收缩成因（精选四篇）
收缩成因 篇1
一、混凝土收缩机理以及成因
由于物理学作用, 混凝土体积缩小的现象称为收缩。从浇筑到使用期间, 收缩过程主要包括塑性、自生、水化热温差、干燥以及环境温度收缩期等。混凝土收缩机理主要是由于混凝土内部水分消失, 在开始干燥的过程中, 自由水不会造成混凝土收缩。自生收缩则是在没有水分转移的情况下, 由于水泥水化物体积低于水化反映中水和水泥的体积。在水泥水化反映固有收缩的过程中, 干燥收缩值显得微不足道。另外, 碳化收缩是混凝土二氧化碳和水泥化合物化学反应的结果。在没有约束的条件下, 混凝土收缩则会单纯的造成体积缩小。在实际施工中, 由于混凝土构件受到不同程度的约束。为了保障初始长度, 进而产生混凝土收缩拉应力。因此, 在混凝土收缩裂缝中, 收缩裂缝必须具备约束情况、收缩变形以及抗拉强度等条件。
1. 自生收缩以及塑性收缩
在建筑施工中, 由于混凝土收缩性裂缝大多属于表层裂缝, 宽度较细。在纵横交错的过程中, 不断形成龟裂状裂缝。根据实际调查显示, 影响混凝土裂缝的主要原因有水灰比、标号、水泥品种、捣实振动方法、混凝土凝结时间、养护方法、风速、环境温度以及相对湿度等。自生收缩, 是在混凝土化学过程造成的收缩, 它是化学成分结合水泥、水的结果, 和外界湿度没有关系, 又称硬化收缩。塑性收缩, 是混凝土浇筑4~5 h以后, 由于水泥水化反应强烈, 在逐渐形成的分子链中, 产生水分、水蒸发的现象。在失水收缩的同时, 由于自重骨料开始下沉。在混凝土没有完全硬化的影响下, 胶合料和骨料产生不均匀变形沉缩, 从而形成塑性收缩。它一般产生于混凝土终凝前, 量级甚至可以达到1%左右。在骨料下沉过程中, 一旦受到钢筋阻挡, 就会产生钢筋裂缝。当构件竖向变截面始终处于箱梁腹板、T梁或者顶底板交接时, 由于沉实不均匀, 导致混凝土表层顺腹板裂缝。
大风、干热天气是塑性裂缝出现的高发时期, 塑性裂缝多以两端细、中间宽、长短不一、不连贯的形式出现。它产生的主要原因是终凝前强度很小, 甚至没有强度。受较大风力或者高温影响, 混凝土表层失水过快、毛细管中出现较大负压时, 会让混凝土急剧收缩, 在强度无法抵挡的情况下形成龟裂。
2. 碳化、干缩收缩
碳化收缩是大气中的水泥在二氧化碳和水化物的影响下, 引起的变形收缩。通常碳化收缩只能在湿度为50%左右时发生, 随着二氧化碳浓度的增加不断增强。干缩收缩又称失水收缩, 它是混凝土结硬以后, 随着混凝土表层水分不断蒸发而体积减小的过程。一般出现在混凝土养护结束后或者混凝土浇筑后一周左右。由于建筑混凝土内部水分损失较慢, 表面水分损失较快, 从而产生内部收缩较小、表层收缩较大的不均匀裂缝。在表层收缩受到内部约束时, 让混凝土表层承受压力。直到混凝土拉力大于抗拉强度时, 从而产生收缩裂缝。失水裂缝多以表层网状浅细或者平行线的形式出现, 宽度一般在0.05~0.2 mm之间。
二、混凝土裂缝控制措施
