浅议水工混凝土裂缝的预防与控制

摘 要:水工混凝土设计上按照规范和常规每隔一定距离必须设置变形缝,藉以释放变形效应引起的能量,以达到避免裂缝的目的。施工中尽管采取了各种必要的防范措施,但裂缝也时常出现。本文在结合以往水工混凝土施工的基础上,剖析了水工混凝土裂缝的类型、成因、特征、危害及其评判标准,进而提出了一些预防控制措施。

关键词:裂缝 分类 原因 特征 危害 控制措施

中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)03(c)-0057-01

水工混凝土设计上按照规范和常规每隔一定距离必须设置变形缝,藉以释放变形效应引起的能量,以达到避免裂缝的目的。施工中尽管采取了各种必要的防范措施,但裂缝也时常出现。笔者在结合以往水工混凝土施工的基础上,剖析了水工混凝土裂缝的类型、成因、特征、危害及其评判标准,进而提出了一些预防控制措施。

1 混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝的分类方法较多,笔者认为主要分为荷载裂缝和变形裂缝两种。荷载裂缝是指混凝土结构由于承受各种荷载后产生的裂缝。变形裂缝是指因环境温度、湿度变化或混凝土结构内部温、湿度或水分变化使其变形而产生的裂缝,包括塑性裂缝、温度裂缝、干燥收缩裂缝、自收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。另外还有碱—骨料反应裂缝、钢筋锈蚀裂缝等。

2 混凝土裂缝产生的原因及特征

2.1 塑性收缩裂缝:

(1)多发生在竖向尺寸较大的混凝土上表面或侧面。(2)出现时间:混凝土浇筑后终凝前,约在浇筑后4h～15h。(3)裂缝走向:混凝土表面裂缝为不规则裂缝,无固定方向,但对长形混凝土结构,其上表面也会产生垂直于长方向的横向裂缝,沉降收缩裂缝多发生在钢筋及预埋件旁或靠近模板处。

2.2 温度裂缝

(1)出现部位:存在温差的地方,如大体积混凝土表面,有些混凝土墙也会出现温度裂缝,无固定部位。(2)出现时间:一般出现在内部升至最高温度后,温度开始下降时,约在混凝土浇筑后2d～7d。(3)裂缝走向:无固定走向。

2.3 干燥收缩裂缝

(1)出现部位:存在湿度差的地方,深度约为10mm～15mm。(2)出现时间:从混凝土硬化到数年的较长时间内。(3)裂缝走向:多为长条形混凝土结构的垂直方向,裂缝相互平行,间隔距离比较均匀,也有斜裂缝或不规则的干缩裂缝。

2.4 荷载裂缝

(1)出现部位:多出现在混凝土结构尺寸变化处,荷载不同的两结构连接处以不同结构类型的两结构连续处。(2)出现时间:加荷后较长时间,其中因地基沉降而引起的裂缝可持续数年。(3)裂缝走向一般沿荷载方向。

3 裂缝的危害

混凝土结构出现裂缝后使人产生不安全感。裂缝宽度超过规定值,其深度和长度又足够大时,将使钢筋保护层破坏,导致钢筋锈蚀,钢筋锈蚀后的体积膨胀又进一步使混凝土裂缝扩大,如此恶性循环的结果将使混凝土结构逐渐破坏,丧失承载能力,同时,裂缝的出现降低了混凝土的密实性和耐久性。

4 裂缝控制措施

4.1 设计方面的措施

设计时除应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定,还应根据具体情况:地震裂度等级、建筑物规模、地基基础情况,当地气候条件、使用功能的需要等因素,全面慎重考虑对混凝土结构采取有效的设计措施,控制混凝土收缩、温度变化、地基基础不均匀沉陷等原因产生的裂缝。对较长的建筑结构在设计时可采取分割措施如设沉降缝、防震缝、伸缩缝,以减少混凝土收缩、温度变化或地基不均匀沉降产生的结构构件内部拉应力。

4.2 有关混凝土材料和配合比方面的措施

(1)原材料方面的措施。

①水泥:对大体积混凝土而言宜选用中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥,采用低热水泥要考虑对早期折模的影响,对水泥的矿物成分和细度都应有要求。②骨料:混凝土骨料应符合有关标准(行业标准和国标),应优先选用洁净、级配良好的中砂和级配良好、空隙率较小的粗骨料。骨料宜堆放在棚内,防止太阳直晒或雨雪淋湿,以免影响混凝土拌合物温度和水胶比。③矿物掺合料:为改善混凝土性能,应在其中掺入矿物掺合料,所用矿物掺合料应符合有关标准。④外加剂:外加剂已是混凝土中必要的组成部分,不同种类外加剂,各有不同的作用。减水剂作用一是提高混凝土质量,二是节约水泥减少混凝土发热量。引气剂作用是提高混凝土抗冻耐久性和抗裂能力。

(2)配合比方面的措施。

①应以耐久性为设计原则。②坍落度:在满足施工要求的条件下,尽量采用较小的混凝土坍落度。③用水量:应在满足混凝土施工和易性要求条件下,采用较小的用水量。④水泥用量:在满足混凝土强度要求条件下不宜采用高的水泥用量。⑤水胶比:应采用较小的水胶比,不宜采用大的水胶比。⑥砂率:在满足工作性要求的条件下,应采用较小的砂率。⑦控制泌水率。⑧应采用引气剂和引气减水剂。⑨控制混凝土中氯化物总含量。

4.3 有关施工方面的措施

(1)钢筋混凝土为防止有害裂缝产生,应妥善制订施工组织设计、相关的技术方案和质量控制措施,并应进行技术交底,切实贯彻执行。(2)模板的安装及拆除;模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载,以及上层结构施工时产生的荷载。(3)混凝土的制备、运输和浇筑。①制订好关于混凝土制备的技术操作规程和质量控制措施。②混凝土运输时,应保持拌合物的均匀性,运送容器应不漏浆,并应具有防晒、防雨雪、防寒和温度倒贯措施。运送至浇筑地点的混凝土的坍落度应满足设计要求。严禁向运到浇筑地点的混凝土中任意加水。应制定出不同气温的运输到浇筑入模时间、并使运送频率能保证混凝土施工的连续性。③混凝土的浇筑;对浇筑现场应进行监控,对运抵现场的混凝土坍落度不能满足施工要求时,应及时查找原因。浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等移动和变形。浇筑的混凝土应填充到模板的各角落,不得漏振和过振。分层浇筑时应在下一层混凝土初凝前将上一层浇筑完毕,在浇筑上层混凝土时,须将振捣器插入下一层混凝土5cm左右以便形成整体、如遇高温、太阳暴晒、大风、浇筑后应立即用塑料膜覆盖。④混凝土的养护;混凝土的表面保护和养护是防止产生裂缝的重要和有效的措施,必须充分重视,并制定方案派专人负责。并按有关规范要求充分保证养护时间。

5結语

目前施工的水工混凝土从构筑物的结构形式、结构材料、设计理念和施工工艺都针对裂缝都有了全面的认识,我们只要采取精心设计、精心施工、精心选材,采取有效的控制混凝土裂缝预防措施,裂缝会不断地好转,产品也会达到顾客满意的程度。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海:上海科技出版社,1987.

[3]水工混凝土施工规范DL/T5144—2001[S].北京:中国电力出版社,2001.

[4]南水北调中线干线工程建设管理局.混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定(试行).2007.