混凝土工程裂缝预防与控制

混凝土工程裂缝预防与控制

论文栏目:混凝土论文

1混凝土工程裂缝的常见类型
1.1干缩裂缝
干缩裂缝一般在混凝土养护结束后的一段时间内或者是混凝土浇筑完毕后一周左右发生在混凝土结构的表面。在水泥浆体硬化之前，如果其中的水分被蒸发就一定会出现干缩裂缝，干缩裂缝是不可逆转的。混凝土初期硬化期间会放出大量的水化热，其内部的温度会不断升高，这时会在混凝土结构的表面形成一定的拉应力，当混凝土硬化完成后，温度下降，由于受到周围混凝土构件的作用，混凝土内部会产生一定的拉应力。当混凝土受到的内外拉应力超出混凝土本身的抗拉强度使，混凝土就会产生裂缝。干缩裂缝一般呈现为平行线状或网状，在大体积混凝土中，干缩裂缝一般出现在平面部位，而在梁板中，干缩裂缝一般沿梁板的短向分布。当混凝土产生干缩裂缝后通常还会造成混凝土结构中的钢筋发生锈蚀，影响混凝土的整体耐久性，同时还会影响混凝土结构的承载能力。
1.2温度裂缝
混凝土在先期硬化期间，水泥放出大量水化热，导致内部温度不断上升，在表面引起拉应力，而后期在降温过程中，由于受到约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，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。混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，可是表面湿度变化较大，常常会因为剧烈的变化而发生收缩，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。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，虽然在设计中大都明确要求不出现拉应力或者只许出现很小的拉应力，但是在施工中往往不尽人意，混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力，有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力，因此导致裂缝的发生很难避免。
1.3沉陷裂缝
在混凝土工程中，如果工程建造区域的土质不匀、松软、回填土不实、浸水、模板刚度不足、模板支撑间距过大以及支撑独步松动等原因都有可能导致混凝土产生沉陷裂缝。尤其是在空气温度较低时，模板在支撑冻土的情况下，冻土在化冻之后会产生不均匀的沉降，导致混凝土结构产生沉陷裂缝。混凝土的沉陷裂缝通常为伸进或贯穿性裂缝，其走向主要受到沉陷的情况决定。在产生较大的沉陷裂缝之后，混凝土结构往往会产生错位，沉陷裂缝的宽度与沉降量成正比，同时温度变化也会对裂缝造成一定的影响，在地基变形稳定以后，混凝土的沉陷裂缝也基本不会再发生扩展。
2混凝土工程裂缝的预防
在混凝土工程中，为了防止裂缝的出现，在选择水泥时，应尽量选择低热或中热水泥。因为混凝土的裂缝主要时由于水泥水化热过程中内外部产生较大的温差造成的，而选用低热或中热水泥，能够有效降低水泥水化工程中产生的热量，从而减小混凝土内外部结构的温度差异。另外，在拌制混凝土的时候，应当尽量减少水泥的用量，改善骨料级配，水泥的用量是造成混凝土收缩的主要因素之一。可以通过掺加粉煤灰和减水防裂剂的方式来降低水泥的用量，其减少的体积用骨料来补充，这样能够在减少水泥用量的情况下，保证混凝土强度不会降低。通过使用优质的粉煤灰代替水泥，能够起到润滑作用，改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性，降低混凝土中水泥水化过程产生的热量，这样可以有效防止收缩裂缝的产生。另外，减水防裂剂能够对水泥浆体的稠度进行调节，降低混凝土泌水，减少收缩变形。在混凝土浆体中加入适量的外加剂能够使混凝土和易性好，可以在混凝土表面形成薄膜，减少混凝土水分的蒸发，有效降低混凝土干缩裂缝的产生。
3混凝土裂缝的控制措施
3.1从设计和准备工作入手
在混凝土工程结构设计中，应处理好工程的整体结构，在工程整体结构的变形控制没有足够余地时，应当在结构设计中合理的配置构造钢筋，这样能够有效防止裂缝的产生。在设计中，还应该尽量避免结构端面突变所引起的应力集中，当这种情况无法避免时，应当通过构造配筋等措施来进行控制，防止集中应力对混凝土结构的影响。另外，在施工过程中，应当合理安排好各个工种之间的交叉作业，在进行板底钢筋的绑扎后，线管的预埋工作应当在和模板封镶工作要及时穿插，不留尾巴，这样可以有效的降低板面钢筋绑扎后的作业人数，减少结构所承载的重量。在进行混凝土浇筑施工时，对容易产生裂缝的区域，应尽量避免工人踩踏带来的变形。
3.2混凝土原料和配比的选择
水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期温升和后期降温现象。由于矿物成分及掺合料含量的不同，水泥的水化热差异较大。为了降低水泥的水化热、减小混凝土的体积变形，大体积混凝土应选用中热或低热的水泥品种，一般选用低水化热的矿渣水泥，低热的矿渣水泥比同标号的普通硅酸盐水泥的水化热可减少1/4左右。另外，在满足混凝土强度和耐久性的前提下，尽量减少水泥的用量。
（1）外加料的选择
在混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，在混凝土用水量不变的条件下，由于粉煤灰颗粒成球状并具有“滚珠效应”，可以起到显著改善混凝土和易性的效能。若保持混凝土拌合物原有的流动性不变，则可减少单位用水量，从而提高混凝土的密实性和强度。由此可见，在混凝土中掺人适量的粉煤灰，不仅可以满足混凝土的和易性，还可以降低水化热。
（2）外加剂的掺加
在混凝土工程通常掺人一定的外加剂，一般可在混凝土中加入粉煤灰或木质素磺酸钙减水剂，如在混凝土中按水泥重量的0.25%掺减水剂，可减少10%左右的水泥。在降低混凝土成本同时，也大大改善了混凝土的性能。一方面，由于外掺剂取代了部分水泥的温差，有利于防裂；另一方面，这种减水剂可以缓凝，在混凝土中可以避免冷接缝，提高工作性及流动性，有利于泵送。
3.3混凝土的合理浇筑及养护
（1）合理浇筑
在进行混凝土浇筑施工时，应根据整体连续浇注的要求，结合构件尺寸的大小等具体情况选用全面分层法、分段分层法、斜面分层法等方法。还要遵循混凝土施工中已经形成的“分段定点，一个坡度，薄层浇注，循序渐进，一次到顶”的原则。浇注温度宜控制在25度以下。因此，必须合理安排施工时间，尽量避免在高温时段进行混凝土浇注。同时要尽量加快施工速度、缩短浇注时问，尽量降低混凝土的浇注温度，减少结构物的内外温差，并延长混凝土的初凝时间。
（2）养护措施
在每次混凝土浇注完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。不同施工季节应选择不同的混凝土养护方法。夏季施工时，要采用草帘覆盖、蓄水、洒水、喷水等降温方法进行养护；正常气温时，可喷刷养生液养护；冬季施工时，可使用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭料对混凝土保温、保湿，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。
4总结
在混凝土工程中，裂缝会对施工以及建筑物结构的稳定性造成极大的危害，对建筑物的安全使用造成极大的威胁。因此，做好混凝土工程裂缝的预防和控制工作，是整个混凝土工作的重点，在施工时应严格把关，做好混凝土早起养护及预防措施，将混凝土裂缝产生的几率降到最低，针对已出现的裂缝应及时做好补救措施，保证工程整体结构的稳定性。