溷凝土裂縫原因和控制措施

2021-08-17 15:43:38 字數 5127 閱讀 4010

近些年來,隨著水泥工業和混凝土技術的發展,混凝土工程中相當普遍地出現早期開裂的新現象。所謂早期,是指混凝土和鋼筋混凝土結構在使用荷載作用前,甚至在拆模後就出現裂縫。

在工程中要完全避免裂紋幾乎是不可能的。微細的收縮裂紋 (寬度<0.1 5~ 0.

2mm)對承載能力影響不大。況且隨著水泥不斷水化,一些微裂紋可能自合。但受拉區的粗裂縫甚至貫穿裂紋顯然降低結構的承載能力。

尤其應該重視早期裂紋對工程結構使用壽命的影響,特別是工作環境較嚴酷的結構物。水是混凝土諸多破壞因素的載體,由此可見混凝土的滲水性對耐久性的重要。在工程實際中,雖然混凝土本身液相的滲透和擴散的阻力大,但裂紋成為液相進入混凝土的最便捷的通道。

舉鋼筋鏽蝕為例,如果保護層有裂紋,有害物質很易通過裂紋抵達鋼筋表面。一根鋼筋上即使有幾處鏽蝕,就能降低整根鋼筋的承載力 ,導致過早破壞。

混凝土的裂縫大致可分為以下幾種:

(1)混凝土拌合物凝結前的沉降裂縫及乾縮裂縫;

(2)混凝土溫度應力裂縫;

(3)混凝土自應力裂縫;

(4)混凝土受外力及荷重影響裂縫。

混凝土裂縫產生的原因非常繁多,也非常複雜,並且常常是幾種原因共同作用。為了較好地分析混凝土裂縫出現的原因並採取相應地措施進行控制,現將裂縫產生的主要原因概括分類如下:

一、 與結構設計有關的

1、 構件斷面尺寸不足、鋼筋用量不足、配置位置不當;

2、 對溫度應力和混凝土收縮應力估計不足;

二、 與環境條件有關的

1、 環境溫度、濕度的變化;

2、 結構構件各區域溫度、濕度差異過大;

3、 衝擊、振動影響。

三、 與材料性質和配合比有關的

1、 水泥非正常凝結(受潮水泥、水泥溫度過高)

2、 水泥的水化熱高

3、 骨料含泥量過大

4、 骨料級配不良

5、 混凝土收縮

6、 混凝土配合比不當(水泥用量大、用水量大、水膠比大、砂率大等)

7、 選用的水泥、外加劑、摻合料不當或匹配不當;

8、 外加劑、矽灰等摻合料摻量過大

四、 與施工有關的

1、 拌合不均勻(特別是摻用摻合料的混凝土)、攪拌時間不足或過長,拌合後到澆築地時間間隔長;

2、 幫浦送時增加了用水量、水泥用量;

3、 澆築順序有誤,澆築不均勻(振動趕漿、鋼筋過密);

4、 搗實不良,塌落度過大、骨料下沉、泌水,混凝土表面強度過低就進行下一道工序;

5、 連續澆築間隔時間過長,接茬處理不當;

6、 鋼筋搭接、錨固不良,鋼筋、預埋件被擾動;

7、 鋼筋保護層厚度不夠

8、 滑模工藝不當(拉裂或塌陷)

9、 模板支撐下沉、模板變形、模板漏漿或滲水、過早拆除模板、模板拆除不當;

10、 養護初期遭受急劇乾燥(日曬、大風)或凍害;

11、 混凝土表面抹壓不及時;

12、 大體積混凝土內部溫度與表面溫度或表面溫度與環境溫度差異過大。

針對裂縫產生的不同原因,在設計方面、原材料、配合比方面以及施工方面應採取相應的裂縫控制措施。

有關設計方面的措施:

1、設計應符合《混凝土結構設計規範》gb50010的規定,同時應考慮工程當地的氣候、環境,建築物的規模、體量、體形、平面尺寸等;

2、樓板、屋面板、基礎地板、地下室外牆強度等級不宜過高;

3、在長大建築物中為減小施工過程中由於混凝土收縮對結構形成開裂的可能性,應根據結構條件採取「抗防結合」的綜合措施。

有關原材料方面的措施:

