【摘 要】目前建筑業(yè)己經(jīng)成為國(guó)家的支柱性產(chǎn)業(yè)之一,在建筑工程中,混凝土裂縫現(xiàn)象時(shí)?梢(jiàn),混凝土坍落度大、用水量多、水泥用量多、砂率大、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)等因素極易在混凝施工中出現(xiàn)裂縫,本文就發(fā)表下作者的觀念,供同行參考。
【關(guān)鍵詞】混凝土裂縫;技術(shù)施工;控制
在我國(guó)的建筑行業(yè),混凝土施工技術(shù)中,混凝土裂縫現(xiàn)象時(shí)?梢(jiàn),尤其是商品混凝土廣泛應(yīng)用以來(lái),極易在混凝施工中出現(xiàn)裂縫。這些裂縫的存在,常常會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度及耐久性,對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害的影響。縮短了其使用壽命;炷亮芽p的存在時(shí)常困擾著一些施工單位,弄不好還會(huì)引起官司,造成重大經(jīng)濟(jì)賠償。因此,本人根據(jù)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究及以往的施工經(jīng)驗(yàn),談?wù)剬?duì)混凝土施工中產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)裂縫的一些體會(huì)。
1.混凝土裂縫的類型和產(chǎn)生原因
近年來(lái)預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)用范圍逐漸推廣到更多的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,如大跨超長(zhǎng)、超厚及超靜定框架結(jié)構(gòu),其混凝土強(qiáng)度等級(jí)必須提高至C50。在采用泵送條件下,其收縮與水化熱大大增加,約束應(yīng)力裂縫很難避免。張拉前開(kāi)裂、張拉后又不閉合。裂縫控制的難度更加困難。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)裂縫允許寬度是嚴(yán)格的,預(yù)兆性較小,裂縫擴(kuò)展速度快。裂縫深度h與結(jié)構(gòu)厚度H的關(guān)系如下:h≤0.1H表面裂縫;0.1H 應(yīng)當(dāng)盡量避免貫穿性及縱深裂縫。如出現(xiàn)該種裂縫應(yīng)采取化學(xué)灌漿處理來(lái)保證強(qiáng)度,即灌縫抗拉強(qiáng)度必須超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度。早期裂縫一般出現(xiàn)在一個(gè)月之內(nèi),中期裂縫約在6個(gè)月之內(nèi),其后1~2年或更長(zhǎng)時(shí)間屬于后期裂縫。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中,由于混凝土的組成材料和微觀構(gòu)造的不同以及所受外界影響的不同,混凝土產(chǎn)生裂縫的原因較為復(fù)雜。產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾個(gè)方面:
(1)大體積混凝土水化熱引起的裂縫。大體積混凝土由于水泥在水化過(guò)程中產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高。當(dāng)混凝土塊體內(nèi)部的溫度與外界環(huán)境溫度相差很大,以致所形成的溫度應(yīng)力或溫度變形超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)的抗拉強(qiáng)度或極限拉伸值時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
(2)混凝土干縮引起的裂縫。混凝土在硬化過(guò)程中,由于干燥收縮會(huì)引起體積變化。當(dāng)這種體積變化受到約束時(shí),如兩端固定梁或是高配筋率的梁,或是澆筑在老混凝土上或堅(jiān)硬巖基上的新混凝土,都可能產(chǎn)生這種裂縫。這種裂縫的寬度有時(shí)很大,甚至?xí)灤┱麄(gè)構(gòu)件。
。3)混凝土塑性塌落引起的裂縫。在大厚度的構(gòu)件中,混凝土澆筑后半小時(shí)到數(shù)小時(shí)即可發(fā)生這種裂縫。其原因是混凝土塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,或是在過(guò)分凹凸不平的基礎(chǔ)上進(jìn)行澆筑;蚴悄0宄料荨⒁苿(dòng)或是斜面澆筑的混凝土向下流淌。
。4)塑性收縮裂縫。這種裂縫發(fā)生在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí),仍處于塑性狀態(tài)的時(shí)刻。在炎熱或大風(fēng)天氣,混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快以及混凝土水化熱高等,都容易產(chǎn)生這種裂縫。這類裂縫的寬度可大可小,小的細(xì)如發(fā)絲,大的可到數(shù)毫米。其長(zhǎng)度可由數(shù)厘米到數(shù)米,深度很少超過(guò)5cm,但薄板則有可能被其穿透,分布的形狀一般是不規(guī)則的。
。5)堿一骨料反應(yīng)引起的裂縫;炷良铀韬虾螅嘀械膲A不斷溶解。這種堿液與活性骨料中的活性氧化硅起化學(xué)反應(yīng),析出膠狀的堿一硅膠。從周圍介質(zhì)中吸水膨脹,其體積可增大到三倍,而使混凝土脹裂。其特點(diǎn)是裂縫中有白色沉淀的膠體,顯雜亂的“地圖”狀。
2.混凝土裂縫的控制措施
由于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜,很多時(shí)候表現(xiàn)為上述幾方面原因綜合性作用下導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫;炷亮芽p的預(yù)防控制措施往往也必須從設(shè)計(jì)方案、施工方案和材料選擇等方面綜合考慮。
2.1在設(shè)計(jì)方面
。1)降低結(jié)構(gòu)約束,做好抗與放的良好結(jié)合,包括漫置后澆帶、施工縫及滑動(dòng)層。
