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摘要: 混凝土裂缝产生的原因很复杂，本文对混凝土结构的裂缝产生原因从材料、施工、设计方面做出了分析，探讨了建筑混凝土结构裂缝的控制措施, 以期合理有效地减少或避免裂缝的产生, 保证混凝土结构质量。
关键词: 混凝土结构, 裂缝, 配合比, 控制措施
Abstract: the cause of concrete crack is very complex, this article of concrete structure of the cause of the tear from material, construction, design makes analysis, this paper discusses the construction of concrete crack control measures, so as to reasonably and effectively reduce or avoid the creation of cracks, and ensure the quality of concrete structure.
Keywords: concrete structure, cracks, mix, control measures
中图分类号： TV331 文献标识码：A文章编号：
在建筑工程中, 混凝土裂缝是当今建筑结构中普遍存在的主要问题, 混凝土结构裂缝问题始终为工程设计所关注, 大量的工程实践分析表明, 大多数的钢筋混凝土构件都是带裂缝工作的,只是有些裂缝属于微观裂缝, 当外荷载不超过设计荷载时, 一般对结构的使用无大的危害, 根据规范允许其在一定范围内存在。有些裂缝在长期的荷载或外界物理及化学因素作用下不断产生和发展, 引起混凝土保护层剥落及钢筋锈蚀, 使钢筋混凝土强度和刚度削弱、耐久性降低, 甚至会影响结构的正常使用, 此时控制混凝土裂缝开展是非常必要的。然而, 引起混凝土裂缝的原因很多, 其裂缝控制措施也就不同, 主要有以下几个方面。
1材料和配合比方面的控制措施
1. 1材料
1) 水泥。应选用水化热较低的水泥, 严禁使用安全性不合格水泥。如: 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥; 对大体积混凝土, 宜选用中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥。对防裂抗渗要求高的混凝土, 所用水泥的铝酸三钙( C3A) 含量应不大于8%。使用时水泥的温度不超过60℃。
2）骨料。对于骨料的选用应优选洁净、级配良好、含泥量较低的中砂和级配良好、空隙率较小的粗骨料。还应符合国家现行有关混凝土用骨料的标准规定。骨料宜堆放于棚内, 防止日晒雨雪淋湿, 以免影响混凝土拌合物温度或水胶比。
3) 掺合料。为改善混凝土性能应在其中掺入矿物掺合料, 所用掺合料应符合GB 1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰、GB/ T 18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉等规定。
4) 外加剂。宜采用减水剂改善工作性能, 降低用水量, 减少收缩。
1. 2配合比
1) 配合比设计: 采用低水灰比、低用水量, 以减少混凝土的收缩。
2) 禁止任意增加用水量。应根据原材料的含水率, 决定用水量, 严禁随意调整。
3) 配制混凝土时计量应准确, 要严格控制水灰比和水泥用量, 搅拌要均匀, 离析的混凝土必须重新拌匀后, 方可浇灌。
2设计方面的控制措施
1) 结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中; 构造处理不当, 现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。
2) 工程裂缝产生的主要原因是混凝土的变形。如温度变形、碱骨料反应、环境腐蚀、收缩变形、基础不均匀沉降变形等, 此类因变形引起的裂缝几乎占到全部裂缝的85%以上。在变形作用下, 结构抗力取决于混凝土的抗拉性能, 当抗拉应力超过设计强度时, 应验算裂缝间距, 再根据裂缝间距验算裂缝宽度, 当不满足时应增设附加钢筋或对构件采取加强措施。
3) 适当控制建筑物长度, 根据#混凝土结构设计规范∃和#砌体结构设计规范∃ 为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂, 宜采取设置伸缩缝, 伸缩缝间距为30 m～50 m。多层住宅建筑控制长度建议不大于50 m, 高层应控制在45 m 以内。如果超过此长度, 应设置伸缩缝。超长量不大时, 可采用设置后浇带的方法, 以减少混凝土楼板收缩开裂。
4) 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。
5) 在易裂的边缘部位设置暗梁, 提高该部位的配筋率, 提高混凝土的极限拉伸。对水平构件梁、板在满足强度计算的情况下尽量采用中低强度混凝土。
6) 在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征, 合理设置后浇带, 在正常施工条件下, 后浇带间距20 m～30 m, 保留时间一般不少于60 d。后浇带混凝土强度等级比原混凝土强度等级提高一级, 且采用微膨胀混凝土, 以防止新老混凝土界面产生裂缝。
3施工方面的措施
3. 1模板的安装和拆除
1) 模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工机具和材料供應等条件进行设计。模板及支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性, 能可靠地承受施工时可能遇到的任何荷载。
2) 安装的模板必须构造紧密、不漏浆、不渗水, 不影响混凝土均匀性及强度发展, 并能保证构件形状均匀规则。
