【摘 要】本文先分析了混凝土施工期混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫形成的機(jī)理和施工對混凝土裂縫的影響。最后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫和施工方面裂縫,控制施工施期混凝土裂縫。
【關(guān)鍵詞】混凝土裂縫;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫;施工裂縫控制
目前混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的問題,是工程建設(shè)中存在的一個(gè)普遍的問題,近年來隨著超長、超大混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,高強(qiáng)度及各種外加劑、外摻料混凝土的廣泛應(yīng)用,使混凝土裂縫控制變得更為復(fù)雜。大量的工程實(shí)踐及現(xiàn)代混凝土科學(xué)的研究表明,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是難以避免的,但因?yàn)橛绊懸蛩剌^多,故應(yīng)著重從混凝土施工期裂縫產(chǎn)生的原因方面進(jìn)行分析,才能對混凝土裂縫形成機(jī)理有較深刻的認(rèn)識。
1.施工期混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫形成的機(jī)理
由于混凝土水化過程的凝縮、降溫收縮、自生收縮、失水干縮等引起的混凝土收縮變現(xiàn)在混凝土硬化的不同時(shí)段及不同部位,也呈現(xiàn)出不同收縮量值大小,如若這種收縮不受任何約束,則不會引起混凝土的開裂。但約束是客觀存在,因而裂縫是難以避免的。
2.房屋建筑施工對混凝土裂縫的影響
客觀上講,對混凝土這種復(fù)雜的多組分凝結(jié)硬化形成的對相材料結(jié)構(gòu),一般難以避免微小裂縫的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)研究表明,即使制作工藝良好的混凝土構(gòu)件也存在很多微小裂縫。
由于混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展快可給承包商帶來明顯的效益,因此,目前存在盲目追求早期強(qiáng)度高的施工現(xiàn)象。如果養(yǎng)護(hù)過程稍有疏忽,就會導(dǎo)致混凝土開裂縫的出現(xiàn),特別對于抗?jié)B性能要求較高的地下室墻板結(jié)構(gòu),要特別注重濕養(yǎng)護(hù),并保持養(yǎng)護(hù)時(shí)間足夠長的,直到回填掩蔽。部分施工人員在使用混凝土輸送泵時(shí),認(rèn)為混凝土坍落度越大越好而盲目加水,使得水膠比增大,澆灌后的混凝土泌水、離析嚴(yán)重,較輕的粉煤灰上浮分層,使混凝土的均質(zhì)性不良,力學(xué)性能和耐久性自然收到影響。摻加粉煤灰的混凝土粘稠度較高,使混凝土在運(yùn)輸和澆灌過程中不容易分離,對于改善均勻性有明顯的好處,更容易泵送和振搗密實(shí)。但由于摻粉煤灰混凝土粘度大,施工振搗要加密振點(diǎn),快插慢拔,同時(shí)要避免過振,平拖。否則,會使較輕的粉煤灰上浮分層,造成人為的離析現(xiàn)象出現(xiàn)。
3.施期混凝土裂縫的控制措施
3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫控制措施
主要一般設(shè)計(jì)上沒有進(jìn)行個(gè)抗裂計(jì)算,常存在受力筋富余,構(gòu)造筋不足的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)規(guī)范雖規(guī)定構(gòu)造筋配筋率不小于3%,但通常布置得間距偏大。大量工程實(shí)踐證明,中國建筑材料科學(xué)研究根據(jù)補(bǔ)償收縮混凝土性能和結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力集中原理,提出了《超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無裂縫設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)施工方法》,以膨脹加強(qiáng)代替后澆縫的方法。
3.1.1連續(xù)式無裂縫施工
對于底板和樓板等平面結(jié)構(gòu),每40~50m設(shè)置一道膨脹加強(qiáng)帶,帶寬2m,帶兩側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng),并用鋼筋加固。先澆帶外小膨脹混凝土,澆筑至加強(qiáng)帶時(shí),改用大膨脹混凝土,澆完后再改用小膨脹混凝土澆筑另一側(cè),實(shí)現(xiàn)連續(xù)混凝土。
3.1.2間歇式無縫施工
