鋼筋混凝土裂縫成因及防治

1摘要：鋼筋混凝土有害裂縫的存在，會降低抗?jié)B和抗凍能力，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物的耐久性，本文通過分析裂縫產(chǎn)生的各種原因及其影響因素，比較詳細(xì)地闡述了防治裂縫產(chǎn)生的隨著我國建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，混凝土在交通、水利工程和城市建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。混凝土是一種不密實(shí)非均質(zhì)脆性結(jié)構(gòu)材料，混凝土內(nèi)部存在著固體、液體和空隙。對于一般鋼筋混凝土構(gòu)件，在使用荷載作用下，截面的拉應(yīng)力常常害處，但裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，形成較大裂縫，這對構(gòu)件影響很大。裂縫的存在，不僅會影響工程質(zhì)量的整體外觀形象，而且會降低抗?jié)B和抗凍能力，并會導(dǎo)致鋼筋銹蝕，影響結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)物的正常使用功能，裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大甚至可能會導(dǎo)致坍2塌事故。因此，研究裂縫產(chǎn)生的原因及其影響因素，能更好地防治裂縫，提高工程質(zhì)量。為探索解決途徑，現(xiàn)將該問題近代實(shí)驗(yàn)已表明：在混凝土拌和過程種，石子的表面吸附一層水膜；成型時(shí)，混凝土種多余的水分上升，在粗骨料的底面停留形成水囊；加上凝結(jié)時(shí)水泥石的收縮，使得骨料和水泥石的結(jié)和面上形成了局部的結(jié)和面微細(xì)裂縫（界面裂縫）。這種裂縫在混凝土種是不可避免的，當(dāng)裂縫寬度小于不均勻沉降或施工操作不規(guī)范等原因，裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，并逐漸串通，形成較大裂縫，這對構(gòu)件影響很大。裂縫進(jìn)一步3混凝土產(chǎn)生裂縫的原因極為復(fù)雜，主要有荷載作用引起一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在使用荷載的作用下，截面的混凝土拉應(yīng)變大多是大于混凝土極限拉伸值的，因而作用于截面上的彎矩、剪力、軸向拉力以及扭矩等這些正常荷載效應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件除了由荷載作用引起裂縫外，很多非荷載因素，例如溫度變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)不均勻沉4由于水泥的水化將產(chǎn)生并釋放大量的水化熱，造成混凝土構(gòu)件內(nèi)外部溫差較大，膨脹不一致，混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，當(dāng)這種拉應(yīng)力超過了混凝土抗應(yīng)力時(shí)便產(chǎn)生的裂縫。二是若施工中過早拆模板或冬季施工，構(gòu)件表面溫度不均勻，就會產(chǎn)生溫度收縮，這種收縮會受內(nèi)部混凝土的約束，在混凝土表面就產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這種拉應(yīng)力發(fā)展到一定成度，超過混凝土拉應(yīng)力時(shí)，混凝土表面就形成了裂縫。三是由于施工中人為因素引起的溫度變化如新舊混凝土接合面、分層分塊不合理、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等會引起混凝土收縮變形，這種變形不同成度地受到邊界的約束作用。對于這些受到約束而不能自由伸縮的構(gòu)件，混凝土的干縮就可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。另外在配筋較高的構(gòu)件種，即使邊界沒有約束，由于鋼筋對周圍混凝土的約束作用增強(qiáng)，混凝土的收縮也會受到鋼筋的限制而產(chǎn)生拉應(yīng)力，有可能引起構(gòu)件產(chǎn)生5但由于各種組成體積變化特性的差異所造成混凝土不均勻應(yīng)力，會破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并影響水泥石與骨料顆粒之間的膠結(jié)，形成裂縫。