关于混泥土裂缝产生的多种原因的探讨

来源:期刊VIP网所属分类:建筑工程发布时间:2012-02-24浏览:

混泥土开裂的成因复杂且繁多,甚至多种因素相互影响,且每一 条裂缝都有其产生的一种或几种原因;其实,如果采取一定的设计和施 工措施,严格按国家规范规定标准控制执行,很多裂缝还是可以克服和 控制的。由于影响混泥土开裂的因素很多,像温度的变化能引起混泥土 裂缝,混泥土的收缩能引起裂缝、地基变形及冻胀也能引起裂缝、施工 工艺等,且这些因素复杂交错相互影响,现对施工材料质量和施工工艺 对混泥土产生裂缝的原因作全面的分析、总结。以便为设计、施工找出 克服和控制混泥土开裂的可行办法,起到防范于未然的作用。
 1 混泥土施工材料质量引起的裂缝
 混泥土主要是由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。
水泥∶ 水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程 中水化很慢,在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化 的水泥石,使混凝土抗拉强度下降。水泥出厂时强度不足,水泥受潮或 过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂。当水泥含碱量较 高,同时又使用含有碱活性的骨料,可能导致碱骨料反应。水泥品种、 标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高,普通 水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、 单位体积用量越大、磨细度越大,则混凝土收缩越大,且发生收缩时间 越长。例如,为了提高混凝土的强度,施工时经常采用强行增加水泥用 量的做法,结果收缩应力明显加大。因此要求采用强度高、收缩性小、 耐磨性强、抗冻性好的水泥;其物理性能和化学成份应符合国家有关标 准规定。水泥进厂时,应有产品合格证及化验单,并应对品种、标号、 包装、数量、出厂日期等进行检查验收;不同标号、厂牌、品种、出厂 日期的水泥,不得混合堆放,严禁混合使用,出厂期超过三个月或受潮 的水泥必须经过试验,按其试验结果决定是否正常使用或降级使用,已 经结块变质的水泥不得使用。
砂、石骨料:砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配 不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度, 使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中 云母的含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度。砂石 中含泥量高,不仅将造成水泥和拌和水用量加大,而且还降低混凝土强 度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多,将延缓水泥的硬化 过程,降低混凝土强度,特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的 铝酸三钙发生化学反应,体积膨胀2.5 倍。因此要求采用洁净、坚硬、 符合规定级配、细度模数在2.5 以上的中粗砂。骨料品种。骨料中石 英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂 岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩 小,含水量大收缩越大。
 拌和水及外加剂:拌和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。水灰比∶水量越大,水灰比越用 高,混凝土收缩越大。外掺剂保水性越好,则混凝土收缩越小。
 2 施工工艺不当引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装 过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向 的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特 别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产 生的原因而异,比较典型常见的有:
1) 混凝土保护层过厚,或乱踩已绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩 的受力筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直 方向的裂缝。混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导 致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。混凝土浇筑过快,混凝土流动性 较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小 时后发生裂缝,既塑性收缩裂缝。
2) 混凝土搅拌、运输时间过长,使 水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土体积上出现不规 则的收缩裂缝。混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的 表面上出现不规则的收缩裂缝。用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的 流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土 凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土体积上出现不规则裂缝。混凝土分 层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出 现裂缝。如混凝土分层浇筑时,后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在 前浇混凝土初凝前浇筑,引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时, 先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好,新旧混凝土之间粘结力小,或后浇 混凝土养护不到位,导致混凝土收缩而引起裂缝。
3) 混凝土早期受冻, 使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。施工时模 板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产 生与模板变形一致的裂缝。施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构 件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。施工前对支架压实不足或支架刚 度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉,导致混凝土出现裂缝。
4) 装 配式结构,在构件运输、堆放时,支承垫木不在一条垂直线上,或悬臂 过长,或运输过程中剧烈颠撞;吊装时吊点位置不当,t 梁等侧向刚度 较小的构件,侧向无可靠的加固措施等,均可能产生裂缝。安装顺序不 正确,对产生的后果认识不足,导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满 堂支架现浇施工时,钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑,拆架后墙 式护栏往往产生裂缝;拆架后再浇筑护栏,则裂缝不易出现。施工质量 控制差。任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,结果 造成混凝土强度不足和其他性能下降,导致结构开裂。
5) 养护方法。 良好的养护可加速混凝土的水化反应,获得较高的混凝土强度。养护时 保持湿度越高、气温越低、养护时间越长,则混凝土收缩越小。蒸汽养 护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。外界环境。大气中湿度小、空 气干燥、温度高、风速大,则混凝土水分蒸发快,混凝土收缩越快。振 捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣 时间应根据机械性能决定,一般以5~15s/次为宜。时间太短,振捣不 密实,形成混凝土强度不足或不均匀;时间太长,造成分层,粗骨料沉 入底层,细骨料留在上层,强度不均匀,上层易发生收缩裂缝。 总之,混泥土裂缝受施工、材料、设计、监理等多方面的影响;它 是一种常见病和多发病。施工工艺不当、施工材料质量低劣、设计疏漏 等均可能导致混泥土裂缝的产生,因此要严格按国家的有关规范及技术 标准进行设计、施工和监督等;做到早发现早处理尽量避免混泥土裂缝 的产生。

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