3、因混凝土出现裂缝而造成的质量事故
混凝土裂缝主要分为三类:一类是由荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝,一类是由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝。另一类是由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)引起的裂缝。这里仅就混凝土工程变形引起的裂缝进行一些探讨。
3.1.引起变形裂缝的主要原因
(1)温度变化。混凝土由于温度变化发生体积变形,膨胀或收缩,这是材料固有的物理特性。当这种体积变化受到约束时就会产生内应力,这种应力如果超过了混凝土的抗拉强度,就会引起开裂。
例如大体积混凝土浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面与内部温差很大,如果其内部与表面温差超过25℃时,就会产生裂缝;有的体积较大或者较长的混凝土结构,在施工后几天或几十天中出现大量裂缝;有的结构在屋面四角出现斜裂缝。这些都是因为温度变化引起的裂缝。
(2)收缩裂缝。混凝土的收缩分为自身收缩,即水泥水化作用引起的体积收缩与外界湿度无关;塑性收缩,即在初凝结过程中发生化学的收缩;炭化收缩,即二氧化碳与水泥水化物发生化学反应引起的收缩、干缩;湿度收缩,即混凝土中多余水分蒸发,随着温度降低体积减少而发生的收缩,其收缩量占整个收缩量的绝大部分。收缩使混凝土的体积变小,在其内部也会产生内应力,当这种应力超过了混凝土的抗拉强度时,也会引起混凝土裂缝。
例如,有的混凝土结构体积并不大,但混凝土终凝后,表面却出现了大量不规则裂缝,有的楼板拆模后,发现板和梁交界处出现水平裂缝,有的较长结构,在冬季忽然降温或夏季突然降暴雨后,这些大多是由于收缩引起的裂缝。
(3)不均匀沉降。如果结构物的基础不牢固,发生了不均匀沉降,导致结构变形,也会在其内部引起拉应力而造成混凝土结构开裂。这种情况在日常工作中也会时有发生。
(4)化学反应也会引起混凝土开裂。例如碱骨料反应将引起混凝土体积膨胀而产生裂缝。氯离子的浸蚀引起钢筋锈蚀也会造成混凝土开裂。
3.2.施工上的防治措施
(1)必须控制好原材料的质量,特别是砂石的含量,对混凝土的抗拉强度及收缩变形影响很大。
(2)对大体积混凝土,尽可能在保证强度的前提下减少水泥的用量,可以用优质粉煤灰、磨细矿渣、浮石粉等材料,取代一部分水泥,这既可降低成本,又能够降低水化热减少混凝土收缩,对防止裂缝是很有利的。
(3)严格控制混凝土的水灰比。混凝土的水灰比越大,其体积收缩也就越大,特别是在混凝土成型的头一、二天里,水灰比过大的混凝土,将出现大量的不规则裂缝。最好的混凝土初凝前,用砂板再进行一次搓压,防止混凝土早期的收缩裂缝。
(4)加强养护,使混凝土表面保持湿润状态,不断补充蒸发的水分。这样既可以防止混凝土的干缩裂缝,又可以加速混凝土的水化,提高混凝土的抗拉强度。
(5)对大体积混凝土加强保温养护,是减少温度裂缝的最有效措施。大体积混凝土的保温养护,最常用的是采用草袋同塑料薄膜联合使用,用草袋进行保温,用塑料薄膜保湿,保温层的拆除应根据测温情况而定,要确认内外温度差低于25℃时方能拆除,同时应分层逐步拆除,应尽量避免因为降温速度过快而引起混凝土开裂。
(6)对重要的混凝土工程应该控制水泥、外加剂及掺和料的含碱量,同时,对其骨料应进行碱活性测定,从而从根本上避免碱骨料反应的发生。
保证工程质量,既是一个技术问题,又是一个管理问题,我们必须以规范、规程为标准,严格操作、科学管理,用认真的态度控制好每一个环节,只有这样,才能够真正做到“百年大计,质量第一”。