另外某些介質(zhì)與水泥結(jié)合會形成一種可溶性較低的化合物，由于這種化合物的體積比生成這些化合物的內(nèi)部原因主要是水泥品種、水泥用量、單位用水量、粗骨料混凝土形成裂縫的原因及影響因素雖然極為復(fù)雜，但在實(shí)際操作種，只要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行操作，有害6隨著建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，混凝土技術(shù)也在向功能型和智能型方向發(fā)展，這就要求參建的技術(shù)管理人員不斷加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)和提高，充分認(rèn)識裂縫產(chǎn)生的危害，加強(qiáng)對混凝土結(jié)構(gòu)組成、各種材料對混凝土性能的影響、新工藝新過程的學(xué)習(xí)了解，監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位一起對操作人員與施工班組研究討論，共同努力實(shí)現(xiàn)控制質(zhì)量目標(biāo)，有效地設(shè)計(jì)質(zhì)量是決定工程質(zhì)量的重要因素，設(shè)計(jì)過程的質(zhì)量匯同建設(shè)、施工單位技術(shù)人員共熟悉圖紙，充分了解建設(shè)、設(shè)計(jì)意圖，做好技術(shù)交底。混凝土配合比是影響裂縫的重要內(nèi)部因素，施工前應(yīng)做好混凝土配合比設(shè)計(jì)和試配檢驗(yàn)，在滿足混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號的前提下，盡量減少單位用水量、拌制混凝土?xí)r摻入一定量的磨細(xì)粉煤灰，降低水泥用量以減少水7化熱量。另外還要對裝料順序、攪拌時(shí)間、澆筑點(diǎn)入模溫度、留茬部位進(jìn)行規(guī)劃，對模板進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分做好建筑材料的質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量，對進(jìn)場的建筑材料一定要把好關(guān)?；炷猎跐仓劣不陂g，水泥會放出大量水化熱，水化熱越大，產(chǎn)生裂縫的可能性就越大，因此應(yīng)盡量采取措施降低水化熱。一是盡量選用水化熱較小的或加入適當(dāng)?shù)臏p水劑，改善和易性，減少水泥用量，降低水化熱。二是選用良好級配的骨料，嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量，細(xì)骨料宜用干凈的中砂或中粗砂，最好用中粗砂，粗骨料宜用粒徑較大、連續(xù)級配好的石子，嚴(yán)禁混入煅燒過的白8溫度高低限制，當(dāng)混凝土溫度20℃~30℃時(shí)，不超過1h；10℃~19℃時(shí)，不超過1.5h；5℃~9℃時(shí)，不超過2h。若長當(dāng)采用泵送混凝土應(yīng)保證混凝土泵連續(xù)工作，泵送前先用適量的與混凝土成分相同的水泥砂漿或水泥漿潤應(yīng)縮短。泵送過程中，泵的受料斗內(nèi)應(yīng)充滿混凝土，防止吸槽、溜管或振動溜管下落。當(dāng)用串筒時(shí)，最后一節(jié)應(yīng)拉成垂9插入式振搗棒應(yīng)與混凝土表面垂直或成40°~45°傾向振搗，插點(diǎn)應(yīng)均勻排列，可以行列式或交錯(cuò)式順序移動，但不能混用；每次移動距離不大于振搗棒作用半使用平板式振動器應(yīng)將混凝土澆灌區(qū)劃分成若干排，依次前進(jìn)，移動間距應(yīng)使振動器的平板能覆蓋已振動好的混凝漸向高處移動。每一振搗位置的延續(xù)時(shí)間，以使混凝土停止下沉并向上泛漿，或表面平整并均勻出現(xiàn)漿液大混凝土的坍落度，采用片式、針式振動器振搗或輔以人工厚與所用混凝土成份相同的水泥砂漿，以免形成離層。對大體積結(jié)構(gòu)混凝土還應(yīng)該采取有效的防裂措施，嚴(yán)格控制混凝土澆筑完成。若因施工技術(shù)、工藝或組織上的原因不能繼續(xù)才能繼續(xù)澆筑，澆筑前應(yīng)剔除掉施工縫處水泥薄膜、松動石子或鋼筋上浮漿及斑銹，加以濕潤并沖洗干凈，鋪抹水泥漿及標(biāo)高等滿足設(shè)計(jì)，而且要平整穩(wěn)定，澆筑前要設(shè)專人不斷檢查模板是否變形、松動、跑模、跑漿，以便發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)另外，在混凝土澆筑過程中，舊混凝土表面一定要清除干凈，再用清水沖洗干凈；填倉的砂漿一定要均勻，嚴(yán)格控不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為準(zhǔn)。混凝土上部分的模板表面用塑料層覆蓋，可以有效地防止裂縫的出現(xiàn)。在晝夜溫差大時(shí)，對混凝土要采取保溫措施，及時(shí)對混凝土體進(jìn)行澆水①一般性表面細(xì)小裂縫，可將裂縫部位