商品混凝土裂縫的原因與防治的課件

1、商品混凝土裂縫的原因與防治基本概念1、嚴(yán)格地講，無裂縫的結(jié)構(gòu)幾乎沒有，關(guān)鍵是如何控制有害裂縫的出現(xiàn)，正確區(qū)分裂縫有害、無害。2、一般而言，室外受雨水作用及曝曬，擔(dān)心內(nèi)部鋼筋受到腐蝕的某種情況下，這時的有害裂縫寬度為0.3mm 以上。室內(nèi)的有害裂縫寬度為0.6mm 以上?；炷恋氖湛s及其影響因素1、混凝土的收縮主要有塑性收縮、自收縮、干燥收縮和碳化收縮。1.1、塑性收縮是新拌混凝土失水引起的收縮,是由表 面脫水而引起。1.1.1、新拌混凝土顆粒之間的空間完全充滿水，當(dāng)高風(fēng) 速、低相對濕度、高氣溫和高的混凝土溫度等因 素作用時，水從漿體向表面移動，從表面脫水， 這時，產(chǎn)生毛細(xì)管負(fù)壓力，隨著失水增加

2、，毛細(xì) 管負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，使?jié){體產(chǎn)生收縮, 當(dāng)收縮力大于基體的抗拉強(qiáng)度時，就會使表面產(chǎn) 生開裂?；炷恋氖湛s及其影響因素1.1.2、混凝土早期塑性收縮最大速率發(fā)生在澆筑后1 4 小時，此后收縮平緩，因此在收縮速度較大的時期特別要采取應(yīng)對措施 以避免混凝土開裂。1.2、化學(xué)減縮1.2.1、化學(xué)減縮主要是水泥與水起化學(xué)反應(yīng)，總體積逐 漸減少的緣故，硅酸鹽水泥的化學(xué)減縮量約為化學(xué)結(jié)合水的 25 %。可以認(rèn)為，化學(xué)結(jié)合水量大的水 泥，其最終化學(xué)減縮量也大。混凝土的收縮及其影響因素1.2.2、硅酸鹽水泥的各個組成礦物有不同的化學(xué)減縮 量，C3A(鋁酸三鈣） 的化學(xué)減縮量最大。C3A 的收縮率是

3、 C2S（硅酸二鈣） 的3 倍，幾乎是C4AF（鐵鋁酸四鈣） 的5 倍。因此C3A 含 量高的水泥易因早期的溫度收縮、自收縮和干燥 收縮而開裂，為了防止混凝土開裂，應(yīng)盡量使用C3A 含量低的 水泥。1.3、干燥收縮1.3.1、干燥收縮的主要原因是水分在混凝土硬化后較長時 間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的，由于集料的干燥收縮很小，因此混凝土的干燥收縮 主要是水泥石干燥收縮造成的?；炷恋氖湛s及其影響因素1.3.2、混凝土的水分蒸發(fā)、干燥過程是由外向內(nèi)、由表及 里，逐漸發(fā)展的，由于混凝土蒸發(fā)、干燥非常緩 慢，產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在一個月以上，有時甚 至一年半載，而且裂縫產(chǎn)生在表層很淺的位置，裂 縫細(xì)微，有時

4、呈平行線狀或網(wǎng)狀，常常不被人們重 視。1.3.3、應(yīng)當(dāng)特別注意，由于碳化和鋼筋銹蝕的作用， 干縮裂縫不僅嚴(yán)重?fù)p害薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久 性，也會使大體積混凝土的表面裂縫發(fā)展成為更嚴(yán) 重的裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力?；炷恋氖湛s及其影響因素1.3.4、影響干燥收縮的因素：主要有水泥品種、水泥 用量、用水量、骨料品種、砂率、外加劑、摻合料、 混凝土的養(yǎng)護(hù)等。1.3.4.1、水泥的干縮率為：礦渣硅酸鹽水泥 普通硅酸鹽水 泥 中低熱水泥 粉煤灰水泥； 水泥用量、用水量大，干縮也大，砂率也有這種傾 向。1.3.4.2、不同品種粗骨料對收縮的抵抗性為：石灰?guī)r 安山 巖 砂巖。使用石灰?guī)r為粗骨料的混凝