为了保障混凝土浇筑和易性, 混凝土加入的水分一般是水泥水化作用水分消耗的四到五倍。在原材料选择中, 必须根据施工环境、条件, 尽可能采用级配良好、粒径较大的粗集料, 含沙量始终在1%以下。通过降低混凝土用水量、水泥用量, 不断改善混凝土和易性, 增强混凝土早期强度。在细集料选择中, 通过选用2.6~2.9的细度中砂, 保障砂含沙量始终在2%以下。在水泥标号选择中, 水泥标号越大, 单位体积用量越小, 混凝土收缩越小, 时间越短;根据用水量越大, 混凝土收缩和水灰比越大的特点, 选用最佳的水泥标号。在使用C3A或者C3S中热、低热水泥时, 通过使用干缩量小、碳化性良好的水泥, 如普通硅酸盐、硅酸盐、粉煤灰硅酸盐水泥。保障水泥始终符合施工要求, 从材料选用中避免施工裂缝对工程质量造成的影响。
在混凝土配合比设计中, 为了有效控制收缩裂缝, 必须在混凝土坍落度和强度的基础上, 增强骨料、掺合料含量。通过改善骨料级配, 在增强骨料粒径的过程中, 尽量缩小混凝土水泥用量。由于混凝土干缩性受水灰比影响较大, 当水灰比越大时, 干缩性越大。外掺剂保水性能越好, 混凝土收缩性就越小。为了保障水泥用量混凝土坍落度、强度不受损失, 一般通过适当增加细掺料代替水泥的方式, 使用粉煤灰施工。另外, 由于吸附水能力不高, 粉煤灰表层面积不大。在干缩性有限的同时, 增加了建筑物抗裂性。
在优化搅拌工艺中, 为了增强混凝土和易性, 必须适当增加混凝土搅拌时间, 从而不断增强混凝土抗裂性和强度。为了保障混凝土浇筑速度, 必须对其进行合理分层。控制好振捣棒移动距离、振捣时间以及插入深度, 从而严格保障混凝土振捣密实度, 避免过振、漏振造成的不良影响。在控制时间中, 为了避免表层收缩裂缝, 必须根据施工地点气温情况, 正确控制拆模时间。在夏季施工中, 拆模时间一般在10 h以上, 冬季则在15 h以上。
在混凝土养护中, 通过及时覆盖土工布、塑料薄膜, 从根本上保障混凝土表层湿润, 将洒水养护时间始终控制在7 d以上。由于温度越高、湿度越小、风速越大, 建筑工程混凝土水分蒸发就越快, 越容易出现收缩性裂缝。因此, 在大风、高温等天气时, 必须配备防风、遮阳设备。在降低混凝土表层水分蒸发的同时, 保持混凝土表层湿润, 有效控制混凝土收缩裂缝的产生。
三、结语
混凝土收缩裂缝控制是建筑工程质量的重要保障, 在施工中, 必须根据收缩裂缝成因, 严格混凝土材料选用、浇筑方法以及养护措施。在综合运用控制措施的同时, 保障混凝土施工效益。
摘要：近年来, 随着我国混凝土结构裂缝逐渐上升, 收缩成因、使用问题以及裂缝控制逐渐成为建筑行业的热点。由于裂缝问题越来越突出, 对居民生活安全以及舒适度造成了严重影响。为了有效控制裂缝, 必须从收缩成因入手, 再使用对应的措施。本文结合我国混凝土收缩成因以及裂缝控制, 对收缩成因以及裂缝控制进行了简要的探究和阐述。
关键词：混凝土收缩,收缩成因,裂缝控制,控制措施
参考文献
[1]李晓斌.混凝土收缩成因及裂缝控制研究[D].重庆大学, 2003.
[2]王莹, 郭延辉.深圳地区混凝土收缩裂缝控制与外加剂选择[J].混凝土, 2001 (10) .
