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如何改善现浇混凝土变形效应裂缝

更新时间:2015-03-12 13:28:28  点击数:

    现浇混凝土的裂缝问题是建筑施工中长期存在的质量通病,主要可划分为因混凝土构件受荷载作用、承载力不足而产生的裂缝(以下简称“荷载裂缝”)和因混凝土变形效应而产生的裂缝(以下简称“变形效应裂缝”)两大类。前者会直接导致结构的破坏甚至倒塌,是不允许出现的;后者则不一定会直接影响混凝土的承载力,因此施工技术人员往往对此类裂缝重视程度不够。由于人们对建筑知识的不了解,无论是荷载裂缝还是变形效应裂缝,都会给居住者带来恐惧感。笔者通过近年来的施工实践和研究,认为变形效应裂缝应引起施工技术人员高度重视,并应认真研究防治对策。

    变形效应裂缝可分为混凝土塑性收缩裂缝、混凝土塑性沉降裂缝、混凝土自收缩裂缝、温度裂缝、强约束引起的变形裂缝5类,要根据不同的成因采取防治措施。

    第一种是混凝土塑性收缩裂缝。是指混凝土在凝结硬化期间,因表面水分蒸发而引起的干缩裂缝。当混凝土表面水分蒸发的速度高于混凝土内部从里向外的“泌水”速度时,表面就会产生收缩裂缝。此类裂缝一般发生在混凝土初始振捣至终凝前。

    主要防治措施为:一是控制水灰(胶)比。普通混凝土的水灰比应控制在0.6以内,防水混凝土的水灰比应控制在0.55以内。高强混凝土的水胶比不宜过小,否则混凝土的自收缩过大,也容易产生开裂。二是控制坍落度。泵送商品混凝土竖向构件应控制在180毫米~200毫米,水平构件应控制在160毫米~180毫米。三是进行及时有效的养护,在混凝土浇筑后12小时内必须进行养护。对于水平构件应采用覆盖塑料薄膜和外补水相结合的方式,防止外补水的蒸发。柱、墙类竖向构件应采取塑料薄膜或草帘包裹和外补水相结合的方式。

   第二种是混凝土塑性沉降裂缝。在混凝土拌合物中,粗细骨料颗粒、水泥浆体、水泥颗粒、水等各组分比重不同,会发生重组分沉降、轻组分上浮现象,即“沉降”与“泌水”现象。新拌墙体混凝土的内部沉降会造成塑性沉降裂缝。塑性沉降裂缝可发生在初始振捣一直到终凝前,易发生在厚度较大的基础底板、墙体顶部、墙、梁、柱构件交接处等部位。

主要防治措施:一是控制混凝土的坍落度,严禁向混凝土内加水来增加其坍落度,已发生“泌水”现象的混凝土不得再使用。因为发生“泌水”的混凝土骨料下沉,上部形成水泥砂浆软弱层,会加大其收缩量,引起开裂。二是采取“二次振捣”工艺。排除混凝土因“泌水”在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙,减少内部微裂缝的形成和发展,提高混凝土与钢筋的握裹力,增加混凝土的密实度,并提高其抗裂性。三是柱、墙等竖向构件与梁、板构件要分开浇筑,大截面梁与板也要注意同时浇筑时产生沉降差和因刚度不同形成收缩差的不利影响,可与设计单位协商,考虑分开浇筑的施工方案。

    第三种是混凝土自收缩裂缝。高强混凝土早期强度高、弹性模量增大、早期应力松弛能力下降,造成出现收缩变形后产生的拉应力比普通混凝土大,容易出现开裂。

   主要防治措施包括:一是使用高性能混凝土,妥善选择混凝土的组成材料,优化配合比设计,提高混凝土的抗裂性能和施工性能。二是在水泥的选择上应控制水泥的含碱量(使用低碱水泥);水泥细度不能过细,以避免早期强度过大;对水泥的安定性要进行测试。三是骨料要洁净,级配良好,减少骨料的孔隙,降低砂率。掺和料应优先选用粉煤灰。粉煤灰等量取代水泥后,能明显降低水化热,对后期强度起到积极作用,是比较适宜的掺和料。四是对于磨细矿渣、硅粉等超细矿物掺和料的使用要慎重。通常使用粉煤灰与磨细矿粉的“双掺”技术。五是对于外加剂的“负面效应”要给予充分的重视,有些外加剂能够显著增加混凝土的收缩性,使用时要慎重。

   第四种是温度裂缝。温度裂缝包括因水泥水化热引起内外温度差、形成拉应力造成的裂缝和构件尺寸过大、因热胀冷缩变形造成的裂缝两大类。

   主要防治措施包括:一是改善设计构造。二是采用“跳仓法”等特殊施工工艺,使用补偿收缩混凝土等特殊品种混凝土。三是在大体积混凝土施工时,做好内部降温和表面保温工作,控制内外温差在25℃以内,并做好测温工作。四是采取有效的养护方法。

 第五种是强约束引起的变形裂缝。由于混凝土构件的约束情况比较复杂,约束大时往往会引起构件开裂,比较典型的例子是地下室墙体因强约束引起开裂。

   主要防治措施为合理运用“抗”与“放”的抗裂原则,比如采用“抗”的原则,在混凝土构件中配置一定数量的抗裂钢筋、地下室墙体设计附墙柱等;采用“放”的原则,设置滑动层、设置分格缝等。