摘要:隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,鋼筋混凝土工程成為了現(xiàn)代建筑中常見(jiàn)的工程項(xiàng)目,在建筑結(jié)構(gòu)中起主要作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后,其性能的改變嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全和耐久運(yùn)行,直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量與使用壽命。 

  關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土、裂縫機(jī)理、控制措施 

  中圖分類(lèi)號(hào):TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 

  隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),建筑業(yè)也隨之持續(xù)、快速的發(fā)展;炷烈蚱淙〔膹V泛,價(jià)格低廉,抗壓強(qiáng)度高,(可塑性好,可以)澆注成各種形狀,并且耐火性好,(且不)小容易風(fēng)化,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低,成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料之一。但是很多工程在投入使用后,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫的情況。 

  一、鋼筋混凝土裂縫普遍性 

  建筑業(yè)處于快速發(fā)展階段,樓房越建越高、高層、超高層比比皆是,而且建筑高度不斷在創(chuàng)新高。隨著建筑物高度不斷創(chuàng)新高,建筑手段也在不斷更新,垂直運(yùn)輸直接制約高層發(fā)展,解決混凝土垂直運(yùn)輸問(wèn)題尤為重要,鋼筋混凝土解決了混凝土垂直運(yùn)輸問(wèn)題、但隨之而來(lái)的混凝土裂縫問(wèn)題,特別是混凝土現(xiàn)澆板裂縫問(wèn)題愈加突出,裂縫已是工程質(zhì)量的結(jié)構(gòu)隱患,直接影響工程(質(zhì)量)及工程使用壽命,也是工程建設(shè)者各方攻克的難題。盡管各方人員進(jìn)行了大量攻克研究,但是混凝土現(xiàn)澆板裂縫問(wèn)題至今還未得到徹底根除。 

  二、鋼筋混凝土裂縫機(jī)理分析 

  通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)分析,無(wú)論是干燥收縮、塑性收縮、自干燥收縮、還是溫度收縮,產(chǎn)生混凝土裂縫的主要原因,是由于混凝土初期抗拉強(qiáng)度小于混凝土溫度應(yīng)力及混凝土收縮應(yīng)力,產(chǎn)生混凝土裂縫。由于混凝土初凝前混凝土抗拉強(qiáng)度近乎為零,而由于溫度應(yīng)力及混凝土收縮應(yīng)力已經(jīng)產(chǎn)生,此時(shí)溫度應(yīng)力及混凝土收縮應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度,此時(shí)混凝土的微裂縫甚至較大,有害裂縫已經(jīng)產(chǎn)生,即混凝土表面裂縫。隨著時(shí)間的推移,混凝土收縮升華,外溫差的變化及混凝土凝結(jié)硬化產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致混泥土內(nèi)部溫度升高,混凝土收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力繼續(xù)增大,而混凝土抗拉強(qiáng)度提高較慢,混凝土收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度,混凝土的裂縫在繼續(xù)發(fā)展,即產(chǎn)生混凝土深層裂縫,甚至產(chǎn)生貫通裂縫。 

  集中攪拌混凝土初期,混凝土的抗拉強(qiáng)度小于混凝土收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力,主要原因是由于采用集中攪拌混凝土及鋼筋混凝土?xí)r,由于運(yùn)輸距離及泵送需要,在選擇水泥時(shí)通常采用初凝、終凝時(shí)間較長(zhǎng)水泥,添加緩凝劑,混凝土塌落度較大,混凝土含砂率較高,石子粒徑較小,同時(shí)添加粉煤灰、泵送劑。導(dǎo)致混凝土初凝、終凝時(shí)間較長(zhǎng),混凝土抗拉強(qiáng)度提高較慢,而且混凝土表面形成較厚粉煤灰砂漿層,而同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿和混凝土相比,水泥砂漿的收縮變形、溫度變形要比混凝土的變形要大,故已形成混凝土表面裂縫。 

  基于以上種種原因,無(wú)論是水平混凝土構(gòu)件還是豎直構(gòu)件,無(wú)論是大體積混凝土構(gòu)件,還是小截面構(gòu)件,都或多或少出現(xiàn)裂縫,而且裂縫往往出現(xiàn)在混凝土初凝前、初凝后,隨著時(shí)間的推移裂縫繼續(xù)開(kāi)展漫延。而混凝土終凝后,新產(chǎn)生的裂縫明顯減少。因此消除混凝土現(xiàn)澆前期裂縫,是防治混凝土裂縫的關(guān)鍵,只要將混凝土前期裂縫防治了,就可將混凝土裂縫大大降低。 

  三、防治鋼筋混凝土裂縫方法措施 

  根據(jù)混凝土前期裂縫產(chǎn)生的原因,擬采用下列施工方法可降低或消除現(xiàn)澆板前期裂縫比較有效途徑。 

  1、合理控制混凝土初凝、終凝時(shí)間 

  首先根據(jù)工程特點(diǎn),確定是現(xiàn)場(chǎng)攪拌,還是采用商品混凝土,確定混凝土攪拌形式后,在測(cè)算混凝土從攪拌開(kāi)始到澆筑地點(diǎn)及澆筑完成后時(shí)間,再考慮各種偶然因素,考慮在各種綜合因素后,確定本工程所選用的水泥初凝時(shí)間、終凝時(shí)間,及所使用緩凝劑的品種和緩凝劑的用量,保證混凝土澆筑振搗完成后不久,混凝土就處于初凝狀態(tài),保證混凝土前期強(qiáng)度與溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力同步提升,阻止混凝土前期裂縫產(chǎn)生。 

