建筑工程混凝土裂缝类型及草帘预防
3.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,致使商品混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°~45°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。
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。
三是防止商品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
。
4.温度裂缝及预防
温度裂缝多发生在大体积商品混凝土表面或温差变化较大地区的商品混凝土结构中。商品混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米商品混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使商品混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于商品混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在商品混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而商品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,使商品混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当商品混凝土本身温差达到25℃~26℃时,商品混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过商品混凝土的抗拉强度极限时,商品混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在商品混凝土施工中后期。在商品混凝土的施工中当温差变化较大,或者是商品混凝土受到寒潮的袭击等,会导致商品混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的商品混凝土受内部商品混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在商品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,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的商品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,商品混凝土的碳化,降低商品混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
主要预防措施:
一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。
二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。
三是降低水灰比,一般商品混凝土的水灰比控制在0.6以下。
四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。
五是改善商品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,降低商品混凝土的浇筑温度。
六是在商品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,改善商品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。
七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制商品混凝土的温升,降低浇筑商品混凝土的温度。
八是大体积商品混凝土的温度应力与结构尺寸相关,商品混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。
九是在大体积商品混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小商品混凝土的内外温差。
十是加强商品混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。
十一是预留温度收缩缝。
十二是减小约束,浇筑商品混凝土前宜在基岩和老商品混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。
十三是加强商品混凝土养护,商品混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证商品混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,商品混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。
十四是商品混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将商品混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。
5.化学反应引起的裂缝及预防
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋商品混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。商品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,造成商品混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中商品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。由于商品混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入商品混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致商品混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。
裂缝是商品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,商品混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对商品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。
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