现浇混凝土梁裂缝分析预防措施
1、前言
钢筋混凝土梁在外荷载的直接应力和次应力的作用下,引起结构变形而裂缝。构件在使用过程中受年温差的长期作用,当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝的因素是多方面的,包括结构设计、地基沉降差异、施工质量、材料质量、环境影响等,无论何种原因产生的裂缝,都会给建筑物肢体结构带来影响。
2、裂缝形成原因
钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂。主要有:材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等。通常可归纳为以下几种:(1)收缩裂缝。混凝土尚处于未完全硬化状态时,如干燥过快,则产生收缩裂缝,通常发生在表面上,裂缝不规则,宽度小。
(2)水泥水化硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化的过程中,散发大量热量,使混凝土内外部产生温差。超过一定值时。因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。
(3)温变裂缝。现浇钢筋混凝土梁随着温度变化会产生热胀冷缩变形。即温度变形。
AL=L(t1-t2)﹠△AL——钢筋混凝土梁的变形值L――梁的长度((t1—t2))——温度变化值d——材料的线嘭胀系数、混凝土为10a×10-b由于混凝土截面高度较大或较特殊环境下施工。如较寒冷地区施工。梁的上下表面温度不一致,梁会产生温度弯矩。如温度弯矩与荷载弯矩叠加超过梁所能承担的能力。梁便会产生裂缝。预防产生温度裂缝的措施主要有:①设置温度裂缝。②运用水化热小和收缩小的水泥。③浇筑后。表面应及时覆盖并洒水养护。复季应延长养护时间,寒冷季节混凝土表面采取保温措施。
(4)设计欠周全。如钢筋混凝土梁的截面不够,梁的跨度过大,高度偏小,或者由于计算错误,受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理等。都会导致混凝土梁出现结构裂缝。
(5)施工质量造成的裂缝。
①由于混凝土标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计等而导致混凝土梁出现裂缝。
②由于施工不当、模板支撑下沉,或过早拆除底模和支撑等形成的裂缝。
③由于施工控制不严,在梁上超载堆荷,而导致出现裂缝。
(6)预制钢混凝土梁在运输、吊装过程中,由于支撑不合理、吊点位置不符,以及较大的振动或冲击荷载,也会导致钢筋混凝土梁出现裂缝。
(7)在使用过程中,改变原来的使用功能,如将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。
3、裂缝的部位
3.1粱受拉区裂缝由于浇筑混凝土时施工管理不善。使用了低劣的钢筋,造成梁受拉钢筋强度不足。施工中,提前拆模、施工荷载超过设计荷载或混凝土强度低于设计规定,以及使用不当,使用荷载大大超过原设计荷载,使梁受拉区产生裂缝。梁受拉区产生的裂缝一般采用水泥浆封闭,防止钢筋锈蚀,再根据具体情况做补强加固处理。
3.2梁在支座附近的斜裂缝梁的混凝土强度低于设计强度,抗剪钢筋不足,箍筋没有增加,也有的因超载,提前拆模时混凝土强度低于标准强度值,造成的抗剪能力低而产生剪切裂缝。应先用粘结浆液压注处理。再进行加固补强。确保梁的使用安全。
3.3粱受压区裂缝梁的高度小,有的梁没有抗裂验算,混凝土振捣不够密实,梁长期在年温差和13温差作用下产生温差变形及长期处于干燥状态的环境中干缩变形,梁在温差和干缩的综合作用下裂缝。缝上宽下窄,有贯穿的,不贯穿的。裂缝长度为梁高的3/5~4/5,粱底部不裂。这种裂缝可用水泥砂浆压注、粘结密封裂缝和补强。
4、裂缝的处理
根据裂缝的成因情况,可将裂缝分为两种类型:一类是由于材料、气候等造成的一般塑性收缩裂缝、干缩裂缝等。这类裂缝一般对承载力影响小,可作一般处理或不处理;另一类裂缝明显影响了梁的承载能力。随着裂缝的扩展和延伸,钢筋达到屈服强度,受压区混凝土应变量增大。梁刚度大大降低,构件趋向破坏。此类缝必须及早采取加固补强。以满足结构安全需要。对于裂缝的处理,首先要重视对裂缝的调查分析,确定裂缝的种类、程度、危害及加固的依据。调查可从裂缝的宽度、长度、是否贯通、是否达到弹性极限应力的位置、有无潮气或漏水、工程地点环境以及施工图纸设计情况等多处人手,分析裂缝产生的本质原因,以采取相应的措施。
1.经过调查分析,确认裂缝在不降低承载力的情况下,采取表面处理法、充填法、注入法等简易的处理方法:(1)表面修补法。该法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用,常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。施工时先将混凝土表面用钢丝刷打毛。清水洗净干燥,将混凝土表面气孔由油灰状树脂填平,然后在其上铺设薄膜,如果单纯以防水为目的,也可采用涂刷沥青的方法。
(2)充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时,先将槽内碎片清除,必要时涂底层结合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂轮或抛光机将表面磨光。
(3)注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法,首先裂缝处安设注入用管。其它部位用表面处理法封住。使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补,此法在裂缝宽大于0.2mm时,效果较好。
2.如果梁的裂缝情况影响了梁的承载能力,就应更慎重研讨,分析比较,采用经济高效的方法,达到加固的目的,可采用的方法有:(1)钢箍加固法。此法适合于补强梁内特长箍筋及弯起筋不足,抗剪达不到要求的情况。具体方法是:用扁钢或圆钢制成垂直或斜形的钢箍,两端留有螺纹,套人钢板后用螺母拧紧。也可采用由两个u形钢箍套上后焊接,然后打入金属楔楔紧。采用钢箍时需在梁上刻槽以防滑。
(2)粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂粘结剂粘结到构件混凝土裂缝部位表面。使钢板或型钢与混凝土连接成整体共同工作。粘结前。钢材表面进行喷砂处理,混凝土表面刷净干燥,粘结层厚度为3mm左右。
(3)梁的三面或四面加做围套法。在梁的刚度、强度或剪力不足且相差较大的情况下,采用梁的三面或四面加大,做钢筋混凝土围套加固较为适宜。采用四面围套时壁厚应据实际情况而定,一般两侧大于50ram,上下大于l00mm为宜,纵向钢筋及箍筋通过计算确定。当梁受楼面限制时,可采用三面围套,此时两侧混凝土厚度宜大于l00mm.纵向钢筋可用25与原梁纵筋焊接固定,施工时在梁两侧板上间隔500mm凿洞以浇筋混凝土,箍筋可用开口箍或穿板封闭箍。并经计算确定配筋数量。
(4)梁的单面加大截面法。单面加大截面法分两种,即上面加高或下面加厚。梁的上面加高适用于粱的支座抗弯强度不足的加固,所加混凝土靠焊在原梁上部箍筋上的附加箍筋与原混凝土接成整体。上部荷载靠附加纵筋承受。梁的上部加厚,适用于梁跨中抗弯不足加固。当梁截面强度与要求相差不大时,可将梁下加厚80mm~l00mm.配制新的纵筋与原钢筋焊接,做法同三面围套。当粱的截的下部增加l00mm以上,按计算配置纵筋和箍筋采用围套及单面加厚法加固时,纵筋与支座连接有下述方法:梁支撑在柱上时,新加纵筋可通过连接钢板或直接与柱内受力筋焊接在一起;梁支撑在主梁上时,应在主梁上回设斜托支座,斜托钢筋与主梁中主筋焊接。对于梁的端支座,可将梁内部分纵向钢筋按45.或30.角曲折成斜筋焊于主梁内原纵筋上,或另加入浮筋,电焊连接新旧纵筋。
5、结语
钢筋混凝土梁裂缝应针对成因、贯彻预防为主的原则、加强设计施工及使用等方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝。应全面调查分析,查明原因,取得加固依据,在选择处理方法上,应比较论证、综合考虑,以求施工方便、经济高效。
篇2：混凝土裂缝产生原因及预防措施
一混凝土裂缝产生的原因分析
1塑性收缩裂缝
塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现,塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在千热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。
塑性裂缝产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间,环境温度、风速、相对湿度等等。
2沉降收缩裂缝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,裂缝呈梭形,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30~45度角方向发展,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。裂缝宽度宽度0.3~0.4mm,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。
3温度裂缝
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,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在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℃左右甚至更高)。由于混凝士的体积较大,大量的水化热聚积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,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。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝士表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。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。裂缝宽度大小不一。受温度变化影啊较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显,此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化。降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
