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砼结构是我国工程建设中应用最广泛的结构形式之一,据不完全统计,每年砼用量已达到25万m3,连续多年居世界第一,但我国砼结构物裂缝控制技术与发达国家相比还存在一定差距.

砼结构在建设和使用过程中,经常会出现不同程度、不同形式的裂缝,它是长期困扰着我国建筑工程技术人员的一项技术难题.

近代科学关于砼强度理论的研究和大量工程实践所提供的经验都说明,砼结构裂缝是不可避免的,裂缝是一种人们可以接受的材料特征.特别是通过对砼微观的研究认为:裂缝的扩展程度就是材料破损程度的标志,同时,微裂的存在也是材料本身固有的一种物理性质.可以认为,砼结构有裂缝是绝对的,无裂缝是相对的,所谓结构的抗裂质量只是把裂缝控制在一定的范围内而已.

砼结构裂缝的基本特征:

1.砼结构的裂缝具有以下几个特征

(1)微裂缝是砼结构内部自有的裂缝,是一种“内在缺陷”,砼结构的裂缝是绝对的.

(2)砼结构裂缝的分布一般是有规律性,即裂缝的方向与主拉应力垂直,与剪切应力平行,但裂缝的开裂位置是不确定的.

(3)砼结构微裂缝在广义荷载作用下,会发生扩展,直至破坏.

(4)砼结构同一条裂缝其宽度是不均匀的.

(5)砼结构在破坏前属于带缝工作.

2.裂缝的危害

严格地说,任何结构裂缝都是有害的,只是造成的危害程度不同:

(1)裂缝是砼结构破坏的初始阶段,是结构破坏的前兆,砼结构的破坏首先从结构裂缝开始的.

(2)裂缝(特别扩展裂缝)可降低结构的承载力,加速结构的破坏.

(3)裂缝引起结构持久强度降低,影响结构的耐久性,如保护层剥落,加快钢筋的锈蚀.

(4)影响结构的正常作用,如防水结构,裂缝可以引起渗漏.

(5)裂缝可以降低结构的刚度,增大材料的泊松比,产生应力松驰现象,对预应力结构的承载力影响很大.

(6)裂缝加大加快了结构的徐变.

(7)裂缝影响建筑物的美观.

(8)裂缝加快了砼结构的碳化速度.

3.结构裂缝的控制原则

(1)规范许可的原则:裂缝控制必经满足规范要求,裂缝宽度应控制在规范的许可范围内.

(2)经济性原则:结构裂缝是材料固有的一种物理性质,裂缝是绝对的,不裂是相对的,如对结构的抗裂性要求过严,必将付出巨大的经济代价.

(3)预防为先的原则:控制裂缝应该防患于未然,首先尽量预防有害裂缝,采取一定的设计、构造、施工措施,减少裂缝的产生.重点在防,实践证明,凡是采取了控制措施的,一般都取得了良好的效果.

4.施工阶段常见的裂缝形式及控制措施

(1)不均匀沉降引起的裂缝.

成因:模板支护不牢,支撑下沉.

防治措施:加强模板的支护稳定,砼浇筑前认真检查,浇筑过程中派人巡视,发现支撑偏移或下沉,及时进行纠正处理.

(2)过早拆模,堆荷引起的裂缝.

成因:砼强度未达到拆模要求,过早拆模,使砼结构过早承载,引起变形过大,造成砼裂缝.

在砼强度较低情况下,为赶工工期,过早堆荷或堆荷过大,造成变形裂缝.


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防治措施:砼强度未达龄期之前,控制堆荷大小,加强结构支护,不过早拆除支护结构.

(3)砼浇筑和硬化过程中产生的裂缝:多见于塑性裂缝和干缩裂缝,对于大体积砼浇筑后数小时内还会发过沉塑(裂缝大,水平缝、平行于钢筋).

成因:①砼浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面水分过早蒸发,体积急剧收缩,而此时砼的早期强度较低,不能抵抗这种变形应力,因而开裂.

②水泥品种收缩大,用量过多.

③水灰比过大,或模板过于干燥.

④砂率过大,砂石含泥量超标,细砂、粉砂多.

⑤砼浇筑温度过高,硬化期间温差过大.

⑧砼振捣不密实,或过分振捣造成表层浮浆厚.

⑦缺乏必

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要的养护措施,或养护措施不力、不当.

防治措施:

①配制砼时,应严格控制水灰比和水泥用量,尽可能降低水灰比.

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②控制原材料的质量,石子选用连续级配的石子,黄砂选用粗砂,含泥量不得超标,降低砂率,以减少空隙率.

③加强砼的振捣质量,振捣要密实,每次振捣的时间控制在5~15s,不宜过长时间的振捣,保证表面密实,减少收缩,提高砼的抗裂强度.

④砼浇筑前,应将基层和模板浇水湿透.

⑤砼浇筑完成后,应及时对砼表面进行覆盖养护,养护材料应采用湿草袋或塑料薄膜,若发生表面裂缝,应及时进行二次压拌,压拌后及时覆盖,用塑料薄膜养护时,应覆盖严密,不得透风透气,保持薄膜内有蒸气水.

⑥在气温高、湿度低或风速大的天气下施工时,砼浇完成后,应及时进行浇水养护,保持湿润,防止表层水过早损失,造成千缩.

⑦选用收缩量小的水泥品种,如粉煤灰水泥,矿渣水泥等,选用适宜的砼外加剂,掺用粉煤灰.

⑧选用变频振动器振捣砼.

⑨控制砼浇筑时的温度,高温季节施工时,宜掺入缓凝剂,控制砼的凝结时间不宜过短.

⑩分层浇筑,二次振捣(大体积砼).

輥輯訛分段浇筑,设置后浇滞.

輥輰訛延长养护时间,二般不少于7d.


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輥輱訛在砼表面刻痕,形成“应力沟”.

5.养护条件对砼强度和裂缝控制的影响.

(1)《砼结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002对砼养护的有关规定:规范7.4.7条规定:

①应在浇筑完成后的12h以内对砼加以覆盖并保温养护.

②砼浇水养护的时间:对采用硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥或矿渣水泥拌制的砼,不得少7d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的砼,不得少于l4d.

③浇水次数应保持砼处于湿润状态,砼养护用水应与拌制用水相同.

④采用塑料布覆盖养护的砼,其敞露的全部表面应覆盖严密,并应保持塑料布内有凝结水.

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