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塑性、干縮、溫度裂縫的現(xiàn)象及防治

1、 塑性裂縫:

1) 現(xiàn)象: 
  裂縫在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn),形狀很不規(guī)則且長短不一,互不連貫,類似干燥的泥漿面。大多在混凝土澆筑初期(一般在澆筑后4小時左右),當混凝土本身與外界氣溫相差懸殊,或本身溫度長時間過高(40℃以上),而氣候很干燥的情況下出現(xiàn)。塑性裂縫又稱龜裂,屬于干縮裂縫,出現(xiàn)普遍。
  2) 原因分析: 
  a、 混凝土澆筑后,表面沒有及時覆蓋,受風吹日曬,表面游離水分蒸發(fā)過快,產(chǎn)生急劇的體積收縮,而此時混凝土早期強度很低,不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。 
  b、 使用收縮率較大的水泥,水泥用量過多,或使用過量的粉砂。 
  c、 混凝土水灰比過大,模板過于干燥。 
  3) 預(yù)防措施: 
  a、 配制混凝土?xí)r,應(yīng)嚴格控制水灰比和水泥用量,選擇級配良好的石子,減小空隙率和砂率;同時,要振搗密實,以減少收縮量,提高混凝土抗裂度。 
  b、 澆筑混凝土前,將基層和模板澆水濕潤。 
  c、 混凝土澆筑后,對裸露表面應(yīng)及時用潮濕材料覆蓋,認真養(yǎng)護。 
  d、 在氣溫高、濕度低或風速大的天氣施工,混凝土澆筑后,應(yīng)及早進行噴水養(yǎng)護,使其保持濕潤;大面積混凝土宜澆完一段,養(yǎng)護一段。此外,要加強表面的抹壓和養(yǎng)護工作。 
  e、 混凝土養(yǎng)護可采用表面噴氯偏乳液養(yǎng)護劑,或覆蓋濕草袋、塑料布等方法;當表面發(fā)現(xiàn)微細裂縫時,應(yīng)及時抹壓,再覆蓋養(yǎng)護。 
  f、 設(shè)擋風設(shè)施。 
  4) 治理方法: 
  a、 此類裂縫對結(jié)構(gòu)強度影響不大,但傳統(tǒng)使鋼筋銹蝕,可在表面抹一層薄砂漿進行處理。對于預(yù)制構(gòu)件,可在裂縫表面涂環(huán)氧膠泥或粘貼環(huán)氧玻璃布進行封閉處理。 
  2、 干縮裂縫: 
  1) 現(xiàn)象: 
  裂縫為表面性,寬度較細。其走向縱橫交錯,沒有規(guī)律。較薄的梁、板類構(gòu)件(或桁架桿件),多沿短向分布;整體性結(jié)構(gòu)多發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處;平面裂縫多延伸到變截面部位或塊體邊緣,大體積混凝土在平面部位較為多見,但側(cè)面也常出現(xiàn),并隨濕度和溫度變化而逐漸發(fā)展
  2) 原因分析: 
  a、 混凝土成型后,養(yǎng)護不當,受到風吹日曬,表面水分散失快,體積收縮大,而內(nèi)部濕度變化很小,收縮也小,因而表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,出現(xiàn)拉應(yīng)力,引起混凝土表面開裂,或者構(gòu)件水分蒸發(fā),產(chǎn)生體積收縮受到地基或墊層的約束,而出現(xiàn)干縮裂縫。 
  b、 混凝土構(gòu)件長期露天堆放,表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變化。 
  c、 采用含泥量大的粉砂配制混凝土。 
  d、 混凝土經(jīng)過度振搗,表面形成水泥含量較多的砂漿層。 
  e、 后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件露天生產(chǎn)后長久為張拉等。 
  3) 預(yù)防措施:
  a、 混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大;嚴格控制砂石含泥量,避免使用過量粉砂;混凝土應(yīng)振搗密實,并注意對板面進行抹壓,可在混凝土初凝后、終凝前進行二次抹壓,以提高混凝土抗拉強度,減少收縮量。 
  b、 加強混凝土早期養(yǎng)護,并適當延長養(yǎng)護時間。長期露天堆放的預(yù)制構(gòu)件,可覆蓋草簾、草袋,避免曝曬,并定期適當灑水,保持濕潤。薄壁構(gòu)件則應(yīng)在陰涼地方堆放并覆蓋,避免發(fā)生過大濕度變化。 
  3、 溫度裂縫: 
  1) 現(xiàn)象: 
  表面溫度裂縫走向無一定規(guī)律性;梁板式或長度尺寸較大的結(jié)構(gòu),裂縫多平行于短邊;大面積結(jié)構(gòu)裂縫??v橫交錯。深進的和貫穿的溫度裂縫,一般與短邊方向平行或接近于平行,裂縫沿全長分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一,一般在0.5mm以下。裂縫寬度沿全長沒有太大的變化。溫度裂縫多發(fā)生在施工期間,縫寬受溫度變化影響較明顯,冬季較寬,夏季較細。沿斷面高度,裂縫大多呈上寬下窗狀,但個別也有下寬上窄情況,遇上下邊緣區(qū)配筋較多的結(jié)構(gòu),在時也出現(xiàn)中間寬兩端窄的梭形裂縫。 
  2) 原因分析: 
  a、 表面溫度裂縫,多由于溫度較大?;炷两Y(jié)構(gòu),特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后,在硬化期間放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當溫度產(chǎn)生非均勻的降溫時(如施工中注意不夠,過早拆除模板;冬季施工,過早除掉保溫層,或受到寒潮襲擊),將導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮,此時表面胺到內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力(內(nèi)部降溫慢,受自約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力),而混凝土早期抗拉強度和彈性模量很低,因而出現(xiàn)裂縫(這種裂縫又稱為內(nèi)約束裂縫)。但這種溫差僅在表面處較大,離開表面就很快減弱。因此,裂縫只在接近表面較淺的范圍出現(xiàn),表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。

