商品混凝土裂缝的原因与防治

1商品混凝土裂缝的原因与防治1、预拌混凝土裂缝问题：裂缝是最常见的质量通病，与现场搅拌混凝土相比商品混凝土的裂缝更加受到工程人员的关注。预拌混凝土的裂缝主要有大面积楼板产生的裂缝，多出现在混凝土初凝前；多发生在梁板交接处、厚度突变处和梁板钢筋的上部,初春和炎热季节最容易出现；地下室墙板裂缝的产生较有规律，即在墙体沿长度方向接近均匀的垂直裂缝，大多在拆模前已形成；混凝土路面也容易出现不规则的纵向、横向裂缝。目前施工单位普遍认为商品混凝土裂缝出现的机会比现场搅拌混凝土出现的机会要大的多。裂缝虽多，正确判断至关重要，是施工所致，还是自然属性使然；是有害于结构安全，还是无害于房屋使用。还应注意区分两个方面的问题，一是裂缝产生的原因和责任区分；另一个是预防裂缝应采取如何技术措施，否则将会出现推诿扯皮，造成对工程不利的局面。2.1预拌混凝土出现裂缝的三种类型：2.1.1应力裂缝混凝土浇筑后，缓慢凝结，由于水泥的水化反应，内部温度升高，逐渐产生硬度，在硬度向外扩散的过程中，产生了拉应力，而混凝土初期抗拉强度较低，小于拉应力，于是在混凝土表面出现了不规则的微小裂缝。2.1.2干缩裂缝就理论而言，混凝土配合比中的用水量能够满足水化应的需要。但由于天气炎热或气候干燥，混凝土中的水分蒸发很快，导2致水化反应受到阻碍。混凝土抗拉强度增长缓慢，表面收缩增大，产生了微裂缝，在实践中观察，当楼板厚度为18厘米或30厘米时，裂缝很少，如果是12厘米的楼板，则裂缝相对多些。2.1.3界面裂缝混凝土是粗细骨料和胶凝材料组合而成的复合材料，水泥石与骨料界面结合的过渡区是混凝土的薄弱部位，在此处存在的应力集中，收缩压力和较低的粘贴力使混凝土表面产生间断的、不连续的微裂缝。2.2预拌混凝土裂缝原因及预防措施：2.2.1大面积现浇板、路面结构新浇筑的混凝土，在终凝硬化前，是基本没有强度的。在不采取覆盖保水措施的情况下，表面水分将不断蒸发，内部水分通过泌水作用迁移到表面进行补充，这对提高混凝土密实度和减小实际水灰比是有一定好处的。但是，一般混凝土面板厚度仅有十多厘米，但表面积大，加上风大使混凝土表面极易蒸发，内部水分通过泌水作用迁移到表面，表面水分蒸发的速度超过了内部水分向表面迁移补充的速度，从而产生混凝土收缩裂缝；另一方面，由于商品混凝土掺加了粉煤灰及缓凝减水剂，延缓了混凝土水化反应过程，延长混凝土初凝及终凝时间，水分的大量蒸发缺乏应有的水分补充，是造成裂缝出现的另一重要原因。收缩裂缝的控制主要在于控制湿度的变化，使结构、构件具有相对稳定的湿度，为此，可采取以下措施：①加强混凝土的早期养护，混凝土浇筑完后，裸露表面应及时用草垫、草袋或塑料3薄模覆盖，并洒水湿润养护。在气温高、湿度低、风速大的天气要及早覆盖、喷水雾养护，并适当延长养护时间。②加强混凝土表面的抹压，但应避免过分抹压。③采用密封保水方法，如在混凝土表面喷养护剂或覆盖塑料薄膜，使水分不易蒸发，或采用其他减少空气流动(如设挡风墙、罩等)、延缓混凝土表面水分蒸发的办法。2.2.2墙板结构对于墙板混凝土成型至拆模前，一直处于模板的封闭之中，外界水分无法交换补充，拆模时常看到垂直裂缝，这是由于自身收缩和温度收缩引起的。当采用较小水灰比生产时，薄壁处及薄弱部位最容易开裂，这时由于混凝土自收缩与混凝土降温引起的热收缩相互叠合，产生较大拉应力，而此时混凝土的强度还很低不能抵抗这种拉应力而产生开裂。3.1混凝土材料方面：混凝土是一种收缩性材料。