混凝土裂縫成因分析及控制研究

2022-12-26 22:48:05 字數 4168 閱讀 4472

【摘要】對混凝土裂縫的種類以及成因進行了詳細的分析,並結合混凝土裂縫對於建築的危害,提出了控制混凝土裂縫產生的措施,以便提高混凝土施工的質量,提高建築的安全性。

【關鍵詞】混凝土裂縫成因控制

混凝土憑藉其良好的抗壓性和耐久性以及塑性容易、取材方便的特點,在房屋、橋梁、水利工程、公路建設等方面得到了廣泛的應用,已經成為了目前工程材料中用途最為廣泛的材料。與天然石材相比,混凝土具有較強的耐久性以及抗壓性,標號高的混凝土抗壓性直追建築鋼材。但是,在實際的施工過程中,混凝土開裂現象非常嚴重。

由於混凝土自身在抗拉強度上較弱,材質較脆的原因,混凝土裂縫現象在建築工程中經常出現。混凝土的開裂、剝落會對混凝土的壽命產生嚴重的影響,對建築的安全性產生隱患。

1.混凝土裂縫的種類

由於混凝土自身抗拉強度較低,並且材料具有一定的脆性,因此會出現開裂現象。混凝土在建築結構上的特點導致了其粗骨料承擔的抗壓強度遠遠低於抗拉強度,加之混凝土在結構上的不均勻性及脆性,使混凝土延展性很低,受到較強的拉力便會出現裂縫。混凝土裂縫有很多種類,根據不同的部位產生的裂縫可以分析出不同的產生因素。

按照裂縫的深度進行分類,混凝土裂縫可以分為表面裂縫、深層裂縫以及貫穿裂縫三類。按照裂縫開裂變化程度進行分類,則可以分為死裂縫、活裂縫以及增長裂縫。若按照裂縫產生原因進行分類,又可以分為乾縮裂縫、溫度裂縫、鋼筋鏽蝕裂縫、超載裂縫以及沉降裂縫等多個種類。

對混凝土裂縫的種類進行分析以及確定,有助於分析混凝土裂縫產生的原因,並針對不同型別的混凝土裂縫採取對應的措施進行整治。

2.混凝土裂縫的產生因素

混凝土的抗拉強度決定著其開裂現象的出現。混凝土在外界環境的影響下,在材料內部的相互作用過程中會產生收縮應力以及溫度應力。如果這些力的強度超過了混凝土的抗拉強度,則會對混凝土產生破壞,造成混凝土裂縫。

以下是造成混凝土裂縫的主要因素。

1.1混凝土材料

混凝土的材料決定了其性質特點,混凝土材料主要由水泥作為凝膠材料,將砂石進行凝結而形成。水泥在混凝土的強度上起著非常重要的決定作用。在製作混凝土的過程中,應對水泥的強度、水化熱、凝結速度、鹼含量以及水泥的用量進行詳細的綜合考慮,提高水泥的質量與強度,從而使製成的混凝土具有較高的品質。

另外在混凝土集料選擇的過程之中,應該注意粗集料與細集料的選擇,對集料的顆粒直徑、形狀、強度以及細度等多方面綜合考慮,增加粗骨料的用量,減少水灰比,從而有效地提高混凝土的整體強度。在進行混凝土拌和過程中應對水灰比提高敏感度。標號相同的水泥,強度與水灰比成反比例,因此減小水灰比有利於增強水泥與骨料的粘合力,從而提高混凝土的強度。

另外,水灰比的大小與混凝土的收縮成正比,減小水泥的收縮比可以有效地減少裂縫出現的機率。在混凝土材料選擇過程中應嚴格控制材料的質量,避免混凝土中摻水的奸商行為,為提高混凝土質量做出保障。

1.2混凝土收縮

混凝土裂縫出現的主要原因就是混凝土的收縮導致的。混凝土中的水分蒸發造成了漿體收縮,混凝土的抗拉應力與漿體的收縮應力之間出現反差,導致了裂縫的產生。混凝土的收縮裂縫主要有塑性收縮、乾燥收縮以及溫差收縮三類,其產生原因各不相同。

塑性收縮是在硬化之前由於養護不到位導致了表面失水,從而造成了收縮。其中的風速、濕度以及溫度是影響塑性收縮的外因,而水灰比、細集料量、混凝土溫度等因素是影響塑性收縮的內因。溫度收縮主要在混凝土的凝結之後一段時間發生,是因為凝結後溫度降低導致的。

乾燥收縮的發生時期是在水泥硬化時期,混凝土的結構尺寸以及鋼筋的間距在水泥用量、用水量、水灰比、骨料等內因以及溫度、濕度、溫差、風速、乾燥時間等內因的作用下導致的水泥漿體幹縮而形成乾燥收縮裂縫。

1.3混凝土養護

混凝土裂縫中大部分常見裂縫都是因為溫度的變化而產生的表面裂縫,在寒冷的地域,裂縫的成因還可能因為氣溫驟降的原因。所以在混凝土建築完畢後的初期,要注意對其進行養護工作。養護的主要工作是保證混凝土建築處於適宜的氣溫條件下,避免溫度與濕度因素對混凝土的侵蝕,保證混凝土的質量,避免產生乾縮或冷縮對混凝土造成損害。

