混凝土結(jié)構裂縫原因分析與控制

1、混凝土結(jié)構裂縫原因分析與控制    混凝土裂縫是施工中具有較普遍性的質(zhì)量問題。混凝土結(jié)構、構件出現(xiàn)裂縫，不但影響建筑外觀，而且有可能影響構件剛度和結(jié)構整體性。當裂縫寬度超出一定限度，有時會造成鋼筋銹蝕，影響結(jié)構構件的耐久性，因此，為裂縫的出現(xiàn)，應給予應有的重視。混凝土出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的，主要有濕度變化、溫度變化、徐變影響、應力作用和施工操作等因素。1、幾種常見裂縫的原因分析與控制方法收縮（塑性、干縮）裂縫的控制。收縮（塑性、干縮）裂縫的控制主要在于控制濕度的變化，使結(jié)構、構件具有相對穩(wěn)定的濕度。1.1塑性收縮裂縫。此種裂縫多發(fā)生于新澆混凝土的基礎、

2、梁板或具有較大面積的構件表面，接近直線，裂縫形狀長短不一，互不連貫，裂縫較淺，產(chǎn)生這類裂縫的原因主要是混凝土多為室外露天澆筑。澆筑后混凝土表面受到日曬、風吹的影響，使新澆混凝土表面水分蒸發(fā)過快，即蒸發(fā)速度大于泌水速度，表面混凝土的收縮受到底層混凝土的約束，使正在硬化的混凝土產(chǎn)生拉應力，從而導致混凝土表面裂縫。塑性裂縫一般在混凝土澆筑后4h左右形成，開始不很明顯。控制產(chǎn)生這種裂縫的有效方法是，盡可能減少混凝土表面與內(nèi)部的相對體積變化的差異?；炷翝仓笳駬v要密實；水、水泥、砂、石子用量要嚴格控制且配合比要合理；對裸露表面應及時覆蓋，加強養(yǎng)護；對高溫、大風天氣施工的混凝土應及時抹壓，防止裂縫繼續(xù)發(fā)

3、生。1.2干縮裂縫。這種裂縫多發(fā)生于混凝土終凝前后，也有表面裂縫，寬度一般為0.050.2mm，個別情況也有大于0.2mm的。終凝前出現(xiàn)裂縫，較薄的梁、板類構件多沿短方向分布；凝固后期的裂縫一般較寬較深，此時出現(xiàn)的干縮裂縫一般均勻地分布于相鄰兩鋼筋之間并與鋼筋平行。產(chǎn)生這種裂縫的原因主要是混凝土在硬化過程中，由于環(huán)境氣候條件的影響，混凝土表面的水分蒸發(fā)，水泥石中的凝膠體逐漸干縮產(chǎn)生初始應力，引起混凝土干縮裂縫。控制和減少這種裂縫的有效方法應覆蓋草袋或草簾，避免暴曬。1.3加強混凝土的早期養(yǎng)護，混凝土澆筑完后，裸露表面應及時用草墊、草袋或塑料薄膜覆蓋，并灑水濕潤養(yǎng)護。在氣溫高、濕度低、風速大的天

4、氣及早覆蓋、噴水霧養(yǎng)護，并適當延長養(yǎng)護時間。1.4加強混凝土表面的抹壓，但應注意避免過分抹壓。1.5采用密封保水方法，如在混凝土表面噴養(yǎng)護劑或覆蓋塑料薄膜，使水分不易蒸發(fā)，或采用其他減少空氣流動（如設擋風墻、罩），延緩表面水分蒸發(fā)的辦法。1.6預應力構件應及時張拉，避免長期堆放。1.7適當選擇配合比，避免水灰比、水泥用量、砂率過大，嚴格控制砂、石的含泥量，避免使用粉砂，以提高混凝土抗拉強度。1.8構件長期露天堆放時，應繼續(xù)適當灑水或覆蓋養(yǎng)護，以便有較長的保濕養(yǎng)護時間，特別是薄壁構件，應放在陰涼地方覆蓋堆放。2、溫度裂縫的控制2.1溫度裂縫的原因?；炷潦芩嗨療嶙饔?，大氣及周圍溫度、電氣焊接

5、等因素影響而冷熱變化時，發(fā)生收縮和膨脹，產(chǎn)生溫度裂縫。由于水泥水化熱引起的裂縫一般產(chǎn)生于大體積混凝土，裂縫多平行于結(jié)構的短邊，由于環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫可能貫穿整個桿件截面。2.2施工期間裂縫。大體積混凝土澆筑后，在硬化期間水泥放出大量的水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土外部和內(nèi)部形成較大的溫差，而施工又未采取有效的技術措施時，將導致混凝土內(nèi)外溫度急劇變化而產(chǎn)生溫度裂縫。防止混凝土產(chǎn)生的裂縫關鍵時期：2.3施工時溫度控制。為防止水化熱引起的溫度裂縫，施工時溫度控制是關鍵。施工溫度控制包括以下兩個方面：L=L（t2t1）（1）t=ECL/L=EC（t2t1）（2）式中：L鋼筋混凝土構件的變

