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浅谈钢筋混凝土结构裂缝的成因与处理方法
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论文关键词:钢筋混凝土结构裂缝成因方法
论文摘要:在钢筋混凝土结构的建设和使用过程中,出现裂缝而影响工程质量屡见不鲜。本文分析混凝土结构件产生裂缝的原因,并进一步提出了裂缝防治措施。
随着我国国民经济的高速发展,钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。但多年来,钢筋混凝土结构的裂缝一直是施工中最为常见和难以克服的弊病,在某些情况下,裂缝会导致非常严重的后果,因此研究钢筋混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会和经济意义。
1.钢筋混凝土结构裂缝的危害
1.1对结构强度的危害
结构物裂缝发生后,其本身的刚性、剪力强拉力强度、抗弯强度会降低,裂缝严重时可能会使构材掉落而造成危害。
1.2对耐久性能的危害
裂缝对耐久性的影响,最主要的是加速混凝土中性化,使钢筋腐蚀速度变快,并因漏水、渗水,造成发霉、渗斑而使得保护层剥落,而缩短结构物的使用年限。
1.3对气密性能的危害
裂缝对于气密性能的破坏,主要是针对需要高气密性能的结构物而言的,如医院、核电厂,或一些疫苗培植性能的结构物。一旦发生裂缝,就会造成气密性降低,造成辐射线或疫苗菌类外泄,影响到人们的安全。
2.钢筋混凝土结构裂缝的类型及成因
2.1温度裂缝
内约束裂缝
由于混凝土内外温差过大而引起的。例如,混凝土养护期间受寒流侵袭,使混凝土表面急剧降温超过7一10O°C就有可能引起混凝土表面裂缝,但其裂缝深度一般只有30mm左右,表层以下仍保持结构完整性。
2.2沉陷裂缝
裂缝多为深进或贯穿性的,其位置与沉陷方向一致。较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度与沉降值成正比。裂缝产生的原因是结构构件落在未经处理的回填土或松软地基上。混凝土浇灌后,因地基侵水引起不均匀沉降而导致裂缝。特别是平卧生产的钢筋混凝土构件(如薄腹梁),由于侧向刚度差,配筋少,最易引起弦、腹杆或梁的侧面产生裂缝。另外因模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动以及过早拆模,也常导致此类沉降裂缝出现。
2.3由材料所引起的裂缝
碱骨料反应是指混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救。另外,由材料质量原因引起的裂缝较常见的是水泥,粗细骨料质量不好,这种情况造成的后果是结构承载能力降低,刚度很差,空气稳定性很弱,隐患容易恶化等。
2.4其它施工裂缝
(l)滑模施工、构件制作脱模、运输、堆放、吊装中,有时会产生各种裂缝;(2)后张预应力构件和预制空心板抽芯过早或过晚,会使混凝土塌落或拉裂;(3)构件吊装时吊点不正确;(4)构件堆放时支撑垫木不在同一直线上,或悬挑过长,构件运输时剧烈震动和冲击; (8)地面施工中,过多的抹压触动,常使表面出现龟裂。
3.混凝土结构裂缝的预防措施
3.1混凝土配料、搅拌及浇筑
(1)配合比设计应尽量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确,搅拌时间应保证;(2)浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度,不得随意留置施工缝。
3.2设计方面
(1)建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力求简单;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力;(2)正确设置沉降缝、变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理;(3)砖混结构底层窗台下应采用加筋砌体,洞口较宽的窗台下宜设置钢筋混凝土梁,以防止窗台因地基沉降产生竖向裂缝;构件配筋要合理,间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处,宜加设抗剪钢筋。 3.3材料方面
(1)水泥:根据工程条件不同尽量选用水化热较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥;(2)骨料应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料;(3)外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外加剂,超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂,以改善混凝土工作性能,降低水泥用量和用水量,减少收缩。
