混凝土的施工裂縫問題
摘要:混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發病,本文主要分析了混凝土裂縫產生的原因和施工溫度的關系,以及應采取的措施。
關鍵詞: 混凝土 溫度應力 裂縫 控制
混凝土裂縫產生的主要原因是溫度和濕度的,混凝土在施工階段常受外界氣溫變化的影響;炷齼炔繙囟葹樗嗨療岬慕^熱溫度和澆筑溫度二者的疊加值,其中澆筑溫度與外界溫有直接關系。一般而言,外界氣溫愈高, 混凝土在硬化期間水泥放出大量水化熱,混凝土的澆筑溫度也愈高,當氣溫下降,會大大增加外層混凝土混凝土內部的溫度梯度,造成溫差和溫度應力,使大體積混凝土出現裂縫。
為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。
控制溫度的措施如下:
(1)采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;
。2)拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;
。3)熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;
。4)在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫;
。5)規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度;
。6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施;
改善約束條件的措施是:
①合理地分縫分塊;
、诒苊饣A過大起伏;
、酆侠淼陌才攀┕すば,避免過大的高差和側面長期暴露;
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養護,防止表面干縮,特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要,應特別注意避免產生貫穿裂縫,出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的,因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。
在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應力,出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發,表面引起相當大的拉應力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數值,就有導致裂縫的危險,但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止混凝土表面產生過大的拉應力,具有顯著的效果。
為保證混凝土工程質量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑,其主要作用為:
。1)混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發后毛細管中產生毛細管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力,但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。
。2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。
(3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來補充。
。4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。
。5)提高水泥漿與骨料的粘結力,提高的混凝土抗裂性能。
。6)混凝土在收縮時受到約束產生拉應力,當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
(7)摻加外加劑可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。
(8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當,在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。
。9)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發,減少干燥收縮。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經濟。
實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
溫度應力觀點出發,保溫應達到下述要求:
①防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。
、诜乐够炷脸洌瑧摫M量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。
③防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養護,主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達到兩個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。
適宜的溫濕度條件是相互關聯的;炷系谋卮胧┏3R灿斜竦男Ч。
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期,在施工中應切實重視起來。
總之,混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論,但對于具體的預防和改善措施要靠我們多觀察、多比較,具體施工中出現問題后多分析、多總結,結合多種預防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的。
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