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1、http://www.gtjia.com混凝土裂缝原因分析及改进措施裘 刚(南京钢铁股份有限公司中板厂,江苏南京 210035)摘要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在的问题,并且在出现裂缝后难于解决。通过对混凝土结构中形成裂缝的原因进行探讨分析,提出了一些常见裂缝的预防控制、处理措施。关键词:混凝土;裂缝;温度;湿度引 言混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水以及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料,它是一种各组分具有不同性质的多相复合材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在众多的微隙孔、气孔和微裂缝。
2、硬化混凝土中游离水的作用形成的毛细孔、混凝土拌合物中夹带的空气未被完全排除形成的气孔、以及水泥石凝胶固相之间的凝胶孔等使得混凝土存在众多的微隙孔和气孔。而浇筑时由于混凝土的泌水作用引起的沉缩和硬化过程中水泥浆水化造成的化学收缩和物力收缩(干缩)受到硬骨料的限制,在不同层次结合界面薄弱处会引起结合破坏,形成许多随机分布的微裂缝。微裂缝本身是先天的、无害的,对混凝土的使用功能不产生危害,但是在外加荷载、温差等作用之后,微裂缝就会扩展导致连通,最终形成肉眼可见的裂缝。1 混凝土裂缝产生的主要原因温度变化大,产生温度胀缩裂缝;湿度不均匀
3、引起表面干燥收缩,形成裂缝;混凝土中掺加外加剂的碱骨料反应,产生内部应力膨胀开裂;混凝土表面塑性收缩引起裂缝;浇筑过程中,振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥砂浆,水分蒸发,易形成收缩裂缝;混凝土配合比不良,胶骨料过大和砂率过大,混凝土本身缺少抵抗温度,干缩变形的骨架作用容易开裂;养护不当是造成现浇混凝土裂缝的重要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,混凝土表面游离水蒸发过快,水泥缺少必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,产生裂缝;在施工中混凝土未达到规定强度过早拆模,在混凝土未达终凝时
4、间就上荷载,施工中不注意钢筋的保护,钢筋移位,后浇带未按设计规范要求施工等都可能造成混凝土的裂缝。纵观以上,混凝土中产生裂缝的主要原因是温度和湿度的变化。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部温度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,例如养护不当,时干时湿,表面干缩时形变受到内部混凝土的约束,也往
5、往导致裂缝。2 混凝土结构工程中常见裂缝及预防2.1 温度裂缝及预防温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中水泥水化产生大量水化热(水泥用量在350～550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70°C左右甚至更高)。如果混凝土的体积较大,大量的水化热聚集在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,温差直接造成内部和外部热胀冷缩的程度不同,致使混凝土表面产生一定的温度应力。预
6、防措施:(1)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;(2)减少水泥用量,将水泥用量控制在450kg/m3以下;(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;(4)改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量;(5)改善混凝土的搅拌加工工艺,降低混凝土的浇筑温度;(6)http://www.gtjia.com在混凝土中掺加一定量的减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热;(7)高温季节浇筑时可以搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温度升高;(8)大体积混凝土要合理安排施工
7、工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束;(9)在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小内外温差;(10)预留温度收缩缝;(11)是加强混凝土养护,及时在混凝土浇筑后用湿润的草帘、麻片等覆盖,并且洒水养护,适当延长养护时间;(12)是混凝土中配置适量钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定范围。2.2 干缩裂缝及预防干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕的一周左右。水泥浆中水分的蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快、变形较大,内部温度变化较小、
8、变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部的约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05～0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干
