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摘要:混凝土在现代工程建设中占有重要地位,然而混凝土施工过程中裂缝现象较为普遍。本文针对这种施工现象,阐述了混凝土裂缝产生的原因和裂缝的解决措施,并且提出了防止裂缝出现的办法。
关键词:混凝土裂缝;温度应力;控制
混凝士在凝结硬化过程巾就有微裂缝存在,这是因为混凝土中的水泥石和骨料在湿湿度变化条件下产生不均匀的体积变形,而它们又粘结在一起不能自由变形,于是形成相互问的约束应力,一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的黏结强度,以及水泥石自身的抗拉强度,就会产生微裂缝。
一、裂缝的内因
混凝土产生裂缝有多种原因,主要因素是混凝土的脆性和不均匀性、结构不合理、原材料不合格、模板变形、温度和湿度的变化和基础不均匀沉降等,混凝土在硬化期间水泥产生大量水化热,内部温度不断上升,在混凝土表面引起拉应力,后期在降温过程中,由于受到其它混凝土的约束,又会在其内部出现拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。
许多混凝土的内部湿度变化很小,但表面湿度可能变化较大,如养护不当、时干时湿,表面干缩变形受到内部混凝土体的约束,也往往产生裂缝。由于原材料质地不均匀、水灰比不稳定以及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块体混凝土中其抗拉强度也是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。
施工中混凝土由最高温度冷却到工程运行时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力。因此,掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
二、从设计方面分析裂缝
1.建筑设计方面原因
许多建筑物的斜屋面、露台、外墙节能保温措施不够。由于夏天室外墙体温度高于室内温度,结构外墙面在高温下发生受热膨胀,如果未采取保温措施,在纵横两外墙面的变形对楼板产生牵拉作用下,楼板被外墙向外拉伸就容易引起裂缝。同样屋面如果未设保温层,顶层楼板会因热胀冷缩而引起开裂。另外当住宅房间沿长度、宽度方向尺寸变化,由于楼板刚度不一致,会产生不相同变形,引起薄弱部位开裂,例如住宅平面超长,由于温差和材料变形,会造成墙体和楼板横向开裂。仅就长度而言,结构长度与应力呈非线性关系,如结构长度小于规范要求,结构内力影响很小。
2.结构设计方面原因
近代国际上结构的设计原则是,整个建筑结构的功能必须满足两种状态的要求:承载力极限状态,以保证结构不产生破坏,不失去平衡,不产生破坏时过大变形,不失去稳定;正常使用极限状态,以确保结构不产生超过正常使用状态的变形、裂缝及耐久性、振动及其它影响使用的极限状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前设计人大多对第一极限状态已给于足够重视并严格执行,而对第二种极限状态却经常被忽视。
从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析,受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形。即使是考虑板端嵌固端节点产生弯矩,也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力。在楼板受力体系分析时,对于现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形,缺乏考虑,以致只按单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅设置分离式负弯矩钢筋。
三、裂缝的修补方法
混凝土裂缝修补的方法有很多,如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。
低压注浆法适用于宽度为0.2-0.3 mm的混凝土裂缝修补。修补工序为:裂缝清理-粘贴注浆咀和封闭裂缝-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面。当裂缝数量较多时,先在预计要贴的裂缝位置贴上医用白胶布,再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷,使裂缝封闭,大约10 min后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆咀用键包严,固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆时漏浆。注浆操作一般在粘咀的第二天进行,若气温高的话半天就可注浆,操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆咀,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆咀压入裂缝,当相邻的咀中流出浆液时,就可以拔出补缝器,堵上铝铆钉,一般由上往下注浆。水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆咀再次补浆。涂膜封闭法适用于宽度小于0.2 mm的微细裂缝的修补,也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理,以及防止混凝土保护层的碳化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为:清扫-刮腻子-涂刷底层涂料-涂刷主层涂料-涂罩面层。
四、预防混凝土裂缝的建议
虽然现在混凝土裂缝修补的方法越来越多,效果也越来越好,但与其事后补过还不如事前做好预防工作。
1.设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土施工养护的基本要求,确定外加剂的品种和掺量,确保混凝土收缩与膨胀相抵消。
2.混凝土配合比控制要求严格,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式。
3.混凝土振捣要密实,拆模后须挂草帘或麻布浇水养护,保持湿润状态2d。
4.施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振.在第一次振捣后要进行第二次振捣。
5.配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥,如矿渣水泥。此外,可掺加膨胀剂,同时采用塑料薄膜和草袋覆盖,以确保混凝土内外温差小于25℃。
结束语
钢筋混凝土工程在施工和使用过程中都会产生不同性质的裂缝,且裂缝出现的类型特征较多.产生裂缝的原因也是情况各异,有些对结构影响不大,有些则严萤影响使用,因而对现已投用建筑物进行鉴定时,必须找出形成裂缝的原因,测量裂缝的形状大小,找出裂缝变化的形态,分析辨别对结掏的影响程度,然后采取不同的处理措施以保证结构的安全,延长其使用寿命。
参考文献:
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论文作者:王舜尧,张琳
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第34期
论文发表时间:2017/2/23
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 应力论文; 楼板论文; 注浆论文; 结构论文; 状态论文; 《北方建筑》2016年12月第34期论文;