所屬欄目:建筑設計論文 發布日期: 熱度:
摘要:混凝土結構出現裂縫的現象較為普遍,許多鋼筋混凝土結構的破壞都是從裂縫開始的,因此,應高度重視裂縫的成因、預防和處理方法,尤其要避免和控制有害貫穿性裂縫的出現,以確保建筑物的安全性、適用性和耐久性,最大程度地保證人民的生命財產安全。
關鍵詞:混凝土裂縫,裂縫成因,防治措施
1 混凝土裂縫產生的主要原因
1.1 人為因素
、僭O計不當產生的裂縫。為追求建筑物的外觀樣式,建筑物表面存在過多凹凸角,凹角處的應力集中引起裂縫,建筑物超長導致伸縮裂縫。此外,因設計的承重板件厚度太小,剛度減弱,板中受拉鋼筋和受壓混凝土應力增大,致使板件出現穿透性裂縫。
②混凝土配合比設計不當產生的裂縫;炷僚浜媳仍O計不當將直接影響混凝土的抗拉強度,造成混凝土開裂。配合比不當指水泥用量過大、水灰比大、含砂率不適當、骨料種類不佳、選用外加劑不當等。
、刍炷琉B護條件不好產生的裂縫。混凝土養護是使混凝土正常硬化的重要措施,養護條件的好壞對裂縫的出現有直接影響。
④混凝土材料使用不當產生的裂縫。如使用收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及低標號水泥或水灰比高均易產生裂縫。
⑤施工方法不規范導致混凝土產生裂縫;炷翝仓┕ぶ,振搗不均勻、漏振、過振均會造成混凝土離析、密實度差,降低結構的整體強度;炷羶炔繗馀莶荒芡耆懦龝r,鋼筋表面的氣泡則會降低混凝土與鋼筋的粘結力。鋼筋若受到過多振動,則水泥漿會在鋼筋周圍密集,將大幅度降低粘結力。
1.2 客觀原因
①溫度應力引起裂縫。目前溫度裂縫產生主要原因是由溫差造成的。
、谑湛s引起裂縫。收縮有很多種,包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等。混凝土在硬化過程中,由于水分蒸發、體積逐漸縮小,近而產生收縮。根據力學分析,板的四周由于受到支座的約束,不能自由伸展,當混凝土收縮所引起板的約束應力超過一定限度時,必然引起板的開裂,壓應力相對集中的位置通常是開裂的部位。
、塾捎谒喙I的發展,廠家往往磨細水泥熟料以提高水泥強度,從而導致水泥表面積大大增加,體積穩定性越來越差。另外,隨著商品混凝土的廣泛使用,廠家骨料質量明顯下降,而且泵送劑容易導致混凝土早期塑性收縮裂縫和后期收縮裂縫。
、芎奢d引起的裂縫。鋼筋混凝土結構在荷載作用下,因變形而產生的裂縫,根據構件的種類、受力性質和受力大小,有不同的變形形狀和裂縫規律。
2 混凝土裂縫的預防措施
2.1控制砼溫升
2.1.1選用水化熱低的水泥。水化熱是水泥熟料水化所放出的熱量,為減少混凝土升溫,可以在滿足設計強度要求的前提下,減少水泥用量,盡量選用中低熱水泥。一般工程可選用礦渣水泥或粉煤灰水泥。
2.1.2利用砼的后期強度。試驗數據表明,每立方米砼的水泥用量每增減10公斤,砼溫度相應升降1℃。因此根據實際情況,對結構的強度和剛度進行復算并取得設計和質檢部門的認可后,可用f45、f60或f90替代f28作為砼設計強度,這樣每立方米砼的水泥用量會減少40~70千克,相應的水化熱溫升也減少4℃~7℃。
利用砼后期強度主要是從配合比入手,通過試驗驗證28天后砼強度能否繼續增長,并在預計的時間內達到或超過設計強度。
2.1.3摻入減水劑和微膨脹劑。摻加一定數量的減水劑或緩凝劑,可以減少水泥用量,改善和易性,推遲水化熱的峰值期。而摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥,也可減少砼的溫度應力。
2.1.4摻入粉煤灰外摻劑。在砼中加入少量的磨細粉煤灰取代部分水泥,不但可以降低水化熱,還能改善砼的和易性。
2.1.5骨料的選用。連續級配粗骨料配制的砼具有較好的和易性,較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強度。另外砂、石含泥量要嚴格控制,砂的含泥量小于2%,石的含泥量小于1%。
2.1.6降低砼的出機溫度和澆筑溫度。首先要降低砼拌合溫度。降低砼出機溫度的最有效辦法是降低石子溫度,在氣溫較高時,要避免太陽直接射骨料,必要時向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗。另外,裝卸、運輸、澆筑等工序都對溫度產生影響,因此,在炎熱的夏季應盡量減少出料到入模的時間。
2.2采用保溫或保濕養護,延緩砼降溫速度
為減少砼澆筑后所產生的內外溫差,夏季應采用保濕養護,冬季應保溫養護。大體積砼結構終凝后,其表面蓄存一定深度的水,具有一定的隔熱保溫效果,縮小砼內外溫差,從而控制裂縫的開展。而基礎工程大體積砼結構拆模后,宜盡快回填土,避免氣溫驟變,亦可延緩降溫速率,避免產生裂縫。
2.3改善施工工藝,提高砼抗裂能力
2.3.1采用分層分段法澆筑砼,有利于砼消化熱的散失,減小內外溫差。
