1、1凝土裂缝成因分析及科学治理措施摘要:混凝土是当前使用非常广泛的结构材料。主要是从混凝土设计、生产过程分析影响混凝土质量的各种因素,并提出了合理可行的建议与科学预防措施。本文对混凝土温度裂缝产生的原因、混凝土温度的控制和治理裂缝的措施进行等进行了论述。 关键词:混凝土;裂缝成因;科学治理 我国正处于基础设施建设的高峰期,如果在生产过程中对质量不够重视,将会带来巨大的代价。混凝土生产供应是一个连续过程,但混凝土又是一种成品后不能马上被后续检验工作完全证实是否合格而要立即浇筑使用的产品。在它的生产过程中常受不同方面因素影响,均会使生产出的混凝土质量产生变异。优质的商品混凝土必须是强度合格、耐久性好
2、、经济的混凝土。三者是一个有机的整体,相互影响、缺一不可。混凝土生产中的隐患分析和预防从混凝土生产的角度看,应该从原材料、配方设计、生产控制、运输交付等方面对其质量加以控制,确保混凝土质量完全达到设计要求。而这几方面往往是存在影响因素最多的地方。 一、问题原因分析 (一)混凝土生产中计量误差引起的质量问题。 2生产计量的误差可分为系统误差(显性误差)和非系统误差(隐性误差)。系统误差是由于生产控制软件和传感器的精密度和灵敏度所造成。一般来讲,系统误差可通过配制合适的传感器并调节控制软件的参数来使误差小于规定的范围。而非系统误差主要是在原材料称量过程中,传感器外界影响而反馈信息存在一定的偏差,其
3、体现为,在称量过程中由于机械的振动传输,使得称量器产生抖动,影响传感器的信息正确反馈:同时在粉料称量时,一般存在一定的气压(如用以破拱或风槽输送等),当气体在称料过程中积聚在称内,无形中对传感器产生一种压力,当传感器反馈信息给控制器后,气体散去,气压减少,实际称料则偏少;而当原材料投入搅拌机时,也会出现同样情况,气压通过下料管对称量器产生一种上顶的压力,使接着称量的物料出现比电脑读取值偏大。这些影响因素在生产过程中往往不容易被发现,隐性较大。 (二)出现麻面的现象原因。 混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点,形成租糙面,但无钢筋外露现象。 模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理于净,拆模时
4、混凝土表面被粘坏;模板未浇水湿润或湿润不够,构件表面混凝土的水分被吸去,使混凝土失水过多出现麻面;摸板拼缝不严,局部漏浆;模扳隔离刑涂刷不匀,或局部漏刷或失效.混凝土表面与模板粘结造成麻面。 (三)出现孔洞的现象原因。 混凝土结构内部有尺寸较大的空隙,局部没有混凝土或蜂窝特别大,钢筋局部或全部裸露。 在钢筋较密的部位或预留孔洞和埋件处,混凝上下料被搁住,未振捣就继续浇筑上层混凝土;混凝上离析,砂浆分离,石子3成堆,严重跑浆,又未进行振捣;混凝土一次下料过多,过厚,下料过高,振捣器振动不到,形成松散孔洞;混凝土内掉入具、木块、泥块等杂物,混凝土被卡住。 (四)出现缝隙、夹层原因。 施工缝或变形缝
5、未经接缝处理、清除表面水泥薄膜和松动石子,未除去软弱混凝土层并充分湿润就灌筑混凝土;施工缝处锯屑、泥土、砖块等杂物未清除或未清除干净;混疑土浇灌高度过大,未设串简、溜槽,造成混凝土离析;底层交接处未灌接缝砂浆层,接缝处混凝土未很好振捣。 (五)混凝土裂缝产生的主要原因。 1.主观因素 (1)设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外观样式,建筑物表面存在过多凹凸角,产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物,很易出现伸缩裂缝。此外,因设计的承重板件厚度太小,刚度减弱,板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大,致使板件出现穿透性裂缝。 (2)混凝土配合比设计不当产生的裂缝。混凝土配合比设计不当将直接影响混