3.4施工方面
(1)加强地基的检查与验收,复杂地基,应做补充勘探。异常地基处理必须谨慎,尽可能使其处理后的承载力与本工程正常地基承载力相同或相近;(2)合理设置后浇带,较长的墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处,均应设置后浇带。具体要求可由设计单位确定;(3)加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间,当柱、墙等构件浇水养护有困难或不能保证其表面湿润时,应采用覆盖保温材料等做法,以减少混凝土的收缩变形;(4)大体积混凝土施工,应做好温度测控工作,采取有效的降温措施,保证构件内外温差不超过规定(25℃);(5)钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度准确,钢筋表面应洁净,钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。
4.混凝土裂缝的处理
针对已发生的裂缝,比较常用和成熟的施工方法有以下四种:
4.1表面处理法
表面处理法是对混凝土构件表面较浅的裂缝用水泥砂浆或环氧树脂表面涂刷处理。这些表面裂缝一般都很细很浅,裂缝深度尚未达到钢筋表面,一般用高标号的砂浆进行表面涂抹即可。如果表面裂缝贯通底部,出现漏水的情况,可通过在构件表面贴补防水片等方法来解决。
4.2填充密实法
填充密实法是对中等宽度裂缝的处理,将裂缝处凿成凹槽再填充相应材料修补。当裂缝宽度小于0.3mm时,可采用专用的混凝土封堵材料来填充裂缝。
4.3压力灌浆法
压力灌浆法又称注浆法,它不仅修补面层而且能通过压力将注射用胶注到混凝土的内部裂缝处,对裂缝进行粘结封闭和补强加固,此种方法处理效果好,应用范围广。
4.4结构补强法
因外部因素造成的较大裂缝,严重影响使用,如不及时采取措施,会危及整个建筑物的安全。例如外荷载超出设计的承载力、地震、爆炸、火灾等因素引起的裂缝,或由于钢筋锈蚀造成的构件承载力不足等原因引起的裂缝,通常采取结构补强法。
综上可以看出混凝土结构裂缝产生原因繁多,但实践证明采取上述措施能有效预防钢筋混凝土结构裂缝,能取得较好的社会效益和经济效益,期望本文能为建筑业同行提供有益的借鉴。
参考文献:
[1]张海峰. 浅析混凝土裂缝产生原因及预防措施[J]. 今日科苑, 2008,(04) . 来源: 《建筑中文网》.
论文摘要:在钢筋混凝土结构的建设和使用过程中,出现裂缝而影响工程质量屡见不鲜。本文分析混凝土结构件产生裂缝的原因,并进一步提出了裂缝防治措施。
随着我国国民经济的高速发展,钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。但多年来,钢筋混凝土结构的裂缝一直是施工中最为常见和难以克服的弊病,在某些情况下,裂缝会导致非常严重的后果,因此研究钢筋混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会和经济意义。
1.钢筋混凝土结构裂缝的危害
1.1对结构强度的危害
结构物裂缝发生后,其本身的刚性、剪力强拉力强度、抗弯强度会降低,裂缝严重时可能会使构材掉落而造成危害。
1.2对耐久性能的危害
裂缝对耐久性的影响,最主要的是加速混凝土中性化,使钢筋腐蚀速度变快,并因漏水、渗水,造成发霉、渗斑而使得保护层剥落,而缩短结构物的使用年限。
1.3对气密性能的危害
裂缝对于气密性能的破坏,主要是针对需要高气密性能的结构物而言的,如医院、核电厂,或一些疫苗培植性能的结构物。一旦发生裂缝,就会造成气密性降低,造成辐射线或疫苗菌类外泄,影响到人们的安全。
2.钢筋混凝土结构裂缝的类型及成因
2.1温度裂缝
内约束裂缝
由于混凝土内外温差过大而引起的。例如,混凝土养护期间受寒流侵袭,使混凝土表面急剧降温超过7一10O°C就有可能引起混凝土表面裂缝,但其裂缝深度一般只有30mm左右,表层以下仍保持结构完整性。
2.2沉陷裂缝
裂缝多为深进或贯穿性的,其位置与沉陷方向一致。较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度与沉降值成正比。裂缝产生的原因是结构构件落在未经处理的回填土或松软地基上。混凝土浇灌后,因地基侵水引起不均匀沉降而导致裂缝。特别是平卧生产的钢筋混凝土构件(如薄腹梁),由于侧向刚度差,配筋少,最易引起弦、腹杆或梁的侧面产生裂缝。另外因模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动以及过早拆模,也常导致此类沉降裂缝出现。
2.3由材料所引起的裂缝
碱骨料反应是指混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救。另外,由材料质量原因引起的裂缝较常见的是水泥,粗细骨料质量不好,这种情况造成的后果是结构承载能力降低,刚度很差,空气稳定性很弱,隐患容易恶化等。
