引言
結(jié)構(gòu)初期以及投入使用后都有可能形成裂縫。假設(shè)不以積極的措施治理早期裂縫,那么必然會(huì)埋下隱患,影響建筑項(xiàng)目日后的使用,而投入使用后之所以會(huì)形成裂縫,其根本原因在于承受了過(guò)大的荷載。基于此非常有必要深入解析引起早期裂縫的原因,并針對(duì)性的采取相關(guān)措施。
1早期裂縫分類(lèi)
1.1早期裂縫(先天及原生裂縫)、后天裂縫
先天裂縫:即設(shè)計(jì)不當(dāng)而引起的結(jié)構(gòu)裂縫。原生裂縫,即結(jié)構(gòu)中的裂縫是由于施工工藝不當(dāng)而引起的;后天裂縫,顧名思義即結(jié)構(gòu)在投入使用后由于長(zhǎng)期荷載或者由于不正常使用,而引起荷載過(guò)大,造成的突發(fā)損傷裂縫。一般認(rèn)為前兩者屬于早期裂縫。
1.2變形裂縫、荷載裂縫
變形裂縫:即受溫度、膨脹、收縮以及不均勻沉降等因素而造成的裂縫。荷載裂縫,即早期裂縫的一種,其形成原因主要與動(dòng)、靜的在外荷載有關(guān)。
1.3貫穿裂縫、表面裂縫、縱深裂縫、清層裂縫
所謂貫穿裂縫顧名思義指的是在整個(gè)構(gòu)件中,都存在裂縫,比如從板梁到梁底、空腹處;或者囊括整個(gè)腹板、馬蹄T梁裂縫;表面裂縫,通常情況下針對(duì)此類(lèi)裂縫,可結(jié)合灌漿封閉等簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行處理即可,短期之內(nèi),并不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的受力產(chǎn)生較大的影響,另外就建筑物的裂縫分類(lèi)來(lái)看,約有50~60%屬于此類(lèi)裂縫。
1.4按是否受力區(qū)分
其一是非受力控制斷面:通常此類(lèi)裂縫并不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生多大的影響。即非關(guān)鍵部位出現(xiàn)表面裂縫,常見(jiàn)的包括橋梁護(hù)欄附屬結(jié)構(gòu)、工程等等。相反的如果是關(guān)鍵部位,即結(jié)構(gòu)受力控制斷面存在早期裂縫,就必須引起足夠的重視,結(jié)合實(shí)際情況選擇重建、加固等處置措施。而在決定采取何種處置措施時(shí),首先需要結(jié)合裂縫的性質(zhì),比如出現(xiàn)于結(jié)構(gòu)受拉區(qū)、索類(lèi)結(jié)構(gòu)錨頭等等。
2早期裂縫成因
2.1混凝土原材料和配合比因素
水泥:水泥對(duì)混凝土開(kāi)裂性能的影響主要體現(xiàn)在如下幾方面:品種、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、細(xì)度、安全性、水化性等等;骨料的影響因素主要體現(xiàn)在骨料的線膨脹系數(shù)、強(qiáng)度、含泥量、表觀密度、硫酸鹽含量、彈性模量、吸水量等等;而水中的物質(zhì)含量,比如氯化物、可溶物、不溶物、硫化物、硫酸鹽含量等因均有可能對(duì)各種建筑材料的性能產(chǎn)生影響,比如影響混凝土強(qiáng)度、干擾水泥水化、不利于外加劑充分發(fā)揮作用等等;外加劑,當(dāng)前在相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)充分運(yùn)用混凝土化學(xué)外加劑了,由此非常有必要充分關(guān)注其與水泥的適應(yīng)性;外摻材料:毋庸置疑在實(shí)際運(yùn)用中常常將粉煤粉、高爐礦渣、礦物質(zhì)超細(xì)粉等工業(yè)礦渣摻于混凝土之中,以提升其性能優(yōu)勢(shì),因此非常有必要深入研究這些物質(zhì)是否會(huì)影響混凝土的耐久性、抗裂性。
