對(duì)混凝土裂縫的深度分析及解決的措施

1、對(duì)混凝土裂縫的深度分析及解決的措施 摘要 泵送混凝土因本身的工藝特點(diǎn)及施工工藝等因素造成裂縫普遍存在現(xiàn)象，在很大程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B和耐久性能，應(yīng)該引起足夠重視。本文結(jié)合國(guó)家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從泵送混凝土的特點(diǎn)和裂縫的基本概念入手，通過(guò) 分析泵送混凝土裂縫的種類和產(chǎn)生的原因，提出了泵送混凝土裂縫的控制措施。關(guān)鍵詞 泵送混凝土；裂縫；拌合物Depth analysis and solving measures of concrete cracks Abstract: Due to their technical characteristics of pump concrete and constru

2、ction technology of cracking caused widespread phenomenon, To a large extent impervious and durability of structures, should be sufficient attention. This combined with the relevant national technical standards, from the characteristics of pump concrete and crack of the basic concept, by analyzing t

3、he types and causes of cracks of pump concrete, recommend control measures for cracks of pump concrete.Key words: Pumping concrete， cracks，mix1前言隨著我國(guó)建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，高層建筑的不斷增多，特別是在商品混凝土的普及和推廣應(yīng)用后，泵送混凝土技術(shù)在工程施工中越來(lái)越多地被采用。泵送混凝土具有輸送混凝土能力大、速度快、縮短工期、降低費(fèi)用及能連續(xù)作業(yè)的特點(diǎn)，尤其對(duì)于高層建筑和大體積基礎(chǔ)混凝土的施工，更能顯示出它的優(yōu)越性。但是，混凝土在施工和使用過(guò)程中出現(xiàn)不同程

4、度和形式的裂縫是相當(dāng)普遍的問(wèn)題，而泵送混凝土澆筑大體積結(jié)構(gòu)混凝土更是容易出現(xiàn)裂縫。顯而易見(jiàn)，大體積混凝土施工的關(guān)鍵是防止混凝土開(kāi)裂，本文將從裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施來(lái)闡述如何采取有效措施防治泵送混凝土裂縫的問(wèn)題。2混凝土裂縫的成因商品混凝土和泵送混凝土都很容易出現(xiàn)早期塑性裂縫的現(xiàn)象?；炷了苄粤芽p產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，常見(jiàn)裂縫可采取以下措施進(jìn)行預(yù)防和處理。2.1 塑性（沉陷）收縮裂縫2.1.1裂縫特征在泵送混凝土現(xiàn)澆的各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別是板、墻等表面系數(shù)大的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常出現(xiàn)斷續(xù)的水平裂縫，裂縫中部較寬、兩端較窄，呈梭狀。裂縫經(jīng)常發(fā)生在板結(jié)構(gòu)的鋼筋部位、板肋交接處、梁板交接處、梁柱交接處及

5、結(jié)構(gòu)變截面等部位。裂縫原因裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土流動(dòng)性不足以及振搗不均勻，在凝結(jié)硬化前沒(méi)有沉實(shí)或者沉實(shí)不夠，當(dāng)混凝土沉陷時(shí)受到鋼筋、模板抑制所致。裂縫在混凝土澆筑后13h出現(xiàn)，裂縫的深度通常達(dá)到鋼筋上表面。2.2 干縮裂縫裂縫特征由于混凝土蒸發(fā)干燥非常緩慢，裂縫多數(shù)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，而且裂縫發(fā)生在表層很淺的部位，裂縫細(xì)微，有時(shí)呈平行線狀或網(wǎng)狀。但是由于碳化和鋼筋銹蝕的作用，干縮裂縫不僅嚴(yán)重?fù)p害薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，也會(huì)使大體積混凝土的表面裂縫發(fā)展成為更嚴(yán)重的裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。裂縫原因混凝土的干燥收縮主要是由于水泥石干燥收縮造成的?；炷恋乃终舭l(fā)、干燥過(guò)程是由外向內(nèi)、由表及

6、里，逐漸發(fā)展的。2.3 溫度裂縫裂縫特征這種裂縫的特點(diǎn)是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的35d，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。 裂縫原因水泥水化是一個(gè)放熱的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，其間產(chǎn)生一定的水化熱?；炷潦菬岬牟涣紝?dǎo)體，特別是大體積混凝土，產(chǎn)生的大量水化熱不容易散發(fā)，內(nèi)部溫度不斷上升，而混凝土表面散熱快，使混凝土內(nèi)外截面產(chǎn)生溫度梯度，特別是晝夜溫差大時(shí)，內(nèi)外溫度差別更大，內(nèi)部混凝土熱脹變形產(chǎn)生壓力，外部混凝土冷縮變形產(chǎn)生拉力，由于此時(shí)混凝土拉抗強(qiáng)度較低，當(dāng)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土便產(chǎn)生裂縫。3 對(duì)裂縫的處理措施3.1 塑性（沉陷）收縮裂縫防治措施（1）混凝