收缩成因 篇2
【关键词】楼板；收缩裂缝；防治；变形
1 现浇砼收缩变形裂缝的种类
1.1 早期塑性收缩变形裂缝：在三高一低(高水化热、高温度、高风速、低的相对湿度)的条件下，表层砼失水过快，会出现表层砼塑性收缩变形裂缝；当大流态砼早期沉缩受到表层钢筋阻碍时，会出现砼沉缩变形裂缝；当砼中的缓凝剂用的过多时，还会出现砼缓凝收缩变形裂缝。
1.2干缩变形裂缝：砼硬化后，在干燥的环境下，砼内部的水不断向外散失，引起砼由外向内的干缩变形裂缝。
1.3 冷缩变形裂缝（即：温度变形裂缝或受热变形裂缝）：水泥水化放热，引起砼内部温度升高，水化高峰后，又逐渐降温，降温过程伴随着砼体积的收缩。
当砼内外温差超过一定量值时，硬化初期的砼抗拉能力极低，抵抗不住温差产生的拉应而开裂。
1.4 自收缩变形裂缝：水泥中四种主要的矿物成分（C3S、C2S、C3A、C4AF）完全水化后，绝对体积约减少8%，这是砼自收缩的基本来源，同时当水灰比很小时，砼内部的水不能满足未水化水泥继续水化用水的需要，就会发生砼内部缺水的现象，进而导致砼内部形成由内向外的自收缩变形裂缝。
1.5 碳化收缩变形裂缝：碳化收缩变形裂缝主要是空气中CO2与砼水泥石中的Ca(OH)2反应生成碳酸钙，放出结合水而使砼收缩变形形成的。
2 现浇商砼楼板收缩变形的成因分析
2.1 对早期塑性收缩变形裂缝的影响
低质量的商品砼，具有水泥用量大、水用量大、砂子用量大、石子用量小的特点，加之商品砼的高流态、大坍落度的共同特点，使商品砼的早期塑性收缩变形裂缝形成的可能性增大。具体表现是现浇商品砼楼板表面失水快，塑性收缩变形裂缝形成得快，沉缩变形裂缝形成得快，个别商品砼失误超量使用缓凝剂，还造成了砼缓凝收缩变形裂缝。这是需要我们极为关注，忘记了这个，就忘记了商品砼与其他砼的区别。防止商品砼收缩变形裂缝，必须从商品砼的这一特点入手。
2.2 对干缩变形裂缝的影响：砼干缩变形，取决于两个条件，一是砼所处的环境干燥，二是砼中的水因毛细孔大易向外迁移。当砼用水量大时，多余的水就会在砼中形成较大的毛细孔。商品砼如果采用减水率很低的减水剂，为了保证坍落度和可泵性，就会多用水，在商品砼运输过程中因坍落度损失而加水的现象也时有发生。所以商品砼用水量大使砼干缩变形裂缝的生成更为容易。有资料显示，当砼过振水泥浆上浮以后，就加大了现浇商品砼楼板上层砼（实际是砂浆或水泥浆）的收缩变形，容易形成干缩裂缝。
2.3 对冷缩变形裂缝的影响：最近一个时期，很多水泥、砼专家，都对过分强调用早强R型水泥和砼的早强或超早强外加剂提出了批评意见，认为过多的使用早强R型水泥和过多的使用早强或超早强外加剂，加速了冷缩变形裂缝的形成。经施工现场调查可知，强调商品砼早强或超早强的人为数不少，目的都是为了赶工期，这样，早强的R型水泥和超早强剂放在一起，造成了水泥快速水化，短时间内形成了极高的水化热，难怪有人看到砼上面还覆盖着水，砼仍然继续开裂。假设瞬间，砼现浇楼板的内部的温度为60℃，覆盖的水为25℃，相差35℃，这种温度梯度一定会使砼开裂的。
2.4 对自收缩变形裂缝的影响：砼的自收缩变形，是由于水泥水化的化学变化和砼内部缺水造成的。商品砼的水泥用量大，必然会造成商品砼的自收缩变形。但非高强商品砼，一般不会造成砼内部先天缺水。如果现浇商品砼楼板很薄（例如板厚8cm），也有被外界高温干燥环境干透的现象，这时，砼的外部干缩变形和砼内部干缩变形的引起因素是一致的。
3 针对现浇商品砼楼板变形裂缝应采取的防治措施
预防现浇商品砼楼板变形裂缝的基本原则，就是“抗与放”。“抗”就是采取一切结构的和非结构的措施，控制其裂缝不产生；“放”就是让砼收缩在预定的时间内基本完成，然后再进行后浇带的处置，或者就是让裂缝产生，然后再加以填补。我们现在在基本做法是以抗为主，或抗放兼用。具体防治措施是：
3.1在结构设计上，要使配筋细而密，在经济条件允许的条件下，应设置双层双向受力钢筋，对楼板的外墙内角应设放射形钢筋或布置钢筋网，对穿越楼板中PVC塑料管应附加防裂保护要求。