2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
超靜定結(jié)構(gòu)在混凝土結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用,除了存在較多的內(nèi)部約束之外,局部受力、變形都有可能使其它部位應(yīng)力、變形,這樣一來(lái),即很容易引起部位開(kāi)裂,尤其是抵抗力相對(duì)薄弱的地方。構(gòu)造鋼筋過(guò)少。在設(shè)計(jì)時(shí),容易忽視布置構(gòu)造鋼筋,而多以計(jì)算控制斷面主盤(pán)布置為,就當(dāng)前結(jié)構(gòu)的使用要求來(lái)看,現(xiàn)有鋼筋構(gòu)造明顯存在很多不足之處。結(jié)構(gòu)中較易開(kāi)裂的部分多為應(yīng)力集中、界面突變以及結(jié)構(gòu)角隅等,未合理的設(shè)置結(jié)構(gòu)縫。
2.3溫度應(yīng)力
由于混凝土水化熱、日照溫度等局部溫差變化與收縮,很容易影響混凝土結(jié)構(gòu),并形成裂縫?;炷?xí)S著所溫的降低,而收縮變形,同時(shí)又會(huì)受到內(nèi)部熱賬混凝土的影響。
2.4混凝土施工工藝、養(yǎng)護(hù)因素
除澆筑之外,其施工工藝還包括運(yùn)輸、拌制等;在具體施工中主要存在如下問(wèn)題:①衡器的準(zhǔn)確性偏低;②運(yùn)輸環(huán)節(jié),存在嚴(yán)重的水泥資源、混凝土損失、離析現(xiàn)象;③未能使用合理的施工工藝澆筑混凝土,使得混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的離析、不密實(shí)、模板變形、溫度升高等問(wèn)題;養(yǎng)護(hù)措施及施工環(huán)境:假設(shè)施工環(huán)境的風(fēng)速大、空氣較為干燥、濕度偏低,那么即意味著混凝土在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)蒸發(fā)掉水分了,引起大面積的混凝土收縮;如果不能切實(shí)做好棚罩、灑水、覆蓋等相關(guān)工作,那么剛完成澆筑的混凝土在很短的時(shí)間之內(nèi),就會(huì)面臨著嚴(yán)重的失水問(wèn)題,加之抵抗塑性收縮拉應(yīng)力的影響,極易引發(fā)塑性裂縫。
2.5干縮、收縮、沉淀裂縫
在混凝土終凝前,很容易發(fā)生塑性收縮,新澆混凝土的泌水速度如果小于其表面水的蒸發(fā)速度,由于表面失水過(guò)為嚴(yán)重,就會(huì)加大顆粒毛細(xì)管壓力,此時(shí)混凝土的表面由于拉應(yīng)力的影響而發(fā)生收縮,混凝土在塑性狀態(tài)下,其抗拉強(qiáng)度是最低的且小于拉應(yīng)力,就會(huì)形成塑性收縮裂縫。而在完成終凝后,由于水泥漿體損失水分而引起的裂縫,即為混凝土干縮裂縫。而沉淀裂縫指的是由于骨料下沉而引起的裂縫,其多發(fā)生于抹面后、振搗、澆筑等施工環(huán)節(jié)之中。
2.6荷載、振動(dòng)裂縫
此類(lèi)混凝土裂縫與施工時(shí)各種不當(dāng)措施有關(guān):①臨時(shí)增加荷載;②施加預(yù)應(yīng)力;③拆除吊裝、支架的時(shí)間過(guò)早,這與結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度偏低以及施工機(jī)具的振動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)而引起混凝土受損。
3早期裂縫控制措施
3.1降低水化熱
在選用水泥時(shí),盡可能的選擇水化熱低的的粉煤灰水泥、礦渣水泥;在拌和物拌中要積極降低水膠比,比如使用減水、緩凝等外加劑,從而優(yōu)化混凝土拌和物的保水性、流動(dòng)性,這樣一來(lái)不僅有效控制水化熱,同時(shí)具有延緩熱峰時(shí)間的作用;另外為了減少水泥用量,可多加粉煤灰、骨料等摻和料。