1、水泥水泥宜用矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥或礦渣矽酸鹽水泥;對大體積混凝土,宜採用中熱矽酸鹽水泥、低熱矽酸鹽水泥、低熱礦渣矽酸鹽水泥。對防裂抗滲要求較高的混凝土,所用水泥的鋁酸三鈣(c3a)含量不宜大於

8%。使用時水泥的溫度不宜超過60℃。

2、骨料對混凝土用的骨料應符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》jgj 52、《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》jgj 53及其他國家現行有關標準的規定,且應優選潔淨、級配良好的中砂和級配良好、空隙率較小的粗骨料。

此外,還應注意骨料的含泥量和硫酸鹽含量不應超過標準的規定,認真檢

查骨料中是否含有其他能引起混凝土內部結構破壞的物質。骨料宜堆放於棚內,防止太陽直曬或雨雪淋濕,以免影響混凝土拌合物溫度或水膠比。

3、礦物摻合料為改善混凝土效能應在其中摻入礦物摻合料,所用礦物摻合料應分別符合《用於水泥和混凝土中的粉煤灰》gb 1596、《用於水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》gb/t 18046等的規定。粉煤灰摻量不宜超過水泥用量的30%,對現澆樓板不宜超過20%;礦渣粉摻量不宜超過水泥用量的50%;沸石粉不宜超過水泥用量的10%;矽粉不宜超過水泥用量的10%;採用復合礦物摻合料時,其摻量不宜超過水泥用量的50%。當配製大體積混凝土和高效能混凝土時,粉煤灰和礦渣粉的摻量可適當提高。

4、外加劑所用外加劑應分別符合《混凝土外加劑》gb 8076、《混凝土幫浦送劑》jc 473、《砂漿、混凝土防水劑》jc 474、《混凝土防凍劑》jc 475及《混凝土膨脹劑》jc 476等的規定,並按《混凝土外加劑應用技術規範》gb50119等的規定進行施工;選用外加劑時,必須根據工程具體情況先做水泥適應性試驗。

5、水應符合《混凝土拌合用水標準》jc63的規定。當使用混凝土攪拌站中的**水時,應經過沉澱,去除砂石、泥漿,澄清後的水方可使用,並應注意**水中所含外加劑和其他有害物質對混凝土質量的影響。

配合比1 混凝土配合比除應按《普通棍凝土配合比設計規程》jgj 55的規定,根據要求的強度等級、抗滲等級、耐久性及工作性等進行配合比設計。

2 乾縮率混凝土90d的幹縮率宜小於0.06%。

3 坍落度在滿足施工要求的條件下,盡量採用較小的混凝土坍落度。

4 用水量不宜大於180kg/m3。

5 水泥用量普通強度等級的混凝土宜為270~450kg/m3,高強混凝土不宜大於550kg/m3(含替代水泥的礦物摻合料)。

6 水膠比應盡量採用較小的水膠比。混凝土水膠比不宜大於0.60。

7 砂率在滿足工作性要求的前提下,應採用較小的砂率。

8 宜採用引氣劑或引氣減水劑。

有關施工方面的措施:

1、模板的安裝及拆除

1) 模板及其支架體系應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性,支撐立柱應置於堅實的地面上,能可靠地承受澆築混凝土的自重、側壓力、施工過程中產生的荷載,以及上層結構施工時產生的荷載,防止支撐沉陷,引起模板變形。。