由于施工原因,若不能連續(xù)澆筑混凝土,可用間歇式方法,混凝土澆至膨脹帶一側(cè)停下,下次澆筑混凝土前,先把企口施工縫清理干凈,預(yù)濕,然后按澆筑膨脹帶及其他部位混凝土。
工程實(shí)踐證明,采用上述補(bǔ)償收縮混凝土無縫無縫設(shè)計(jì)和施工方法,并充分注意澆筑后1~2個(gè)月的保濕養(yǎng)護(hù),均可取良好效果。
3.2施工方面裂縫控制措施
施工過程對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生施工期裂縫的影響因素很多,應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制:
(1)加強(qiáng)混凝土澆筑過程的振搗工序,不得漏振,也不要過振,防止浮漿過多。同時(shí)要調(diào)整好混凝土的流動性,特別是在鋼筋較密集部位更應(yīng)注意,以防止浮漿過多。同時(shí)要調(diào)整好混凝土的流動性,特別應(yīng)該注意鋼筋較密集部位混凝土的流動性,以防止產(chǎn)生混凝土沉降裂縫。
。2)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù),采用澆筑完立即覆蓋混凝土,并壓蓋濕潤麻袋或草氈并及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)。盡量減少澆筑與開始養(yǎng)護(hù)的時(shí)間間隔。混凝土在硬化過程中應(yīng)保持一定的濕度和溫度,以防混凝土表面干裂和塑性裂縫。
。3)對于大體積混凝土工程,應(yīng)分層澆筑,每層厚度不超過30cm,以加快熱量散發(fā),并使溫度分布均勻;混凝土下料不宜太快;對于要求較高的混凝土構(gòu)件,在混凝土澆筑1~2小時(shí)后,對于混凝土可進(jìn)行二次振搗,表面敲打,收光等。
。4)在混凝土澆筑前,應(yīng)將模板澆水濕透,脫模應(yīng)選擇效果較好的脫離劑,拆模應(yīng)平穩(wěn),并需控制好構(gòu)件拆模的時(shí)間、受力和大小,以免引起結(jié)構(gòu)裂縫。
。5)對于較長或面積較大的混凝土澆筑工程,應(yīng)采用澆筑完一段養(yǎng)護(hù)一段的方法,混凝土表面應(yīng)及時(shí)抹壓、覆蓋養(yǎng)護(hù)。長期露天擱置的預(yù)制構(gòu)件,除避免曝曬外,還需要定期適當(dāng)灑水,保持濕度。薄壁構(gòu)件應(yīng)在放在陰涼處并加以覆蓋,避免發(fā)生溫度和濕度的嚴(yán)重變化。
4.優(yōu)化混凝土配合比控制裂縫措施
。1)混凝土的干縮變性隨著單方水泥增加二增加,并不代表水泥的用量越多,強(qiáng)度等級就越高,結(jié)構(gòu)安全性就越大。根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)例表明,混凝土齡期在3~5個(gè)月時(shí)候,強(qiáng)度比28天強(qiáng)度分別提高1.25~1.5倍,同時(shí)抗?jié)B能力也會隨之增加。因此在實(shí)際施工的配合比設(shè)計(jì)中,可考慮讓混凝土發(fā)揮其后期強(qiáng)度。
(2)混凝土早期的收縮主要是漿體的收縮,漿體量越大則收縮越大,考慮到實(shí)際施工過程中混凝土的工作性和可泵送性,我們在配合比設(shè)計(jì)中,漿體的體積控制在適當(dāng)范圍內(nèi),適當(dāng)增加粗集料用量,并可選用空隙率在40%左右的優(yōu)質(zhì)粗骨料,在保證可泵性的前提下,適當(dāng)降低漿體的體積,比較有效地防止早期裂縫的產(chǎn)生。
。3)配合比設(shè)計(jì)中砂率的選擇對混凝土收縮性的影響很大,混凝土的收縮和裂縫產(chǎn)生的概率隨著砂率的增加而增大,降低砂率有助于減少收縮,但同時(shí)考慮到泵送混凝土的問題,太小的砂率增加了混凝土泵送的困難,也不能滿足抗?jié)B等級的要求。此外,更應(yīng)該注意砂的莫屬和粒徑,有的工程實(shí)踐表明采用細(xì)度模數(shù)2.8的中砂比2.3的總砂,可以有效減少水的用量和水泥的用量,從而可以降低水泥的水化熱、混凝土的溫升和早期的收縮。
5.施工期混凝土收縮綜合影響因素
影響收縮裂縫的因素是多種多樣的,總結(jié)一下幾點(diǎn)對于控住施工期裂縫有很大的參考價(jià)值:
。1)混凝土在水中永遠(yuǎn)呈微膨脹變形,但在空氣中永遠(yuǎn)呈現(xiàn)收縮變形。
。2)水泥用量越大,含水量越高,表現(xiàn)為水泥漿量越大,坍落度就越大,收縮性就越大,應(yīng)盡量避免雨中澆筑混凝土。
(3)水灰比越大,收縮性就越大,一般高強(qiáng)度混凝土比中低強(qiáng)度收縮性大。
(4)一次澆筑成形的面積越大,暴露面越大,收縮也就越大。
。5)早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長,收縮性越小,越干燥,保濕養(yǎng)護(hù)避免劇烈的干燥能有效地降低收縮應(yīng)力。
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