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            為什么地下室外墻容易出現裂縫?

            • 2023-05-26
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            地下室外墻是一種特殊的混凝土結構,所澆筑的混凝土既可能受到失水引起的干燥收縮也可能受到溫度影響產生應力,兩者應力均可能成為產生裂縫的根源。地下室墻結構在施工時,環境溫度和混凝土材料的收縮徐變等因素可能會使結構產生裂縫,影響混凝土裂縫的主要因素主要有外部因素和內部因素。外部因素主要有:內外環境、施工工藝、施工順序、養護、荷載等;內部因素則是主要是選用材料的特性;炷了磻鸬氖湛s是引起混凝土墻體開裂原因之一,混凝土收縮時應變超過混凝土最大軸心受拉應變的3~5倍,一般可達(300~500)×10-6,泵送混凝土的收縮變形則為普通混凝土的1.3~2倍。早期,混凝土澆筑后一個月內,產生15%~25%的收縮;澆筑后90~180天,完成40%~80%的收縮變形;大約500~700天后,混凝土的收縮變形逐漸趨于穩定。
            (1)自收縮階段
            由水泥水化引起的收縮稱之為自收縮,自收縮主要與混凝土水灰比相關;炷恋淖钥s變形量一般在(35~100)×10-6范圍。線膨脹系數為10-5/℃的混凝土,則相當于3.5~10℃的溫度荷載,所以影響還是較大的。
            (2)塑性收縮階段
            混凝土澆筑后4~15小時左右,混凝土中化學反應劇烈,混凝土表面水蒸發迅速,產生沁水現象,使得混凝土收縮。此時骨料和膠合料之間產生毛細管負壓力,也產生不均勻的沉縮變形,稱之為塑性收縮,塑性收縮多會導致混凝土表面出現龜裂。對于超長混凝土結構,應注意混凝土在澆筑后15個小時內的養護,比如初凝前再對混凝土表面碾實壓平。
            (3)溫度收縮階段(冷縮階段)
            在經過前兩個階段后,混凝土的溫度開始下降產生冷縮。眾所周知,水泥石中多為膠凝體和水,膠凝體和水在混凝土在凝固初期水化反應劇烈,使得溫度急劇升高,混凝土產生熱膨脹。再隨著時間的推移,混凝土內部水化反應減弱,產生的熱量小于散發的熱量,混凝土構件開始逐漸冷卻,在結構上產生收縮。
            驟降溫差分為兩類:一類是建筑物在降雨、降雪或冷空氣作用下,與外界空氣接觸的建筑物外表面迅速降溫,從而在建筑物中形成內高外低的溫度場;另一類是日落氣溫降低后,建筑物外表面溫度降低,形成的內高外低的溫度場。驟降溫差會因為建筑內、外構件間溫度差,產生溫度變形,而引起結構的內力。
            (4)干縮階段(失水階段)
            喪失水分后的混凝土常常會引起干縮。研究表明,混凝土中只有大約20%的水分參與水化反應,而其余的水分會因為溫度、環境等因素蒸發、散失掉。在混凝土硬化過程中,一部分水以細小的毛細管氣泡形式存在于混凝土內部,毛細管氣泡中的毛細水揮發就會引起干縮。干縮在混凝土收縮中影響很大,是引起結構開裂的主要因素之一。設計超長混凝土結構時應考慮干縮產生的變形。
            (一)設計方面的原因及對策
            原因
            (1)外墻的混凝土設計強度等級較高,一般大于C30,水泥用量偏高,水化熱大,可以引起30℃左右的溫升。其拆模后墻體內側(室內)溫、濕度均高于外側,墻體內外溫、濕度差很大,有時大于20℃,收縮差大,容易開裂。
            (2)墻體水平抗裂筋設置在主筋內側,而且地下室處于潮濕環境,水平筋距離過大,削弱了混凝土的抗裂能力,使混凝土抗裂性能下降。
            對策
            (1)滿足工程安全的情況下,盡量降低墻體混凝土設計強度,或采用60d或90d強度進行驗收,如混凝土外墻強度等級不小于C30,且不宜大于C40;
            (2)墻體的水平筋設置在主筋外側,水平筋宜采用細而密鋼筋,控制墻體結構配筋率不宜小于0.2%;
            (3)當墻體高度大于3m時,墻體高度的水平中線上下共500mm高范圍內,應控制水平筋的距離,一般水平筋的間距不宜大于100mm;
            (4)在墻與柱、墻與墻的連接部位,由于該部位處于結構變形區域,容易造成應力不均,應注意設置直徑為8~10mm的水平附加筋,且深入墻體不宜小于1500mm。
            (二)混凝土生產方面的原因及對策
            原因
            (1)配制混凝土所用額砂、石骨料級配差,含泥量大,且砂細度模數較小,造成混凝土收縮大;
            (2)為迎合施工單位的要求,混凝土拌合物坍落度偏大,用水量大,膠凝材料用量大造成漿體用量大,砂率偏大等,均會增加混凝土收縮,降低混凝土抗裂性。
            對策
            (1)混凝土生產過程中,盡量使用級配良好、含泥量低的骨料、細度模數大于2.6的中砂;
            (2)在滿足施工要求的情況下,盡量降低坍落度的混凝土拌合物;
            (3)必要時可以采用60d或90d強度進行驗收,降低水泥用量,降低水化熱,減少溫度應力,控制溫度裂縫的產生;
            (4)墻體每30~40m應設置后澆帶或加強帶,帶內加膨脹劑或抗裂減水劑,控制混凝土14d水中限制膨脹率≥3.0×10-4。
            (三)施工方面的原因
            原  因
            (1)在施工實踐中,經常見到地下室外墻拆模較早,養護不足或者不養護,造成墻體外部受風吹,日曬,墻體內外濕度差大,導致收縮大;
            (2)混凝土保濕養護時間短,干燥收縮增加;
            (3)在深秋初冬、初春的晝夜溫差大的季節施工,拆模后應防止墻體內外溫差大,導致出現溫差裂縫。遇到氣溫驟降的天氣,應注意采取保溫措施,并延長拆模時間。
            對  策
            (1)地下室外墻應根據實際情況,在24h后松開拉螺栓,延長拆模時間,注意對墻體結構的保溫、保濕;
            (2)拆模后立即采取養護措施,防止水分蒸發,豎向結構養護難度大,應加強養護;
            (3)加強保溫措施,減小內外溫差;
            (4)拆模后,應及時回填,有利于混凝土保濕、保溫養護。
            作者: 砼話  
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