混凝土工程裂缝的研究论文_赵敏然1,陈丽2

混凝土工程裂缝的研究论文_赵敏然1,陈丽2

1辽宁北票市房产管理处; 2辽宁省建平县市政管理处

一、混凝土裂缝的类型及成因

造成混凝土裂缝的原因是多方面的,一般而言,可分为混凝土自身原因和外部原因两大类。

(一)混凝土因自身特性产生裂缝

1、收缩裂缝 收缩裂缝顾名思义其产生的原因就是混凝土硬化后水分蒸发体积上收缩。由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。

(1)干燥收缩 由于水泥混凝土的脱水干燥,其长度或体积会有所减少,称为干燥收缩。

(2)水化收缩 水泥和水反应后生成物体积,会比反应前水泥和水的体积有所减小;水化反应的同时,绝对体积也会减小,即产生水化收缩。

(3)混凝土自身收缩 所谓自身收缩,是指在外部无水分供应时,水泥浆的骨架形成后,伴随着水泥水化反应的逐步完成,水泥浆中谁被消耗,也会形成弯液面而发生负压,出现的收缩现象。

(4)干湿引发的体积变化 硬化后混凝土结构虽然是稳定的,但在水中或高湿度的地方,会有与吸收水而产生膨胀,称为润湿膨胀。影响其膨胀的主要原因有:混凝土中的单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料及构件的大小、混凝土沁水前的干燥状态以及水中存放期限等。 2、温度裂缝 温差裂缝主要是由于温度差或由于温度变通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。其中可分为两类。

一类为由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度效应力而导致混凝土开裂的。这一般发生厚度大于等于1m的大体积混凝土中,出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期,其温度变化来源与水泥水化反应过程中所释放的水化热,在混凝土表面由于热量散发比混凝土内部快,因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度,产生温差,从而产生温度应力,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,此类型裂缝有贯穿的,也有不贯穿的。

另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差所引起的,而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构建所受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自于外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会开裂。

3.塑性收缩裂缝的成因 塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水很快而产生的收缩

两端细且长短不一,互不连贯状态。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝聚时间、环境温度、风速、相对湿度等。塑性裂缝的产生是由于结构地质不均、松软;或回填土不实或沁水而造成不均匀沉降所致;或者是因为魔板厚度不足模板支撑间距过大或支撑底部松动所致,特别是在冬季,模板支撑在冻土中。

(二) 化学反应引起的裂缝

碱骨料缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最为常见的,由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌合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。这种裂缝一般出现混凝土结构的使期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。钢筋在混凝土中锈蚀是电化学反应过程。决定钢筋腐蚀反应的基本因素是电位差、水和氧缺一不可,实际腐蚀速度大多数不是受制于氧的供应。

(三)混凝土结构受力裂缝

结构受荷载后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可产生裂缝。

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(四) 施工工艺及流程造成的裂缝

1.施工不当长城的裂缝 混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除去梁板底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,由于施工荷载过大而

导致出现裂缝。

2.在施工中,不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响 振捣时间过短,或振捣不到位,混凝土都无法达到密实状态;而如果振捣时间过长,石子下沉上面砂浆偏多,该处水泥较多,干缩变形也就很大,收缩不均匀也容易产生裂缝。

3.模板、垫层过于燥 模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水过大,引起混凝土的塑性收缩,导致混凝土板表面裂缝。

4.养护不当造成的裂缝 过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,如干燥过快,则通常在表面上产生宽度不规侧的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、温度、风速等原因,一般情况下,在混凝土初凝时,开始养护。

二、混凝土裂缝的预防措施

(一)严格控制混凝土施工配合比

根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率以及减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。

(二)做好裂缝计算过 设计单位除对钢筋混凝土结构体系进行常规计算外,好应考虑现场的实际施工状况,对容易产生裂缝的部位进行裂缝计算,同时选择合理的混凝土强度等级和级配,如对楼板配筋改成细密性的,采用上下双层双向配筋,在柱支座处增加钢筋网片等。

(三) 做好后浇带的施工

施工后浇带的施工应认真领会设计意图,制定施工方案。杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝。

三、混凝土裂缝的处理措施

(一)表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法。它主要是用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及探进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采取在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

(二) 灌浆、嵌缝封堵法 灌浆法主要是由于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中。胶结材料硬化后与混凝土形成整体,从而起到封堵加固的作用。常用的胶结材料有水泥、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯的化学材料。以达到封堵裂缝的目的。

(三) 结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面尺寸。在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

(四) 混凝土置换法 混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效的方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换新的混凝土或其他材料。常见的置换材料有:普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土和砂浆。

(五) 电化学护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防腐法、氯盐提取法、碱性复原法是化学护法中常用到而且很有效的三种方法。

四、结束语

混凝土结构裂缝的危害是巨大的,它将直接影响工程的质量、安全、是有功能和观瞻,加速内部钢筋的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的生活带来潜在的危害。因此《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10—95、《混凝土质量控制标准》GB50164—92、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002等标准与规范中都对其有详细而严格的要求。我们必须高度重视,在工程实践中以预防控制为主,若结构出现裂缝要认真分析原因,并采取相应的措施加以妥善处理。

论文作者:赵敏然1,陈丽2

论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下

论文发表时间:2016/12/5

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