3.2在原材料及其配合比上，使用河中粗砂，砂石含泥≤3%，采用C3A少的中、低热水泥，使用减缩减水剂（砼减缩剂在砼表面形成一层碳氢化合物保护层，防止砼的快速干燥），并掺入适量的粉煤灰（要充分认识粉煤灰的三态效应和致密效果）；应高度重视“掺技术”，并通过“双掺技术”，改善商品砼品质，应把每m3砼用水量控制在170kg以下，優质商品砼可控制在150kg/ m3以下，宜把砂率控制在40%以下，宜把水灰控制在0.4～0.5之间，但水胶比可以小，对C30及其以下强度的砼的水泥用量宜控制在350kg/ m3以下，应尽可能的提高粗骨料的用量，并在较低强度的砼中宜选用较大粒径的石子，应根据不同的砼泵送高度选择适中的坍落度，不要盲目的追求大坍落度。
3.3在商品砼生产与施工浇筑养护中要根据现场材料的实际情况（例如砂石中含水、砂石互混、含泥量变化等），随时调整配合比，使之符合试配要求，要及时掌握施工情况，合理选择砼的保塑时间；砼浇筑不能过急形成集中堆料，宜采用平板振捣器对砼进行两次振捣，绝对不能过振，产生浮浆，应保证砼上层能看到石子，两次振捣时间的间隔可视具体情况而定，一般是1－2小时，同时应进行两次抹压，用木抹搓，不要压光，第一次抹压在第一次振捣后，第二次抹压在砼初凝前，两次振捣抹压，使砼达到均匀密实，可增强砼的强度，又能使砼塑性形变裂缝重新愈合。在设置挡风遮阳设施的同时，应在砼浇筑面的上空喷雾，当砼硬化以后，逐渐增水养护，可用水膜养护法，还可用塑料布、草帘子等覆盖养护，保湿养护至少在7天以上，采用人工喷雾是个好方法，值得提倡；模板支撑要牢固，拆模时砼要达到规定的强度，在砼强度未达到1.2Mpa以前，不准在幼龄砼上面踩踏、支模、加荷。实践证明，只要对早期砼质量养护的好，就能较好的控制砼的中后期裂缝。
4 结语
通过综合分析可知，选用早强材料，过分追求砼早强，是加大商品砼收缩变形开裂的内因，环境条件中的三高一低和过振及对幼龄砼的养护不佳是加大商品砼收缩变形的外因。只要我们能认真地掌握和改善商品砼变形裂缝的内外因条件，现浇商品砼楼板的变形裂缝就可以得到有效的控制。
作者简介：
姚宝国，男，（1963.1-），工程师，现从事建筑工程施工与管理
（作者单位：丹东金海房地产开发有限公司）
试论钢筋混凝土的收缩变形的成因 篇3
关键词：收缩变形,收缩裂缝,成因
混凝土的收缩变形常使内部产生不均匀应力, 对混凝土结构带来不利影响, 基础出现裂缝, 就此问题从几个方面进行探索。
1 混凝土收缩产生的原因及防止收缩裂缝的措施
混凝土及钢筋混凝土的收缩产生的收缩主要为于燥失水和碳化作用引起, 而一般大量收缩是在砼浇筑后3~6个月内完成的。据有关资料介绍, 3个月的收缩量为20年总值约50%~80%, 一年收缩量为20年总值60%~85%。所以本文着重讨论前期收缩问题。
1.1 从理论和试验上看, 砼的收缩主要由水泥浆在凝结硬化过程中析水干燥蒸发时产生凝聚力引起的。
所以砼的收缩值主要和水泥含量有关。由于水泥品种的不同, 收缩值各有差异, 一般早强水泥比普通水泥大10%左右。建议在尽可能的情况下调整配比, 以尽量不减水泥的用量, 并注意水泥品种的差异。
1.2 砼的脱水、干燥亦是造成收缩的重要原因之一, 它往往使混凝土产生严重的前期塌缩。
浸水可使混凝土体积膨胀, 其最大浸水膨胀量为:每单位年度膨胀约为150×10-6, 但混凝土在空气中硬化时收缩值约为 (400~800) ×10-6, 最大值为1000×10-6, 所以, 加强对混凝土的前期养护是减小收缩量的有效方法。
1.3 在混凝土中由于粗骨料能产生与内聚力相平衡的被动反力, 所以粗骨料的软硬也是影响砼收缩的因素之一。
骨料的弹性模量越大 (硬) , 产生的平衡反力越大, 收缩量越小。所以, 在条件允许的情况下, 尽量选用大粒径和坚硬砂石骨料, 以减少水泥浆的用量, 相应也减少收缩。
1.4 混凝土的含水量 (水灰比) 大小, 密实度大小亦往往是影响混凝土收缩的重要因素。
含水量越大造成混凝土结硬, 不必要的用水越多, 最终使一部分游离水蒸发, 产生塌缩, 并使混凝土内部毛细空和空隙越多, 失水越多, 塌缩量越大, 造成的初期收缩量就越大, 甚至产生塌缩裂缝。密实度小, 空隙率大, 粗骨料之间距离大, 整体平衡反力减少, 相应的内聚力增大, 因而就必然产生大收缩。再者空隙率的增大, 毛细空增多能够助进砼的碳化速度加快, 也是造成后期收缩的主要原因。据此必须尽量减少水的用量, 增大混凝土的密实度。
1.5 试验证明, 如果混凝土养护期间, 保持有足够的湿度.