虽然其收缩的绝对值不大，但由于其较高的弹性模量和很低的抗拉强度，即使很小一点的收缩变形也会产生很大的拉应力。当拉应力超过其抗拉强度时，混凝土即出现开裂。因此，我们应该做的事情就是设法尽最大可能地降低温凝土的收缩值和最大程度地提高混凝土的抗拉强度。对于商品混凝土搅拌站来说，一是要尽量少用收缩量大的水泥，如矿渣水泥。矿渣硅酸盐水泥的收缩比普通硅酸盐水泥大25%左右。二是在满足施工和易性的条件下，应尽量减小混凝土的水灰比，尽量减小单位体积水泥浆量和砂浆量。4众所周知，混凝土水灰比大，收缩将显著增加，同时抗拉强度降低。如水灰比为0．6的混凝土收缩比水灰比为0．4的增加约40%；而与混凝土相比，砂浆和水泥浆的收缩大约增加2～5倍。需要特别关注的是水泥的细度问题和石子的含泥量问题。水泥的细度越细，混凝土越容易开裂。这是由于：①细度大的水泥水化快，产生较大的水的消耗，易引起混凝土的自干燥收缩。②水泥细度细，则使毛细管细化，较细的毛细管失水时将产生较大的张力。③细颗粒容易水化充分，产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。粗颗粒的减少，减少了稳定体积的未水化颗料，因而影响到混凝土的长期性能。石子含泥量越高，混凝土也越容易开裂。这是由于石子表面所带的泥份妨碍了石子与砂浆之间的咬合粘结，弱化了石子的界面结构，降低了界面强度，也就降低了混凝土的强度，特别是降低了抗拉强度。因而在相同收缩应变的情况下，石子含泥量高的混凝土更容易开裂。3.2施工方面3.2.1振捣方式不正确的振捣方式造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂或造成混凝土砂浆大量向低处流淌，致使混凝土产生不均匀沉降收缩，在结构厚薄交界处出现裂缝。3.2.2二次振捣和多次抹面施工人员没有根据商品混凝土的特点，配合做好二次振捣和多次抹面，让塑性沉降裂缝和干缩裂缝及时得到愈合。商品混凝土由于采用搅拌车运送、泵送浇捣，混凝土坍落度比较大，凝结5时间比较长。一般混凝土初凝时间都在10小时以上，甚至更长。即使在炎热的夏天，混凝土掺了高效缓凝减水剂后，表面被太阳曝晒，水分蒸发很快，表面形成一层几毫米厚“被子”，看上去混凝土好像已凝结，实际上内部还远未达到初凝，甚至还能流动。这样的混凝土若不进行二次振捣和多次抹面，混凝土表面不可避免会出现裂缝。开始裂缝是浅表的、窄细的，若不及时处理，裂缝就会扩展，由于应力集中，最终的裂缝很可能是贯穿性的。采用二次振捣可以消除因塑性沉降而引起的内分层，阻断因泌水而留下的连贯通道，改善骨料界面结构，提高混凝土强度和抗渗透能力。进行二次以上抹面时，最好采用手扶抹压机，可以有效提高因泌水而削弱的混凝土表面强度，消除“被子”现象，使混凝土因水分蒸发而引起的塑性裂缝及时得到愈合。3.2.3现场养护现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后，若表面不及时覆盖、浇水养护，表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝。特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下，干缩更容易发生。有资料表明，当风速为16m/s时，混凝土中的水分蒸发速度为无风时的四倍。一些高层建筑的楼面为什么更容易产生裂缝，就是因为高空中的风速比地面大。目前，许多施工工地在浇筑混凝土时，都不能做到及时覆盖保温养护。