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现浇混凝土裂缝产生的原因及防治现浇混凝土裂缝产生的原因及防治

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现浇混凝土裂缝产生的原因及防治

建筑工程中常用的结构是钢筋混凝土结构,由于钢筋混凝土结构的重量较大,其抗裂性较差,因此,在大跨度、高层数的房屋建筑工程中,钢筋混凝土结构在施工初始混凝土浇筑后,往往会产生肉眼可见的裂缝,虽然大多数裂缝的形成并不会引起结构受力的改变,但是构件观感和渗水却会带来适用性的不良影响,因此,要了解产生混凝土裂缝的原因来制定相应的对策和措施。
1混凝土裂缝的分类
1.1混凝土终凝前表面裂缝形成原因
塑性收缩裂缝是混凝土自身收缩导致的裂缝,这些塑性裂缝大多数出现于刚浇筑的混凝土结构物暴露在空气里的上表层。由于塑性收缩主要是指混凝土在终凝前,表面因失水速度相对内部较快,令表里收缩速率不一致,产生一对作用相反的拉应力后混凝土被拉裂而出现的缝,因混凝土是非均质材料,裂缝首先发生在强度小的局部,此处应力集中应变大,随着应力的增加裂缝向应力的垂直方向延伸,形成中间大两边小的裂缝形态。
普通混凝土经施工浇筑成型后一般需经时约5到12小时才终凝,在此期间,水泥水化持续发展,随着水化时间越长混凝土的温度越高,直到出现水化峰值后才慢慢降低,如果不采取措施,此时混凝土中心与表面温度差值较大,遂产生温度应力,差值越大温度应力越大,混凝土早期的强度是非常低的,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,即产生裂缝。
1.2贯穿裂缝形成的原因
混凝土浇筑后,混凝土表层与大气接触面大且广,温度散发快,混凝土内层因水泥水化进程推进,温度不断提高,由于内部和外部的温差,形成了应力“梯度”的出现,造成了温度的应力,从而导致了深层的裂纹的产生。现代混凝土施工过程中,部分施工单位一味追赶施工进度,在浇筑后混凝土未达到施工强度前,进行下道工序施工,对混凝土扰动或过荷载,产生裂缝。
1.3因设计不当而产生的裂纹
设计是引起混凝土裂缝的一个重要因素,包括:设计结构不合理和结构构件的截面突变致使应力相对集中、结构截面较小处钢筋使用大而粗、钢筋与混凝土握裹力太差等诸多原因。房建楼板的设计,混凝土构造钢筋配置非常重要,楼板混凝土受柱子、剪力墙、竖向孔洞的模板约束,极易受垂直分力的作用在楼板上形成放射形状的裂缝,配置足够和正确的钢筋是避免此类裂缝很重要的手段。
1.4因材料问题而产生的裂缝
在建筑施工中,由于混凝土本身的物理收缩,加之建筑材料的性能差异以及施工不当等因素,导致混凝土出现开裂,因此合理选择建筑材料是避免混凝土开裂的一种行之有效的方法。例如:粗细集料的含泥量较大。由于混凝土所用粗集料含有超量的含泥,如不及时处理就会混入到混凝土中,使混凝土收缩变形增大及工作性能下降,浇筑后材料均质性不好,进而收缩量变大。
1.5混凝土配合比原因引起的裂缝
在设计混凝土的配合比时,水泥强度的等级、种类的选择不合适,会直接致使水泥、用水量、外加剂等用量的差别,矿物掺合料的选用和搭配,这些因素都是混凝土施工性能的影响条件,容易引起在施工期间混凝土产生离析与泌水、分层、凝结时间不合理、浇筑后均匀性不好等问题,致使收缩值增加而产生裂缝。
1.6施工和养护原因产生的裂缝