3.2預(yù)防收縮裂縫
首先合理選擇水泥,盡可能選擇收縮量小的,比如粉煤灰水泥、低熱減水劑,這有利于避免水灰比過(guò)大,而引起干縮,合理把控混凝土攪拌及施工配合比,盡量將混凝土用水量控制在設(shè)計(jì)用水量之中,為減少收縮,還可適當(dāng)摻加合成纖維;盡量不要選擇陽(yáng)光直射或者夜間澆筑混凝土,另外為了減少形成裂縫,在完成澆筑之后,可配合二次抹面的方法,為了提升混凝土表面的水份,需要合理調(diào)整配合比,增加混凝地水;加大養(yǎng)護(hù)混凝土工作,比如結(jié)合實(shí)際引入遮陽(yáng)、擋風(fēng)等相關(guān)措施,盡可能使混凝土保持表面的濕潤(rùn)度,結(jié)合實(shí)際,適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù),合理涂刷養(yǎng)護(hù)劑。
3.3控制溫度應(yīng)力裂縫
同樣是從選擇水泥方面入手,盡可能選擇那些凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、且低水化熱的的水泥,除了可將高效減水劑、緩凝劑加入混合物之中,還要確保所選擇的粗骨料的顆粒級(jí)配佳、粒經(jīng)大;在正常施工、泵送的基礎(chǔ)上,控制混凝土流動(dòng)性,水灰比,從而達(dá)到減少混凝土用水量的作用;控制混凝土入模溫度,如果施工時(shí)溫度較高,可降低原材料的溫度,澆筑盡量選擇環(huán)境溫度較低的時(shí)間段,在運(yùn)輸混凝土?xí)r,一定要做好遮陰工作,比如置埋混凝土,通入冷水降溫,使用冰水作為攪拌用水;合理化施工順序,結(jié)合各種方法降低構(gòu)筑物散熱約束,合理控制內(nèi)外溫差,以控制速率。
3.4施工控制
做好施工管理,提升模板支架的承載力,穩(wěn)定性、剛度;在振搗混凝土?xí)r,要特別注意避免以下情況:①砂漿過(guò)于集中;②混凝土攤鋪;③混凝土流淌等,由專(zhuān)人監(jiān)管振搗過(guò)程,避免發(fā)生松扣下沉等問(wèn)題,同時(shí)在拆模前一定要確保其試塊的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)允許值;加強(qiáng)管理,在具體綁扎鋼筋時(shí)要做好管理負(fù)彎矩鋼筋的工作,在振搗混凝土?xí)r要始終“快插、慢拔”這一基本原則,如果振搗的時(shí)間過(guò)短,很容易影響混凝土的均勻性,相反的如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則很容易出現(xiàn)浮漿問(wèn)題;混凝土在完成澆筑工作之后,還要進(jìn)行二次收面,具體選擇在二次振搗、終凝前進(jìn)行;合理設(shè)計(jì)施工時(shí)間,避免由于工期緊,而影響承載時(shí)間,損傷混凝土局部形成集中應(yīng)力,最后形成裂縫,影響混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
4結(jié)語(yǔ)
綜上扼要分析了混凝土結(jié)構(gòu)早期收縮裂縫,希望本文的研究具有拋磚引玉的作用,引起廣大同行及相關(guān)人員深入混凝土結(jié)構(gòu)早期收縮裂縫的研究,通過(guò)分析,共同探討,集眾人之智慧,為建筑企業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份貢獻(xiàn)。然而由于本人能力有限,故本文尚存諸多不足之處,肯請(qǐng)諸位老師見(jiàn)諒并不吝賜教。
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