5、土比使用砂 巖的混凝土，收縮可以降低20 %30 %，因為石 灰?guī)r在干濕條件下基本上不產(chǎn)生伸縮變形，而砂巖 則不同?；炷恋氖湛s及其影響因素1.3.4.3、質(zhì)量良好、含有大量球形顆粒的一級粉煤灰由于其 比表面積小、需水量少，能降低混凝土干燥收縮值。1.3.4.4、某些減水劑有增大混凝土干燥收縮的趨勢，使用時 要注意，混凝土養(yǎng)護(hù)不好，干縮增大。1.4、碳化收縮1.4.1、碳化收縮是大氣中的CO2 在存在水的條件下與水泥水化產(chǎn)物作用生成CaCO3 、硅膠、鋁膠和游離水而引起的收縮。產(chǎn)生收縮的原因在于這些游離水的蒸發(fā)；碳化作用必定產(chǎn)生游離水，這些游離水蒸發(fā)時產(chǎn)生毛細(xì)管張力，從而引起收縮?；炷恋氖湛s

6、及其影響因素1.4.2、 碳化作用和碳化收縮均發(fā)生在混凝土表面。對碳化收縮影響最大的是相對濕度。相對濕度在50-70%時碳化作用最顯著。混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其防治方法1、收縮是混凝土的固有特性，而混凝土結(jié)構(gòu)的開裂除由于地基不均勻沉降、過早拆模或超負(fù)荷使用等因素外，一般都是由于混凝土收縮引起的。2、隨著商品混凝土的普遍使用，混凝土的坍落度普遍比現(xiàn)場攪拌的大，特別是泵送混凝土的大量采用，更加劇了混凝土的收縮，裂縫出現(xiàn)的可能性更大，然而也僅僅是可能性而已，絕非必然。3、裂縫根源不外乎材料、施工、設(shè)計等方面的因素?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因及其防治方法3.1、混凝土材料方面3.1.1、混凝土是一種收縮性材

7、料，雖然其收縮的絕對值 不大，但由于其較高的彈性模量和很低的抗拉強(qiáng) 度，即使很小一點的收縮變形也會產(chǎn)生很大的拉 應(yīng)力；當(dāng)拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時，混凝土即出 現(xiàn)開裂，我們應(yīng)該做的事情就是設(shè)法盡最大可能降低混 凝土的收縮值和最大程度地提高混凝土的抗拉強(qiáng) 度。3.1.2、對于商品混凝土攪拌站來說，一是要盡量少用收 縮量大的水泥，如礦渣水泥。礦渣硅酸鹽水泥的 收縮比普通硅酸鹽水泥大25 %左右。二是在滿 足施工和易性的條件下，應(yīng)盡量減小混凝土的水 灰比，盡量減小單位體積水泥漿量和砂漿量?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因及其防治方法3.1.3、混凝土水灰比大，收縮將顯著增加，同時抗拉強(qiáng)度 降低；如水灰比為06 的混

8、凝土收縮比水灰比為 04 的增加約40 %；而與混凝土相比，砂漿和水 泥漿的收縮大約增加25 倍。3.1.4、需要特別關(guān)注的是水泥的細(xì)度問題和石子的含泥量 問題。水泥的細(xì)度越細(xì)，混凝土越容易開裂。這是 由于： 細(xì)度大的水泥水化快，產(chǎn)生較大的水的 消耗，易引起混凝土的自干燥收縮。 水泥細(xì)度細(xì)，則使毛細(xì)管細(xì)化，較細(xì)的毛細(xì)管失水時將產(chǎn)生 較大的張力。 細(xì)顆粒容易水化充分，產(chǎn)生更多的易于干燥收縮的凝膠和其他水化物。粗顆粒的減 少，減少了穩(wěn)定體積的未水化顆料，因而影響到混 凝土的長期性能， 水泥強(qiáng)度等級越高，一般情況下細(xì)度越細(xì)?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因及其防治方法3.1.5、石子含泥量越高，混凝土也越容易開

9、裂。這是由于石子表面所帶的泥份妨礙了石子與砂漿之間的咬合粘結(jié)，弱化了石子的界面結(jié)構(gòu)，降低了界面強(qiáng)度，也就降低了混凝土的強(qiáng)度，特別是降低了抗拉強(qiáng)度。因而在相同收縮應(yīng)變的情況下，石子含泥量高的混凝土更容易開裂。3.2、施工方面3.2.1、振搗方式：不正確的振搗方式造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂或造成混凝土砂漿大量向低處流淌，致使混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮，在結(jié)構(gòu)厚薄交界處出現(xiàn)裂縫。混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其防治方法3.2.2、商品混凝土由于采用攪拌車運送、泵送澆搗，混凝土坍落度比較大，凝結(jié)時間比較長；在炎熱的夏天，混凝土摻了高效緩凝減水劑后，表面被太陽曝曬，水分蒸發(fā)很快，表面形成一層幾

