混凝土是盖房子的重要材料。混凝土的性能直接影响房子的质量。房子的安全性很重要。房子的使用寿命很重要。房子的造价也很重要。研究混凝土的性能很有意义。
我们经常看到混凝土裂缝。裂缝影响美观。裂缝影响结构安全。雨水会沿着裂缝流进去。钢筋会接触到雨水。钢筋容易生锈。钢筋生锈后会膨胀。膨胀的力会让混凝土裂缝更大。这是一个坏循环。裂缝需要控制。
控制裂缝需要知道裂缝怎么来的。混凝土由水泥、沙子、石子和水拌和而成。水泥和水发生化学反应。这个反应叫水化。水化过程会放出热量。混凝土内部温度会升高。大体积混凝土内部温度很高。混凝土外部散热快。内部和外部温差大。热胀冷缩的原理大家都知道。内部膨胀多,外部膨胀少。内部受到外部拉扯。混凝土内部会产生应力。应力超过混凝土的抗拉强度。混凝土就会开裂。这是温度裂缝。
混凝土会变干。水分蒸发会带走热量。混凝土表面温度降低。表面收缩得快。内部收缩得慢。表面受到内部拉扯。表面也会产生裂缝。这是收缩裂缝。
房子有地基。地基可能不均匀下沉。地基下沉时,梁和板会被扭曲。混凝土承受弯曲的力。这种力也容易引起裂缝。这是沉降裂缝。
房子造好后要使用。楼上要放家具。人要走动。车辆可能在附近经过。这些都会给房子增加重量。这个重量叫荷载。荷载超过设计值。混凝土也可能开裂。这是荷载裂缝。
知道了原因,就可以想办法。降低混凝土内部温度是一个办法。选择低热水泥。减少水泥用量。掺加粉煤灰。粉煤灰是发电厂产生的废料。粉煤灰可以代替一部分水泥。粉煤灰的水化热低。这样可以减少总热量。
搅拌混凝土时可以用冷水。冷水能降低混凝土出机的温度。夏天施工时,可以给石子洒水降温。覆盖搅拌车,避免太阳直射。这些措施都有用。
浇筑混凝土时要分层。一层一层浇筑。每层不要太厚。让热量有时间散发。在混凝土内部埋设水管。通冷水进去循环。把内部的热量带出来。这个方法效果很好。大坝施工经常用。
控制混凝土的收缩。不要用太细的沙子。沙子的含泥量要少。石子要干净。拌和用水要干净。水灰比很重要。水加多了,混凝土强度变低。收缩也会变大。严格控制用水量。使用减水剂。减水剂让混凝土变流动。但不增加用水量。这样水灰比就小了。
混凝土浇筑后要养护。养护就是保持混凝土湿润。覆盖草袋。覆盖塑料薄膜。定期洒水。养护时间要足够。养护七天以上。养护得好,表面水分蒸发慢。内外收缩比较一致。裂缝就少。
设计房子时要考虑沉降。地质勘探要做仔细。知道地下土层的情况。地基要做得牢固。打桩是一种方法。桩打到坚硬的土层。房子建在桩上。这样不容易下沉。设置沉降缝。把房子分成几段。每段可以独立沉降。避免扭曲开裂。
合理配筋能抵抗裂缝。钢筋像混凝土的骨头。钢筋抗拉能力强。在混凝土容易开裂的地方多放钢筋。比如楼板的角部。比如大梁的底部。钢筋能拉住混凝土。裂缝就不容易张开。使用细一点的钢筋。钢筋排得密一点。这样控制裂缝的效果更好。
现在有很多新材料。纤维混凝土是一种。在混凝土里掺入短纤维。钢纤维、塑料纤维都可以。纤维像无数个小钩子。把混凝土牢牢钩在一起。混凝土抗裂能力大大提高。膨胀剂是另一种材料。膨胀剂让混凝土在硬化时微微膨胀。抵消掉一部分收缩。这样裂缝也减少了。
施工管理很重要。工人要培训。他们要知道裂缝的危害。严格按照配合比拌料。不能随便加水。浇筑要均匀。振捣要密实。振捣不够,混凝土里面有空洞。振捣太多,石子会下沉。这些都会导致质量问题。模板要牢固。模板跑模,构件尺寸就不对。拆模板不能太早。混凝土强度不够就去拆。构件容易受伤。
裂缝出现后要处理。小的裂缝可以灌浆。把水泥浆压进去。把裂缝堵住。防止钢筋生锈。大的裂缝需要专门评估。可能需要加固。粘钢板是一种方法。在混凝土表面粘贴钢板。增加构件的强度。碳纤维布也可以。它很轻,强度很高。
研究混凝土裂缝是一个长期工作。材料在进步。施工技术在进步。设计方法在进步。我们要不断学习。把房子盖得更安全。盖得更耐用。这是我们的责任。