7、土的坍落度宜采用818cm。施工混凝土的坍落度是不允許大于配合比設(shè)計(jì)給定的坍落度的。 （2）應(yīng)選用干燥收縮小的泵送劑或減水劑。 （3）混凝土澆筑時(shí)，下料不宜太快，攪拌時(shí)間要適當(dāng)： （4）混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，時(shí)間以1015s/次為宜；在柱、梁、墻和板的變截面處宜分層澆筑、振搗；在混凝土澆筑11.5h后，混凝土尚未凝結(jié)之前，對(duì)混凝土進(jìn)行兩次振搗，表面要壓實(shí)； （5）保水性好、泌水小的普通硅酸鹽水泥均可用于泵送混凝土。3.2干縮裂縫防治措施 （1）合理選擇水泥品種。水泥的需水量越大，混凝土的干燥收縮越大，不同品種水泥混凝土的干燥收縮程度不同，宜采用中低熱水泥和粉煤灰水泥。混凝土干燥收縮隨著水泥用量的增

8、加而增大，在可能的情況下，盡可能降低水泥用量。（2）用水量?；炷恋母稍锸湛s受用水量的影響最大，在同一水泥用量條件下，混凝土的干燥收縮和用水量成正比、為直線關(guān)系；當(dāng)水泥用量較高的條件下，混凝土的干燥收縮隨著用水量的增加而急劇增大。綜合水泥用量和用水量來(lái)說(shuō)，水灰比越大，干燥收縮越大。（3）砂率?；炷恋母稍锸湛s隨著砂率的增大而增大，但增加的數(shù)值不大。泵送混凝土宜加大砂率，但應(yīng)在最佳砂率范圍內(nèi)。（4）摻合料。礦渣、煤矸石、火山灰等粉狀摻合料，摻加到混凝土中，一般都會(huì)增大混凝土的干燥收縮值。但是質(zhì)量良好、含有大量球形顆粒的一級(jí)粉煤灰，由于內(nèi)比表面積小、需水量少，故能降低混凝土干燥收縮值。（5）化學(xué)外

9、加劑的選用。摻加減水劑、泵送劑，特別是同時(shí)摻加粉煤灰的雙摻技術(shù)不會(huì)增大干燥收縮，但是對(duì)于某些減水劑、泵送劑，尤其是具有引氣作用時(shí)，有增大混凝土干燥收縮的趨勢(shì)。因此在選用外加劑時(shí)，必須選用干燥收縮小的減水劑或泵送劑。（6）混凝土的養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓媸艿斤L(fēng)吹日曬，表面干燥過(guò)快，產(chǎn)生較大的收縮，受到內(nèi)部混凝土的約束，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開(kāi)裂。如果混凝土終凝之前進(jìn)行早期保溫養(yǎng)護(hù)，對(duì)減少干燥收縮有一定作用。3.3溫度裂縫防治措施 （1）混凝土厚度。對(duì)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(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫

10、度裂縫的主要原因。（2）水泥品種。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。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(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。（3）水泥用量。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，可充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。如果充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，則可使每m混凝土的水泥用量減少4070kg左右，則混凝土溫度相應(yīng)降低47。（4）混凝土溫度。應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度。對(duì)于出機(jī)溫度和澆筑溫度的控制，混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（GB50164-92）中明確規(guī)定：

11、高溫季節(jié)施工時(shí)，混凝土最高澆筑溫度，不宜超過(guò)35。 （5）摻加摻合料。大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，混凝土中摻入一定數(shù)量?jī)?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(rùn)滑作用，可改善混凝土拌合物的流動(dòng)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(xì)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(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。3 .4實(shí)際施工過(guò)程中處理措施3.4.1 對(duì)塑性裂縫的處理措施對(duì)在實(shí)際施工過(guò)程中由于施工單位所采用的措施不夠得當(dāng)，

12、以至混凝土早期失水或不均勻失水造成的塑性裂縫，若加以重視是可以避免的。混凝土塑性裂縫一般可分為塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫。防止塑性沉降裂縫比較可行的措施是及時(shí)對(duì)混凝土特別是對(duì)容易產(chǎn)生塑性沉降裂縫的部位進(jìn)行二次復(fù)振。防止塑性收縮裂縫比較可行的措施是對(duì)澆筑后的混凝土及時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止混凝土水分揮發(fā)速度過(guò)快而產(chǎn)生裂縫。若混凝土已經(jīng)到了硬化狀態(tài)，且已十分干燥，可考慮采用環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿或聚合物水泥砂漿灌縫。而對(duì)于那些對(duì)強(qiáng)度要求不高的混凝土構(gòu)件，還可以采用柔性材料如各種 防水密封膠等進(jìn)行密封，以防止?jié)B水和鋼筋銹蝕。 對(duì)原材料的處理措施原材料提前幾天進(jìn)站，砂、石進(jìn)場(chǎng)后堆放到遮陽(yáng)棚內(nèi)，石子還需澆水降溫，水泥則提