b、 深進的和貫穿 的濁裂縫多由于結(jié)構(gòu)降溫差較大,受到外界的約束而引起的。當大體積混凝土基礎(chǔ)、墻體澆灌在堅硬地基(特別是巖石地基)或厚大的老混凝土墊層上時,沒有采取隔離層等放松約束的措施,如果混凝土澆灌時溫度很高,加上水泥水化熱的混凝土冷卻收縮,全部或部分地受到地基、混凝土墊層或其他外部結(jié)構(gòu)的約束,將傳統(tǒng)在混凝土澆筑后2-3個月或更長時間出現(xiàn),裂縫較深,有時是貫穿性的,將破壞結(jié)構(gòu)的整體性?;A(chǔ)工程長期不回填,受風吹日曬或寒潮襲擊作用;框架結(jié)構(gòu)的梁、墻板、基礎(chǔ)梁,由于與剛度較大的柱、基礎(chǔ)連接,或預(yù)制構(gòu)件澆筑在臺座伸縮縫處,因溫度變形受到約束,降溫時也常出現(xiàn)這類裂縫。采用蒸氣養(yǎng)護的預(yù)制構(gòu)件,混凝土降溫制度控制不嚴,降溫過速,或養(yǎng)生窯坑急劇揭蓋,使混凝土表面劇烈降溫,而受到肋部或胎模的約束,常導(dǎo)致構(gòu)件表面或肋部出現(xiàn)裂縫。 
  3) 預(yù)防措施:
  a、 盡量選用低熱或中熱水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土;或混凝土中摻適量粉煤灰;或利用混凝土的后期強度,降低水泥用量,以減少水化熱量。 
  b、 選用良好級配的骨料,并嚴格控制砂、石子含泥量,降低水灰比,加強振搗,以提高混凝土的密實性和抗拉強度。 
  c、 在混凝土中摻加緩凝劑,減緩澆筑速度,以利于散熱,或摻木鈣、減水劑,以改善和易性,減少水泥用量。 
  d、 避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土;必須在熱天澆筑時,可采用冰水或深井涼水拌制混凝土,或設(shè)置簡易遮陽裝置,并對骨料進行噴水預(yù)冷卻,以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。 
  e、 分層澆筑混凝土,每層厚度不大于30厘米,以加快熱量散發(fā),并使溫度分布均勻,同時也便于振搗密實。 
  f、 大體積混凝土適當預(yù)留一些孔道,采取通冷水或冷氣降溫。 
  g、 大型設(shè)備基礎(chǔ)采取分塊分層間隔澆筑(間隔時間5~7天)分塊厚度1~1.5m,以利水化熱散發(fā)和減少約束作用;或每隔20~30m留一條0.5~1.0m寬的臨時間斷縫,40天后再用干硬性細石混凝土澆筑,以減少溫度收縮應(yīng)力。 
  h、 澆筑混凝土后,表面應(yīng)及時用草袋、鋸末、砂等覆蓋,并灑水養(yǎng)生。深搞基礎(chǔ)可采取灌水養(yǎng)護(或在混凝土表面四周砌一皮磚進行灌水養(yǎng)護。 
 ?。?。夏季應(yīng)適當延長養(yǎng)護時間,使之緩慢降溫。在寒冷季節(jié),混凝土表面應(yīng)采取保溫措施,以防寒潮襲擊。拆模時,塊體中部和表面溫差不宜大于20℃,以防止急劇冷卻造成表面裂縫。基礎(chǔ)混凝土拆模后要及時回填。 
  i、 在巖石地基或較厚大的混凝土墊層上澆筑大體積混凝土?xí)r,可在巖石地基或混凝土墊層上澆瀝青膠并撒鋪5mm厚或鋪二層瀝青油氈紙,以消除或減少約束作用。 
  j、 蒸汽養(yǎng)護構(gòu)件時,控制升溫速度不大于25℃
/小時,降溫速度不大于20℃/小時,并緩慢揭蓋,及時脫模,避免引起過大的溫度應(yīng)力。 
  4) 治理方法: 
  a、 溫度裂縫對鋼筋銹蝕、碳化、抗凍融(有抗凍要求的結(jié)構(gòu))、抗疲勞(對受動荷載構(gòu)件)等方面有影響,故應(yīng)采取措施治理??梢圆捎猛績杀榄h(huán)氧膠泥或貼環(huán)氧玻璃布,以及抹、噴水泥砂漿等方法進行表面封閉處理,對有防水、抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu),縫寬大于0.1mm的深進或貫穿性裂縫,應(yīng)根據(jù)裂縫可灌程度,采用灌水泥漿或化學(xué)漿液(環(huán)氧、甲凝或丙凝漿液)方法進行裂縫修補,或者灌漿與表面封閉同進采用。寬度不大于0.1mm的裂縫,由于后期水泥生成氫氧化鈣、硫酸鋁鈣等類物質(zhì),能使裂縫自行愈合,可不處理或只進行表面處理即可。