论混凝土结构中裂缝的成因与防治论文_李强

论混凝土结构中裂缝的成因与防治论文_李强

广东省建筑设计研究 广东广州 510000

摘要:混凝土是建筑行业中不可或缺的材料,但在使用中存在开裂的现象,不仅影响建筑整体美观,而且对结构安全有一定影响。本文通过论述混凝土裂缝的分类、成因、预防及处理措施,对裂缝处理提供一些帮助。

关键词:混凝土;裂缝;分类;处理

混凝土一直都是工业和民用建筑中不可缺少的建筑材料。它主要具有以下几个优点:

(1)原材料多种多样,不仅价格低廉,而且往往可以就地取材。

(2)可模性良好,可根据模板形状浇筑出所需要的形状,施工方便。

(3)耐火性较好,对比钢结构,混凝土结构具有较长的耐火时间。

(4)具有较高的抗压强度,能够满足设计所需的强度要求。

(5)耐久性能良好,在正常使用情况具有比较长的工程寿命。

然而混凝土结构往往由于设计考虑不全面、施工质量问题等各种原因产生裂缝。裂缝的存在不仅影响建筑物的美观,甚至会降低结构的安全性,影响建筑物的正常使用。因此,本文将就混凝土结构中常见的裂缝问题进行分析,提出防止混凝土开裂的措施,并总结工程中常用的几种裂缝处理方法,以对解决这一工程问题提供一些建议。

1、混凝土裂缝的分类及原因分析

混凝土是由水泥和砂石、骨料等组成的材料,在其硬化过程中会产生气穴和微观裂缝,气穴和小裂缝在一些因素的作用下会逐渐扩展并连通,最终形成较大的裂缝。另外,在其他一些条件作用下,混凝土结构也可能产生裂缝。

混凝土结构中的裂缝多种多样,裂缝产生的原因,对结构的使用性能和承载能力的影响也不一致,大致可以将其分为结构问题引发的裂缝和非结构问题引发的裂缝。

1.1 结构问题引起裂缝

混凝土结构在受力时,当其承载能力不足,材料应力超过其限制,混凝土将开裂。此类裂缝大致由以下几类原因造成:

(一)设计考虑不当

a.设计者在结构计算过程中,漏算荷载或未考虑到施工时的荷载,未能按最不利荷载组合计算,在选用计算简图时与实际受力不符。

b.选用构件刚度不足,例如剪力墙结构,核心筒周边的楼板过薄而刚度不足,造成其在水平荷载作用下开裂。当水电管线需预埋于楼板之中时,楼板中间混凝土被掏空,往往也会出现裂缝问题。

c.构造措施不到位,在楼板开洞周围及阳角处未采取任何补强措施,造成局部区域应力过大,产生裂缝;当保护层厚度取值过薄时,混凝土内部与钢筋粘结滑移而产生的裂缝会外伸发展至构件表面。

(二)施工原因引起的裂缝

a.材料问题,当使用质地较差骨料,选择水泥等级过高时,混凝土在成型过程中便会产生裂缝,另外配合比不当,也极易造成混凝土开裂。

b.施工超载或拆模过快造成,施工期间在楼层堆放大量建材及工具,造成混凝土超载使用;为了加快施工进度,在下部混凝土还未达到拆模要求就将模板拆除用于上部楼层施工,均会造成混凝土开裂。