一般总要等到最后一遍抹光结束后才覆盖，还有好多工地根本不盖。对于高性能混凝土，由于水灰比小，胶凝材料用量大，混凝土密实性好，泌水少，若保养不好，干缩情况更严重。6因此，有学者认为，当混凝土拌合物表面的水分蒸发速率超过0．5kg/m2·h时，将引起混凝土的干缩。对于保湿养护的时间，肯定是时间越长越好。养护14天的收缩比只养护3天的收缩降低约20%。因此，国家验收规范规定混凝土浇筑后的保温养护时间不得少于14天。但在这一点上绝大多数施工人员都做不到，所以混凝土出现干缩裂缝就在所难免了。3.2.4模板质量模板问题。施工单位因钢模不够，就地取材，用了一些木模。由于木模事先没淋水，结果拆模后发现用木模的梁上出现了大量裂缝，而用钢模的梁上一条裂缝也没有。3.2.5正确使用膨胀剂对膨胀混凝土的错误认识。有许多施工人员以为混凝土掺加了膨胀剂就万事大吉了。其实不然。膨胀剂并非万能之物。掺加膨胀剂的混凝土对养护的要求更高。膨胀混凝土在早期养护不好时的裂缝更易发生（因为膨胀剂要吸水）。在W/C过低（小于0．4）时尤为严重。另外，膨胀剂不能防止表层混凝土的塑性微裂缝的发生。在一些使用膨胀混凝土的工程上，楼面或屋面仍然出现裂缝，其根源就在于没能进行良好的保湿养护。3.2.6控制内外温差和环境温差温差应力产生裂缝。对于温差收缩裂缝，施工单位往往只注重名义上的大体积混凝土，而忽视其他结构；只重视混凝土内外的温差，忽视环境温差。对于大体积混凝土，美国混凝土协会给出了这样的定义：任意体量的混凝土，其尺寸大到足以必须采取7措施减小由于体积变形引起的裂缝，统称为大体积混凝土。在实际工程中，真正的大体积混凝土，如厚大的地下室底板，由于其厚度大，抗拉力大，即使内部温度很高，也很少出现裂缝。如常州市椿庭大楼地下室底板和常州市一院病房大楼地下室底板，混凝土设计强度等级均为C50，底板厚度均达2m。当时由于原材料供应的限制，只能采用525#R普水泥拌制。测温显示，内部最高温度曾接近90℃，但最终均未发生温差收缩裂缝。相反，在常州金源大厦地下室墙板工程上，浇筑顶板前，墙板完好，等到顶板浇筑后没几天，墙板外侧即出现许多裂缝。经分析，一致认为是温差湿差双重因素造成的。因为当时正值冬季，墙板浇筑后又没有及时回填土，顶板一浇，地下室里面由于地温地湿而保持着较好的温湿度，外墙则处在凛冽的寒风中，温湿度都很低，墙板内外两侧由于环境因素造成了温湿度差而产生裂缝。因此，对于象地下室墙板这样的虽非大体积却存在环境温湿度差的混凝土结构，更要注意防止温差裂缝的发生。3.3设计方面对地下室墙体，构造筋必须增强，配筋率要提高，宜不低于0．5%，同时宜采取直径较小、间距不大于150mm的配筋，以提高钢筋混凝土的极限拉伸变形值和分散收缩应力。边柱与墙的配筋率不同，收缩落差不同。它们的连接处容易发生竖向裂缝。所以，此处应插入长1m～15m的水平增强筋。对于混凝土楼板宜采用细而密的双层构造配筋，以抑制裂缝发生。有试验证明，楼板配筋率如果由0．63%增大到1．0%，那么0．2mm以上宽度的裂缝均能抑制。把楼板加厚也是抑制裂缝8的办法之一。超长楼板也可采用部分预应力的补偿收缩混凝土浇筑。楼板混凝土强度则不宜过高，以不超过C30为宜。混凝土结构的开口部位和突出部位容易开裂，应增强构造钢筋，也可在混凝土中掺入钢纤维或尼龙纤维。4、结语混凝土的收缩是客观存在。为了防止混凝土结构出现开裂，应该从混凝土的生产制造、施工及结构设计等方面采取防治措施。而施工环节则是避免混凝土出现裂缝所在，务必引起每一位施工人员的高度重视。