注冊建筑師輔導:干縮裂縫的相關知識


3、 干縮裂縫:
1) 現象:
表面溫度裂縫走向無一定規律性;梁板式或長度尺寸較大的結構,裂縫多平行于短邊;大面積結構裂縫??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,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,遇上下邊緣區配筋較多的結構,在時也出現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。混凝土結構,特別是大體積混凝土基礎澆筑后,在硬化期間放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,使混凝土表面和內部溫差很大。當溫度產生非均勻的降溫時(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),將導致混凝土表面急劇的溫度變化而產生較大的降溫收縮,此時表面胺到內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力(內部降溫慢,受自約束而產生壓應力),而混凝土早期抗拉強度和彈性模量很低,因而出現裂縫(這種裂縫又稱為內約束裂縫)。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,表面層以下結構仍保持完整。
b、 深進的和貫穿 的濁裂縫多由于結構降溫差較大,受到外界的約束而引起的。當大體積混凝土基礎、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構的約束,將傳統在混凝土澆筑后2-3個月或更長時間出現,裂縫較深,有時是貫穿性的,將破壞結構的整體性?;A工程長期不回填,受風吹日曬或寒潮襲擊作用;框架結構的梁、墻板、基礎梁,由于與剛度較大的柱、基礎連接,或預制構件澆筑在臺座伸縮縫處,因溫度變形受到約束,降溫時也常出現這類裂縫。采用蒸氣養護的預制構件,混凝土降溫制度控制不嚴,降溫過速,或養生窯坑急劇揭蓋,使混凝土表面劇烈降溫,而受到肋部或胎模的約束,常導致構件表面或肋部出現裂縫。
3) 預防措施:
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,或設置簡易遮陽裝置,并對骨料進行噴水預冷卻,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,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留一些孔道,采取通冷水或冷氣降溫。
g、 大型設備基礎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,以減少溫度收縮應力。
h、 澆筑混凝土后,表面應及時用草袋、鋸末、砂等覆蓋,并灑水養生。深搞基礎可采取灌水養護(或在混凝土表面四周砌一皮磚進行灌水養護。
)。夏季應適當延長養護時間,使之緩慢降溫。在寒冷季節,混凝土表面應采取保溫措施,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?;A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時,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、 蒸汽養護構件時,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(有抗凍要求的結構)、抗疲勞(對受動荷載構件)等方面有影響,故應采取措施治理??梢圆捎猛績杀榄h氧膠泥或貼環氧玻璃布,以及抹、噴水泥砂漿等方法進行表面封閉處理,對有防水、抗滲要求的結構,縫寬大于0.1mm的深進或貫穿性裂縫,應根據裂縫可灌程度,采用灌水泥漿或化學漿液(環氧、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,能使裂縫自行愈合,可不處理或只進行表面處理即可。
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