2 混凝土裂缝原因分析
混凝土裂缝问题是工程施工常见的质量通病,其成因既有外界环境等客观因素,也有施工技术、工艺操作不当等的主观因素。下面从总体上分析混凝土裂缝问题的原因。
2.1 温度变化
温度变化是引发混凝土裂缝问题的主要原因,特别是大体积混凝土。在外部环境温度和内部水热化效应的共同作用下,混凝土非常容易产生裂缝问题。混凝土搅拌、浇筑时,水泥与水融合而产生水化热效应,释放大量的热能,使内部温度上升。如果混凝土内部热量不能有效的释放,就会因温度过高而膨胀,产生一定的拉应力,破坏原有结构的稳定性。此时,若混凝土外部温度很低,由于内外温差的巨大差异,混凝土内部、表面都会出现裂缝,即温度裂缝。
2.2 形变
混凝土原材料一般包括砂、石、水泥、粉煤灰、外加剂、水等,其中、砂、石是粗骨料,相当于混凝土的” 骨架“,有降低水泥收缩性作用。砂、石与水泥混合时,水泥浆体因为砂、石粒径、表面光滑度等条件的不同而形成裂缝填充;当砂、石与水泥浆液混合硬化后,形成混凝土产品。刚刚形成的混凝土产品因较大的内外部温差或内部温度上升都会使自身内部不断膨胀。在温度逐渐下降过程中,混凝土结构不断收缩,引发形变。如果这种形变被限制,且混凝土抗拉强度小于其内部结构的应力,就会产生裂缝。
混凝土浆液固化成坚硬整体后,内部温度逐渐下降,表面水分迅速流失。受这种现象影响,混凝土也会产生收缩裂缝。这种收缩裂缝主要包括两种类型:一是因混凝土结构自重大而引起变形,促使其产生裂缝;二是混凝土泌水过早,混凝土缺乏水分而产生裂缝。这两种裂缝基本上都在混凝土浇筑24h后出现,属于早期损坏,应当引起足够重视。
2.3 干缩
大量事实证明,混凝土干缩会造成其结构表面产生裂缝。此类裂缝具有分布不均匀、狭窄细小、排列无序等特点。出现这类裂缝的主要原因在于混凝土硬化成型后未得到有效养护,如保湿、保温养护措施不到位,混凝土表面风吹日晒,造成表面水分流失过快,出现大幅度收缩。当混凝土表面干缩速度受到内部结构应力的限制,就会出现干缩裂缝。
2.4 基础沉降不均匀
以混凝土为主要材料的工程,如基础沉降不均匀,也是引发混凝土裂缝的主要原因。如,工程基础为软土不良地基,基础强度、承载力等较差,引发基础出现不均匀沉降,上部结构的混凝土就可能出现裂缝问题;遭受强降雨、地震等自然灾害时,基础也会出现不均匀沉降,使混凝土部分出现裂缝。这种因基础沉降不均匀而引起的裂缝,会随着沉降部分位置差的拉大而变大。
现实生活中,由于基础沉降不均匀而出现混凝土裂缝的情况屡见不鲜。如,某建筑地下室部分采用大量覆土,因地下室上部结构部分自重小,遇到强降雨后,地下室支柱产生了裂缝问题。经查看分析,主要原因是基础土强度差,遇强降雨而出现沉降不均匀,进而引发裂缝问题。
2.5 设计不合理
工程结构设计合理与否也影响着混凝土质量,若设计中没有考虑混凝土的特性、水热化效应等实践情况,实践中可能就会出现裂缝问题。除了这方面,混凝土配合比设计不合理是造成裂缝问题的一个主要因素。配合比反映着砂、石、水、水泥、粉煤灰等各种原材料的比例分配,如果设计不合理,将直接降低混凝土性能,由此引起裂缝。
2.6 冰冻
混凝土结构内部通常有一些空隙,外部温度较低时,结构内部的饱和水冻结成冰。与水相比,冰体积是其0.09 倍,由于体积的增大而造成混凝土膨胀,从而引发裂缝问题。
3 混凝土裂缝的防治措施
3.1 预防措施
3. 1. 1 加强混凝土原材料检验