另外適宜的溫度還可以保證水泥水化程序的順利,增強水泥的強度與抗拉能力,提高混凝土效能。

1.4施工工藝

混凝土的耐久性受到施工工藝的影響非常大,施工的質量、澆築的快慢、初期護養、水灰比的控制等施工的工藝對混凝土的耐久性有著非常直接的影響。在施工過程中,如果對在已經綁紮好的上層鋼筋上面踩踏的話會造成受力鋼筋的負彎承受增大,減小了鋼筋的有效高度,在與受力鋼筋相垂直的方向上產生混凝土裂縫。在進行混凝土澆築時,如果澆築速度過快則會使得混凝土流動性降低,無法在硬化之前有效地進行沉澱,導致硬化之後產生塑性收縮的可能性大大增加。

在施工過程中,一定要將混凝土進行均勻的搗實,避免蜂窩麻麵的出現。在混凝土攪拌與運輸的過程中,一定要控制時間的長度,避免過多的水分蒸發,防止出現混凝土的收縮裂縫。在進行混凝土幫浦送的時候要注意水灰比的控制,避免不規則裂縫的產生。

在進行混凝土分層澆注的時候,要在接頭部分著重處理,避免出現新舊混凝土層之間出現裂縫。施工拆模時間不能過早,過早地拆模可能造成混凝土強度過低,導致混凝土構件的受力強度不足,在荷載過程**現裂縫。

1.5地基變形

地基變形會導致混凝土在豎直方向發生不均勻的沉降,或者在水平方向上發生位移,導致鋼筋混凝土結構當**現附加應力,附加應力的出現會影響混凝土的結構穩定性,使混凝土所受力超出本身的抗拉能力,最終使混凝土結構產生開裂。

3.混凝土裂縫的危害

在建築業的規範中對於鋼筋混凝土的裂縫範圍做出了規定,根據環境的不同將裂縫的寬度規定在0.15mm~0.2mm之間,如果裂縫的寬度在規定範圍之內,則不會對建築的質量產生影響,屬於無害裂縫。

這種裂縫的出現並不會產生安全性問題,僅僅影響了建築的美觀和人們心中的安全感。而從鋼筋混凝土的結構來看,鋼筋承受拉力之後一定會產生形變,這是不可避免的,而在形變數不斷增加直到超過了鋼筋的形變範圍後便會引起混凝土的輕微開裂,將拉力轉移,發揮結構的功能。只要保證裂縫的範圍在國家標準的規定允許範圍內,就不會對建築的安全性與耐久性產生實質性的影響。

當混凝土裂縫寬度超過規定允許範圍時,內部的鋼筋收到環境因素的影響會產生鏽蝕以及耐久度下降的現象,這便會造成鋼筋混凝土結構的整體耐久度降低,影響建築物的安全。研究發現,鋼筋的鏽蝕程度與混凝土裂縫的寬度成正比關係,更大的混凝土裂縫結合環境因素的影響會加快鋼筋的鏽蝕速度,降低建築物的耐久度,還會對人們的安全性產生影響。

4.混凝土裂縫的控制措施

在對混凝土結構進行設計時,要對構建的結構進行完善的構思,並全面分析構件的受力狀態、外界環境等因素,還要結合混凝土的自身力學特點,對混凝土的耐久性進行強化,以確保混凝土可以達到預定的使用期限,並能達成其所承擔的職責。要對混凝土的狀態進行合理的保養,避免後期產生損壞後的高額維修費用。在鋼筋混凝土結構設計中,鋼筋的合理分配的作用非常重要。

良好的鋼筋結構可以有效地避免混凝土裂縫的產生。在鋼筋混凝土結構設計時採用可以良好地粘結混凝土的變形性較強的鋼筋,可以對鋼筋的應力進行較好的控制,從而對正常條件下產生的裂縫進行控制。

在施工的過程中應該對施工方案進行合理的定製,在單次澆築量、施工縫間距、位置及構造、材料的運輸以及振搗等方面進行綜合的考慮並進行確認。要對施工的配合比進行嚴格的控制,對於大體積混凝土應該保證水泥的水熱化較低,而高強度混凝土的水泥應該採用高標號的水泥,嚴格控制水泥的用量以及水灰比、集料含泥量等因素。在進行混凝土澆築的過程中,對振搗要進行嚴格的控制,既不能漏震又不能振搗過多,以保證混凝土不會出現泌水。

在施工時應加強對溫度的控制,保證混凝土處於適宜的環境溫度中,以便控制混凝土的內約束力,避免出現初期裂縫。對於澆築順序要進行合理的分配,以便降低混凝土內部與外部的溫度差。施工完畢之後還要注意混凝土的後期養護,對環境進行嚴格的控制,避免風吹日曬,減少乾縮導致的裂縫。

對於已經出現的裂縫要進行修補。如果裂縫是不影響混凝土結構及耐久性的無害表面裂縫的話,可以通過表面塗抹或者補貼的方法,將深度較淺寬度較細的裂縫進行修補。如果裂縫寬度較寬超過了0.

3mm,則可以利用直接填充修補的方式,這種方式具有較低的成本以及簡單的操作方式。如果混凝土的結構受到了嚴重的破壞,則必須將混凝土進行置換。通常,應將嚴重損壞的混凝土進行剔除,再將普通混凝土或者聚合混凝土置換進去。

5.結語

綜上所述,混凝土裂縫在成因上受著多方面因素的影響,根據其成因的不同混凝土裂縫可以分為多種型別。在進行混凝土裂縫的控制時需要技術人員對裂縫的成因進行綜合分析,從根本上對不同型別的裂縫進行針對性控制。在整個建設過程中要結合預防以及控制,在多方面採取措施以對混凝土裂縫進行全面的控制,提高混凝土建築的質量與安全性。

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