来防止和补充水分的散失, 则混凝土收缩大为减少。在高温下蒸养混凝土, 水泥更快地水化, 可供蒸发的游离水分较少, 并且可不断补充一些水分, 事实上混凝土的收缩量可降低30%左右。
从直观的角度分析, 引起收缩的水分只能通过试件表面蒸发, 所以混凝土收缩量与实际构件的表面积大小有关, 就是随其体积与表面面积值的不同而异。因此对于此类混凝土构件更应加强保水养护, 以减少收缩。
2 混凝土内应力与裂缝的关系
以常见的单面嵌固的现浇板为例。
有关资料介绍:当混凝土处在相对湿度为50%的空气环境中时, 每间接长度的收缩量可在 (400~800) ×10-6范围内变化, 最低为100×10-6, 最高可达1000×10-6以上, 这是在水泥量大、水灰比大、粗骨料不好的情况下产生的。
板并非理想的连续均质体, 它的物质组成很不均匀, 加之施工中误差, 内部存在很不均衡点。这些点上的集中应力会引起板的裂缝。
工程中的构件往往都是由混凝土和钢筋两部分组成的联合受力体, 这是因为两者的线膨胀系数颇为接近, 钢筋1.2×10-5, 混凝土: (1~1.5) -5×10-5。但因弹性模量上的差异, 钢筋必然阻止混凝土的收缩, 产生平衡反力, 这种力随配筋量的增大而增大。
钢筋混凝土构件中配筋约束了混凝土的自由收缩, 使混凝土产生拉应力, 结果使构件开裂。配筋率较大的构件 (如:框架的弦杆及腹杆) , 薄壁构件 (如檐口板, 薄腹梁) 以及曝露在室外的构件 (如阳台板等) 容易产生收缩, 其特点与构件 (结构) 的轴线垂直, 两头小中间大, 梁和框架中收缩裂缝常发生在箍筋处, 这是因为箍筋处保护层薄, 截面削弱形成应力集中造成的。现浇板以及框架梁, 由于其变形受到其刚度较大的约束, 也常发现收缩裂缝。
3 收缩裂缝对构件的影响
从实际调查中发现收缩裂缝宽度一般为0.05~0.1mm, 少数可达0.3mm, 从规模上讲, 宽度小于0.3mm的构件能适应一般情况的使用, 但对于特殊环境和要求的构件是不允许的, 仅此还不够, 主要是看构件承受允许荷载后的受力情况而定。因受力时处在受压情况下的混凝土裂缝闭合, 而受拉混凝土裂缝将继续发展, 这常被人们所忽视。
由此看来对于垂直于受力面的阳台, 挑檐等薄壁构件的裂缝影响不大, 可以接受。但对于受弯、拉、剪构件来说, 情况就不一样, 这要随裂缝的位置和受力情况而定。
由于收缩裂缝基本上都与表面垂直, 且大都与轴线垂直, 所以对于受压、受弯、受扭力作用的构件无大影响。完全受剪应力的影响, 混凝土就起不到多大作用, 主筋只能起到铆栓作用, 主筋作用力为0.6~0.7kg, 因此是不可忽视的。
从结构的整体性分析, 由于裂缝的出现, 整体性变差, 降低了整体刚度, 这对整体性要求较强, 侧面刚度差的结构或构件是很不利的。所以应尽量减少或避免产生收缩裂缝。
既然收缩有弊无利, 就应认真对待, 特别是对一些整体性强, 侧向刚度差, 使用环境差的构件, 要用环氧树脂胶进行注入处理, 以保证使用的可靠性。
结语
收缩成因 篇4
混凝土是通过水泥和水的水化作用将松散的砂石骨料胶合在一起而形成的人工石体。其中含有大量空隙、粗孔及毛细孔, 并存在液态水。这些水分中的物理化学反应, 结合水在空气中的蒸发必然会引起显著的体积压缩, 称为混凝土材料的固有特性。混凝土收缩分为以下几种:自生收缩、碳化收缩、干缩和塑性收缩。混凝土硬化过程中由于化学作用引起的收缩 (即为化学结合水和水泥的化合结果) 称为自生收缩;大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩称为碳化收缩, 水泥石在干燥的环境下所产生的收缩称为干缩, 混凝土浇筑后4-15h左右, 即在初凝过程中, 水泥水化反应激烈, 常出现泌水和水份急剧蒸发的现象, 引起失水收缩, 称为塑性收缩。塑性收缩量级较大, 在施工工艺或养护不良的部位极易出现早期裂缝。混凝土的收缩裂缝主要是由混凝土非荷载下的变形引起的。影响混凝土的非荷载变形的因素包括化学减缩、干缩变形和温度变化等三种。其中干缩变形最为主要。
