論施工中混凝土裂縫

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混凝土由膠凝材料(如水泥)、水和骨料等按適當(dāng)比例配制，經(jīng)混合攪拌，硬化成型的一種人工石材混凝土，簡稱為“砼（tóng）”：是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。砼有主要以下性質(zhì)：和易性、強度、變形、耐久性。
當(dāng)今砼的發(fā)展步伐一直在前進：利用現(xiàn)代新技術(shù)、大力發(fā)展新工藝、新設(shè)備，按預(yù)定性能設(shè)計和制作出輕質(zhì)，高強度，多功能的砼新品種。砼現(xiàn)在已經(jīng)成為土木工程中用途最廣、用量最大的一種建筑材料。但是混凝土裂縫依然是世界難題，一直困擾著無數(shù)工程師。我國橋梁建筑相當(dāng)一部分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尤其是高鐵工程，國家每年都投入大量資金，大力發(fā)展高鐵工程。施工時為了加快進度，裂縫時有發(fā)生。分析裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施，在今后設(shè)計和施工中是我們學(xué)習(xí)和研究的熱門話題。
混凝土裂縫的分類：1、溫度裂縫2、收縮裂縫3、荷載裂縫4、沉陷裂縫5、施工不當(dāng)裂縫6、腐蝕裂縫。根據(jù)工程實踐及資料顯示溫度裂縫、收縮裂縫、施工不當(dāng)裂縫率約占70%；而荷載裂縫、沉陷裂縫、腐蝕裂縫率約占30%。
一、  溫度裂縫
溫度裂縫沒有一定的規(guī)律性，為多貫穿裂縫，大面積結(jié)構(gòu),裂縫多是縱橫交錯;裂縫寬度大小不一,一般在0.5mm以下,且沿結(jié)構(gòu)全長沒有多大變化。裂縫寬度受溫度變化影響較明顯,冬季較寬,夏季較細。大多數(shù)溫度裂縫沿結(jié)構(gòu)截面高度呈上寬下窄狀,但個別亦有下寬上窄情況。引起溫度變化的主要因: 1)年溫差2)日照3)驟然降溫4)水化熱

1、 溫度裂縫產(chǎn)生的原因：（1）水泥水化過程中放出的熱量稱為水泥的水化熱。在混凝土結(jié)構(gòu)中，由于混凝土的導(dǎo)熱能力很低,水泥的水化熱聚集在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部長時間不易散失,使混凝土內(nèi)部溫度升高，與其外部形成溫差，引起溫度應(yīng)力和變形，當(dāng)差值大于25℃時，其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力有可能大于混凝土本身的抗拉強度。造成混凝土的開裂，產(chǎn)生溫度裂縫。（2）預(yù)制構(gòu)件采用蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫。（3）因焊接措施不當(dāng)，引起的溫度裂縫。（4）砼保溫不夠或施工中長期不作保溫措施。（5）因急驟升溫或干燥產(chǎn)生大量的網(wǎng)狀細微裂縫，與此同時砼上幾乎出現(xiàn)等間距的粗裂縫，有時局部脫落。（6）澆筑砼時環(huán)境溫度不當(dāng)。

2溫度裂縫的控制措施。
（1）控制溫度。混凝土的溫度應(yīng)力是由水泥水化熱，澆灌溫度和外界溫度等各種溫差引起的，且往往是各種溫度的疊加，使混凝土內(nèi)部和外部溫差過大造成的。因此根據(jù)工程的特點和需要，采取不同的控制溫度方法。（2）加強混凝土的早期養(yǎng)護。主要措施有要保持一定濕度，注意早期保持混凝土的水分，減少干縮變形，施工時的防風(fēng)、防曬及保濕等。（3）摻入微膨脹材料和抗裂材料，以減少混凝土溫度應(yīng)力的影響。
二、 收縮裂縫
混凝土澆注后仍處于塑料性狀態(tài)時，由于表面水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生的裂縫。這類裂縫多在表面出現(xiàn)。形狀不規(guī)則。長短不一，呈龜裂狀深度一般不超過50mm，但薄板結(jié)構(gòu)如果混凝土中摻加有含泥量大的粉砂則可能穿透。
1) 施工中收縮裂縫產(chǎn)生的原因（1）混凝土未完全硬化前產(chǎn)生的收縮裂縫。一般發(fā)生在初、終凝結(jié)前后。主要是初期養(yǎng)護不好，表面游離水分蒸發(fā)過快，混凝土體積收縮，此時混凝土強度很低，混凝土的抗拉強度不能抵抗這種應(yīng)力變形而產(chǎn)生裂縫。（2）由養(yǎng)護不當(dāng)產(chǎn)生的收縮裂縫。產(chǎn)生的原因是經(jīng)風(fēng)吹日曬，表面干燥過快，干縮較大，并存在差異收縮受內(nèi)部混凝土約束，其表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂。（3）混凝土收縮引起不均勻下沉形成的裂縫。因快速澆灌混凝土，混凝土沉降不均勻而產(chǎn)生裂縫。收縮下沉裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土級配不好或水灰比過大，搗實不夠等施工方法不當(dāng)造成的。（4）施工方法不當(dāng)引起混凝土收縮裂縫。拌合料攪拌不勻產(chǎn)生，混凝土內(nèi)砂、石、水泥分布不均。
2) 干縮裂縫的防止措施主要包括以下幾點：1）合理選擇水泥品種。一般來說，水泥的需水量越大，混凝土的干燥收縮越大，從減少收縮的角度出發(fā)，宜采用中低熱水泥和粉煤灰水泥。（2）控制水泥用量。混凝土干燥收縮隨著水泥用量的增加而增大，但是增加量不顯著。在有可能減少水泥用量時，還是盡可能降低水泥用量。（3）用水量的把握?；炷恋母稍锸湛s受用水量的影響最大，在同一水泥用量條件下，混凝土的干燥收縮和用水量成正比、為直線關(guān)系；當(dāng)水泥用量較高的條件下，混凝土的干燥收縮隨著用水量的增加而急劇增大。綜合水泥用量和用水量來說，水灰比越大，干燥收縮越大。（4）最佳砂率的確定?；炷恋母稍锸湛s隨著砂率的增大而增大，但增加的數(shù)值不大。（5）化學(xué)外加劑的選用。摻加減水劑、泵送劑，特別是同時摻加粉煤灰的雙摻技術(shù)不會增大干燥收縮，但是對于某些減水劑、泵送劑，尤其是具有引氣作用時，有增大混凝土干燥收縮的趨勢。因此在選用外加劑時，必須選用干燥收縮小的減水劑或泵送劑。（6）正確選擇養(yǎng)護時間和方法。混凝土澆筑面受到風(fēng)吹日曬，表面干燥過快，產(chǎn)生較大的收縮，受到內(nèi)部混凝土的約束，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂。如果混凝土終凝之前進行早期保溫保濕養(yǎng)護，對減少干燥收縮有一定作用。

