商品混凝土裂縫成因分析及控制措施

2021-08-17 04:53:38 字數 3758 閱讀 9478

(5)、其它各種原因:如火災、**作用,燃氣**、撞擊等。

2 混凝土材料裂縫產生的原因分析

2.1 產生裂縫的原因

受約束的混凝土,當溫度、混凝土收縮等因素所產生的拉應力大於混凝土極限抗拉強度時,混凝土就被拉裂而產生裂縫。

導致混凝土的裂縫的主要原因是由於混凝土收縮引起的。

2.2 混凝土收縮

混凝土收縮包括:混凝土自收縮和混凝土乾縮。混凝土自縮主要是指在與外界絕溼條件下混凝土的收縮;混凝土的乾縮是在混凝土毛細孔中多餘的水的蒸發所導致混凝土體積的縮小。

不論是自收縮或乾縮,還包括混凝土的化學收縮。這是我們以前所知道的。導致混凝土裂縫的原因主要包括以下幾個方面:

(1)水泥效能對混凝土收縮的影響

以前認為水泥品種不是導致混凝土開裂的主要原因。據最新的研究表明,水泥抗裂效能的劣化,是導致混凝土收增大,導致開裂的主要原因。由於迫求高強度及早強,水泥的含鹼量越來越高、水泥細度越來越細c3s的含量越來越高,這導致水泥抗裂效能的大幅度降低。

(2)外加劑對混凝土收縮的影響

混凝土高效減水劑是商品混凝土不可缺少的組成材料,而高效減水劑的效能直接影響混凝土的收縮效能。在混凝土稠度相同的條件下,加高效減水劑的混凝土的收縮比不加高效減水劑的普通混凝土的收縮大。因此,幫浦送混凝土自然比非幫浦送混凝土、商品混凝土比現場攪拌混凝土容易開裂的原因,因為前者比後者加更多的高效減水劑。

(3)混凝土硬化前的收縮

在實驗室恆溫恆濕的環境中,混凝土在硬化前是可以流動的。它的收縮不會造成混凝土的裂縫而被混凝土的流動變形所彌補。但在施工現場,情況卻完全是兩回事。

澆灌後的混凝土受到模板、鋼筋等其它因素的約束,使其變形受到很大的限制。特別是在大風、乾燥、高溫天氣,在澆築樓板混凝土時,由於混凝土表面溫度高、水蒸發量大而很快變硬而失去流動性,而內部混凝土還未硬化。在表層至內部未硬化的混凝土之間,存在一硬化梯度層。

由於未硬化的混凝土變形快,當變形達到一定程度,表層硬殼被拉裂。隨著時間的推移,表面裂縫會再現,而且越來越寬,數量也越來越多。

2.3 早強帶來的後果

早強使混凝土的早期彈性模量大大增加,而混凝土的早期抗拉強度幾乎沒有增加以及混凝土早期收縮也會增大。從而大大增加了因混凝土收縮所產生的拉應力。這對於脆性材料的混凝土來說,無疑是乙個致命的打擊,其結果混凝土更容易被拉裂。

3 減少混凝土裂縫的技術措施

3.1 材料方面

(1)水泥:水泥是混凝土中主要的膠凝材料,也是混凝土中強度的主要提供者,水泥的品種、細度、強度等級都會對混凝土的效能產生影響。水泥中的c3 a和c3s的含量越高、水泥越細、對混凝土的抗裂越不利。

一方面會增加水泥水化反應產生的化學收縮和因水泥水化熱增加導致的溫度變形,另一方面也會提高混凝土的強度和彈性模量,對混凝土的抗裂效能不利。

(2)粗、細骨料:粗、細骨料是混凝土的重要組成,它在混凝土中主要起到骨架的作用,並且對膠凝材料的收縮具有一定抵抗作用。集料的級配越好,所組成的混凝土骨架越穩定,抵抗變形能力越好。

同時,集料的級配越好,能降低混凝土中單方水和水泥的用量,降低混凝土的收縮。此外,粗細骨料的含泥量、泥塊含量對混凝土的收縮也有很大的影響。

(3)粉煤灰:粉煤灰是一種活性較好、堆積密度較小的摻合料,且其水化熱遠低於水泥,在混凝土中主要起到改善混凝土的工作性、降低水熱化、節約成本等作用。但粉煤灰的作用隨著粉煤灰的等級降低而減少,有時甚至起到相反的作用,在選擇粉煤灰時,應選用具有較好活性的粉煤灰。

(4)外加劑:高效減水外加劑的主要作用在於降低混凝土的水灰比以及改善混凝土的孔結構,減少泌水及保證混凝土在一定時間內具有一定的流動性。不同的外加劑對降低混凝土的收縮作用是不同的,在實際工程中,應優先選用收縮率低的混凝土外加劑。