10、毫米厚假凝層，看上去混凝土好像已凝結(jié)，實際上內(nèi)部還遠(yuǎn)未達(dá)到初凝，這樣的混凝土若不進(jìn)行二次振搗和多次抹面，混凝土表面不可避免會出現(xiàn)裂縫。開始裂縫是淺表的、窄細(xì)的，若不及時處理，裂縫就會擴(kuò)展，由于應(yīng)力集中，最終的裂縫很可能是貫穿性的混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其防治方法3.2.3、采用二次振搗可以消除因塑性沉降而引起的內(nèi)分層，阻斷因泌水而留下的連貫通道，改善骨料界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B透能力。3.2.4、現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)：現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)不當(dāng)是造成混凝土收縮開裂最主要的原 因，混凝土澆筑后，若表面不及時覆蓋、澆水養(yǎng)護(hù)， 表面水分迅速蒸發(fā)，很容易產(chǎn)生收縮裂縫。特別 是在氣溫高、相對濕度低、風(fēng)速大的情況下，干 縮更容

11、易發(fā)生，有資料表明，當(dāng)風(fēng)速為16m/ s時，混凝土中的 水分蒸發(fā)速度為無風(fēng)時的四倍；一些高層建筑的 樓面為什么更容易產(chǎn)生裂縫，就是因為高空中的 風(fēng)速比地面大。混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其防治方法3.2.4、正確的做法是在第一次抹平后，立即用塑料薄膜 覆蓋，不讓水分跑掉，依靠混凝土自身的水分進(jìn) 行保濕養(yǎng)護(hù)。需進(jìn)行第二次抹光時，揭開薄膜， 抹完了仍要蓋好。3.2.5、 對于保濕養(yǎng)護(hù)的時間，肯定是時間越長越好，養(yǎng) 護(hù)14 天的收縮比只養(yǎng)護(hù)3 天的收縮降低約20 % 。3.3、膨脹劑的使用 3.3.1、對膨脹混凝土的錯誤認(rèn)識：有許多施工人員以為混凝土摻加了膨脹劑就萬事大吉了，其實不然，膨脹劑并非萬能之物。

12、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其防治方法3.3.2、摻加膨脹劑的混凝土對養(yǎng)護(hù)的要求更高，膨脹混凝土在早期養(yǎng)護(hù)不好時的裂縫更易發(fā)生（因為膨脹劑要吸水） ，在W/ C 過低（小于04）時尤為嚴(yán)重。3.3.3、膨脹劑不能防止表層混凝土的塑性微裂縫的發(fā)生，在一些使用膨脹混凝土的工程上，樓面或屋面仍然出現(xiàn)裂縫，其根源就在于沒能進(jìn)行良好的保濕養(yǎng)護(hù)。3.4、控制內(nèi)外溫差和環(huán)境溫差混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其防治方法3.4.1、對于溫差收縮裂縫，施工單位往往只注重名義上 的大體積混凝土，而忽視其他結(jié)構(gòu)；只重視混凝 土內(nèi)外的溫差，忽視環(huán)境溫差。3.4.2、對于大體積混凝土，美國混凝土協(xié)會給出了這樣 的定義：任意體量的混凝土

13、，其尺寸大到足以必 須采取措施減小由于體積變形引起的裂縫，統(tǒng)稱 為大體積混凝土。3.4.3、在實際工程中，真正的大體積混凝土，如厚大的 地下室底板，由于其厚度大，抗拉力大，即使內(nèi) 部溫度很高，也很少出現(xiàn)裂縫，而對于象地下室 墻板這樣的雖非大體積卻存在環(huán)境溫濕度差的混 凝土結(jié)構(gòu)，更要注意防止溫差裂縫的發(fā)生?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因及其防治方法3.5、設(shè)計方面3.5.1、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計型式、配筋方式均會影響混凝土的抗裂能力。3.5.2、混凝土結(jié)構(gòu)的開口部位和突出部位容易開裂，應(yīng)增強(qiáng)構(gòu)造鋼筋，也可在混凝土中摻入鋼纖維等抗裂纖維。我們該怎么做為了防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂，應(yīng)該從混凝土的 生產(chǎn)制造、施工及結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面采取防治措施。1、混凝土生產(chǎn)制造方面，應(yīng)采用小的W/ C 和小 的水泥用量，盡量減少混凝土中砂漿的比例。對于水 泥品種，不宜采用細(xì)度很細(xì)的水泥，骨料要選用含泥 量低、強(qiáng)度高、變形小的石子，如石灰?guī)r，盡量不用 砂巖。2、 施工方面，正確的振搗和養(yǎng)護(hù)方式以及二次振 搗和多