3) 模板的支撑立柱应置于坚实的地面上, 并应具有足够的刚度、强度和稳定性, 间距适度, 防止支撑沉陷, 引起模板变形。
上下层模板的支撑立柱应对准。
4) 合理掌握拆模时间, 拆模时间不能过早, 应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值。
3. 2混凝土的拌制
1) 优先采用预拌混凝土, 其质量应符合GB/ T 14902 预拌混凝土的规定, 并执行有关措施。
2) 优选有利于抗拉性能的混凝土级配, 尽量减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径、降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术, 尽量利用混凝土后期强度。
加强混凝土的浇灌振捣, 提高密实度。
3. 3混凝土的运输
1) 运输混凝土时, 应能保证混凝土拌合物的均匀性, 防止分层离析现象, 运送的容器应能保证快速运输, 而且其运输频率应能保证混凝土施工的连续性。
2) 运输车在装料前应将车内残余物质排净。当需要在卸料前续掺外加剂时, 在外加剂掺入车后应进行快速搅拌, 时间由试验确定。
3) 运至浇筑地点的混凝土坍落度应符合要求, 当有离析现象时, 应进行二次搅拌, 时间由试验确定。严禁向混凝土中任意加水。
4) 由搅拌、运输到入模, 当气温不高于25 ℃时, 持续时间不宜大于90 min; 高于25℃时, 持续时间不宜大于60 min。当掺入外加剂或采用快硬水泥时, 持续时间由试验确定。
3. 4混凝土的浇筑
1) 混凝土浇筑时应防止离析出现, 振捣应均匀、适度。
2) 加强混凝土的早期养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下, 更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难时, 或者不能保证其充分湿润时, 可采用覆盖保温等方法。
3) 当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时, 应先墙柱后梁板。当板和梁在一起时, 先浇筑梁, 后浇筑板。
4) 浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等的移动和变形。
5) 施工缝处浇筑混凝土前, 应将接槎处剔凿干净, 浇水湿润,并在接槎处铺水泥砂浆或涂混凝土界面剂, 保证施工缝处结合良好。
3. 5混凝土的养护
养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施, 特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外温差较大更容易产生裂缝。例如混凝土路面龟裂, 也称为塑性收缩裂缝, 是指混凝土浇筑后仍处于塑性状态时, 由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝。预防这样的裂缝, 需要浇筑后进行及时养护, 并在初凝前进行二次抹面。
关键词: 混凝土结构, 裂缝, 配合比, 控制措施
Abstract: the cause of concrete crack is very complex, this article of concrete structure of the cause of the tear from material, construction, design makes analysis, this paper discusses the construction of concrete crack control measures, so as to reasonably and effectively reduce or avoid the creation of cracks, and ensure the quality of concrete structure.
Keywords: concrete structure, cracks, mix, control measures
中图分类号： TV331 文献标识码：A文章编号：
在建筑工程中, 混凝土裂缝是当今建筑结构中普遍存在的主要问题, 混凝土结构裂缝问题始终为工程设计所关注, 大量的工程实践分析表明, 大多数的钢筋混凝土构件都是带裂缝工作的,只是有些裂缝属于微观裂缝, 当外荷载不超过设计荷载时, 一般对结构的使用无大的危害, 根据规范允许其在一定范围内存在。有些裂缝在长期的荷载或外界物理及化学因素作用下不断产生和发展, 引起混凝土保护层剥落及钢筋锈蚀, 使钢筋混凝土强度和刚度削弱、耐久性降低, 甚至会影响结构的正常使用, 此时控制混凝土裂缝开展是非常必要的。然而, 引起混凝土裂缝的原因很多, 其裂缝控制措施也就不同, 主要有以下几个方面。
1材料和配合比方面的控制措施
1. 1材料
1) 水泥。应选用水化热较低的水泥, 严禁使用安全性不合格水泥。如: 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥; 对大体积混凝土, 宜选用中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥。对防裂抗渗要求高的混凝土, 所用水泥的铝酸三钙( C3A) 含量应不大于8%。使用时水泥的温度不超过60℃。
2）骨料。对于骨料的选用应优选洁净、级配良好、含泥量较低的中砂和级配良好、空隙率较小的粗骨料。还应符合国家现行有关混凝土用骨料的标准规定。骨料宜堆放于棚内, 防止日晒雨雪淋湿, 以免影响混凝土拌合物温度或水胶比。
3) 掺合料。为改善混凝土性能应在其中掺入矿物掺合料, 所用掺合料应符合GB 1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰、GB/ T 18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉等规定。