6、形值；L構件的長度；t2t1溫差，即溫度變化值；溫度膨脹系數(shù)；t混凝土溫度應力；EC混凝土彈性模量?；炷两禍貢r，熱量從內(nèi)向外傳遞擴散，表面散熱快，溫度低，從而形成內(nèi)外溫差，由上面理論公式計算出允許混凝土內(nèi)外溫差應是510。但由于結(jié)構構件不可能受到絕對約束，混凝土也不可能完全沒有徐變和塑型變形，多數(shù)工程混凝土的內(nèi)外溫差在1025尚未開裂。因此，我國有關施工規(guī)范對這類大體積混凝土澆筑時規(guī)定內(nèi)外溫差宜控制在25內(nèi)。另外，環(huán)境溫度越低，產(chǎn)生內(nèi)外溫差也越大，引起混凝土開裂的幾率增加，這種情況下可采取表面覆蓋等措施進行溫差控制以防止混凝土表面散熱過快。T=T1T2=T1WQ（1e-m）/Cp式中：T在絕

7、熱狀態(tài)下不同齡期的混凝土內(nèi)部溫度（）；T1混凝土的澆筑溫度（）；T2在齡期時混凝土的絕熱溫度（）；W每立方混凝土中水泥用量（Kg/m3）；Q每千克水泥水化熱量（Kj）；C混凝土的比熱容，計算式可取0.97KJ（Kg·K）P混凝土的表面密度，一般取2500Kg/m3，為防射線，混凝土中摻入重金屬（如鋇粉）時取28003000Kg/m3；m系數(shù)，隨水泥品種，比表面及澆筑溫度而異；齡期（d）。實際上，由于混凝土澆搗時總是暴露在大氣中，與大氣存在熱量交換，處于散熱而非絕熱狀態(tài)中，混凝土由水泥水化熱引起的溫升遠比絕熱條件下最終水化熱的溫升要小。另外，混凝土內(nèi)部最高溫升還與澆筑塊的厚度有關，塊體

8、越薄散熱越快，最高升溫越低；反之塊體越厚散熱越慢，則最高升溫越高。因此，工程實踐中引入一個與澆筑厚度有關的系數(shù)，混凝土內(nèi)部最高溫度改用下式計算：T=T1T22.4控制內(nèi)部最高溫度的措施。綜上所述，混凝土內(nèi)部最高溫度是由澆筑溫度和水泥水化熱量升兩部分組成，為控制內(nèi)部最高溫度，針對這兩方面可采取以下措施：3、徐變裂縫的控制3.1適當加大端頭截面高度，配置承受水平力鋼筋、放射式配筋或彎起構造筋（彎起方向平行于主拉應力）。壓低預應力筋彎起角度，減少非預壓區(qū)。3.2支撐節(jié)點采用微動連接，如采用螺栓連接，預留孔內(nèi)設橡膠墊圈、柔性連接等，以削減約束應力。3.3構件吊裝前應一個較長的堆放時間，吊車梁的最后固定

9、盡可能晚些（徐變3個月可達60%，4個月基本穩(wěn)定，半年徐變可完成70%80%），使徐變變形在吊裝前（或固定前）完成大部分，此時混凝土具有較長齡期，強度也較高。3.4預應力混凝土構件不要過早放張，以減少收縮徐變變形，提高抗裂能力。3.5加大端頭支承墊板，改進壓力分布層，減少應力集中。4、應力裂縫的控制4.1加強施工中鋼筋、模板、混凝土配料、振搗的質(zhì)量控制檢查，確保結(jié)構構件鋼筋位置、安裝支撐系統(tǒng)、支撐位置正確，混凝土強度達到要求。4.2正確掌握拆模時間，避免過早拆模，敲擊過重，嚴格控制施工臨時堆載；構件堆放、運輸、吊裝時保持支承和吊點位置正確、穩(wěn)定，避免振動、碰撞。4.3避免直接在松軟土或松填土上

10、支?；蛑谱黝A制構件，場地周圍做好排水并注意養(yǎng)護，避免水管漏水浸泡地基。4.4預應力構件張拉或放張，混凝土必須達到規(guī)定的強度，控制應力應準確，不應超張，應緩慢放松預應力筋；胎模端部加彈性墊層（木或橡膠），減緩胎模角度，使構件回縮不被卡信。4.5預應力吊車梁、桁架等構件端部節(jié)點處劈裂應力區(qū)全高增配箍筋或鋼筋網(wǎng)片，并保證預應力鋼筋外圍混凝土有一定的厚度。4.6板面采用二次或三次壓光，改善板面質(zhì)量。5、施工裂縫的控制5.1木模板澆水濕透，防止脹模將混凝土拉裂。采用翻轉(zhuǎn)脫模時應平穩(wěn)，防止劇烈沖擊和振動，并應在平整堅實的鋪砂地面上進行。5.2預應力構件預留孔時管芯要平直，混凝土澆筑后定時（15min左右）轉(zhuǎn)動鋼管，抽管時間以手壓混凝土表面不顯印痕為宜，抽管時應平穩(wěn)緩慢。5.3胎模應選用有效的隔離劑，起模前先用千斤頂均勻松動，再平緩起吊。5.4構件堆放按支承受力狀態(tài)設置墊木，重疊堆放時，支點保持在一條直線上，同時做好標記，避免板、梁、柱構件反放。5.5運輸中，構件之間設置墊木并互相綁牢，防止晃動、碰撞