谈混凝土构件裂纹的控制措施

混凝土构件裂纹产生原因很多, 有混凝土本身收缩引起的, 有因变形引起的, 有因温度变化引起的, 有因不均匀沉降引起的, 有因外部荷载作用引起的, 有因设计方面和施工方面问题引起的。

1 混凝土构件常见裂纹及控制措施

1.1 收缩引起裂纹的控制措施

收缩分干缩和塑性收缩。收缩变形产生裂纹多为表面性平行线性或网状浅细裂纹, 有些裂纹中间宽两头细, 大体积混凝土构件表面部件、截面较小的梁板多沿其短向分布。收缩主要与混凝土的水灰比、水泥成分品种、水泥用量、相对湿度、外加剂等因素有关。

控制措施: (1) 选用收缩量小、早期强度大的水泥品种, 一般采用硅酸盐或粉煤灰水泥。 (2) 尽可能采取机械搅拌, 严格控制混凝土配合比, 尽可能减少水泥用量、水灰比不能过大, 掺加适量减水剂, 以改善混凝土和易性和塌落度。 (3) 严格控制施工过程用水量, 搅拌前测量沙子碎石的含水率, 将实验室配合比换算为实际施工配合比。 (4) 注意混凝土构件早期养护, 如覆盖塑料薄膜、潮湿草袋和喷洒养护剂。 (5) 浇筑时底层模板需浇水润透, 高温、大风天气应设置遮阳、挡风设施, 防止水分散失过快。 (6) 现浇板等表面积较大构件, 在混凝土初凝到终凝过程中应进行二次抹压, 最大可能消除收缩引起表面裂纹。

1.2 温度引起裂纹的控制措施

温度裂纹多发生在大体积混凝土构件表面或温差较大地区混凝土构件上。温度裂纹通常走向无规律, 大面积混凝土裂纹纵横交错, 裂纹宽度大小不一, 这类裂纹受温度变化影响明显。

控制措施: (1) 热天搅拌混凝土时应用水将碎石温度冷却, 以降低混凝土浇筑温度。 (2) 冬季施工时新旧混凝土接槎施工时必须将新旧混凝土面进行预热, 降低温差。 (3) 混凝土构件浇筑后, 气温变化较大时应注意构件表面保温、隔热, 保证表面缓慢升温和降温。 (4) 搅拌混凝土时掺加有保水、缓凝作用外加剂, 改善混凝土性能和降低水化热。 (5) 大体积混凝土浇筑应减少浇筑厚度, 利用错层散发热量, 必要时埋设冷水管以减小混凝土内外温差。 (6) 确定合理拆模时间和保温措施, 避免拆模前后表面温差过大。

1.3 沉降不均引起裂纹的控制措施:

由于构件竖向不均匀沉降, 使结构产生竖向应力, 超过混凝土的抗拉能力, 造成混凝土构件开裂沉降裂纹多为深进或贯穿性裂纹。沉降裂纹的大小与沉降量有直接关系, 此类裂纹一般外形比较明显, 后果比较严重。

控制措施: (1) 地质勘察资料要详细周密, 施工时认真检查实际地质情况, 发现异常及时与地质部门沟通。 (2) 施工时充分考虑天气情况, 基础持力层不能设在冻土层中。 (3) 对松软土、回填土地基上进行基础施工前, 要采取必要夯实加固措施, 并经检测合格后方可进行基础施工。 (4) 混凝土构件模板必须达到足够的强度和钢度且支撑系统必须牢固、稳定, 防止混凝土浇筑过程中发生失稳倾覆事故发生。 (5) 冻土上设置支撑应注意气温变化, 在土质地面设置支撑系统雨雪天后都要检查其安全性, 避免造成局部模板下降。 (6) 楼层混凝土浇筑后达到足够强度才可以进行钢筋、模板等材料的吊装和堆放, 避免造成局部荷载过重沉降过大而出现永久性裂纹。