2.3.2改善配筋,避免應力集中,增強抵抗溫度應力的能力?锥粗車⒆償嗝孓D角部位、轉角處都會產生應力集中。為此,在孔洞四周增配斜向鋼筋、鋼筋網片,在變截面作局部處理使截面逐漸過渡,同時增配抗裂鋼筋都能防止裂縫的產生。值得注意的是,配筋要盡可能應用小直徑和小間距,按全截面對稱配置。
2.3.3設置后澆帶。對于平面尺寸過大的大體積砼應設置后澆帶,以減少外約束力和溫度應力;同時也有利于散熱,降低砼的內部溫度。
2.3.4做好溫度監測工作,及時反映溫差,隨時指導養護,控制砼內外溫差不超過25攝氏度。
3 裂縫的修補措施
國內外修補裂縫的方法很多,歸納起來主要有以下三大類:
(1)開槽法修補裂縫
該法適合于修補裂縫寬度大于0.5mm,材料的配合比為:環氧樹脂:聚硫橡膠:水泥:砂=10:3:12.5:28的混凝土。首先用人工將曬干過篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻,然后將環氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻,摻入已拌好的砂、水泥當中,再用人工繼續攪拌,最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度(約0.4斤丙酮就可以了),及時將已拌好的改性環氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內進行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內,一組砂漿的整個施工過程需要30分鐘左右。嵌入后的砂漿養護即砂漿嵌入縫槽內處理好后兩小時以內及時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環氧樹脂砂漿進行覆蓋,待完全初凝后,開始用水養護。
(2)低壓注漿法修補裂縫
低壓注漿法適用于寬度為0.2~0.3mm的裂縫修補。修補工序如下:裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。
當裂縫數量較多時,先要在裂縫位置上貼醫用白膠布,再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫,使裂縫封閉,大約10分鐘后,揭去膠布條,露出小縫,粘貼注漿嘴用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口,必須反復用漿補上,以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行,若氣溫高的話,半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液,插入注漿嘴,用手推動補縫器活塞,使漿液通過注漿嘴壓入裂縫,當相鄰的嘴中流出漿液時,就可拔出補縫器,堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿,水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿,在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。
(3)表面覆蓋法修補裂縫
這是一種在微細裂縫(一般寬度小于0.2mm)的表面上涂膜,以達到修補混凝土微細裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法,這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部,對延伸裂縫難以追蹤其變化。
表面覆蓋法所用材料視修補目的及建筑物所處環境不同而異,通常采用彈性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘貼)等。施工時,首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛,清除表面附著物,用水沖洗干凈后充分干燥,然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔,再用修補材料涂覆表面。
4 結語
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕和混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,保證建筑物和構件安全、穩定地工作。
參考文獻:
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文章標題:淺述混凝土裂縫產生的原因和防治措施
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