在施工现场,对浇筑的混凝土进行振捣是保证混凝土密实的重要措施,但是由于施工人员的振捣行为存在一定的偏差,导致漏振与过振会降低混凝土密实性,随着漏振与过振的混凝土的收缩当量越大,所产生的收缩应力也越大,是混凝土塑性引发裂缝的主要原因。初凝前对混凝土进行二次振捣和多次抺面是减少混凝土凝结收缩带来的微裂缝的重要手段,现场施工结束后进行保湿保温的养护,令混凝土不会因温差和收缩当量不一致进而形成裂缝。混凝土的保温养护,不仅提高了混凝土的表面温度,混凝土内部的温度得到缓慢的降低,并且结构混凝土内外温差以及混凝土表面与大气环境的温差都在合理范围内,为此,这种“外保温内缓降”的养护方法得以能够防止和减少混凝土的开裂。
2混凝土裂缝修复技术
2.1混凝土外表面观感的处理
适用于混凝土细小裂纹的处理,例如混凝土的表层裂纹,在进行处理前,必须先将混凝土表层的尘土杂物清除,使其保持足够的水分,并且不能沾上明水,使用水泥粉用毛刷将裂缝填补上,随后保湿养护。
2.2填充修补深层裂缝处理
树脂灌注法和聚合物渗透法:环氧树脂是一种常用的裂缝灌注法,它具有很好的力学性能,能够抵抗混凝土中的许多化学腐蚀,液体树脂可以用来对桥梁和路面进行封堵,如果裂缝大于0.2mm,则可以用来封堵。
3不同原因导致混凝土裂缝的处理方法
3.1设计问题引发裂缝的防治对策
在房屋建筑的设计阶段,为了保证结构与外观的协调性,提出了一种增强方案。所谓补偿收缩混凝土技术,是指在房屋建筑的设计过程中,通过向混凝土中加入膨胀剂的方式,对混凝土的收缩特性进行优化。在实际应用中,为了提高补偿收缩混凝土的应用效果,需要把构造钢筋配置作为重点。特别是薄壁部件,其构造钢筋半径和使用数量需要合理确定。
3.2混凝土配合比产生裂缝的预防措施
混凝土是建筑工程中不可或缺的主要原材料,设计配合比要考虑施工条件和气候环境,提高配合比设计准确性与混凝土的施工性能,施工前进行配合比的模拟试验,使之满足施工要求。
进行配合比设计时,以标准和规范为前提,混凝土坍落度和骨料粒径应满足构件尺寸和钢筋间距要求。当混凝土满足工作性标准后,尽量选择较低的砂率,较小的坍落度。
3.3施工与现场养护引发裂缝的防治对策
在混凝土运输过程中,必须确保混凝土搅拌物均匀,防止分层和离析现象。浇筑混凝土后,应立即采取保温和保湿措施,使混凝土内部和表面的失水速率基本一致,避免出现表面塑性收缩裂缝和由不一致收缩引起的应力裂缝。当混凝土表面与外界接触面积大并且水化温升逐渐升高时,保温措施应相应调整,尤其是对于高等级混凝土来说,由于水泥用量大且水胶比低,水化放热较大。在整个养护期间,养护时间不能少于7天,对于防渗混凝土和大体积混凝土,养护时间不能少于14天。
如果在施工时,气温比较低,要注意混凝土入模温度要超过5℃。在混凝土浇灌施工完成之后,工作人员要立即对所有的浇筑面保温保湿材料进行覆盖,在进行混凝土拆模的时候,混凝土的强度要达到标准值。
混凝土的浇筑和养护是保证结构混凝土质量和减少裂缝的关键环节。因此,选择合适的施工方法十分重要,它是防止混凝土裂缝的一项重大措施。例如,在建筑施工中,对于大体积的混凝土,特别采取了分段和分块的浇筑法,可以将内部的水化热控制在一个合理的范围内。还可以利用预埋管来降低混凝土的水化温度,利用外蓄内散养护的方式来提高混凝土的表面温度和降低内部的水化热,从而将内部的热量控制在一个合理的范围内,减少温差。在混凝土养护环节,如需要进行下道工序,则要进行混凝土强度检测,确保工序作业不会对混凝土表面造成影响。在工作完成后,立即采取覆盖洒水养护措施,增加表面的湿度。
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