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混凝土施工裂缝的成因及控制措施的研究

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作者:管理员。 TAGS:措施,研究,控制,施工,混凝土,
  引言 作为一种结构体系,钢筋混凝土的耐久性较好,但由于混凝土具有其固有缺陷如徐变、膨胀收缩、抗拉强度低、均质性较差等,再加上在实际工程中未能严格控制施工过程、使用不当、设计考虑不周等原因,往往会导致混凝土结构出现程度不同的裂缝,给建筑物结构带来一定的损伤,影响其正常使用。只有正确分析形成混凝土裂缝的原
因,在此基础上提出切实有效的防治方法,才能有效减轻和防治混凝土裂缝对建筑物的损害。
一、 混凝土裂缝种类的划分
  (一) 按裂缝发展状态划分
  主要有两种,即稳定裂缝和不稳定裂缝。稳定裂缝不对持久应用产生影响,主要包括两类:一类是可以在运动过程中自愈的裂缝,在一些新建的防水工程中较为常见,这是因为裂缝处的水泥颗粒与水在渗漏过程中进一步化合形成凝胶物质,从而封闭胶合裂缝,使裂缝自愈;另一类是处于稳定运动中的裂缝,例如能够周期性闭合和扩展的由周期性荷载作用产生的裂缝。不稳定裂缝会产生不稳定的扩展,对结构物的持久使用产生影响,应该针对其具体的扩展部位采取相应的措施。
  (二) 按裂缝成因划分
  根据产生混凝土裂缝的原因,可分为结构性和非结构性两类裂缝。由各种外荷载引起的裂缝被称为是结构性裂缝,也称为荷载裂缝,它包括由外荷载作用的结构次应力引起的裂缝以及由外荷载的直接应力引起的裂缝。由各种变形变化引起的裂缝称为非结构性裂缝,它包括不均匀沉降、干缩湿胀和温度等因素引起的裂缝。造成这类裂缝的原因是内应力。从大量的工程实践以及国内外的研究资料看,在工程中非结构性裂缝占了裂缝总数的8成,主要类型是收缩裂缝。
  (三) 按裂缝产生时间划分
  按裂缝产生时间划分主要有两种,即施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝。施工期间出现的裂缝主要包括自身收缩裂缝、沉降收缩裂缝、养护不当或施工操作不当引起的裂缝、早期冻胀引起的裂缝等。使用期间出现的裂缝主要包括酸性侵蚀气液或盐碱类介质引起的裂缝、钢筋锈蚀膨胀引起的裂缝、循环动荷载作用引起的疲劳裂缝以及碱骨料反应引起的裂缝等。
二、 常见混凝土裂缝的成因
  湿度变化是引起收缩裂缝的主要原因,它是一种典型的非结构性混凝土裂缝。混凝土是一种人工石材,是以天然石、砂为骨料加水拌和,以水泥为主要胶结材料,经过浇筑成型和凝结硬化形成的。为保证其和易性,往往在施工中加入大量的水分,大约为水泥水化作用所需水分的4至5倍。这些多出的水分会在混凝土硬化的过程中逐步蒸发,会在混凝土内部形成大量孔洞、空隙和毛细孔,致使混凝土体积收缩。
  混凝土的体积收缩也和混凝土硬化过程中的碳化作用和水化作用有关。通常来说水泥强度和水灰比成正比,环境温度和骨料数量成反比,如果表面失水过多,就会导致收缩值过大,也更容易产生收缩裂缝。
三、 混凝土裂缝的控制措施
  第一,在建筑设计中要处理好构件的‘抗’和‘放
[论文网 lunwen.nangxue.com]’的关系。‘抗’是针对没有足够变形余地的处于约束状态下的建筑结构采取的防止裂缝的有力措施;‘放’是针对有足够变形余地的完全处于自由变形无约束状态下的建筑结构。在实际工程应用中,设计人员应该对‘抗’与‘放’两者之间的主次关系加以灵活运用,合理选择使用的材料和结构方案。
  第二,对于由结构断面突变引起的应力集中在设计中要尽量避免。若是因造型或结构方面原因而无法避免时,应该认真考虑采取加强措施。
  第三,严格控制浇灌温度。降低浇筑温度是降低混凝土的温差和最高温度的直接措施。为了减少结构的内外温差,降低混凝土在出料、卸料、运输和振捣浇灌等环节的温度,应该以季节为依据采取措施。例如在夏季施工时应该采用薄层浇灌、一个坡度、一次到顶和循序推进等措施加快浇灌速度和缩小混凝土暴露面积,缩短浇灌时间。在冬季施工时应该保证对结构厚度在1m以上的混凝土进行保温浇灌和养护,通常来说混凝土的养护可利用其自身散发的水化热,而且要预防混凝土在达到临界强度之前遭受冻害。
  第四,合理安排施工进度。在浇筑混凝土的过程中应该秉承“循序渐进、一次到顶、分层推进、同时浇捣”的原则。分几层浇筑时应该尽量缩短层间的间隔时间,在进行下层混凝土浇筑时应该确保上层混凝土初凝完毕。混凝土的初凝时间应该大于层间最长的时间间隔。当层间间隔时间超过混凝土初凝时间时应该按施工缝处理层面。应该在上层混凝土浇筑之前使用压力水对混凝土表面的污物进行冲洗,充分润湿混凝土表面,但不能留有过多水分,浇筑前应接合面铺垫比例较高的砼素浆。
  第五,改进振捣工艺和搅拌工艺。改进以往的投料程序,在对混凝土进行搅拌时,采取先拌和砂、水泥和水,然后投放石子进行搅拌的新方法。该种搅拌工艺能够有效避免泌水现象,减少混凝土上下层的强度差,可有效避免水分集中于水泥砂浆面和石子,从而确保硬化后的界面过渡层粘结加强、结构致密。
四、 结论
  混凝土结构裂缝对工民建工程的使用功能、安全和质量危害巨大,会加速内部钢筋的锈蚀,对结构的安全使用年限和耐久性也存在重大影响,给人们的生活带来潜在的危害。由此可见,我们应该有针对性地在混凝土生产和施工过程中采取预防措施,通过采取有效的施工措施、材料措施和设计措施从源头上防止裂缝的产生,尽量减少裂缝的宽度和数量,能避免结构出现裂缝最好,尤其要避免出现有害的裂缝,保证工程质量,最大程度提高工民建的耐久性和结构稳定性。

参考文献
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