浅析混凝土构件中非结构裂缝的成因和控制.pdf

2 山西冶金 S HAN ME T AL L U RGY T o t a l 1 3 2 No 4， 2 0 1 1 文章编号： 1 6 7 2 1 1 5 2 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 7 8 0 2 浅析混凝土构件中非结构裂缝的成因和控制 康 东宝 ( 山西矿山建设股份有限公司， 山西太原0 3 0 0 9 4 ) 摘要： 结对非结构裂缝中的塑性裂缝、 温度收缩裂缝、 干缩裂缝的危害、 成 因及控制进行了分析， 并进行了归 纳总结。 关键词： 混凝土裂缝控制 中图分类号： T U7 5 5 7 文献标识码： A 收稿日期： 2 0 1 1 0 60 2 混凝土结构的损坏总是随其裂缝的出现而出 现 ， 在全面修补和加固混凝土结构时 ， 对混凝土裂缝 的特征、 成因和修补方法进行研究是重要的一环。 在 非结构性裂缝中，裂纹的形成一般有一个渐进的过 程， 与环境的变化和约束状态相关， 本文对非结构性 裂缝中塑性裂缝、混凝土构件使用初期的温度收缩 裂缝、 干缩裂缝的成因和控制进行剖析概述 。 1 塑性裂缝 塑性裂缝一般来说可分为两类 ： 第一类是当混 凝土仍然具有塑性时，由于水分从混凝土表面过快 地蒸发而产生， 这类裂缝通常归属于塑性收缩裂缝； 第二类塑性裂缝是由于混凝土下沉而引起的，其成 因与第一类塑性收缩裂缝有很大的不同。这两类裂 缝可在以下基本情况下生成。 ( 1 ) 研究表明， 第一类塑性裂缝当水分从混凝 土表面蒸发的速度超过内部水分上升到表面 ( 即所 谓 “ 泌水”) 的速度时， 就很可能形成塑性裂缝。 混凝土拌合物中的水上升到表面的速度快慢以 及总的水量多少， 取决于多种因素。一般包括： 拌合 物中的水量、 水泥用量 、 混凝土板的厚度 、 所用外加 剂的性能、 混泥土捣实程度及其捣实后的密实度、 在 其上浇灌混凝土的模板( 或基板 ) 是干的还是湿的 等等。水分从表面蒸发的速度一般取决于：相对湿 度、 混凝土的温度、 大气温度 、 风速、 混泥土板表面在 阳光和风中的暴露程度等。 塑性收缩裂缝表现为细裂缝， 通常比较直， 长度 一 般变化于 5 O 7 0 m m之间， 这类裂缝通常是横向 的。在某些隋况下， 几条裂缝相互平行出现， 其间距 作者简介： 康东宝 ( 1 9 8 0 一) ， 男， 现在山西矿山建设股份 有限公司工作 ，助理工程师 。T e l ： 0 3 5 1 3 1 3 1 3 0 0 ， E ma i l ： k d b 2 0 o 4 s i n a e o m 约变化于 5 0 9 0 m m之间。 这类裂缝通常不深 ， 很少 裂通至钢筋上皮以下， 但通常数量很多， 它们在炎热 的晴天或刮干燥大风的天气里出现的概率较大。但 有进情况十分严重 ，会导致板面很深地开裂并造成 永久性的软弱层面 ， 一般不会造成真正的危险。处理 这类裂纹时可用硅酸盐水泥浆填满，并用聚乙烯布 将经过处理的表面加以覆盖。聚乙烯布应挂在下板 边， 并用木条和块料压住， 保持时间要在 4 8 h以上。 另外，使用一种加气剂使混凝土中的总含气量 达到 4 5 1 5时，通常会大大有助于减少塑性裂缝 的发生 1 。 预防总是胜于诊治 ， 如果混凝土表面修饰 工序完成后立即用塑料布盖上 ，塑料布之间搭接好 并沿周围挂下 ， 那么塑性收缩裂缝一般将不会产生。 塑性收缩裂缝是塑性混凝土在插入式振捣器和 重力作用下下沉 ( 沉实 ) 时， 模板表面对它有阻力。 这 种阻力阻滞着混凝土的流动 ，这时如果混凝土已变 硬， 就很可能形成裂缝， 成为混凝土表面的缺陷。 该裂 缝在表面处较宽， 贯穿深度一般不超过 2 0 2 5 mm。 ( 2 ) 第二类塑性裂缝是 由于混凝土在主筋或箍 筋上 “ 悬空” 而成的， 并在混凝土变硬时出现 。因为 裂缝贯穿深度一般会至少达到钢筋，其宽度在混凝 土内部比在表面更宽， 并可能同时有蜂窝产生， 所以 危害较大。 将混凝土配合比稍加变更， 对混凝土振捣 得更精心一些， 将能预防这类裂缝的产生。 2 温度收缩裂缝 在混凝土凝固和初期硬化过程中，由于水和水 泥之间发生化学反应而释放 出的大量 的热 ，从而导 致混凝土温度上升。 混凝土的实际升温值、 最高温度 以及达到最高温度和降温所需的时间，取决于许多 因素， 其中最重要的因素包括： 周围空气温度、 混凝 土浇灌时的温度、 所用模板的类型( 木模板、 塑料模 2 0 1 1 年第 4期 康东宝： 浅析混凝土构件中非结构裂缝的成因和控制 板或钢模板 )以及浇灌后拆模前模板在位的时间、 混凝土外露表面面积比率( 也即无模板保护的表面 面积与混凝土体积之比) 、所浇灌的混凝土截面厚 度、 所用水泥的品种和拌合物中的水泥用量、 拆模后 是否对混凝土采取了保温措施、 养护的方法 。 混凝土温度升高时膨胀， 温度下降时则收缩。 热 膨胀( 和收缩 ) 系数取决于许多因素， 其中最重要的 是骨料品种和混凝土配合比。除非结构的区段完全 不受约束 ( 一般情况下这是不可能做到的 ) ， 当混凝 土冷却和收缩时， 总会产生温度应力。约束力越大， 则温度 收缩应力也越高 。这种应力通 常是拉 应力 ( 在构件的某些部分则可能是压应力 ) 。 这种拉应力 常常越过混凝土 的抗拉强度和 ( 或 ) 混 凝土与钢筋 之间的粘结强度， 这时裂缝就会产生。 