浅谈混凝土裂缝的原因、预防和处理

2014-12-23 08:17廖宏武
山东工业技术 2014年10期
关键词:骨料硬化预防措施

廖宏武

(福建三建工程有限公司,福建 龙岩 364000)

1 混凝土裂缝的危害性

混凝土具有诸多优势,但其自身也有缺陷,如自重较大、弹性不足、耐久性弱、容易变形等。在施工中稍有不慎,便会出现裂缝、麻面、蜂窝等问题,破坏建筑物或路桥的外观,若超出允许值,危害更大。随着裂缝的出现,空气很容易渗入锈蚀钢筋,削弱了混凝土的承载力,影响到其使用寿命;裂缝会导致建筑物或路桥的功能有所减少,不能充分发挥作用;在修复中必将需要更多的成本。可见,不管是从外观、质量还是经济环保方面,均应加强对混凝土裂缝的控制。

2 混凝土裂缝的原因分析和预防措施

2.1 温度裂缝

原因分析:热胀冷缩是混凝土自身的物理性质,在浇筑后的硬化过程中,随着温度降低,混凝土体积压缩变小,易形成裂缝。此外,混凝土是由水泥、砂石、骨料和水等原材料组合成的混合物,在浇筑过程中逐渐硬化。外部温度变化对其硬化有着一定影响,拌合后的混凝土混合物自身有其温度,如果外部温度高于浇筑温度,混凝土内部必然会存积大量温度难以散出。在浇筑时,表面容易散热,但内部温度不易释放,以至于内外形成较大偏差。同时外部产生拉应力,内部产生压应力,而初凝时混凝土抗拉性低,随着温度差的增大,必然会形成裂缝。

预防措施:按照规定标准科学选择原材料,水泥以低热水泥为佳,不能太细;砂石、骨料质量要合格;为进一步提高抗裂性,可根据实际条件适量掺加减水剂或膨胀剂;把握各种原材料的用量,先试配,然后确定最终的配合比;可改善骨料级配,或掺加粉煤灰进行调整;搅拌时按正确顺序投料,注意搅拌时的和易性、均匀性;不断改进工艺,使用二次冷风等新工艺;浇筑时分层浇筑,或在内部设冷却管道等利于散热的装置;观察温度变化,控制好浇筑温度,如果温度过高,应采取冷却措施;为降低混凝土的脆性,提高其抗裂性能,还可掺入定量的钢纤维,以取得更好的弹性。

2.2 塑性收缩裂缝

原因分析:在还没硬化时,混凝土多以塑性状态存在,随着凝结硬化而收缩,可能会生成裂缝,这便是塑性收缩裂缝。内外部温度升高,或出现大风天气,会加速水泥水化,蒸发掉大部分水分。当蒸发速度大于泌水速度时,混凝土会因水分过少而收缩,同时有相应的应力产生。而混凝土此时的抗压强度较弱,比收缩应力低,以至于产生塑性收缩。

预防措施:同样首先应重视材料的选择,如水泥的初期强度要符合要求,合理控制干缩值,可选用硅酸盐水泥;为减少裂缝发生率,需科学配合水灰比,尽量减少水和水灰的用量;同时为提高和易性,有必要加入减水剂等外加剂;浇筑前在混凝土表面洒水,保持一定的湿润性;并使用塑料膜包裹,或喷洒养护剂,减少水分蒸发量;实时测量温度,将温度控制在适宜范围内,如有必要,可埋设测温元件;针对温度过高、大风天气等原因,可采用设置遮阳伞、设置挡风设备的方法予以解决。

2.3 沉陷收缩裂缝

原因分析:地基含水量大,土质松软,易发生不均匀沉降或坍塌现象,从而引起裂缝出现;或模板承载力弱,支撑间距太大也可能发生沉降现象,尤其是冻土上的模板支撑,一旦升温化冻,支撑必然沉降。沉降收缩裂缝多为梭形,有一定的走向;较严重时还可能出现错位。当地基变形越来越小时,沉陷裂缝逐渐稳定。

预防措施:针对因沉陷引起的裂缝,最主要的是要处理沉降问题。如果施工现场土质差,为软土地基,必须在加固后才能施工,可采用强夯法、水泥土搅拌桩法等;提高模板的支撑力和刚度,支撑间距不能太大,而且底部要牢固,不得出现松动现象;注意混凝土养护管理,禁止长期浸泡在水中;在规定的时间段,按照正确顺序拆除模板;搭设模板时尽量避开冻土,如受条件影响必须在冻土上施工,需采取防范措施。

3 实例分析混凝土裂缝的处理

某工程长4500m,桥宽26m,基础采用钢筋混凝土。该桥梁建设是一重建工程,过去由于技术条件限制、施工不认真等原因,混凝土施工质量不合格,常出现裂缝现象,严重阻碍了路桥的使用寿命和功能发挥。因此在此次施工中,对混凝土裂缝问题尤为重视。

在运行拌制工作时,应对拌合物的温度进行有效控制,如夏天在选择水源时,尽量选取地下水,因为地下水的温度较低,还需对砂石、骨料增加一些降温手段;冬天需要加热水和防冻剂等。为避免资源浪费或资源短缺,对原材料的使用,尽量做到不多不少。

采用成熟的浇筑方法,有利于保证混凝土的浇筑质量,要注意,浇筑和振捣工作应同时进行,并将各个程序之间的时间差调到一个适宜的状态。还需注意对时间的把握,例如夏天,应避开温度较大、辐射较高的时段,浇筑工作最好是在夜里进行。混凝土的厚度需根据具体情况再做决定,通常都是在大约400mm。而且,完成浇筑后,为减少因塑性变形引起的表面裂缝,可做二次抛光。

检测温度,施工过程中,要将混凝土的内外温差控制在25℃以内,表面温度和外界环境的温度之差应控制在15℃以内。

当浇筑工作结束后,应使混凝土表面处于一个湿润的状态,而且需采取有效的预防措施防止出现突然干燥的情况,为使其不与干燥环境产生直接的碰触,可在混凝土表面覆盖一层薄膜。

为加强混凝土的抗裂性,可在容易出现裂缝的地方安装钢筋网片,或配备一些抗裂钢筋。

4 结束语

现代化工程大都离不开混凝土,随着对工程质量要求的提高,混凝土施工显得更加关键。然而在实际中,常会出现许多问题,如裂缝现象频频发生,损坏了工程的美观性和安全性。考虑到引起裂缝原因,必须仔细分析,根据原因选择最适宜的处理方式。

[1] 姚毓瑞.浅谈混凝土结构中常见裂缝的成因与预防措施[J] .科技信息,2013,22(5):150-151

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