6、凝土的抗拉强度,是造成混凝土开裂的重要原因。配合比不当指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类不佳、选用外加剂不当等。 (3)混凝土养护条件不好产生的裂缝。混凝土养护是使混凝土正常硬化的重要措施,养护条件的好坏对裂缝的出现有着关键的影响。 (4)混凝土材料使用不当产生的裂缝。如使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。 4(5)施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。混凝土浇筑施工中,振捣不均匀,或是漏振、过振等情况,会造成混凝土离析、密实度差,降低结构的整体强度。混凝土内部气泡不能完全排除时,钢筋表面的气泡则会降低混凝土与钢筋的粘结力。钢筋
7、若受到过多振动, 则水泥浆在钢筋周围密集,也将大幅度降低粘结力。 2 .客观原因 (1)温度应力引起裂缝。目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。(2)收缩引起裂缝。收缩有很多种,包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。由于混疑土特性,混凝土在硬化过程中,经过了水分蒸发、体积逐渐缩小,近而产生收缩, 根据力学分析,板的四周由于受到支座的约束,不能自伸展。当混凝土收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂,应压力相对集中的地方通常是开裂的部位。 (3)由于水泥工业的发展,为提高水泥强度,厂家往往通过磨细水泥熟料的方法,从而导致水泥比表面积大大增大,体积稳定性越来越差。另外
8、,随着商品混凝土的广泛使用,厂家骨料质量明显下降,特别是采用泵送剂后,容易导致混凝土早期塑性收缩裂缝和后期收缩裂缝。 (4)荷载引起的裂缝。钢筋混凝土结构构件在荷载作用下,因变形而产生的裂缝,根据构件的种类,受力性质和受力大小,有不同的变形形状和裂缝规律。 5二、科学治理措施 (一)首先要对粗细骨料在使用前应进行杂质检验,从料堆取样部份应均匀分布,抽大致相等的 8-15 份组成样品。检测方法和依据见混凝土用碎石或卵石、砂的质量检验规定。其次要控制好二次污染问题,应避免骨料堆场受油污、泥浆水等污染,严禁在曾堆放过生石灰的场地上堆放砂石等骨料。 混凝土的强度主要由水泥浆的强度、水泥浆与骨料界面的粘
9、结强度、骨料颗粒强度决定。水泥浆将骨料牢固地粘结成整体,而水泥浆的强度取决于水泥的强度等级,对水泥的质量控制除了按相关国家、行业标准、规范等控制,还须注意五大类水泥各自的特点,决定了其适用环境。针对不同的工程情况、气候情况,选择合适的水泥品种是获取优质混凝土的一个前提。 混凝土除了强度达到要求外还需要适宜的和易性。现代混凝土的和易性很大程度是在高效外加剂作用下反映出来,实质上是水泥与高效外加剂的相容性问题,两者相容性好则可获得低用水量大流动性且经时损失小的效果。影响外加剂与水泥相容性主要因素是水泥中 c 3 A 等矿物组成的含量及形态等因素。因而水泥品种不同,将影响减水剂的减水、增强效果,其中
10、对减水效果影响更明显。高效减水剂对水泥更有选择性,不同水泥其减水率的相差较大,水泥矿物组成、掺和料、调凝剂、碱含量、细度等都将影晌减水剂的使用效果,如掺有硬石膏的水泥,对于某些掺减水剂的混凝土将产生速硬或使混凝土初凝时间大大缩短,其中萘系减水剂影响较小,糖蜜类会引起速硬,木钙类会使初凝时间延长。因此,同一种减水剂在相同的掺量下,往往因水泥不同而使用激果明显不同,或同一种减6水剂,在不同水泥中为了达到相同的减水增强效果,减水剂的掺量明显不同。在某些水泥中,有的减水剂会引起异常凝结现象。为此,当水泥可供选择时,应选用对减水剂较为适应的水泥,提高减水剂的使用效果。当减水剂可供选择时,应选择施工用水泥
11、较为适用的减水剂,为使减水剂发挥更好效果,在使用前,应结合工程进行水泥选择试验。每种外加剂都有适宜的掺量,即使同一种外加剂,不同的用途有不同的适宜的掺量。掺量过大,不仅在经济上不合理,而且可能造成质量事故。 (二)要克服这种隐患必须对生产称量系统保持时刻关注,牢固各种物料称的支架,减少与振动设备对其产生的影响,对粉料称和搅拌机配置合适的气体回流管,并保持其畅通。这样生产计量的原材料才能严格按配方执行,才能得到有效控制。 认真按施工验收规范要求处理施工缝及变形缝表面;接缝处锯屑、泥土砖块等杂物应清理干净,以利结合良好,并加强接缝处混凝土的振捣密实;缝隙夹层不深时,可将松散混凝土凿去,洗刷干净后,