温度收缩裂缝会延伸并贯穿构件。 虽然这种裂缝 在结构上通常并没有重大影响， 但如不加适当修补， 就会形成贯穿构件 的永久性薄弱平面。 这种裂缝在形 成之初通常是很细的， 宽度一般不超过 0 0 5 m m。所以 在浇灌后的几星期 内常常不被人们察觉。 混凝土的正 常干缩会加宽这种裂缝 ， 但把这种裂缝的产生归因于 干缩则是错误的。在通常情况下干缩进行的很慢 ， 在 浇灌后的2 8 d 内，不大可能超过最大干缩值的 2 5 左右。最大干缩值要经过很长一段时间才最终出现。 这类裂缝的修补方法取决于 日后裂缝是否开 展， 也就是说， 是否仍然是 “ 活” 裂缝。 如果不大可能 发生裂缝开展 ， 则可采用刚性材料加以封闭， 否则 ， 在修补时应使裂缝处有某种程度的柔性。 3 干缩裂缝 根据经验， 干缩裂缝通常只出现在： 无筋的或只 按运输要求配置构造筋的非承重构件中；薄的罩面 层、 找平层和抹灰层中。 在大多数情况下 ，干缩裂缝是由于混凝配合比 设计不当而形成的， 而不适当的养护又会加重其影响。 使用氯化钙作外加剂或者骨料中有氯化物存在，会使 干缩增加。配合比设计不当， 很可能是用水量过大， 或 者是使用了级配不良的、 极细颗粒含量大的细骨料。 所 有混凝土和砂浆在干透时都会收缩， 而且干缩会促使 由其他因素例如温度收缩而引起的裂缝加宽： 引 。 为了预防干缩裂缝 的发生 ，混凝土浇注后及早 养护。当混凝土初凝时， 在混凝土表面浇水养护， 水 量 随混凝土强度增长逐渐加大。 混凝土终凝时， 表面 宜蓄水养护， 养护时间约需 3 d ， 浇水养护仍需 1 4 d 。 另外 ， 要适时搓毛抹压， 抹压应在混凝土初凝后、 终 凝前进行。 第一遍时普遍抹压消除裂纹， 第二遍则应 重点寻找裂纹， 用木抹子在裂纹外拍打， 使混凝土愈 合裂纹， 从而不产生裂缝。 掌握抹压的时间十分重要。 4结语 混凝土是各向异性非均质复合多元材料 ，其出 现裂缝的因素繁多， 影响的原因也是多方面的 ， 在采 取防治措施时需要设计与施工根据所用的材质情况 和所处的环境综合考虑。 参考文献 1 D a v i d D a r w i n ，S h a w n B a r h a m ， S h u g u a n g L u a n F r a c t u r e E n e r g y o f H i g h -S t r e n g t h C o n c r e t e J ， A C I M E T E R I A L S J O U R N A L ， 2 0 0 6 4 3( 3) ： 4 1 O 41 6 2 王东海 水工混凝土建筑物裂缝产生原因与处理方法 J 山 西建筑 ， 2 0 0 7( 1 6) ： 1 1 1 3 3 A M 内维尔 混凝土的性能 M 北京： 中国建筑工业出版社。 1 98 3 ( 编辑 ： 苗运平 ) ( 上接第 6 1页 ) Q u a l i t y C o n t r o l o f 3 0 Mn S i i n t h e Hi g h S p e e d R o d I n t r o d u c t i o n YU Ku n y a n g Y U P e n g b i n L I T i e j u n ( R i z h a o I r o n&S t e e l C o ， L t d ，R i z h a o 2 7 6 8 0 6 ， C h i n a ) Ab s t r a c t s ： R o l l i n g t e c h n o l o g i c a l p r o c e s s o f 3 0 Mn S i wi r e r o d a s t h e ma t e r i al o f P C s t e e l w a s i n t r o d u c e d T h e i n fl u e n c i n g f a c t o r a n d p r e v e n t i v e me a s u r e s o f r o l l i n g p r o c e s s i mp a c t o n t h e q u ali t y o f p r o d u c t s w e r e a n a l y z e d ，e mp h asi s i s t h e q u ali t y c o n t r o l p o i n t s o f h e a t i n g p r o c e s s ， r o l l i n g p r o c e s s ， a n d s i z i n g o p e r a t i o n C o u n t e r me a s u r e s we r e ma d e t o t h e c r o s s - b r e d p r o b l e m， wh i c h p r o v i d e s the e f f e c t i v e wa y f o r t h e i mp r o v i n g o f t h e p r o d u c t q u ali t y Ke y wo r d s ： 3 0 Mn S i ，wi r e p r o d u c t i o n ， q u a l i t y c o n tr o l