混凝土常见裂缝的剖析与防治初探.pdf

问题研究 第2 9 卷2 0 1 1 年第2 期( 总第 1 5 2 期) 混凝土 常见裂缝 的剖析与防治初探 李果绵 ( 中7 台焦耐工程技术有限公 司 鞍 山 1 1 4 0 0 0 ) 摘要剖析 了混凝土裂缝 的常见类型及成 因 ， 提 出了防治混凝土常见 裂缝 的基本措施 。 关键 词混凝土 常见裂缝剖析防治 1 前 言 混凝土作为工程建设 中最常见的一种非均质 脆性 材料 ， 由水泥 、 水 、 集料 和其他 一定剂量 的外 加掺 混剂搅拌 而成 。混凝 土本身具 有收缩特性 ， 硬化成 型后 的混凝土实体 中一般 都存 在着气穴 、 孑 L 隙及微 裂缝 。常温下微 裂缝不 会对混 凝土承 重 、 防渗及其他一些使用功能产生危害 ， 但在一定 的环境荷载及较大 的温差作用下 ， 微裂缝有时会 继续发展成 肉眼可见 的宏观裂缝 ， 即混凝土工程 中的常见裂缝。 混凝土常见裂缝成 因颇多 ， 一般有 因变形引 起 的， 如温度变形 、 收缩 、 膨胀及不均匀沉降引起 的； 有 因外力作用引起 的； 还有因养护条件不符合 规范要求等引起的。 2 混凝土常见裂缝的剖析与防治 2 ． 1 混凝 土干 缩裂 缝及 防 治措施 干缩裂缝经 常在混凝土浇筑后一段时间内出 现 。实践证 明只要水泥浆 中水分蒸发 ， 混凝土就 会产生干缩 ， 且这种干缩具有不可逆性 。其原因 主要是由于混凝土 内外水分蒸发的差异导致变形 不 同所致 ， 混凝土表面水分蒸发过快导致混凝土 变形较大 ， 而混凝土内部湿度变化较小导致混凝 土变形较小 ， 较大的混凝 土表面干缩变形受 到混 凝土 内部约束产生拉应力进而出现裂缝 ， 多表现 为浅表性平行线状或网状微细裂缝。干缩裂缝通 常会 影响混凝土的抗渗性 ， 导致钢筋锈蚀进 而影 响混凝土的耐久性 。在水压力作用下会产生水力 劈裂进而威胁混凝土的承载力。混凝 土干缩裂缝 的产生一般与水灰 比、 水泥 品种 、 用量 、 集料 的性 质 、 外加剂的掺量等密切相关。 防止措施 主要有 ： ①选用 中低热或粉煤灰等 收缩 量小的水泥 ， 降低水泥用量 。②混凝土干缩 受水灰 比影响较大 ， 一般水灰 比越大 ， 混凝土干缩 { 矗 ； 石 ； ，^ 、 = ! 牙 ； ＼ ! ＼ 蠕 睇 蠕＼ 茄 、 、 e = 疗 蛤 盼 ，^、 嘧 ； 嘧 仓壁的冲击和磨 损 ， 对仓壁起 到保 护作用 。根 据 钢仓 的特点 ， 避免采用铁 屑混凝土 、 花岗岩等笨重 材料 ， 可选用 的材料有 以下几种 ， ①钢板 ： 包括 锰 钢板和铸钢板 ， 它的抗冲击和磨损性能均较好 ， 施 工维修较简便 。②铸石板 ( 即辉绿岩板 ) ： 它具 有 抗 磨耐腐 的特点 ， 但抗 冲击性 能较低 ， 耐热性较 差 。③新 型材料 ： 如压 延微 晶板 材 ， 它具有 高 耐 磨 、 耐腐蚀 、 抗冲击性强和环保等特点。设计时应 采取有效措施保护 固定内衬 的螺栓避免因螺栓损 坏造成内衬脱落的情况发生。 ( 2 ) 防护构造 ： 进 料 口一般多设有漏料箅子 ， 以防止不合要求 的贮料进入 ， 或减少贮料对仓壁 的冲击 。 6 抗震构造措施 ( 1 ) 8 。， 9 。时 ， 支撑筒仓的钢结构框架纵 向柱 间支撑开 问的钢柱基础顶面 ， 宜设置与支撑平面 相垂直的抗剪钢板 ， 即抗剪键。 ( 2 ) 地脚螺栓宜采用有 刚性 锚板 或锚梁 的双 螺帽螺栓 ， 埋置深度不宜小 于 1 5 倍螺栓直径 。 7 结束语 在进行鞍钢第二炼钢厂 2 号真空处理高位料 仓 、 济钢 1 7 0 0 工程 L F炉高位料仓等工程设计过程 中 ， 充分考虑 了上述设计 中应注意的问题 ， 并严格 按 照国家现行《 钢结构设计规范》 、 《 建筑结构抗震 设计规范》 等进行了设计 ， 收到了良好的效果。 ( 2 0 0 9 -1 2 -0 2收稿 ) 一 6 7— 第 2 9 卷 2 0 1 1 年第 2 期 ( 总第 1 5 2 期 ) 问题研究 就越大。因此 ， 必须严格控制水灰 比， 同时加人适 量减水剂。③加强混凝土早期养护并适当延长养 护时间。④在混凝土结构中设置收缩缝。 2 ． 2混凝土 塑性收 缩裂缝及 防治措 施 混凝土塑性收缩主要指混凝土终凝前表面因 失水较快而产生的收缩。