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1、浅析建筑混凝土裂缝的成因与施工控制技术:建筑混凝土出现裂缝问题的原因多种多样,通常情况下,裂缝的存在不会影响构件的正常使用,但如果裂缝过大就会降低结构的安全性和耐久性,本文主要针对从温度应力、原材料质量、收缩形变、钢筋锈蚀等裂缝成因以及施工控制两个方面对建筑混凝土裂缝问题进行探讨。 关键词:建筑混凝土、裂缝、成因、控制 一、混凝土裂缝成因 1．温度裂缝 当外部温度或结构内部温度发生变化,混凝土将发生形变,若变形受到约束,结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时将产生温度裂缝。通常情况下,温度应力主要有3种形成方式: 1)大体积
2、混凝土(厚度超过2m)浇注之后，由于水泥水化反应（放热反应）导致混凝土体积的膨胀或收缩，在受到内部和外部的约束时产生温度应力。此外,由于混凝土弹性模量的急剧变化也会在其内部形成残余应力。 2)当水泥放热基本结束后,由于混凝土的冷却以及外界气温变化引起温度应力。 3)在使用过程中,由于突发降水、冷空气侵袭或日落等致使混凝土结构外表面温度突然下降,内部温降相对较慢而产生温度应力。 2．原材料质量引起的裂缝 配制混凝土时所采用原材料质量不合格,也可能导致结构出现裂缝。材料质量因素主要包括： 2.1水泥 如果水泥安定性不合格,其中的游离氧化
3、钙含量超标,则由于氧化钙在凝结过程中水化很慢,在混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化的水泥石,使混凝土抗拉强度下降。若水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,亦可能使混凝土强度不足,导致混凝土开裂。 2.2砂、石集料 1)砂石的粒径、级配、杂质含量 如果砂石粒径太小、级配不良,将导致水泥和拌和水用量加大,使混凝土收缩加大,影响混凝土的强度;如果使用超出规定的特细砂,后果将更加严重。当砂石中含泥量高时,将造成水泥和拌和水用量加大,降低混凝土强度以及抗冻性和抗渗性。 2)碱骨料反应 混凝土中的碱与集料中的某些成份发生碱骨料反应,其生成
4、物容易吸水膨胀,导致混凝土开裂。碱骨料反应裂缝的分布与钢筋限制有关。当限制力小时,常出现地图状裂缝,并在缝中有白色或透明的浸出物;当限制力强时则出现顺筋裂缝。 2.3拌和水及外加剂 拌和水或外加剂中氯化物含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。 3．收缩裂缝 在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩是造成混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和碳化收缩。 塑性收缩主要发生在施工过程中,混凝土浇注后4～15h,水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混
5、凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩产生的量级很大,可达1%左右。缩水收缩是因为混凝土表层水份损失快,内部损失慢,从而产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩。表面收缩受到内部约束,使表面混凝土承受拉应力,当拉应力较大时,容易产生收缩裂缝。混凝土收缩还包括由于混凝土的体积变形不能自由伸缩而产生的自生收缩;由大气中的二氧化碳与水泥水化物发生化学反应而引起的碳化收缩。 4．钢筋锈蚀引起的裂缝 由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较
6、高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与混凝土中的氧气和水份发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长2～4倍,对混凝土产生膨胀应力,导致保护层开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。 二、混凝土裂缝控制 1．原材料控制 1)选用中低水化热的水泥,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰水泥等。充分利用混凝土的后期强度,减少水泥用量。在满足使用的条件下,大体积混凝土设计强度应就“能低不高
7、”的原则。同时应注意水泥的质量,特别是安定性达标。 2)尽量选用粒径较大(不超过40mm)且级配良好的粗集料;砂和碎石的含泥量不超过1%,针片状颗粒含量不得大于15%。 3)在混凝土中掺加超细矿粉。超细矿粉具有微珠润滑效应,有明显的减水作用,并能够提高混凝土的和易性、体积稳定性、密实性以及抗化学侵蚀性能,同时还具有增加混凝土强度,减少塌落度损失、降低水化热等性能。 4)适当加大活性细掺料的用量,以替代部分水泥,从而降低水化热,增强硬化前后混凝土的体积稳定性。如使用大掺量粉煤灰不仅能提高混凝土的和易性,而且改善了混凝土的工作性能和可靠性。
8、 5)拌和水中不得有较高含量的氯化物等杂质,禁止使用海水和含碱泉水拌制混凝土。 6)选用合适的外加剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂,不
