混凝土干縮裂縫成因及預(yù)防措施

  鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象較為普遍，裂縫的出現(xiàn)將影響混凝土的耐久性和防水性能。而大多數(shù)裂縫的出現(xiàn)均與混凝土體積變形有關(guān)。我們知道由于混凝土中所含水分的改變、化學(xué)反應(yīng)、溫度變化所引起變形均稱之為體積變形，在約束狀態(tài)下，混凝土體積變形會(huì)由于約束狀自生體積變形態(tài)下，混凝土體積變形會(huì)由于約束而產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生裂縫。混凝土的變形主要有三種：即干縮變形、自生體積變形及溫度變形,這里主要討論干縮變形所造成的裂縫,即可稱之為干縮裂縫。

  1、混凝土的干縮裂縫

  引起混凝土干縮裂縫的重要原因是水分的蒸發(fā)，這種蒸發(fā)干燥過程總是由表及里逐步發(fā)展的，因而濕度總是不均勻的，干縮變形也是不均勻的。

  混凝土干縮機(jī)理比較復(fù)雜，最主要的原因是混凝土內(nèi)部空隙水蒸發(fā)變化時(shí)引起的毛細(xì)管引力，水泥水化生成的大量微細(xì)孔隙，在干燥條件下，膠體中自由水逐漸蒸發(fā)產(chǎn)生毛細(xì)管引力，膠體孔隙受到壓縮，膠體的體積隨著水分的蒸發(fā)減少而不斷收縮，從而引起混凝土體積收縮。膠體的數(shù)量及其特性隨著水泥的化學(xué)成分、細(xì)度、水灰比、齡期而不同。一般來說，單位用水量和水泥用量比較多的混凝土膠體數(shù)量多，而混凝土的干縮變形也比較大。

  混凝土的干縮裂縫取決于干縮、徐變、彈性性質(zhì)和抗拉強(qiáng)度等方面的綜合作用，當(dāng)存在以下有三個(gè)基本條件：①混凝土發(fā)生干縮變形，②處于約束狀態(tài)，③干縮應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度。此時(shí)混凝土?xí)霈F(xiàn)干縮裂縫的主要原因。

  2、影響干縮的主要因素

  由于此可以看出影響混凝土干縮變形的主要因素為水泥品種、混凝土的配合比和養(yǎng)護(hù)條件。已有資料表明鋁酸三鈣含量低，細(xì)度不宜過細(xì)，礦渣含量少的水泥品種干縮較小，就混凝土的配合比來看，混凝土的干縮率主要取決于單位用水量和水泥用量以及砂率。相比之下用水量的影響較為突出。隨著用水量、水泥量、砂率的增加，相應(yīng)會(huì)加大混凝土的干縮率。由此可見，采用水量低的貧水泥混凝土，砂率低的干硬混凝土一般干縮率都比較小。同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)濕水養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)混凝土的保水性，也可延緩干縮的發(fā)生。

  3、預(yù)防干縮裂縫產(chǎn)生的措施

  a、選用干縮較小的水泥品種：普通水泥的干縮要低于礦渣水泥；

  b、合理調(diào)整混凝土的配合比：采用低水灰比，低單方水泥和低用水量，同時(shí)還宜降低砂率，盡量采用粗砂；

  c、適當(dāng)提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。在水泥用量一定的條件下，縮小水灰比可使混凝土抗拉強(qiáng)度增高大于混凝土干縮應(yīng)力的增加，有減少裂縫的趨勢(shì)。使用早強(qiáng)劑可提高混凝土的早期強(qiáng)度，但干縮也隨之加大，因此，應(yīng)以提高抗裂安全為目的，綜合考慮后采取措施。

  d、施工時(shí)應(yīng)掌握正確的振搗方法，確?；炷恋拿軐?shí)，同時(shí)以要避免過振搗。加強(qiáng)濕水養(yǎng)護(hù)，確保養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，盡量延遲干縮的發(fā)生。

  e、采用合理的設(shè)計(jì)構(gòu)造措施：合理設(shè)置伸縮縫，減輕約束作用，縮小約束范圍。同時(shí)薄壁構(gòu)件的配筋采用小直徑，增加布筋密度的方式，可減少裂縫發(fā)展的趨勢(shì)。

  4、結(jié)語

  干縮變形是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的重要原因。由于混凝土的本身特性，要想完全避免干縮變形及干縮裂縫是不現(xiàn)實(shí)的，而且普通鋼筋混凝土的裂縫不一定都是質(zhì)量問題，只要裂縫的寬度符合規(guī)范規(guī)定，都屬正常情況。但我們?nèi)詰?yīng)該采取措施減少混凝土的干縮變形，限制裂縫的寬度。同時(shí)限對(duì)于環(huán)境溫度變化大的構(gòu)件如屋面板和大體積混凝土更應(yīng)重視干縮形，以免溫度收縮應(yīng)力和干縮應(yīng)力疊加過大，增大裂縫出現(xiàn)和發(fā)展的趨勢(shì)。