钢筋混凝土裂缝控制的十八要素



时间:2013-08-20 18:06:52 点击:

混凝土是一个综合体,其质量的控制应精化设计、精选原材料、精化配合比、精心施工、精细养护。控制混凝土裂缝,应从一个工程的整体上系统地考虑:

造成钢筋混凝土裂缝的因素很多,根据有关专家的理论分析和实践总结,主要有18个因素。

1.控制混凝土的整体稳定性

现代工民建的混凝土大都具有大体积混凝土的性质, 应重视体积稳定性(水化热及收缩)。混凝土(包括掺不同外加剂的混凝土)在水中一般呈微膨胀变形,在空气中一般呈收缩变形,混凝土膨胀和收缩都会造成混凝土开裂。

2.控制混凝土的塌落度

水泥用量越大,用水量越高,表现为水泥浆量越大,坍落度大,收缩越大,混凝土越易开裂(坍落度经验值为120±30 mm)。避免雨中浇灌混凝土。遇有小雨,应采取防雨措施(特别是下料部位)并调整水灰比。

3.控制混凝土的水灰比

水灰比越大,干缩越大,一般高强混凝土的水灰比较小,对后期干缩有利,但由于水泥浆量或胶凝材料较多以及高效减水剂的作用,比中低强度混凝土收缩大,而且随着强度提高拉压比降低,越易开裂。(经验值:C40强度为混凝土拉裂的临界值,强度≤C40的混凝土裂缝发生概率为30-40%,强度>C40的混凝土裂缝发生概率为50-80%)。

4.控制混凝土的暴露面

暴露面越大,包罗面积越小,收缩越大,混凝土越易开裂。

5.优选水泥

矿渣水泥收缩比普通水泥收缩大,粉煤灰水泥及矾土水泥收缩较小,快硬水泥收缩较大,矿渣水泥及粉煤灰水泥水化热比普通水泥低,故应根据厚度选择水泥品种。重大工程应先进行水化热及收缩试验后再进行抉择。

6.控制原材料中的含泥量

砂岩作骨料收缩大幅度增加。粗细骨料中含泥量越大收缩越大,抗拉强度低,应严格限制。

7.加强混凝土的保湿养护

早期养护时间越早、越长(7-14),收缩越小。保湿养护避免剧烈干燥能有效地降低收缩应力。注意振捣,特别是在梁板(或墙板)交接处,但不得超振,以防离析和大量泌水。楼板浇筑后立即喷水雾,二次压光,覆盖塑料薄膜,加强潮湿养护对控制裂缝很有益处。

8.控制混凝土周围环境的湿度和温度

环境湿度越大,收缩越小;环境温度越高,越干燥,收缩越大。

9.控制骨料粒径

骨料粒径越粗(只要满足泵送条件即可,粒径经验值为5-31.5mm,收缩越小;骨料粒径越细,砂率越高,收缩越大,混凝土内部拉应力越大,混凝土越易开裂。

10.控制水泥及惨料的活性

水泥活性越高,颗粒越细,比表面积越大,收缩越大。 掺合料粒径影响具有相同性质。(经验值:粉煤灰掺量应≤水泥量的30%,矿粉掺量应≤粉煤灰量的30%) 。

11.优化设计、配筋适当

配筋率越大,收缩越小,但配筋过大则会增加混凝土拉应力,造成约束自应力拉裂。配筋宜细而密,不宜粗而稀。注意在收缩应力集中区,加强构造配筋(如常见的超长剪力墙竖向裂缝:因设计未充分重视纵向温度变形忽视加强纵向构造配筋,导致混凝土内部拉应力大于混凝土的抗拉强度而开裂,裂缝为垂直纵向构造筋的竖向裂缝,直到混凝土内部拉应力小于混凝土的抗拉强度才停止开裂)。预应力结构加强非预应力配筋。

12.减少风和光的影响

风速越大,收缩越大,注意高空中现浇混凝土。避免炎热季节阳光直射新浇混凝土表面。若现场有条件,在经济合理的状况下,可采取围挡和遮阳的措施进行现场封闭浇注,减少风吹和阳光直射,减少混凝土因失水开裂的机率。

13.适宜选择外加剂及掺合料

外加剂及掺合料选择不当,显著增加收缩;选择适宜可减少收缩,特别是早期收缩。较多工程实践证明硫铝酸钙类膨胀剂和矿粉会造成混凝土收缩较大而开裂,尤其是矿粉会造成混凝土早期收缩较大。

14.控制混凝土及环境温度

混凝土及环境温度越高,收缩越大,混凝土越易开裂(如控制大体积混凝土裂缝的温差:混凝土入模温度应≤30°,混凝土里表温差应≤25°;此外,还应控制每天的降温速率,即△T/t1.5-2.0°/d)。停工暴露时间越长,收缩越大,混凝土越易开裂。

15.控制内外因素

收缩和环境降温同时发生,对工程更为不利。

16.保护成型混凝土

尽早回填土,土壤是混凝土最佳养护介质。尽早封闭房屋和装修对减少收缩有利。

17.控制混凝土表面含水量

泌水量大,表面含水量过高,表面早期收缩加大,但应避免混凝土表面早期脱水加大收缩。

18.综合缩短混凝土的收缩时间

用量较少的中低强度等级水泥,水灰比较低,坍落度较小的混凝土,大部分收缩完成时间约为一年。水泥用量较大,强度等级较高的混凝土约为2年。混凝土最终收缩完成时间约20年。经验值:混凝土收缩起点时间为浇注后2-4小时。

理解掌握了上述裂缝发生的18个因素,可较好地控制混凝土裂缝的发生。

(上述内容根据王铁梦教授讲座整理而成。王铁梦:建筑工程专家,博士生导师,上海交通大学、清华大学、同济大学、大连理工大学兼职教授,曾荣获国家科技进步特等奖、全国科学大会奖、国家科技进步二等奖等)。

 
 
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