1.1 化学减缩引起的收缩裂缝
混凝土在硬化过程中, 由于水泥水化生成物的固体体积小于水化前反应物的总体积, 从而致使混凝土产生体积收缩。这种化学减缩对于混凝土而言是不可恢复的, 其收缩量随着混凝土硬化龄期的延长而增加, 一般在4d内逐渐稳定。混凝土的化学收缩值虽然只有1%, 且对混凝土结构没有破坏作用, 但是在混凝土的内部可产生微细裂缝, 即为化学减缩裂缝。
1.2 干缩变形引起的收缩裂缝
混凝土会因周围环境温度的变化而发生干缩的现象。这是由于混凝土中水分发生了变化而导致的。混凝土中的水主要有三种:自由水 (即孔隙水) 、毛细管水及凝胶粒子表面的吸附水等。干缩变形引起的收缩裂缝与钢筋平行, 中间宽、两头细, 这种裂缝一般发生在终凝前。除了混凝土中水化作用和水分蒸发作用而产生收缩变形以外, 产生干缩裂缝的另一因素是由于施工养护不良, 表面干燥过快而内部湿度变化小, 表面吸附变形受到收缩慢的内部混凝土的约束, 因此在构件表面产生较大的拉应力, 即干缩应力。当干缩应力超过混凝土极限抗拉强度时, 则表面被拉裂而产生干缩裂缝。影响混凝土的干缩变形的因素。
1.2.1 水泥的用量、细度及品种的影响。
由于混凝土的变形主要由混凝土中水泥的干缩引起, 而骨料对于干缩具有制约作用, 因此在水灰比不变的情况下, 混凝土中水泥浆量愈多, 混凝土干缩率愈大。水泥颗粒愈细, 干缩也愈大。采用按混合材料的硅酸盐水泥配置的混凝土, 比用普通水泥配置的混凝土干缩率大。其中火山灰水泥混凝土的干缩率最大, 粉煤灰水泥混凝土的干缩率最小。
1.2.3 水灰比的影响
当混凝土中的水泥用量不变时, 混凝土的干缩率随水灰比的增大而增大, 塑性混凝土的干缩率较干硬性混凝土的干缩率大的多。混凝土单位用水量的多少, 是影响其干缩率的重要因素。一般用水量平均每增加1%, 干缩率约增大2%一3%。
1.2.3 骨料质量的影响
混凝土所用骨料的弹性模量越大, 则其干缩率就越小。混凝土采用吸水率较大的骨料, 干缩也较大。骨料的含泥量较多时, 会增大混凝土的干缩性。骨料粒径较大, 级配良好时, 由于能减少混凝土中的水泥浆用量, 因此混凝土的干缩率会较小。
1.2.4. 混凝土施工质量的影响
混凝土浇筑成型密实, 并延长养护时间, 可推迟干缩变形的发生和发展, 但对混凝土的最终干缩率无显著的影响。采用湿热处理养护混凝土, 可有效减少混凝土的干缩率。
1.3 温度变化引起的收缩裂缝
使混凝土产生裂缝的温度变化方面的因素主要是指, 大气温度的变化、使用环境温度的影响以及大体积混凝土施工时产生的大量水化热的作用。当混凝土受热温度在60一100℃时就可能发生裂缝, 此时混凝土中游离水将大量蒸发, 当温度在100℃以上时, 水泥石产生收缩变形, 而骨料发生膨胀, 这就导致水泥石和骨料之间的粘结强度逐渐破坏而产生收缩裂缝。周围气温和湿度的剧烈变化, 会使混凝土出现干缩裂缝。温度变化导致的干缩裂缝的发生, 还与施工质量、养护质量有关, 质量越差, 裂缝越易发生。一般在浇捣混凝土后三个月内发生, 随着时间的推移, 裂缝变形才趋于稳定, 这时温度急剧变化, 干缩裂缝也不易发生。总的来讲混凝土收缩裂缝的发生, 都是因各种因素在混凝土内产生的应力超过混凝土的抗拉极限强度而引起的。这可以通过施工质量及养护质量的改进来减少。