2.4其它施工裂缝
(l)滑模施工、构件制作脱模、运输、堆放、吊装中,有时会产生各种裂缝;(2)后张预应力构件和预制空心板抽芯过早或过晚,会使混凝土塌落或拉裂;(3)构件吊装时吊点不正确;(4)构件堆放时支撑垫木不在同一直线上,或悬挑过长,构件运输时剧烈震动和冲击; (8)地面施工中,过多的抹压触动,常使表面出现龟裂。
3.混凝土结构裂缝的预防措施
3.1混凝土配料、搅拌及浇筑
(1)配合比设计应尽量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确,搅拌时间应保证;(2)浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度,不得随意留置施工缝。
3.2设计方面
(1)建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力求简单;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力;(2)正确设置沉降缝、变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理;(3)砖混结构底层窗台下应采用加筋砌体,洞口较宽的窗台下宜设置钢筋混凝土梁,以防止窗台因地基沉降产生竖向裂缝;构件配筋要合理,间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处,宜加设抗剪钢筋。 3.3材料方面
(1)水泥:根据工程条件不同尽量选用水化热较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥;(2)骨料应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料;(3)外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外加剂,超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂,以改善混凝土工作性能,降低水泥用量和用水量,减少收缩。
3.4施工方面
(1)加强地基的检查与验收,复杂地基,应做补充勘探。异常地基处理必须谨慎,尽可能使其处理后的承载力与本工程正常地基承载力相同或相近;(2)合理设置后浇带,较长的墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处,均应设置后浇带。具体要求可由设计单位确定;(3)加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间,当柱、墙等构件浇水养护有困难或不能保证其表面湿润时,应采用覆盖保温材料等做法,以减少混凝土的收缩变形;(4)大体积混凝土施工,应做好温度测控工作,采取有效的降温措施,保证构件内外温差不超过规定(25℃);(5)钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度准确,钢筋表面应洁净,钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。
4.混凝土裂缝的处理
针对已发生的裂缝,比较常用和成熟的施工方法有以下四种:
4.1表面处理法
表面处理法是对混凝土构件表面较浅的裂缝用水泥砂浆或环氧树脂表面涂刷处理。这些表面裂缝一般都很细很浅,裂缝深度尚未达到钢筋表面,一般用高标号的砂浆进行表面涂抹即可。如果表面裂缝贯通底部,出现漏水的情况,可通过在构件表面贴补防水片等方法来解决。
4.2填充密实法
填充密实法是对中等宽度裂缝的处理,将裂缝处凿成凹槽再填充相应材料修补。当裂缝宽度小于0.3mm时,可采用专用的混凝土封堵材料来填充裂缝。
4.3压力灌浆法
压力灌浆法又称注浆法,它不仅修补面层而且能通过压力将注射用胶注到混凝土的内部裂缝处,对裂缝进行粘结封闭和补强加固,此种方法处理效果好,应用范围广。
4.4结构补强法
因外部因素造成的较大裂缝,严重影响使用,如不及时采取措施,会危及整个建筑物的安全。例如外荷载超出设计的承载力、地震、爆炸、火灾等因素引起的裂缝,或由于钢筋锈蚀造成的构件承载力不足等原因引起的裂缝,通常采取结构补强法。
综上可以看出混凝土结构裂缝产生原因繁多,但实践证明采取上述措施能有效预防钢筋混凝土结构裂缝,能取得较好的社会效益和经济效益,期望本文能为建筑业同行提供有益的借鉴。
参考文献:
[1]张海峰. 浅析混凝土裂缝产生原因及预防措施[J]. 今日科苑, 2008,(04) . 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200909/14110.htm
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