浅析混凝土间接裂缝成因及预防措施

浅析混凝土间接裂缝成因及预防措浅析混凝土间接裂缝成因及预防措 施施 混凝土裂缝是混凝土结构中普通存在的一种现象 它的出 现不仅会降低建筑物的抗渗性能力 影响建筑物的使用功能 而且会引起钢筋的锈蚀 混凝土的碳化 降低材料的耐久性 影响建筑物的承载能力 但是近年来大量裂缝的出现并非与荷 载作用有直接的关系 事实上我们通过大量的调查与实测研究 证明这些裂缝大部分是在间接裂缝的范畴内的 包括温度变化 和混凝土收缩引起的裂缝都属于间接裂缝 混凝土结构中的构件除少数是静定结构以外 绝大数构件 由于浇筑的混凝土在凝固以后已融为一起 多成为具有多与约 束的超静定结构 超静定结构由于其连续性强而具有很好的整 体稳固性和抗震性能 但由于变形 位移受到约束 往往在微 小的外界作用下即会产生约束作用 而当约束拉应力 或拉应 变 积聚到一定程度以后 就会在抗拉性能很差的混凝土中引 起的裂缝 这种非荷载因素引起的裂缝通常称为间接裂缝 干缩裂缝 置于不饱和空气中的混凝土因水分散而引起的体积变形成 为干燥收缩变形 且混凝土干缩变形产生的裂缝在是极为常见 的 干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同 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 较大的表面干缩变 形受到混凝土内部约束 就会产生较大的拉应力而产生裂缝 影响混凝土干燥收缩变形的因素很多 主要有水泥品种及 用量 掺合料 骨料的性质和用量 砼的水灰比 周围环境的 湿度 温度及构件尺寸等 此外 混凝土搅拌和施工中的配合 比 混凝土的用水量及其养护时间也对混凝土的干缩有着重要 的影响 主要原因 1 水泥品种不同其干缩量也不同 如 硅酸盐水泥混 凝土的干缩大 而粉煤灰水泥混凝土的干缩较小 单位体积内 水泥浆多 其干缩也大 水泥用量不变 干缩越大 或者水灰 比越大 干缩也越大 2 掺合料的掺加 比如粉煤灰 可以明显降低混凝土 的干缩 3 骨料一般不会产生收缩变形 但它能对混凝土干缩 起约束作用 干缩随混凝土内骨料含量的增加而减小 4 掺化学外加剂使混凝土干缩增大 掺加气剂比掺减 水剂增加的干缩要大一些 5 混凝土周围环境的湿度对于干缩变形影响极大 6 构件尺寸不但影响干缩速率 而且也影响干缩的大 小 构件尺寸越大 干缩越小 预防措施 通过选择水泥品种 掺用粉煤灰和纤维 提高 混凝土骨料含量 选择适当的外加剂等方式 能降低混凝土的 干缩变形 温度裂缝 温度裂缝的机理是混凝土具有热胀冷缩的秉性 线膨胀系 数约为 1 010 因此 温度变化就有可能在受到变形约束的超静 定结构内 由于应变差异而引起裂缝 温度裂缝按发生部位和 温度不同 可分为三种 表面裂缝 基础贯穿裂缝与深层裂缝 这几种裂缝对防渗性 耐久性 整体性和安全运动都有不利影 响 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 温度裂缝的走向通常无一定规律 大面积结 构裂缝常纵横交错 梁板类长度尺寸较大的结构 裂缝多平行 于短边 深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近 平行 裂缝沿着长边分段出现 中间较密 温度裂缝通常宽度 大小不一 受温度变化影响较为明显 冬季较宽 夏季较窄 高温膨胀引起的一般中间粗两端细 而冷缩裂缝的粗细变化不 太明显 主要原因 1 表面温度裂缝 多由于温差较大引起的 混凝土结 构构件 特别是大体积混凝土基础浇筑后 在硬化期间水泥放 出大量水化热 内部温度不断上升 使混凝土表面和内部温差 较大 较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同 使混 凝土表面产生一定的拉应力 当混凝土本身温差达到 25 26 时 混凝土内便会产生大致在 10mpa 左右的拉应力 从而产生 较大的降温收缩 而此时混凝土早期抗拉强度较低 当拉应力 超过混凝土的抗拉强度极限时 混凝土表面就会产生裂缝 由 于这种温差仅在表面处较大 离开表面就很快减弱 故通常在 混凝土表面较浅的范围内产生 2 深进的和贯穿的温度裂缝多由于结构降温差较大 受到外界的约束而引起的 当大体积混凝土基础 墙体浇筑在 坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上时 没有采取隔离层等放松 约束的措施 如果混凝土浇筑时温度很高 加上水泥水化热的 温升很大 使混凝土的温度很高 当混凝土降温收缩 全部或 部分地受到地基 混凝土垫层或其它外部结构的约束 将会在 混凝土内部出现很大的拉应力 产生降温收缩裂缝 这类裂缝 较深 有时是贯穿性的 将破坏结构的整体性 预防措施 1 合理选取原材料和配合比 采用级配良好的石子 砂石含泥量控制在较低范围内 配合比设计优化 减少水泥用 量 降低水灰比 2 分层浇筑振捣密实或掺加抗裂防渗剂 以提高混凝 土抗拉强度 加强混凝土的养护和保温 预留温度收缩缝 3 混凝土浇筑后裸露的表面及时喷水养护 夏季应适 当延长养护时间 以提高抗裂能为 冬期应适当延长保温和脱 模时间 使缓慢降温 以防温度骤变温差过大引起裂缝 同时 避开炎热天气浇筑大体积混凝土 4 水泥应降低早期水化速率及水化热 具体为降低 c3a 碱含量 控制水泥细度及颗粒级配 合理掺加混合材 降 低出厂水泥温度 控制水泥稳定性 以减少水泥用量 降低水 化热 5 温度裂缝对钢筋锈蚀 碳化 抗冻融 抗疲劳等方 面有影响 故应采取措施治理 对表面裂缝 可采用涂两遍环 氧胶或贴环氧玻璃布 以及抹 喷水泥砂浆等方法进行表面封 闭处理 对有整体性防水 防渗要求的结构 应根据裂缝可灌 程度 采用灌水泥浆或化学浆液方法进行裂缝修补 或者灌浆 与表面封闭同时采用 混凝土破坏绝非是某一孤立原因造成的