1.4 设计缺陷引起裂纹的控制措施

混凝土结构在设计计算过程中, 对计算模式、受力假设、配筋计算、结构钢度、安全系数等方面考虑不周或计算错误, 而造成“先天不足”出现裂纹。

控制措施: (1) 针对不同地质条件, 选择合理基础类型, 对基础沉降量的控制力求达到均匀。 (2) 设计配筋计算中, 应增加对混凝土悬挑结构构件, 承受荷载产生挠度及裂纹宽度的验算。 (3) 严格执行设计规范强制条文的规定, 加强梁柱节点设计做到“强柱弱梁”的设计原则。 (4) 设计时尽可能减少平面布置凸凹、错层设计, 合理设置伸缩缝, 减少结构过长引起的收缩。 (5) 合理设计构件内部暗装管线的位置和管径, 对于管径较大、管线较多的部位应设计抗裂钢筋网, 防止因保护层厚度不足造成开裂。 (6) 大开间和边跨现浇板四角增设防裂钢筋, 较大予留孔洞四周设加强筋加以控制裂纹的产生。

1.5 荷载引起裂纹的控制措施

这里的荷载指施工或使用过程中, 由于人为因素造成超过结构设计的极限承载力而引起的。超载裂纹多出现在受拉区、受剪区或振动区域, 多沿构件成45°斜裂纹。

控制措施: (1) 严禁不加限制堆放施工机具、建筑材料和大型设备, 有特殊要求设备必须经过荷载计算方可放置。 (2) 严格按施工规范要求的程序, 避免对未达到强度要求的构件进行承受荷载或剧烈冲击。 (3) 不得任意破坏构件结构、减少截面受力面积, 不得随意改变构件受力模式和受力范围。 (4) 混凝土拆模强度必须达到规范规定的数值, 防止由于构件自身荷载而造成开裂。 (5) 避免盲目要求施工进度, 下部构件过早承受上部结构和施工荷载, 扰动混凝土早期强度而出现裂纹。 (6) 建筑外挑或悬挑结构一般承载力较弱, 不能为了施工方便作为上料平台使用。

1.6 钢筋锈蚀引起裂纹的控制措施

由于混凝土构件中钢筋与周围有害物质发生锈蚀反应造成体积膨胀产生应力, 导致混凝土保护层裂纹, 此裂纹多沿钢筋纵向发生。

控制措施: (1) 采取砂浆块、理石块、塑料保护块等有效措施, 保证钢筋保护层厚度达到设计规范要求。 (2) 钢筋设置较密的节点, 适当调整混凝土配比中碎石的级配, 保证混凝土拌合物流入该节点处。 (3) 混凝土浇筑时严格控制振捣时间, 确保混凝土保护层密实。 (4) 钢筋混凝土在有腐蚀环境中应采取防腐措施, 如涂环氧树脂等防腐材料。 (5) 严格控制混凝土拌合物中掺加含氯盐外加剂使用量。 (6) 对混凝土构件拆模后出现的蜂窝、麻面、漏筋现象, 要及时采取有效的措施进行处理。

1.7 工程材料引起裂纹的控制措施

钢筋混凝土主要由钢筋、水泥、砂、骨料、水和外加剂组成。如果这些材料质量有问题, 会造成混凝土构件出现裂纹。

控制措施: (1) 使用钢筋必须是合格产品, 绑扎前进行必要除锈、调直、除污处理。 (2) 水泥必须是经安定性、强度等各项指标检测, 符合规范要求合格产品, 受潮、过期的水泥坚决不允许使用。 (3) 砂石骨料必须满足粒径大小适中、质地坚硬、级配合理的要求, 严禁使用超出规范要求的特细砂。

2 结语

混凝土裂纹产生的原因错综复杂且相互影响, 每一种裂纹由几种原因产生的。在混凝土构件设计、施工、选材过程中, 我们可以采取各种有效控制措施, 使混凝土结构不出或少出有害裂纹。在以后工作中, 我们应继续认真研究控制裂纹出现和发展的新技术、新成果, 确保混凝土构件安全和稳定。

摘要：混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、耐火性好、可浇筑成各种形状各种结构的构件, 成为世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。混凝土最主要缺点是抗拉能力较弱, 其构件通常都是带裂纹工作的。由于有些裂纹肉眼看不见, (一般小于0.05mm) , 对结构危害不大, 但有些由于裂纹存在, 不仅会对钢筋混凝土构件承载能力、耐久性、抗渗能力、外观造成影响, 而且会威胁人们生命。混凝土构件裂纹影响工程质量问题, 工程技术人员探索、研究也一直不断进行。本文对混凝土构件裂纹的种类和控制措施推出较全面分析和总结, 希望对混凝土构件的裂纹控制有实际的借鉴意义。

关键词：混凝土,建筑结构,建筑材料