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钢筋混凝土裂缝问题综述

2021-11-27阙德兴

新视线·建筑与电力 2021年6期
关键词:裂缝防治混凝土

阙德兴

摘要:简单阐述了混凝土裂缝成因及治理,并且介绍了在设计、施工、使用等方面对裂缝的控制。

关键词:混凝土,裂缝,防治。

混凝土是粗集料、细集料、水泥、水和气体所组成的非均质堆聚结构。混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状,并且耐火性好、不易风化、养护费用低等优点,在国内外的建筑中得到了广泛应用。但是混凝土又有自重大、抗裂性差的缺点,特别是抗裂性差严重影响了混凝土的使用。混凝土裂缝是钢筋混凝土工程质量的通病之一,裂缝对混凝土的危害极大,有的裂缝可造成混凝土结构破坏,有的影响混凝土工程的运行使用,有的减短混凝土的使用寿命,也影响混凝土的外观质量。因此,分析混凝土裂缝成因和做好防治工作是很有必要的,特别是在炎热天气的施工,更应注意混凝土浇筑质量的控制,避免或减少混凝土裂缝的产生。

混凝土结构的破坏归根到底是混凝土本身的破坏,而混凝土的破坏又是以混凝土出现裂缝为先兆的,因此工程裂缝是一个具有普遍性的技术问题。

1、混凝土裂缝产生的主要原因

裂缝的产生有很多原因,有材料的原因,有外界环境的原因,更多的是外部荷载的作用,在荷载作用下的裂缝其表现形式也有很多种,受拉、受剪、受弯以及复合受力状态情况下产生的裂缝。混凝土的应力超过极限应力是混凝土开裂是必要条件,造成混凝土开裂的主要原因有:

(1)材料方面的原因:水泥的异常凝结和异常膨胀,其安定性很差,在混凝土浇筑后,达到一定的强度以前,在凝结硬化阶段会产生小裂缝。水泥的水化热引起的内外温差也可以使混凝土产生裂缝,骨料的含泥量过多及碱骨料反应也是形成收缩裂缝的一个原因。

(2)施工原因:施工过程是一个非常复杂的过程,其形成裂缝的环节也比较多,混凝土混合材料不均匀,长时间搅拌浇注速度过快,交接缝,模板外鼓,支撑下沉,初期快速干燥,模板拆除过早,混凝土硬化前受到震动或加载等方面都可引起混凝土裂缝。因此在施工中必须严格控制各个环节。

(3)荷载产生的裂缝:结构在不同的荷载作用下承受剪力、拉力及各种荷载组合,对混凝土产生破坏,形成不同的裂缝。

(4)干燥收缩裂缝:混凝土是一种水硬性材料,其放置在空气中会产生干燥收缩,产生裂缝,一般来说,水泥用量越多、构件尺寸越小或越薄、空气湿度越小,则收缩量越大。

(5)温度原因:混凝土初期抗拉强度较低,容易被温度应力拉裂。挡土墙、混凝土大坝、大型屋架等当突然遇到降温、寒潮袭击、短期降冰雹时产生较大温差,形成内外温差应力使结构开裂。

(6)不均匀沉降原因:由于地基的不均匀沉降也是裂缝产生的一个原因。

2、混凝土裂缝的治理

混凝土出现裂缝,对裂缝使用安全性和结构耐久性的评估是决定治理与否及如何治理的关键。对有害裂缝主要治理方案主要有以下几种:

(1)表面涂抹处理

涂抹以涂为主,在裂缝表面涂抹新型合成高分子防水涂料,这种涂料是用合成橡胶或合成树指作为成膜材料,效果较好。目前常用的有聚氨脂,环氧防水涂料。HK96增厚型涂料主要用于混凝土、金属及瓷砖等材料的粘结和防水处理、混凝土裂缝的封闭及水下金属结构的防腐等。HK96系列涂料施工不会影响操作人员健康和污染周围环境;操作方法简单方便,无复杂的配兑工艺,只需将两组份按用量混合均匀即可进行涂刷。