(2)合理確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí),避免過(guò)高設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)帶來(lái)混凝土收縮量的增加。
(3)做好設(shè)計(jì)荷載驗(yàn)算,在混凝土結(jié)構(gòu)尺寸變化較大處,適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)結(jié)構(gòu)配筋,提高配筋率。
。4)根據(jù)環(huán)境條件合理確定混凝土鋼筋保護(hù)層厚度。
(5)確定無(wú)害裂縫控制寬度。
2.2在施工方面
。1)優(yōu)化混凝土配合比:應(yīng)用減水率大、收縮比率小的高效減水劑或緩凝高效減水劑,大幅度減少用水量。提高混凝土的密實(shí)性;應(yīng)用保水性較好的普通硅膠鹽水泥以及需水量比較小的優(yōu)質(zhì)粉煤灰;連續(xù)級(jí)配的粗骨料,偏粗的中砂;對(duì)厚大體積的混凝土應(yīng)選擇水化熱低的水泥并適量摻加塊石降低混凝土水化熱峰值,減少混凝土收縮,提高混凝土抗拉強(qiáng)度及極限拉伸。
。2)澆筑混凝土前,將基層和模板澆水濕透,避免吸收混凝土中的水分。
。3)厚大體積混凝土施工,采用水化熱溫升控制措施。根據(jù)環(huán)境及混凝土原材料溫度計(jì)算水化熱峰值,延緩溫差梯度與降溫梯度,保證混凝土內(nèi)外溫差控制在20°C以內(nèi)。如盡可能降低混凝土人模溫度,人模溫度控制在比環(huán)境溫度高5°C范圍內(nèi);盡可能減少結(jié)構(gòu)底板與外側(cè)墻混凝土上澆筑時(shí)間差,減少新老混凝土之間的收縮差;采用竹膠板模板,改善混凝土表面熱交換條件,延遲拆模時(shí)間,減小混凝土降溫速率;加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和測(cè)溫,采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護(hù)法可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期,即在混凝土中埋設(shè)冷卻管,在混凝土升溫階段通水帶走混凝土水化熱熱量,降低混凝土最高溫升值,頂、底板蓄水養(yǎng)護(hù),外側(cè)墻噴淋、澆水或涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。內(nèi)孔保濕保溫養(yǎng)護(hù),冬季保溫養(yǎng)護(hù)等。
(4)振搗克分,澆筑方法得當(dāng)。但應(yīng)避免過(guò)振,通常振搗時(shí)間宜為15-30秒。截面厚度相對(duì)較大的構(gòu)筑物,可先澆筑較深部位。為保證施工質(zhì)量,利于混凝土早期散熱,應(yīng)對(duì)厚混凝土進(jìn)行相對(duì)較長(zhǎng)的分層施工,每一大層內(nèi)仍須做到斜面分層。根據(jù)泵送大體積混凝土的特點(diǎn),采用“分段定點(diǎn),一個(gè)坡度,薄層澆筑,循序推進(jìn),一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能較好地適應(yīng)泵送工藝,從而提高泵送效率,簡(jiǎn)化混凝土的泌水處理,保證上下層混凝土澆筑間隔不超過(guò)初凝時(shí)間。待每層達(dá)到預(yù)定高度后略作停歇。靜止約2-3h后混凝土完成相當(dāng)一部分早期沉縮,及散發(fā)了大量的早期水化熱。此時(shí)再集中覆蓋下一層混凝土,并于兩層混凝土之間進(jìn)行二次振搗,確保深厚混凝土施工質(zhì)量。
。5)強(qiáng)技術(shù)管理,健全混凝土面層質(zhì)量保證體系。如妥善排除澆筑過(guò)程中的泌水,初凝前完成抹平工作,終凝前完成壓光工作,隨即噴養(yǎng)護(hù)劑或覆蓋劑及時(shí)養(yǎng)護(hù)。
3.混凝土裂縫的處理
對(duì)于混凝土裂縫的出現(xiàn),應(yīng)根據(jù)裂縫的涮查結(jié)果、建筑物重要性、使用功能和裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裂縫危害性分析后,嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求和設(shè)計(jì)認(rèn)可的處理方案對(duì)裂縫進(jìn)行相對(duì)的處理。常規(guī)的處理方法主要有以下四種:
(1)表面處理法:包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫,深度為達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫、不漏水的縫、不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)(土工膜或其他防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
。2)填充法:用修補(bǔ)材料直接填充裂縫,一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫(≥0.3mm),作業(yè)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低。寬度小于0.3mm。深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開(kāi)V型槽,然后做填充處理。
。3)灌漿法:此法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。
。4)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法:因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等;炷亮芽p處理效果的檢查包括:修補(bǔ)材料試驗(yàn);鉆心取樣試驗(yàn);壓水試驗(yàn);壓氣試驗(yàn)等。
以上是本人對(duì)混凝土施工過(guò)程中產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)裂縫原因分析及控制防御措施,已在很多地施工