混凝土配制前,对混凝土原材料质量进行严格检验,确认骨料粒径、表面光滑度和水泥用量等符合设计要求后,才能正式开始配制工作。水泥,要尽量选用标号高的,减少其用量,减少水化热;砂、石等粗骨料严格筛选,控制其粒径,尽量选择粒径大小差异不大、表面光滑的。所有的原材料存放在干燥、潮湿环境下,避免受潮、受湿,保证每一种原材料性能不受影响,以利于减少裂缝问题。
3. 1. 2 注重温度监测,加强温度控制
温度变化是引起混凝土裂缝问题的主要原因,为控制裂缝问题,必须加强温度监测和控制。混凝土搅拌时,严格按照标准控制混凝土入模温度。如果砂、石等材料温度过高,可用冷水冷却。混凝土浇筑时,对混凝土温度进行监测,确认温度符合标准要求才能对其浇筑。大体积混凝土浇筑,为了加快内部温度释放速度,可以在混凝土内部设置冷却水管,避免混凝土内部温度快速升高而引起温差变化。此外,还可以适当降低浇筑厚度,利用大的浇筑面来促进内部热量散发。
3. 1. 3 做好混凝土养护工作
为了预防混凝土出现干缩裂缝和收缩裂缝,在混凝土固化成型后必须做好养护工作。在炎热的夏季,混凝土施工过程中要尽量提高外界环境湿度,降低混凝土表面水分的流失速度。施工后,在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜,并洒水保湿,尽可能的减少风吹日晒,其目的也是降低表面水分的流失速度。另外,尽量不要在寒冬季节里进行混凝土施工,以免冰冻影响而引起裂缝。
3. 1. 4 合理设计混凝土结构和配合比
根据相关数据分析结果可知,混凝土结构使用强度较低的水泥利于保证质量。同时,钢筋构件的合理利用,对混凝土质量也有积极影响。为此,混凝土结构设计时应考虑选用低强度水泥、合理利用钢筋构件,优化整体结构设计,尽可能地减少裂缝。此外,结合工程条件、要求、配合比标准等合理设计各原材料配比,严格执行国家标准,确保混凝土强度、稳定性等技术参数达到质量标准。
3. 1. 5 认真落实相关施工工艺
混凝土配制时,根据配合比设计保证保量的添加各项原材料,确保各项材料用量、质量达标。搅拌时,根据混凝土强度等级确定搅拌时间,待混凝土表面没有花白等现象,确认搅拌均匀后停止搅拌;浇筑时,控制混凝土浇筑温度、下料速度,采用双振模式,优化调整骨料界面结构,可以有效防治裂缝问题;振捣时,合理布置振捣点,确保振捣密实,不出现漏振、过振问题;遇到软土等不良地基时,通过强夯法、排水加固法等对地基土进行加固,改善地基土性能,增强其温度性。必要时可采用加固桩。通过地基土加固来有效控制基础不均匀沉降,可预防裂缝问题。
3.2 治理措施
3. 2. 1 表面修补法
混凝土表面出现裂缝后,根据工程设计、混凝土结构设计等具体情况选择密封性好、耐老化性强、抗渗性佳的材料作为修补材料。此类修补材料可以很好的适应混凝土的变形特点,对混凝土结构安全有不利影响,具备修补混凝土裂缝的作用。
3. 2. 2 结构加固法
对于一些贯穿性、深层的混凝土裂缝,可采用结构加固法来进行处理,能有效根治裂缝问题。如,温度裂缝、收缩裂缝等类型的混凝土裂缝,都可以采用这种方法进行处理。
4 结语
综上所述,通过有效措施防治混凝土裂缝问题,提高混凝土施工质量,打造优秀的品质工程。为了做到这一点,必须加强混凝土裂缝问题原因分析,总结以往的施工经验,优化混凝土施工技术,全面改善混凝土施工管理现状,为质量管理创造良好条件。
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