2 防治措施
2.1 化学减缩裂缝防治措施
(1) 控制混凝土的化学减缩开裂主要是控制混凝土的泌水量。控制泌水量<0.3 cm3/cm2, 可以控制塑性收缩开裂。配制混凝土时应严格控制水灰比和水泥用量, 选择级配良好的石子, 减少空隙率和砂率, 同时要捣固密实, 以减少收缩量, 提高混凝土抗裂强度。 (2) 混凝土浇筑时, 对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖, 认真养护。在气温高、风速大的天气施工应及早进行喷水养护, 使其保持湿润, 大面积混凝土宜浇完一段养护一段, 此外还应加强表面的抹压和养护工作。 (3) 混凝土养护可采用表面养护剂, 或覆盖湿草袋、塑料薄膜等方法, 当发现表面有裂缝时应及时抹压一次, 再覆盖养护。当风大时可设挡风设施。
2.2 干缩裂缝防治措施
(1) 混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大, 严格控制砂石含泥量, 避免使用过量粉砂。混凝土应振捣密实, 并注意对板进行抹压, 可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压, 以提高混凝土抗拉强度, 减少收缩量。 (2) 混凝土干燥收缩是由于水泥石干燥收缩而产生的。但是混凝土中的骨料特别是粗骨料会起约束作用。一般石灰岩对收缩的抵抗性较其他常用骨料好, 这主要是因为石灰岩在于湿条件下基本不产生伸缩变形。另外矿渣水泥的收缩比普通硅酸盐水泥也大。因此对有收缩有要求的混凝土, 应优先选用普通硅酸盐水泥。 (3) 在混凝土中掺入补偿混凝土收缩的外加剂, 如UEA等膨胀剂。 (4) 加强混凝土早期养护, 并适当延长养护时间。
2.3 温度收缩裂缝防治措施
2.3.1 降低混凝土的浇注温度
主要措施有用冰水搅拌混凝土对骨料进行预冷, 分层浇筑混凝土以加快热量散发, 使温度分布均匀。
2.3.2 降低混凝土的升温温度
主要措施有选用低热水泥配制混凝土, 在混凝土中掺加适量粉煤灰, 尽量减少水泥用量, 掺加缓凝剂减慢浇筑速度。在大体积混凝土中适当预留一些孔道, 采取通冷水或冷气降温。
2.3.3 降低混凝土的降温速率
在混凝土开始降温后, 表面用草帘等覆盖保温并洒水养护。在冬季施工中混凝土表面应采取保温措施, 对薄壁构件要适当延长拆模时间使之缓慢降温。
2.3.4 减少外界约束。在坚硬的混凝土浇注面上作隔离层, 消除或减少约束作用。
结束语
钢筋混凝土建筑物的变形裂缝需要从多个方面一起入手, 力求精心设计、精心施工和精心维护, 才能从根本上解决变形裂缝对结构的不利影响。重点是要解决施工质量问题, 只要按文中介绍的防治措施, 基本可以解决变形裂缝的难题, 提高建筑物的刚度和耐久性能, 保证建筑物在生命周期内能安全的完成使用功能, 使人的生命和财产安全得到有效的保障。
参考文献
[1]GB50010-2002, 混凝土结构设计规范[S]
[2]GB50204-2002, 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].
[3]张廷荣.建筑工程抗裂堵漏方法与实例[M].河南:河南科学技术出版社, 2001.
[4]袁勇.混凝土结构早期裂缝控制[M].北京:科学出版社, 2004.