   2、優(yōu)化混凝土配合比 

  (1)、從源頭出發(fā),選擇水化熱小的混凝土; 

  (2)、摻入適量粉煤灰,混凝土的自收縮大小主要取決于混凝土內(nèi)部自干燥程度,混凝土內(nèi)部的彈性模量及徐變系數(shù);炷恋脑缙(初凝至1d)彈性模量低、徐變系數(shù)大,因此自干燥速度是決定早期自收縮的主要因素。粉煤灰在水泥漿體系中的水化非常緩慢因此在相同的水膠比條件下,用粉煤灰替代部分水泥相當(dāng)于增大早期有效水灰比。因此粉煤灰可降低混凝土內(nèi)部的早期自干燥速度,顯著降低早期自收縮。而且由于減少了水泥的用量,也在相當(dāng)大的程度上降低了混凝土的水化熱,減小了溫度收縮。后期粉煤灰的繼續(xù)水化使混凝土內(nèi)部自干燥程度提高,但是此時(shí)混凝土已有較高的彈性模量和很低的自徐變系數(shù),因此在相同自干燥程度下產(chǎn)生的自收縮同早期相比小得多; 

  (3)、摻入外加劑 

  其方法歸納起來(lái)有以下幾種:通過(guò)摻加減水劑降低單位用水量的方法減小收縮,摻加有機(jī)收縮低減水劑的方法減少收縮,通過(guò)摻加具有膨脹性的外加劑導(dǎo)入化學(xué)預(yù)應(yīng)力的方法補(bǔ)償收縮。 

  3、混凝土二次振搗及二次收集,調(diào)整混凝土初凝前組織結(jié)構(gòu),由于鋼筋混凝土,一般采用水泥初凝時(shí)間、終凝時(shí)間較長(zhǎng),同時(shí)采用緩凝劑、泵送劑等各種 

  外加劑,致使混凝土的初凝時(shí)間、終凝時(shí)間推后,混凝土澆筑完成后,較長(zhǎng)時(shí)間混凝土還未進(jìn)入初凝狀態(tài),而這時(shí)溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力已經(jīng)產(chǎn)生,這時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生了細(xì)微裂縫。為了消除已產(chǎn)生的混凝土裂縫,將采用“消除裂縫法”即采用二次振搗方法,將原來(lái)組織結(jié)構(gòu)破壞,消除原來(lái)已形成的微裂縫,經(jīng)過(guò)二次振搗,二次收抹后,形成了新的組織結(jié)構(gòu)。二次振搗,二次收抹必須在混凝初凝前完成。根據(jù)混凝土板厚度,二次振搗可采用深層振搗,或表層振搗。 

  對(duì)于厚度較大的現(xiàn)澆板可采用深層振搗,深層振搗采用插入式振搗,對(duì)于厚度較小的現(xiàn)澆板可采用表層振搗。這種二次振搗,二次收抹的方法,可以破壞混凝土原來(lái)的組織結(jié)構(gòu),原來(lái)由于混凝土未初凝,混凝土的抗拉強(qiáng)度很小,甚至混凝土強(qiáng)度還未產(chǎn)生,而溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力已經(jīng)產(chǎn)生,由于混凝土抗拉應(yīng)力小于溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力,初凝前、初凝后就已經(jīng)產(chǎn)生了裂縫。經(jīng)過(guò)在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗、二次收抹后,原來(lái)形成的混凝土裂縫已經(jīng)消除,在新的組織結(jié)構(gòu)下,混凝土溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力正在形成,而混凝土抗拉強(qiáng)度也正在形成,混凝土的溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、混凝土抗拉強(qiáng)度同步產(chǎn)生,甚至混凝土的抗拉強(qiáng)度增長(zhǎng)先于其它應(yīng)力增長(zhǎng),這樣可以避免混凝土前期裂縫的產(chǎn)生。 

  通過(guò)對(duì)混凝土裂縫機(jī)理進(jìn)行分析,找出混凝土裂縫產(chǎn)生原因,采取合理控制混凝土初凝、終凝時(shí)間,優(yōu)化混凝土配合比,混凝土二次振搗及二次收抹,調(diào)整混凝土初凝前組織結(jié)構(gòu),加強(qiáng)對(duì)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),抑制混凝土的收縮等有效措施就可減少裂縫產(chǎn)生,甚至可以消除裂縫產(chǎn)生。 

  總之,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是影響建筑物滿(mǎn)足安個(gè)性、適用性和耐久性的一個(gè)非常重要的方面,建筑物的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件常常山于各種小同的原因,導(dǎo)致各種裂縫出現(xiàn),是不可避免的,其有害程度是得以控制,有害與無(wú)害的界限是山結(jié)構(gòu)使用功能決定的。因此加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫原因的分析是非常重要的,設(shè)計(jì)、施工、材料等方面因素,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的影響是相互聯(lián)系、相互制約的,必須全面系統(tǒng)的考慮。 

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