试论混凝土裂缝的预防与治理要点

2011-08-15 00:48黄金彪
科学之友 2011年12期
关键词:水泥钢筋裂缝

黄金彪

(东莞市宏业建设工程监理有限公司,广东 东莞 523000)

随着建筑行业的不断发展,混凝土裂缝问题始终是人们关注的焦点,裂缝在长期的荷载或外界物理及化学因素作用下不断产生和发展,引起混凝土保护层剥落及钢筋锈蚀,使钢筋混凝土强度和刚度削弱、耐久性降低,甚至会影响结构的正常使用。因此,预防与治理混凝土裂缝非常必要。文章对混凝土裂缝的成因、预防治理进行相关的探讨。

1 混凝土裂缝类型

混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段,其原因复杂多变,一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。

微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05 mm以下,这种砼本身固有的微观裂缝,荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。

宏观裂缝宽度在0.05 mm以上,并且认为宽度小于0.2~0.3 mm的裂缝是无害的,但其前提是裂缝不再扩展,为最终宽度。

2 混凝土裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程中各种因素组合产生的,要从根本上解决混凝土裂缝问题,还需从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的有效途径。

2.1 砼的收缩

收缩是砼的一个主要特性,对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展,则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝的原因,一般认为,在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝,多为规则的条状,很少交叉,常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中,梁、板、柱等小块体构件,预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在大气中的构筑物,影响更大。如不加以预防,可能会造成严重的后果。

2.2 混凝土材料及配合比

配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类不佳、选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示:用水量不变时,水泥用量每增加 10%,混凝土收缩增加 5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土与钢筋的黏结力降低10%。合肥市近两年发现不少商品混凝土浇捣的楼板出现裂缝,其原因主要是:①粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生;②骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大;③混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当,严重增加混凝土收缩;④水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大;⑤水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。

2.3 施工及现场养护原因

施工及现场养护原因:①现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。②高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。③对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。④大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。⑤现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。⑥现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。⑦现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。这些因素都会造成砼较大的收缩,产生龟裂裂缝或疏松裂缝,致使砼微观裂缝迅速扩大,形成宏观裂缝。

养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着重要的影响。在标准养护条件下,砼硬化正常,不会开裂,但只适用于试块或工厂的预制件生产,现场施工中不可能拥有这种条件。但必须注意到,现场砼养护越接近标准条件,砼开裂可能性就越小。

3 混凝土裂缝预防要点

根据砼裂缝成因,采取适当措施进行预防要比事后补救有效。也就是说,采取以防为主的方法,归纳起来,可从以下几个方面入手:

3.1 设计

在设计上要注意那些容易开裂的部位,如深基与浅基、高低跨处等,应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节,在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变且浇筑方便的条件下,钢筋直径越细、间距越小,则对预防开裂越有利。

3.2 施工方案

良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意,一般来说,应尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区,确定浇筑时间的原则,应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工,则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。

3.3 施工质量

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝,则在使用阶段开裂的可能性就小。因此,施工阶段是裂缝预防的主要阶段,在施工阶段要注意以下问题:①砼要有合适的配合比,选择合适的配合比,不仅要满足强度要求、施工要求,还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比,在满足强度要求的原则下,尽可能减少水泥用量。②钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固,以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除,以免影响黏结力。③浇筑、振捣操作要合理,特别是振捣操作技术,往往不被人们重视。过分地振捣对砼均匀性有害,振捣不足也不能保证砼应有的密实度,要恰到好处。

3.4 养护

养护的目的是使砼正常硬化,强度增长,不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温,缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力,阻力裂缝的产生。

常规养护方法是喷水,对一般砼结构,减小表面收缩,防止龟裂。大体积砼由于块体内外温度不一致,强度增长不同,常常是在强度增长慢的表面开裂,其养护就不能只满足于常规方法。具体地说,尽量晚拆模,拆模后要立即覆盖或及时回填,避开外界气候的影响,养护期应以砼强度增长最快的阶段为准,即7~28 d,最好能长些。

4 混凝土裂缝的治理方法

4.1 表面治理法

包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的缝、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

4.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3 mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝以及小规模裂缝的简易治理可采取开V型槽,然后作填充治理。

4.3 灌浆法

此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,治理效果好。利用压送设备(压力0.2~0.4 MPa)将补缝浆液注入砼裂隙,达到闭塞的目的,该法属传统方法,效果良好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便,效果也很理想。

4.4 结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不治理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法,包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。混凝土裂缝治理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。

5 结束语

总之,混凝土裂缝问题在建筑施工中有着重要的地位,施工中应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使混凝土不出现裂缝,或尽量减少裂缝的数量,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。而在以后的实践过程中,我们应深入学习相关知识和总结经验,切实、深入的解决该方面的问题,把工作做得更好。

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