是,我們應(yīng)該明白裂縫的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。因此,我們在施工中,應(yīng)充分認識到裂縫的出現(xiàn)對建筑物的危害性,采取各種有效的措施和合理的處理方法來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,不斷提高混凝土澆筑質(zhì)量,滿足建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定等要求。