混凝土初凝时发生大面积裂缝的原因及分析
一、混凝土裂缝类型及成因
实际上,钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素互相影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因,其中最常见的是混凝土早期裂缝,混凝土早期裂缝有以下几种:1、塑性沉降裂缝此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍(如钢筋、模板)而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5小时至3小时之间,混凝土尚处在塑性状态,混凝土表面消失水光时立即产生,沿着梁及板上面钢筋的走向出现,主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、
模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。
2、塑性收缩裂缝
此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后,在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状,深度一般不超过50mm.多在表面出现,产生的原因主要是混凝土浇注后3—4小时左右表面没有被覆盖,特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快,或者是基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零,不
能抵抗这种变形应力而导致开裂。
3、温度的变化与湿度的变化
裂缝:混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表
面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内
部混凝土的约束,也往往导致裂缝。
4、原材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构
出现裂缝。
①砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产
生爆裂状裂缝,在潮湿的地方较为多见。
②拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质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。
二、混凝土裂缝常见预防措施
1、塑型沉降裂缝预防措施此类裂缝预防的措施如下:
①在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度;
②保证混凝土均质性,搅拌运输卸料前先高速运转20—30秒,然后反转卸料;
③施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振使混凝土离析分层;
④施工过程中严禁随意加水。
2、塑性收缩裂缝预防措施此类裂缝预防的措施如下:
①施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护,增加环境湿度;
②商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的
含泥量。
为了防止温度的变化与湿度的变化裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
3、控制温度的措施如下:
(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水
泥用量;
(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;
(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;
(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;
(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;
(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;改善约束条件的措
施是:
(1)合理地分缝分块;
(2)避免基础过大起伏;
(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;
4、施工方面原因造成的裂缝预防措施此类裂缝预防措施如下:
①加强模板施工的过程管理。模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和
稳定性,在振捣过程中派专
人进行看模,防止松扣下沉现象发生;试块强度达到设计允许值时方能拆模。
②混凝土的成品保护。对浇筑好的板面,必须在混凝土强度达到1.2N/MM2 后方可上人。
③钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理。加密支撑马凳的间距、确保板面负
弯矩筋的保护层厚度。
④振捣方式方法必须正确。振捣易快插、慢拔。振捣时间过短,混凝土不均匀;时间过长,易导致严重
浮浆。
三、工程实例分析
(一)工程概述某沿海地区六层砖混结构住宅楼群,建筑面积均为3000平米左右,屋顶为坡屋顶,各建筑砌筑砂浆1~2层均采用M7.5混合砂浆砌筑,3层以上均采用M5混合砂浆砌筑,砌筑砖均为MU1O 粘土红砖。各建筑楼板、楼梯、圈梁及构造柱等现浇混凝土构件,混凝土设计强度等级均为C20。基础混
凝土条形基础,基础顶部设有钢筋混凝土基础圈梁。
上述住宅竣工后居民入住一段时间,逐渐发现部分楼板、局部过梁、梯梁开裂,其中现浇楼板裂缝宽度大多在0.1mm~0.3 mm,长度不等,主要表现于楼板角45°斜裂缝,楼板中部平行裂缝(平行于长短边)和穿线管处裂缝。经权威部门检测,本工程实例所产生的裂缝属于非受力裂缝,即非荷载作用引起的裂缝,裂缝虽然不影响结构安全,但影响结构的耐久性和正常使用,必须进行封闭处理。
对于该工程发生的现浇楼板裂缝,根据检测调查结果,首先采用排除法分析各
种原因。
1.排除地震力作用,因为从工程建造到使用整个过程未发生过地震。
2.排除荷载作用,因为许多发生裂缝的空置房间在竣工验收时未产生裂缝,在
大半年后才陆续出现上述
裂缝,房间空置期间未有堆积荷载,只有结构自重。
3.排除设计承载力不足,因为经复核设计图符合国家现行设计规范要求。
4.排除地基不均匀沉降影响,因为通过现场观察,建筑物与排水明沟处未出现
由沉降产生的开裂现象,
墙体未出现斜裂缝,通过沉降观测,到目前建筑物未发现不均匀沉降。