(三)沉降裂缝

沉降裂缝是因为建筑物上部荷载分布不均匀,以及地基土松软未经任何处理或受到破坏,造成地基的沉陷,结构墙体受拉而使混凝土开裂。

1.2 非结构问题引起的裂缝

此类裂缝是因混凝土自身应力或构件正常变形引起,如温度裂缝、收缩裂缝等。非结构裂缝的发展也会影响到结构承载力,必要时需采取修补措施。

(一)混凝土的收缩裂缝

混凝土在硬化过程中因收缩受到约束,产生过大约束应力而开裂,此类裂缝常见于应力集中的部位,且裂缝发展方向一般与收缩方向相垂直。

(二)温度裂缝

温度裂缝是因混凝土内部与外界的温差较大,产生得温度拉应力超过混凝土的限值时即形成裂缝。这类裂缝通常是杂乱无章的呈现,对混凝土抗疲劳和抗渗漏都有影响。

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(三)钢筋锈蚀引起的纵向裂缝

当结构所处环境不利或保护层过薄时,混凝土内部的钢筋被氧化,氧化后产生的锈蚀物质胀裂混凝土,当裂缝扩大后,钢筋锈蚀加速,最后可能出现混凝土保护层直接脱落。此类裂缝对结构的耐久性和安全性危害极大。

2、混凝土裂缝的预防措施

2.1针对结构问题引起的裂缝

(一)在结构设计阶段,设计者应验证结构计算简图与实际情况的一致性,对于荷载取值,一方面需要考虑施工过程中的临时荷载,另一方面,荷载的取值应全面得当。

(二)资料表明,受拉钢筋应力、钢筋直径、构件配筋率、混凝土保护层厚度、钢筋的表面形状、构件的受力性质等都会影响裂缝的宽度。因此,设计者可多采取有利于减小裂缝宽度的因素,如使用较小直径的钢筋,适当增大构件配筋率等。

(三)对于沉降裂缝关键在于提高地基的稳定性,必要时可对地基进行夯实加固。当建筑物体型较复杂,立面高差过大或长度较长时,可以采用沉降缝的形式,将其划分为若干个平面形状规则的小结构。同时结构布置应尽量使基础受力较均匀,避免过大偏心引起的不均匀沉降。

(四)施工原因产生的裂缝主要通过加强施工管理来避免。原材料的选择、配比将直接影响混凝土的质量,同时做到科学合理的进行混凝土的搅拌及材料的添加。

2.2针对非结构性裂缝

(一)对于收缩裂缝以及温度裂缝,主要在于提高混凝土质量,改善原材料配合比,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低混凝土浇筑时的温度,同时适当延长混凝土的养护时间,增配构造钢筋。

(二)针对耐久性方面的裂缝,主要预防措施为保证钢筋保护层的厚度,混凝土浇筑时振捣密实,保证混凝土的密实性良好,必要时可在钢筋表层刷涂防腐涂料,延缓钢筋锈蚀。

3、混凝土裂缝的处理方法

裂缝一旦出现,必将带来各种问题。通过以上分析,可根据各类裂缝的产生原因,采取有效的措施进行治理。以下主要总结几种工程中常见的裂缝处理方式。

3.1裂缝表面修补方法

当裂缝较小时,可通过在构件表面涂抹环氧胶泥、水泥砂浆或油漆等防腐材料,防止裂缝的发展,起到修补裂缝的目的。

3.2灌浆封堵法

灌浆法适用于裂缝对结构承载能力影响较小或者出现渗漏时的情况。具体方法为采用压力机将化学材料或者水泥材料压入裂缝从而起到补缝作用。灌浆材料的选择可根据裂缝的宽度、性质来确定,水泥灌浆适用于裂缝的宽度较大时,而化学灌浆的方法通常适用于较大的温度收缩裂缝。

3.3结构加固法

当裂缝对结构承载性能影响较大时,应考虑采取措施对结构进行加固处理。通过利用黏贴钢板或碳纤维材料、加大混凝土截面等方式恢复结构的受力能力,以此抑制裂缝发展,恢复结构的整体性。

3.4混凝土置换法

当钢筋锈蚀导致混凝土退出工作时,可采用混凝土置换法。原理为将损坏的混凝土刨除,再将换新的混凝土或其他材料填入,常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

4、总结

钢筋混凝土结构中裂缝的出现往往不可避免,本文对裂缝的产生原因和分类进行论述,同时对于如何采取有效的技术措施来控制裂缝,处理裂缝提出了总结,具有一定的工程指导意义。

参考文献:

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论文作者:李强

论文发表刊物:《基层建设》2017年4期

论文发表时间:2017/5/22

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