3.2 施工方面

可以說,混凝土施工的整個工藝過程都對混凝土收縮或樓屋面板混凝土收縮裂縫有影響,包括裝模、鋼筋綁紮、混凝土用料質量、配合比控制、振搗和養護等。

(1)樓屋面板混凝土早期振動的影響

施工單位為了趕工期,常常是半夜澆完樓屋面板混凝土,第二天早上放線和綁紮構造柱鋼筋。此時混凝土剛終凝不久,強度很低,在鬥車輪壓或卸料的振動下,極易在混凝土內部產生較多的微裂隙,這些微裂隙開始時互不連通,後在結構應力、混凝土收縮變形和溫度變形的反覆作用下逐步發展、連通而形成可見裂縫。要解決混凝土早期振動的問題,首先需要建設、施工和監理三方共同重視和相互配合。

(2)混凝土澆水養護的影響

多數施工單位對混凝土早期的澆水養護重視不夠,僅早晚或早中晚各淋水一遍。樓屋面板混凝土蒸發面積大,尤其在夏天表面乾燥較快,早齡期混凝土的乾縮即可能引起內應力和微裂隙,也可能因混凝土表面與混凝土內部之間的濕度差使表面混凝土龜裂或直接開裂,從而降低屋面板的抗裂效能。施工隊應按規範規定:

應在混凝土澆築完成後,採用拍、壓、抹等技術措施,減少混凝土表面龜裂,12h內加以覆蓋和澆水。因樓屋面上需繼續施工,實際操作中覆蓋有一定難度,建議8h~12h內先視天氣和混凝土表面的乾濕情況澆水養護;12h左右開始覆蓋或撤上木糠並繼續澆水,但覆蓋人員應輕走輕踩;應保證在整個養護期間混凝土表面處於濕潤狀態,上部牆柱放線時撤除需要部位的覆蓋物。.養護達到規範要求的7d後,有條件時仍應在14d內每天澆水1次一2次,以減少混凝土的最終收縮量。

3.3 設計方面

結構設計規範主要解決的是結構的安全問題。但個別設計者未能作全過程(包括施工過程)數理分析。以混凝土收縮裂縫問題為例。

一般的設計檔案只給出混凝土的強度等級,沒有針對結構具體情況對混凝土的收縮量的限制值及收縮量制值相匹配的後澆帶設定。特別是某些工程師盲目地相信某些補償收縮混凝土的作用,不留混凝土後澆帶甚至不留形縫,使得裂縫發展得很快。另外,混凝土收縮裂縫與現在設計的板和牆的尺寸越來越大也有關係。

混凝土梁、板和牆的尺寸增大。尺寸大,構件總的收縮量大,容易出現混凝土收縮裂縫。

3.4 正確使用混凝土膨脹劑

任何科學技術都是逐漸發展的,任何一項科學技術都不是萬能的,正確地使用都是有其特定條件的,而正確合理地應用某項技術,應該利用和發揚優勢方面,迴避和限制不利方面。膨脹劑補償收縮混凝土的正確使用取決於許多內在和外在條件,現在已知的有:混凝土結構的特徵、內約束及外約束條件、混凝土膨脹率、水泥及外摻合料品種和數量、水泥熟料礦物含量、水泥水化熱數量、周圍環境的溫度條件和濕度條件、外加劑的種類和性質、粗骨料及細骨料性質、混凝土配合比、施工條件、施工方法及使用維護等,如有某一方面或幾方面考慮不周,都有可能引起混凝土滲漏或開裂,混凝土膨脹劑並非萬能之物,並不是不分場合一經摻入則保證混凝土不滲不裂,使用是有一定條件限制的,是受多種條件制約的,是有其適當應用範圍的。

混凝土膨脹劑主要通過水化產生具有膨脹作用的物質,在限制條件下,膨脹能轉變為預壓應力,改善了混凝土內部應力狀態,相當於提高混凝土的抗拉強度,由於混凝土膨脹發生在混凝土水化的早期,此時混凝土的抗拉強度還較低,對混凝土抵抗開裂是非常有利的。同時膨脹劑的加入也推遲和減少收縮的產生。因此膨脹劑的加入對防止混凝土收縮裂縫是有利的。

但是,膨脹劑能否充分起到作用,與混凝土的養護(特別是混凝土的早期養護)密切相關,如果沒有充分的養護,則不能充分發揮膨脹劑的膨脹效能,造成摻膨脹劑的混凝土仍然出現了大量的裂縫。

眾所周知,膨脹劑的摻量是受多種因素控制的,而且各因素之間的關係又錯綜複雜多變,其摻量是確定膨脹率的關鍵,目的是使混凝土的膨脹率滿足不同結構和部位補償收縮的需要,由於膨脹劑種類和摻量不同,它與所使用的水泥、摻合料、外加劑的相容性又不同,因此,要求對施工所用材料,其中包括所用膨脹劑,進行混凝土試配,以確定施工配合比,在滿足混凝土強度、抗滲等級及坍落度的情況下,還必須達到混凝土限制膨脹率的要求,否則一定要調整膨脹劑摻量,使其摻有不同數量膨脹劑的混凝土,滿足不同限制膨脹率的要求,以達到滿足不同結構和部位混凝土補償收縮的目的。

4 結束語

混凝土的發展已有很久的歷史,人們在實踐中也逐步認識其特性,並取得了許許多多寶貴的經驗,但混凝土防裂抗裂問題至今仍未完全解決,這有待材料開發、設計理論和施工技術措施等多方面繼續探索,共同研發出具有體積穩定、水化熱小和耐久性好的混凝土。

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