混凝土施工裂縫控制措施探討

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要：本文根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，分析了施工中影響混凝土溫度變化的各種因素，提出了預(yù)防混凝土裂縫產(chǎn)生的有效技術(shù)措施。 

關(guān)鍵詞：混凝土；施工；裂縫控制；措施；探討  abstract: according to the practical experience, this paper analyzes various factors of effecting the concrete temperature changes in the construction, and puts forward the effective technical measures of preventing the concrete cracks.  key words: concrete; construction; crack control; measures; discussion  中圖分類號(hào)：tv544+.924文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：2095-2104（2012）  砼工程施工過程中的溫度變化與砼的裂縫產(chǎn)生有著直接厲害的關(guān)系和影響，一直困擾著鋼筋砼工程的質(zhì)量。本文僅對(duì)施工中混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。  混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到兩個(gè)方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。適宜的溫度和濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來。  1．混凝土裂縫產(chǎn)生的原因  混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫?；炷潦且环N脆性材料，抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的 1/10 左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104，長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。  根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個(gè)階段：  （1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約 30 天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力；  （2 ）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大；  （3） 晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。  2．減輕溫度應(yīng)力控制措施  為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。  2.1 控制溫度的措施如下：  2.1.1 采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；  2.1.2 拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；  2.1.3 熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；  2.1.4 在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；  2.1.5 規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；  2.1.6 施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；  2.2 改善約束條件的措施是：  2.2.1 合理地分縫分塊；  2.2.2 避免基礎(chǔ)過大起伏；  2.2.3 合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露；此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要。  3．施工現(xiàn)場(chǎng)控制拆模時(shí)機(jī)的控制措施  當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力疊加，再加上混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海綿等，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。  4．使用外加劑控制措施  為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。筆者在實(shí)踐中總結(jié)出其主要作用為：  4.1 混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力，但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在六十年代就已被國(guó)際上所確認(rèn)；  4.2 水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少 25%；  4.3 水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少 15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充；  4.4 減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形；  4.5 提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能；  4.6 混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能；  4.7 摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮；  4.8 摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來的塑性收縮增加；  4.9 摻外加劑混凝土和易性好，表面易抹平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮.許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。  綜上所述，防治混凝土裂縫應(yīng)針對(duì)成因，貫徹預(yù)防為主的方針，根據(jù)實(shí)際情況盡量采取不同的控制措施，完善設(shè)計(jì)及加強(qiáng)施工等方面的管理，使混凝土結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫，以確保結(jié)構(gòu)安全。  參考文獻(xiàn)：  ［1］黃長(zhǎng)禮,劉古岷.混凝土機(jī)械[m].合肥:安徽科學(xué)技術(shù)出版社.2010.  ［2］李大華，楊博.現(xiàn)代建筑施工技術(shù)[m].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2009.