12、用 1:2 或 1:2.5 水泥砂浆填密实。 (三)裂缝的防治措施。 1.改善搅拌工艺。采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大,从而提高混凝土强度 10?或节约水泥 5?,并进一步减少水化热和裂缝。改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度。 2.严格控制浇筑流程。合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,可排除混凝土因泌水,在石子、水平钢筋7下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,
13、提高抗裂性。在高温季节泵送,宜用温草袋覆盖管道进行降温,以降低入模温度。 3. 注重浇筑完毕后养护。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。为保证砼在早期尽可能少产生收缩,新浇砼的早期养护工作尤为重要,主要要控制好构件的湿润养护,对于大体积砼,有条件时宜采用蓄水或流水养护,养护时间为 l428 天。 (四)从设计计算,构造角度控制。 1.对所允许的裂缝,在结构设计、检验时,
14、尤其对混凝土构件受拉区域的裂缝要高度重视,应考虑标准荷载与准永久荷载的关系,换算为最大裂缝宽度的检验允许值;相对其它裂缝的控制,结构应满足使用强度与稳定性、安全性的要求,必须进行验算。当前结构工程向着大型化、复杂化发展,混凝土设计强度等级向 C40C60 发展,设计人员多注重结构安全,而对变形裂缝的控制考虑不周,设计人员应根据多方面情况如;地基情况、静、动荷载, 环境因素、结构耐久性等来控制裂缝。 2.严格控制混凝土施工配合比,根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比,严格控制水灰比和水泥用量,要求监理严格监督控制。把好质量关,选择级配良好的石子,控制砂的粒径及含量,适当减
15、少空隙率以减少混凝土收缩量,从而加强混凝土抗裂强度。 83.沉陷裂缝及预防 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈 3045角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。 4.化学反应引起的裂缝及预防 碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝
16、是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料;二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。 三、结语 控制裂缝的产生与发展,是建筑工程中必不可少的一个重要环节,虽然学术界对混凝土裂缝的成因和计算方法有着不同的理论,但对具体的预防和改善措施意见还是比较统一。控制裂缝应科学的要求将裂缝控制在9允许范围内,裂缝重点在防,并从设计、施工,使用上共同努力,结合多种预防处理措施。要严格执行规范、规定,混凝土裂缝是完全可以控制的。混凝土裂缝问题是一个综合性的问题,对已出现裂缝的结构物,要给予高度重视,准确把握其产生、发展的根本原因,并从设计、施工上采取相应的措施,预防并控制裂缝的继续发生和发展。 参考文献: 【1】 梁福彬.对混凝土裂缝产生的原因、 防治与处理方法的探讨J.中小企业管理与科技,2007,(27):241-241 【2】郭仕万,肖欣,赵和平.混凝土施工中的裂缝控制.山西水利科技,2000.11. 【3】鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术,2002. 7.
