大体积混凝土裂缝的预防措施探讨

涂波 王海金

摘要：在混凝土工程中,现浇混凝土的裂缝现象的存在几乎不可避免，这就要求我们在现场施工中要尽量做到科学合理,采取有效的措施才能够减少裂缝现象产生程度和几率;对于施工中已经产生的裂缝,在分析其发生的原因后,进行科学的处理采取加固补强措施,使现浇混凝土结构在满足正常使用条件下达到安全性和耐久性要求。科学的组织设计,文明、合理地施工,认真的操作流程,做到“精心设计、精心施工”，才能把所有的工序做到最佳的效果，使工程达到更高的标准。关键词：混凝土 裂缝 控制

中图分类号：TU375 文献标识码：A

因言：混凝土裂缝产生的原因是多样的,主要是温度和湿度的变化、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板及支承变形等。概括起来,一种是非荷载作用变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷、化学作用等原因引起的裂缝;另一种是荷载作用引起的裂缝;再者是施工不当引起的裂缝,如配合比控制及养护不当引起裂缝等等。  一、混凝土裂缝的成因1原材料质量引起的裂缝。    混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝。2砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿的地方较为多见。 3拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。4施工违反操作规程。

 常见因素有搅拌、运输时间过长;振捣不良;浇筑速度过快;塑性混凝土下沉;施工缝接茬处理不好;初期养护不当,早期受冻;钢筋骨架构造不当(主箍筋配置、主箍筋间距、主筋搭焊接锚固、辅筋和预埋件问题等);乱踩配筋致使保护层减小;模型板刚度不足;模板支架下沉或失稳;过早拆模等;其中多数属物理性缺陷。5构件受力、变形使内应力超越材料强度。    常见的受力有拉伸(中、偏拉)、压缩(中、偏压局压)、弯曲(少筋、适筋、超筋)、剪切(少箍、适箍、超箍、冲切)、扭转等状态;常见的变形有因过大不均匀沉降、因收缩和温度变形受到约束待状态。它们所造成的缺陷均属物理性缺陷。6温度变形。

 混凝土具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。7湿度变形。    混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2‰~0.4‰。其发展规律是早期快,后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是每隔20~40m设置一道后浇带,或采用在混凝土中掺加微膨胀剂等,这样可基本解决混凝土的早期干缩。

混凝土的收缩。混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发、体积逐渐缩小而产生收缩。根据力学分析,由于结构构件受到支座的约束,当其收缩所引起结构构件的约束应力超过一定程度时,必然引起结构构件的开裂。力学形变及温度应力裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面,由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热,造成混凝土构件内外部温差较大,膨胀不一致,混凝土表面产生拉应力,内部产生压应力,当这种拉应力超过了混凝土抗应力时便产生的裂缝。温度变化较大的地区。温度裂缝通常无规律,大面积构件裂缝常纵横交错,受温度变化影响明显,裂缝冬宽夏窄。钢筋混凝土的结构,在使用荷载的作用下,截面的混凝土拉应变是大于混凝土极限拉伸值,作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力及扭矩等荷载效应会引起结构构件产生裂缝,这种情况下结构是带裂缝工作,是设计允许的;由于基础不均匀沉降,使混凝土结构出现的裂缝,也属于荷载作用引起的的裂缝,这种裂缝大多是由于地勘不准确或施工控制不到位造成的,是不允许发生;由于在施工中过早对结构构件承受荷载,使结构构件达不到设计强度,迫使混凝土产生裂缝,这是可以避免的;混凝土结构构件在使用过程中,超过设计的允许最大荷载,导致混凝土裂缝。这种破坏性裂缝是不允许的。 混凝土过早拆模,或者混凝土未达到终凝时间承受荷载等都可直接造成混凝土裂缝;在施工中板的上层钢筋一般较细,在交叉作业中,施工人员不采取措施对上层钢筋踩踏,使钢筋弯曲变形、下沉,保护层过大,导致板面裂缝;在施工中混凝土水灰比过大,多余的水形成水泡或蒸发后形成气孔,减少混凝土实际有效断面,在荷载作用下,使空隙周围产生应力集中,导致板面裂缝;混凝土砂石含泥量超标或级配差,会使混凝土产生网状裂缝或侧面裂缝,混凝土组成材料质量不合格,导致结构裂缝。

二、裂缝防治措施    1设计合理的方案    根据各种混凝土允许产生的裂缝宽度要求来设计施工方案,能有效控制裂缝产生。同时,配筋方案也有较大影响,钢筋间距密而直径细的钢筋能有效提高混凝土的抗裂能力。    2实现原材料质量达标    合理选择混凝土强度等级、水泥等级,配合好的石沙原料,同时防止使用强度较高的水泥,并且减少水泥用量,可以使原材料的质量达到建筑标准。    3添加外加剂防止裂缝    外加剂的使用可以防止混凝土开裂,若其得到正确使用,工程质量能得到保障,并且混凝土的耐久性也可以得到提高。减水防裂剂是一种常见外加剂,它的作用主要有:减少混凝土的用水量,调整水灰比对混凝土干缩的影响;减少水泥用量,而水泥用量会影响混凝土的收缩率,减少的部分可用骨料加以补充;使混凝土的缓凝时间恰当,防止水泥迅速水化热而导致塑性收缩增加。    4加强施工质量

混凝土裂缝的防止工作在水利工程施工中非常重要,尤其体现在对新浇混凝土的早期养护上,以减少早期的收缩。具体做法是对构件的湿润养护加以控制,采用流水或者蓄水的方式对大体积混凝土进行养护,时间为14~28d。同时,在施工中还要考虑大体积水泥水热化的问题,除了降温措施,还要防止水化热集中出现。此外,要采取蓄水保湿的措施,如覆盖布条、薄膜、麻袋等方式,在混凝土浇注成型后对其进行养护,以避免其因为内外温差大产生裂缝。而对低下结构的混凝土,应尽快回填土,有益于防止裂缝出现。    5修补裂缝   非强度原因而造成现浇混凝土裂缝处理措施有化学灌浆法,其方法为采取环氧类的化学浆液或水泥浆液对裂缝进行灌注填充,既提高了结构的整体性,又能有效阻止钢筋的进一步锈蚀;迭合层法,对原有混凝土楼面凿毛清理,铺设钢筋网,重新浇筑一层细石混凝土整浇层,从力学角度来提高楼板的刚度和整体抗变形性能;整体处理法,通过增设构件、改变传力途径、地基处理、结构补强等整体方法提高现浇楼板的抗裂性能,针对已出现的裂缝,视具体情况对其采取封堵或约束的方案。

总结：为了保证施工过程中的混凝土施工质量,施工单位应该建立自身的监督管理部门,严格管理混凝土施工。与此同时需要提高管理人员的素质水平,保证其可以及时发现施工过程中的问题,避免混凝土裂缝的产生。另外,随着新工艺、新材料的不断出现,工程施工对施工人员的素质要求也越来越高,相关人员在进行施工之前,需要对施工人员进行相关培训,确保施工人员都是持证上岗,并且优先聘用有丰富经验和良好社会信誉的施工队进行施工。