三、  施工不當(dāng)裂縫
1、施工不當(dāng)裂縫的分類：1.支模板不妥引起的混凝土裂縫2.施工中鋼筋設(shè)置不當(dāng)引起的混凝土裂縫。3.混凝土強度等級不足使構(gòu)件或結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。4. 施工超載引起的裂縫。
2、 施工中由于荷載變化引起的裂縫原因分析及防治措施：
 1.支模板不妥引起的混凝土裂縫及防治措施。
       （1）模板及支模架下沉引起混凝土裂縫。由于構(gòu)件混凝土未達到一定的強度，過早地承擔(dān)了自重等附加荷載，引起開裂。（2）如果是木模板，含水率不合適，潮脹干縮對混凝土質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，應(yīng)選用含水率18—23%的木材做模板，在第一次使用前要充分澆水，防止脹縮。（3）混凝土未達到一定強度前，過早受荷受振動而開裂，如在混凝土未達到一定強度時就在其上面走動等。（4）支模時未經(jīng)計算或計算不正確引起的模板變形。（5）施工超載，即施工荷重大于竣工后使用的荷重。防止支模不妥引起混凝土裂縫的措施：采用相應(yīng)的措施和計算，防止立柱、模板下沉和變形；選擇合適的模板，避免模板變形；混凝土必須達到1.2Mpa強度以后，才可在上面行走，施工操作；進行必要的施工驗算，不得超載。
        2.施工中鋼筋設(shè)置不當(dāng)引起的混凝土裂縫。
        （1）受力鋼筋位置不正確引起的混凝土開裂。由于鋼筋位置的不準(zhǔn)，改變了受力狀況，必能引起混凝土的裂縫，甚至折斷。（2）受力筋的搭接不當(dāng)，凈間距不足引起的混凝土裂縫。（3）受力鋼筋如梁筋伸入支座的根數(shù)和錨固長度不夠，節(jié)點受力時，鋼筋不起作用，引起混凝土開裂。防止由于鋼筋設(shè)置不當(dāng)引起混凝土開裂的措施：熟悉圖紙和設(shè)計要求，嚴(yán)格按設(shè)計要求布置鋼筋并進行復(fù)檢，采取固定措施，防止鋼筋位置不準(zhǔn)；保證受力鋼筋的凈間距，排列要有利于混凝土的振搗密實；鋼筋的搭接長度必須符合規(guī)范規(guī)定；受力筋的保護層厚度必須保證；采取措施防止人踩，混凝土砸造成的鋼筋位移，安排專人看管。
        3.混凝土強度等級不足使構(gòu)件或結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。
        混凝土強度等級不足使構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的抗拉、抗剪、抗彎強度大大下降，在原設(shè)計荷載作用下，必能出現(xiàn)裂縫。原因有配合比問題；操作上計量不準(zhǔn)；養(yǎng)護問題等。防止施工中混凝土強度等級不足，應(yīng)在混凝土施工中從配合比實驗、攪拌、運輸、澆灌、振搗以及養(yǎng)護一系列的過程中嚴(yán)格把關(guān)，按國家有關(guān)規(guī)范和操作規(guī)程辦事。
        4. 施起工超載引的裂縫。
        主要原因有：（1）施工中樓板、梁上堆積的施工機具，材料重量太大，超過其承載能力。（2）吊裝施工時，屋面上的機械重量布置不合理。（3）運輸車載的過大的集中荷載。預(yù)防由于超載引起裂縫的措施：建筑物上堆放機具和材料，應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行，必要時要經(jīng)過驗算；建筑物上需要布置機械及上運輸車輛時，要有施工方案，要經(jīng)過詳盡的結(jié)構(gòu)承載力驗算，并經(jīng)過批準(zhǔn)后才能施工。

混凝土裂縫的成因多種多樣，處理的方法也各有不同，上述諸方法是在日常工作中經(jīng)過長期探索得到的，經(jīng)過實踐的檢驗證明行之有效。當(dāng)然，有關(guān)混凝土裂縫的成因及防治對策是很復(fù)雜的，有待進一步研究。只有搞清楚了裂縫的機理，才能對癥下藥，只有合理的處治措施，才能使國家有限的建設(shè)資金發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益