混凝土结构成型后,没有及时覆盖,表面水分散失快,体积收缩大,而混凝土内部湿度变化小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面的收缩。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。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
二裂缝的防治措施
1混凝土配合比设计时,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土的单位用水量。
2增配构造筋提高抗裂性能,配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3~0.5%之间。
3避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
4在易裂的边缘部位设置暗粱,提高该部位的配筋率。提高混凝土的极限拉伸。
5在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇缝,在正常施工条件下.后浇缝间距20-30m。保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件,也可临时根据具体情况作设计变更。
6严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准,选用低水化热水泥,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1~1.5%以下)。
7控制混凝土的水灰比,减少混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减少剂。
8采用综合措施,控制混凝土初始温度、混凝土温度和温度变化。引起温差裂缝浇筑时间尽量安排在夜间,最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,或用湿麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,在水平及垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水。
9根据工程特点,可以利用混凝土后期强度,这样可以减少用水量,减少水化热和收缩。
(1)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。
(2)混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上.混凝土的现场试块强度不低于C5.7)采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。
(3)根据具体工程特点,采用UEA补偿收缩混凝土技术。
(4)对于高强混凝土.应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉和膨胀剂,使用高效减水剂。通过试验渗入粉煤灰,渗凉15%-50%。
三、结论
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,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,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展。保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
篇3：混凝土工程中常见裂缝成因预防措施
(一)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后的一周左右。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,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土的内部约束,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。于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,较薄的粱板中多沿其短向分布。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
主要预防措施:一是在混凝土拌制中首先要选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量;其次配合比设计中应尽量控制好水灰比,同时掺加合适的减水剂:再就是要严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比和用水量。二是要加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间,冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。三是在混凝土结构中要设置合适的收缩缝。
(二)塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度与和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
(三)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。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
(四)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。由于混凝土的体积较大,混凝士浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,水化热聚积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,这样就形成内外较大的温差;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。这种裂缝多发生在混凝土施工中后期,通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
主要预防措施:一是在混凝土拌制时应采取的措施,要尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;要减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下,降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下:要改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;要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,在混凝土中掺加一定量的具有减水、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,推迟热峰的出现时间。二是在混凝土浇筑时应采取的措施,高温季节可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温度的升高,降低浇筑混凝土的温度;合理安排施工工序,分层、分块浇筑,预留温度收缩缝,减少混凝土结构尺寸,以利于散热,减小约束;在大体积混凝土内部设置冷却管道,通过冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差;加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。三是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,井注意洒水养护,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。四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。
(五)化学反应引起的裂缝及预防
混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质侵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。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。
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。
篇4：混凝土间接裂缝成因及预防措施
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α=1.0×10.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,多是与其他综合不利因素有关。从混凝土技术的发展来看,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,防止表面收缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性十分困难,因此施工中应以预防裂缝的发生为主。
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