13、前一周進(jìn)站入罐冷卻。降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度，最有效的方法是降低原材料溫度，尤其是石子的溫度。 對(duì)流程的有效控制 嚴(yán)格控制泵送澆筑流程，建議施工方合理安排施工工序，分層分塊澆筑，以利于散熱，減少約束。每30cm泵一層振搗致實(shí)，對(duì)已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次泵送振搗，可排除混凝土的泌水，提高黏結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少混凝土內(nèi)部裂縫和氣孔，提高抗裂性 注重養(yǎng)護(hù)注重澆筑完畢后的養(yǎng)護(hù)，混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土的表層的溫差，防止表面裂縫。施工注意事項(xiàng)（1）對(duì)裂縫表面進(jìn)行處理，沿裂縫用鋼釬鑿成“V”形槽，槽寬與槽深可根據(jù)裂縫深度和有利于封縫

14、來(lái)確定，一般為20 mm20mm。鑿槽時(shí)先沿裂縫打開(kāi)，再向兩側(cè)加寬，鑿?fù)旰笥娩摻z刷及壓縮空氣將混凝土碎屑粉塵清除干凈。 （2）埋設(shè)灌漿嘴的間距可根據(jù)裂縫的深度確定，一般為350500mm。埋設(shè)時(shí)，先將灌漿嘴的底盤(pán)上抹一層厚約1mm的環(huán)氧膠泥，將灌漿嘴的進(jìn)漿孔騎縫粘貼在預(yù)定的位置上。 （3）裂縫封閉后，應(yīng)進(jìn)行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏須待封縫膠泥有一定強(qiáng)度后進(jìn)行。 （4）灌漿機(jī)具、器具、及管子在灌漿前應(yīng)進(jìn)行檢查，運(yùn)行正常時(shí)方可使用。灌漿結(jié)束后，應(yīng)立即拆除管道，并用丙酮沖洗管道和設(shè)備。 （5）灌漿結(jié)束后，應(yīng)檢查補(bǔ)強(qiáng)效果和質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救，確保工程質(zhì)量。4 塑性裂縫實(shí)例4.1單向板樓蓋設(shè)置

15、單向板樓蓋設(shè)置如圖-1所示 圖-1 單向板樓蓋設(shè)置圖確定板、梁尺寸（1）板的厚度：hL/40=2100/40=52.5mm，取80mm。（2）次梁高度及截面尺寸：hL/12=6600/12=550mm,取550mm，則bh=200mm550mm。（3）主梁高度及截面尺寸：hL/12=6300/12=525mm,取600mm，則bh=250mm600mm。4.2按塑性方法設(shè)計(jì)板荷載恒荷載：板自重：0.0825=2KN/m2 花崗巖面層自重：0.01528=0.42KN/m2 水泥砂漿結(jié)合層自重：0.0320=0.6 KN/m2 混合砂漿層自重：0.0217=0.34 KN/m2活 載：活載標(biāo)準(zhǔn)值

16、：5.0 KN/m2活載控制時(shí)：g =1.2g k =1.2(2+0.42+0.6+0.34) KN/m2=4.03 KN/m2 q=1.4q k =1.45.0=7.0 KN/m2。則 g + q= 4.03 + 7.0 =11.03 KN/m2恒載控制時(shí)：g=1.35gk=1.35(2+0.42+0.6+0.34) KN/m2=4.54KN/m2q=1.40.9qk =1.40.95=6.3KN/m2。則g + q=4.54+6.3=10.84 KN/m2故取 g +q =11.03 KN/m2板的計(jì)算簡(jiǎn)圖（1）取1m板寬作為計(jì)算單元，各跨計(jì)算跨度為：中間跨長(zhǎng)L0 =Ln=(2.1-0.2

17、)=1.9m邊跨計(jì)算跨長(zhǎng)L0 =Ln+h/2=（2.1-0.12-0.2/2+0.08/2）=1.92m邊跨與中間跨相差：（）/1.9=1.0%0.420.210.420.20.110.240.20.110.21021021021021020.0860.0860.0280.0390.0285 結(jié)束語(yǔ)綜上所述，要有效地提高泵送混凝土構(gòu)件的抗裂性能，在施工中應(yīng)優(yōu)化混凝土配合比，加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的控制，選用水化熱小和收縮小的水泥及嚴(yán)格控制砂、石子的含熱量，加強(qiáng)對(duì)混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)的管理，加強(qiáng)振搗，提高混凝土的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度。設(shè)計(jì)中應(yīng)重視構(gòu)造鋼筋的作用，對(duì)泵送混凝土梁應(yīng)加強(qiáng)梁的腰筋，從構(gòu)造措施上約束和限制混凝土的收縮。 切實(shí)從每一個(gè)環(huán)節(jié)入手，做好過(guò)程控制，完善施工手段，確保施工質(zhì)量。參考文獻(xiàn)1 石曉兵，熊繼有，陳平，等.高陡復(fù)雜構(gòu)造裂縫漏失堵漏機(jī)理研究J.鉆采工藝，2007，30(5):24-26.2 姚飛，王曉泉.裂縫起裂