混凝土表面失水过快会 使混凝土毛细管中产生负压进而使混凝土体积急 剧收缩 ， 而此时混凝 土强度无法抵抗其本身收缩 ， 因而混凝土表面出现龟裂 ， 即塑性收缩裂缝 。混 凝土塑性收缩裂缝的产 生主要与水 灰 比、 混凝 土 凝结时间 、 环境温湿度及风速等密切相关。 防止措施主要有 ： ①选用 干缩值较小且早期 强度高的普通硅酸盐水泥 。②严格控制水灰 比， 掺加 高效减水剂以增加混凝土的和易性 ， 减少水 泥和水的用量。③混凝土浇筑完成后及时覆盖塑 料薄膜或潮湿的草垫子或麻袋片 ， 使混凝土表面 终凝前保持湿润 。 2 ． 3 混凝土沉降裂缝及防治措施 混凝土沉降裂缝主要 由于基础下 回填土未能 夯实或地基土长期被水浸泡或由于模板支撑间距 过大或支撑底部松动等导致不均匀沉降 ， 进而使 混凝土结构产生裂缝 。此类裂缝多呈现贯穿性 ， 其走向一般沿与地面垂直或呈4 5 度角方 向发展 ， 较大 的沉降裂缝往往伴有一定量 的错位 ， 裂缝宽 度 与沉 降量成 正 比 ， 但 一般 不受 温度变 化 的影 响 。随着地基变形稳定 ， 沉降裂缝也基本趋于稳 定。 防止措施 主要有 ： ①对基础下 回填土必须按 设计要求进行换填或分层夯实 。②保证模板有足 够的刚度且支撑牢 固并使地基受力均匀 。③严防 地基长期被水浸泡。④拆模时间不宜过早且注意 先后顺序。 2 ． 4混凝土 温度 裂缝 及 防治措 施 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差 变化较大部位 的混凝土结构中。在混凝土硬化过 程 中 ， 水泥水化会产生大量 的水化热。由于混凝 土体积较大 ， 大量 的水化热聚积在混凝土 内部而 不易散发 ， 致使混凝土 内部温度急剧上升而混凝 土表面散热较快 ， 因而形成混凝 土本体 内外较大 的温差 ， 导致混凝土表面产生一定 的拉应力。当 一 6 8一 这种拉应力大于混凝土抗拉强度时 ， 混凝土表面 就会产生裂缝 ， 此种情况多发生在混凝土施 工中 后期 ； 在混凝土施工 中当温差变化较大或者在混 凝 土受 到寒流袭击 时 ， 导致混凝 土表面温度 急剧 下 降而产生收缩 ， 表面收缩的混凝土受到内部混 凝土的约束 ， 将产生很大的拉应力而产生裂缝 ， 这 种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 温度裂缝 中大面积结构裂缝通常纵横交错 ， 梁板类长度尺寸较大的结构 ， 裂缝多平行于短边 ； 贯穿性温度 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 不一 ， 受温度变化影响较为明显 ， 冬季较宽而夏季 较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝通常中间 粗两端细 ， 而冷缩裂缝的粗细变化不太 明显 。此 种裂缝会引起钢筋锈蚀、 混凝土炭化并进一步降 低混凝土抗冻融 、 抗疲劳及抗渗性等。 防治措施 主要有 ： ( 1 ) 选用矿渣及粉煤灰等中 低热水泥、 减少水泥用量并降低水灰比。 ( 2 ) 改善 骨料级配 ， 掺加粉煤灰或高效减水剂 以及减少水 泥用 量进而降低水 化热 。 ( 3 ) 改进混 凝土搅拌工 艺 ， 在传统 “ 三冷技术 ” 基础上采用“ 二次风冷” 新 工艺 ， 降低混凝土浇筑温度 。 ( 4 ) 大体积混凝土 内 部设置冷却管道 ， 通人冷水或冷气 以减少混凝土 内外温差。 ( 5 ) 大体积混凝土的温度应力与结构尺 寸有关 ， 混凝 土结构尺寸越大 ， 温度应力就越大。 因此 ， 必须合理安排施工工序 ， 分层 、 分块进行浇 筑 ， 以利于散热从而减小温度应力 。 ( 6 ) 混凝土 中 合理 配置构造筋 提高混凝土结构 内部的力学性 能 ， 将混凝土的温度裂缝控制在一定范围之内。 3 结 语 综上所述 ， 裂缝是混凝土结构 中普遍存在 的 一 种常见现象 ， 它不仅会降低结构的抗渗能力 ， 影 响建 、 构筑物使用功能 ， 而且会引起钢筋锈蚀 、 混 凝土炭化 ， 进而降低混凝土的耐久性。因此 ， 必须 对混凝土常见裂缝进行认真分析并在实践中采取 各种行之有效的措施加 以防治 ， 以确保建 、 构筑物 正常使用寿命 。 ( 2 0 1 0 - 0 8 - 1 9 收稿 )