(2)封堵

在干燥的自然环境下可选用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的水泥砂浆等。在渗漏潮湿环境下则必须先封堵进行表面再处理,封堵须用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料,一般可在几分钟内凝固,24h强度达30MPa以上。在漏水情况下可采用PBM7聚合物混凝土封堵,这种材料具有可在水中快凝及强度增长很快的特性,适用于水下或渗水量大的混凝土结构裂缝或洞孔的快速封堵。

(3)嵌缝

在裂缝处凿八字形槽,并在槽内嵌填不同材质的密封材料处理。目前,常用的传统嵌填材料有塑性材料,刚性材料等,塑性材料有聚氯乙烯胶泥和塑料油膏等,但须热作业,且对人及环境有影响。

(4)灌浆

将化学材料配制的浆液,用压力设备灌注入裂缝,达到扩散、凝固堵漏加固目的。目前可供灌浆的化学材料较多,如丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯等。它们可压入很细小的混凝土裂缝中。

以上裂缝治理方法是针对不允许出现裂缝工程,对允许有裂缝的结构构件,如果裂缝超过规范规定的限值,严重影响结构承载力或稳定,则必须采用外包型钢、粘贴钢板、增设构件、改变传力途径等妥善加固措施处理。

3、混凝土结构的裂缝控制

3.1、设计方面

设计人员必须尽可能考虑各种影响因素,根据不同的结构部位,采取相应的合理配筋。及时掌握各种新型材料的信息情况,合理地运用各种新型材料。在设计时严格执行规范和强制性条文,做到既能满足结构安全,又尽可能地减少结构出现裂缝的可能。(1)适当扩大配筋率。(2)适当增加楼板有效厚度。(3)平面布局力求规则。(4)尽量避免突变。(5)对现浇板中预埋管路,重叠处和预留洞口处要采取适当的技术措施,防止板厚被缩减及降低了板的有效抗裂厚度。(5)重视屋面的隔热设计。

3.2、施工方面

施工措施:(1)严把原材料质量关。使用的各种材料必须符合设计及国家有关规范标准要求。例如采用中低热的水泥品种,利用混凝土后期强度,降低或延缓水化热的积聚;尽量增大粗细骨料粒径可减小用水量、水泥用量,从而减少水泥水化热,减小混凝土的收缩;优化混凝土的施工配合比设计,加入高效减水剂,适当减小水灰比,达到补偿混凝土收缩,防止或减小裂缝产生的目的。(2)严格按设计图纸绑扎钢筋、预埋管线、预留洞口,施工时必须有保证板厚及钢筋位置的有效措施。(3)合理运用各项技术要求,正确掌握混凝土的浇筑方法,做到振捣适当、到位,不可过分振捣、更不漏捣,严防蜂窝麻面。保证混凝土的密实性和钢筋的保护层厚度。(4)重视混凝土的养护,包括湿度与温度两方面,养护时要确定保温覆盖层的厚度以及相应的覆盖和撤除时间,当环境温度变化过大会引起混凝土表面开裂。及时浇水养护,保证混凝土早期不失水,喷养护剂也是一个比较好的措施。(5)在混凝土中掺加纤维材料,增大混凝土结构的抗变形能力。(6)保证模板支撑牢固,合理掌握拆模时间,施工时楼面必须禁止集中堆放荷载。

3.3、使用方面

严防使用不合理引起裂缝。(1)防止混凝土梁板受冲击荷载或振动而产生裂缝.(2)在使用过程中,不要改变建筑物用途,以免导致混凝土柱子剛度降低,稳定性差,导致柱体裂缝.(3)住宅交付使用后,及时向业主提供房屋使用说明书,在住户装修阶段,禁止破坏原有结构,禁止在楼板上开槽、打洞、钻孔等野蛮施工以及集中堆放装修材料等。

参考文献:

[1]罗琴,赵秀宇.防治混凝土裂缝的设计措施.辽宁建材.2004,(6). 40-42

[2]刘金柱.控制钢筋混凝土结构裂缝的设计措施.住宅科技,2004,(1):15-17.

[3]彭可汉.钢筋混凝土裂缝的成因分析及控制方法.工程建设与档案.2004,(3)27-28

[4]刘曰飞,陈建国.钢筋混凝土裂缝研究综述. 西部探矿工程. 2005,(6).52-23

[5]王鹏.混凝土常见裂缝的预防与处理.安徽电气工程职业技术学院学报.2004,9(3).78-81

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