2) 安裝的模板須構造緊密、不漏漿、不滲水,不影響混凝土均勻性及強度發展,並能保證構件形狀正確規整。

3) 安裝模板時,為確保鋼筋保護層厚度,應準確配置餛凝土墊塊或鋼筋定位器等。

4) 拆除模板時,不應對樓層形成衝擊荷載。拆除的模板及支架應隨拆隨清運,不得對樓層形成區域性過大的施工荷載。

5) 底模及其支架拆除時的混凝土強度應符合設計要求;當無設計要求時,混凝土強度應符合規定。

2 混凝土的製備

1) 應優先採用預拌混凝土,其質量應符合《預拌混凝土》gb/t 14902的規定。

2) 混凝土所用生產配合比須根據砂、石含水和砂含石情況進行調整。

3) 澆築同一部位混凝土,應保證所用主要材料及配合比相同。

3 混凝土的運輸

1) 運輸混凝土時,應能保持混凝土拌合物的均勻性,不應產生分層離析現象,並保證混凝土施工的連續性。

2) 運輸車在裝料前應將車內殘餘混凝土及積水排盡。當需在卸料前補摻外加劑調整混凝土拌合物的工作性時,外加劑摻入後運輸車應進行快速攪拌,攪拌時間應由試驗確定。

3) 運至澆築地點混凝土的坍落度應符合要求,當有離析時,應進行二次攪拌,攪拌時間應由試驗確定。嚴禁向運輸到澆築地點的混凝土中任意加水。

4) 由攪拌、運輸到澆築入模,當氣溫不高於25℃時,持續時間不宜大於90min,當氣溫高於25℃時,持續時間不宜大於60min。當在混凝土中摻加外加劑或採用快硬水泥時,持續時間應由試驗確定。

4 混凝土的澆築

1) 為了獲得勻質密實的混凝土,澆築時要考慮結構的澆築區域、構件類別、鋼筋配置狀況以及混凝土拌合物的品質,選用適當機具與澆築方法。

2) 澆築之前要檢查模板及其支架、鋼筋及其保護層厚度、預埋件等的位置、尺寸,確認正確無誤後,方可進行澆築。同時,還應檢查對澆築混凝土有無障礙(鋼筋或預埋管線過密),必要時予以修正。

3) 混凝土的一次澆築量要適應各環節的施工能力,以保證混凝土的連續澆築。

4) 對現場澆築的混凝土要進行監控,運抵現場的混凝土坍落度不能滿足施工要求時,可採取經試驗確認的可靠方法調整坍落度,嚴禁隨意加水。在降雨雪時不宜在露天澆築混凝土。

5) 當樓板、梁、牆、柱一起澆築時,先澆築牆、柱,待混凝土沉實後,再澆築梁和樓板。當樓板與梁一起澆築時,先澆築梁,再澆築樓板。

6) 澆築時要防止鋼筋、模板、定位筋等的移動和變形。

7) 澆築的混凝土要充填到鋼筋、埋設物周圍及模板內務角落,要振搗密實,不得漏振,也不得過振,更不得用振搗器拖趕混凝土。

8) 分層澆築混凝土時,要注意使上下層混凝土一體化。應在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆築完畢。在澆築上層棍凝土時,須將振搗器插入下一層混凝土5cm左右以便形成整體,

9) 由於混凝土的泌水、骨料下沉,易產生塑性收縮裂縫,此時應對混凝土表面進行壓實抹光;在澆築混凝土時,如遇高溫、太陽暴曬、大風天氣,澆築後應立即用塑料膜覆蓋,避免發生混凝土表面硬結。

10) 滑模施工時應保持模板平整光潔,並嚴格控制混凝土的凝結時間與滑模速率匹配,防止滑模時產生拉裂、塌陷。

11)板類(含底板)混凝土面層澆築完畢後,應在初凝後終凝前進行二次抹壓。

5 混凝土的養護

1) 養護是防止混凝土產生裂縫的重要措施,必須充分重視,並制定養護方案,派專人負責養護工作。

2) 混凝土澆築完畢,在混凝土凝結後即須進行妥善的保溫、保濕養護,盡量避免急劇於燥、溫度急劇變化、振動以及外力的擾動。

3) 澆築後採用覆蓋、灑水、噴霧或用薄膜保濕等養護措施,保溫、保濕養護時間,對矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥或礦渣矽酸鹽水泥拌製的混凝土,不得少於7天,對摻用緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土,不得少於14天。

4) 底板和樓板等平面結構構件,混凝土澆築收漿和抹壓後,用塑料薄膜覆蓋,防止表面水分蒸發,混凝土硬化至可上人時,揭去塑料薄膜,鋪上麻袋或草簾,用水澆透,有條件時盡量蓄水養護。

5) 截面較大的柱子,宜用溼麻袋圍裹噴水養護,或用塑料薄膜圍裹自生養護,也可塗刷養護液。

6) 牆體混凝土澆築完畢,混凝土達到一定強度(1—3d)後,必要時應及時鬆動兩側模板,離縫約3~5mm,在牆體頂部架設淋水管,噴淋養護。拆除模板後,應在牆兩側覆掛麻袋或草簾等覆蓋物,避免陽光直照牆面,連續噴水養護時間應符合5.6.3條規定;地下室外牆宜盡早回填土。

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