4) 外加剂。宜采用减水剂改善工作性能, 降低用水量, 减少收缩。
1. 2配合比
1) 配合比设计: 采用低水灰比、低用水量, 以减少混凝土的收缩。
2) 禁止任意增加用水量。应根据原材料的含水率, 决定用水量, 严禁随意调整。
3) 配制混凝土时计量应准确, 要严格控制水灰比和水泥用量, 搅拌要均匀, 离析的混凝土必须重新拌匀后, 方可浇灌。
2设计方面的控制措施
1) 结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中; 构造处理不当, 现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。
2) 工程裂缝产生的主要原因是混凝土的变形。如温度变形、碱骨料反应、环境腐蚀、收缩变形、基础不均匀沉降变形等, 此类因变形引起的裂缝几乎占到全部裂缝的85%以上。在变形作用下, 结构抗力取决于混凝土的抗拉性能, 当抗拉应力超过设计强度时, 应验算裂缝间距, 再根据裂缝间距验算裂缝宽度, 当不满足时应增设附加钢筋或对构件采取加强措施。
3) 适当控制建筑物长度, 根据#混凝土结构设计规范∃和#砌体结构设计规范∃ 为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂, 宜采取设置伸缩缝, 伸缩缝间距为30 m～50 m。多层住宅建筑控制长度建议不大于50 m, 高层应控制在45 m 以内。如果超过此长度, 应设置伸缩缝。超长量不大时, 可采用设置后浇带的方法, 以减少混凝土楼板收缩开裂。
4) 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。
5) 在易裂的边缘部位设置暗梁, 提高该部位的配筋率, 提高混凝土的极限拉伸。对水平构件梁、板在满足强度计算的情况下尽量采用中低强度混凝土。
6) 在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征, 合理设置后浇带, 在正常施工条件下, 后浇带间距20 m～30 m, 保留时间一般不少于60 d。后浇带混凝土强度等级比原混凝土强度等级提高一级, 且采用微膨胀混凝土, 以防止新老混凝土界面产生裂缝。
3施工方面的措施
3. 1模板的安装和拆除
1) 模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工机具和材料供應等条件进行设计。模板及支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性, 能可靠地承受施工时可能遇到的任何荷载。
2) 安装的模板必须构造紧密、不漏浆、不渗水, 不影响混凝土均匀性及强度发展, 并能保证构件形状均匀规则。
3) 模板的支撑立柱应置于坚实的地面上, 并应具有足够的刚度、强度和稳定性, 间距适度, 防止支撑沉陷, 引起模板变形。
上下层模板的支撑立柱应对准。
4) 合理掌握拆模时间, 拆模时间不能过早, 应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值。
3. 2混凝土的拌制
1) 优先采用预拌混凝土, 其质量应符合GB/ T 14902 预拌混凝土的规定, 并执行有关措施。
2) 优选有利于抗拉性能的混凝土级配, 尽量减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径、降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术, 尽量利用混凝土后期强度。
加强混凝土的浇灌振捣, 提高密实度。
3. 3混凝土的运输
1) 运输混凝土时, 应能保证混凝土拌合物的均匀性, 防止分层离析现象, 运送的容器应能保证快速运输, 而且其运输频率应能保证混凝土施工的连续性。
2) 运输车在装料前应将车内残余物质排净。当需要在卸料前续掺外加剂时, 在外加剂掺入车后应进行快速搅拌, 时间由试验确定。
3) 运至浇筑地点的混凝土坍落度应符合要求, 当有离析现象时, 应进行二次搅拌, 时间由试验确定。严禁向混凝土中任意加水。
4) 由搅拌、运输到入模, 当气温不高于25 ℃时, 持续时间不宜大于90 min; 高于25℃时, 持续时间不宜大于60 min。当掺入外加剂或采用快硬水泥时, 持续时间由试验确定。
3. 4混凝土的浇筑
1) 混凝土浇筑时应防止离析出现, 振捣应均匀、适度。
2) 加强混凝土的早期养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下, 更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难时, 或者不能保证其充分湿润时, 可采用覆盖保温等方法。
3) 当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时, 应先墙柱后梁板。当板和梁在一起时, 先浇筑梁, 后浇筑板。
4) 浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等的移动和变形。
5) 施工缝处浇筑混凝土前, 应将接槎处剔凿干净, 浇水湿润,并在接槎处铺水泥砂浆或涂混凝土界面剂, 保证施工缝处结合良好。
3. 5混凝土的养护
养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施, 特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外温差较大更容易产生裂缝。例如混凝土路面龟裂, 也称为塑性收缩裂缝, 是指混凝土浇筑后仍处于塑性状态时, 由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝。预防这样的裂缝, 需要浇筑后进行及时养护, 并在初凝前进行二次抹面。