2013年結(jié)構(gòu)工程師知識(shí)點(diǎn)：裂縫的成因

　　大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

　　一、裂縫的成因

　　裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問(wèn)題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。

　　(一)設(shè)計(jì)原因

　　1.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。

　　2.設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過(guò)大等)。

　　3.設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)。

　　4.設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。

　　5.設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級(jí)過(guò)高，造成用灰量過(guò)大，對(duì)收縮不利。

　　(二)材料原因

　　1.粗細(xì)集料含泥量過(guò)大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

　　2.骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

　　3.混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。

　　4.水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。

　　5.水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開(kāi)裂影響很大。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大、越易開(kāi)裂。

　　(三)混凝土配合比設(shè)計(jì)原因

　　1.設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)。

　　2.配合比中水灰比(水膠比)過(guò)大。

　　3.單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。

　　4.配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。

　　5.配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。

　　(四)施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因

　　1.現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

　　2.高空澆注混凝土，風(fēng)速過(guò)大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。

　　3.對(duì)大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

　　4.大體積混凝土澆注，對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫差過(guò)大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

　　5.現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

　　6.現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)，引起拆模裂縫或拆模過(guò)早。

　　7.現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)(超張、偏心)，引起混凝土張拉裂縫。

　　(五)使用原因(外界因素)

　　1.構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。

　　2.使用荷載超負(fù)。

　　3.野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。

　　4.周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫。

　　5.意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。

　　二、裂縫的控制措施

　　(一)設(shè)計(jì)方面

　　1.設(shè)計(jì)中的‘抗’與‘放’。

　　在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中‘抗’與‘放’的關(guān)系。所謂‘抗’就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有足夠的變形余地時(shí)，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂‘放’就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無(wú)約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時(shí)所采取的措施。

　　設(shè)計(jì)人員應(yīng)靈活地運(yùn)用‘抗一放’結(jié)合、或以‘抗’為主、或以‘放’為主的設(shè)計(jì)原則。來(lái)選擇結(jié)構(gòu)方案和使用的材料。

　　2.設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來(lái)的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時(shí)，應(yīng)充分考慮采用加強(qiáng)措施。

　　3.積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)：

　　在常見(jiàn)的混凝土裂縫中，有相當(dāng)部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮，實(shí)踐證明，效果是很好的。

　　4.重視對(duì)構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識(shí)：

　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置，特別是于樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。

　　5.對(duì)于大體積混凝土，建議在設(shè)計(jì)中考慮采用60天齡期混凝土強(qiáng)度值作為設(shè)計(jì)值，以減少混凝土單方用灰量，并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。

　　(二)材料選擇和混凝土配合比設(shè)計(jì)方面

　　1.根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。

　　2.選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。

　　3.積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標(biāo)已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

　　4.正確掌握好?昆凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。對(duì)膨脹劑應(yīng)充發(fā)考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應(yīng)通過(guò)大量的試驗(yàn)確定膨脹劑的最佳摻量。

　　5.配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。

　　(三)現(xiàn)場(chǎng)3~-T-操作方面

　　1.澆搗工作：澆搗時(shí)，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過(guò)振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

　　2.混凝土養(yǎng)護(hù)：在混凝土裂縫的防治工作中，對(duì)新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。主要是控制好構(gòu)件的濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，對(duì)于大體積混凝土，有條件時(shí)宜采用蓄水或流水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14―28天。

　　3.混凝土的降溫和保溫工作：對(duì)于厚大體積混凝土，施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問(wèn)題。采取必要的降溫措施(埋設(shè)散熱孔、通水排熱等)，避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而引起的溫度裂縫。

　　4.避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。

　　5.對(duì)于地下結(jié)構(gòu)混凝土，盡早回填土，對(duì)減少裂縫有利。

　　6.夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫人模、低溫養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。

　　綜上所述，對(duì)于混凝土裂縫的控制是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及使用方等多方面的配合。

　　隨著當(dāng)今我們對(duì)混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高，相信混凝土裂縫問(wèn)題將會(huì)逐漸得以圓滿地解決。

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