混凝土裂縫的產(chǎn)生及預(yù)防處理
現(xiàn)代工程離不開混凝土,無論是民用工程,還是水利工程、村村通工程。眾所周知,混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。硬化成型的混凝土中水分被蒸發(fā)形成眾多的微孔隙,混凝土受到荷載、溫差等作用之后,微孔隙就可能會(huì)連通和擴(kuò)展,最終形成我們?nèi)庋劭梢姷牧芽p。裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。很多工程的失事都是由于裂縫的不穩(wěn)定發(fā)展所致,只要采取有效的措施將其控制在一定的范圍之內(nèi),就不會(huì)造成危害。我們?cè)谑┕ぶ袘?yīng)盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生,使結(jié)構(gòu)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,從而確保工程質(zhì)量。裂縫產(chǎn)生原因很多,有設(shè)計(jì)方面的原因,但更多的是施工過程的各種因素組合產(chǎn)生的,要根本解決混凝土裂縫問題,還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫形成的原因,可以控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生。
1 裂縫形成原因
1.1 混凝土收縮
混凝土的收縮是砼的一個(gè)主要特性,對(duì)砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微孔隙一旦發(fā)展成裂縫,則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞。一般認(rèn)為,在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用,引起砼收縮而產(chǎn)生裂縫。因此,砼收縮裂縫危害較大,尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物,影響更大。如不加以防止,可能會(huì)造成嚴(yán)重后果。
1.2 配合比選擇不當(dāng)
粗細(xì)骨料含泥量大、顆粒級(jí)配不良或不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配、水灰比大等都容易造成混凝土收縮增大,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。這幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)、相互影響的。
1.3 施工及養(yǎng)護(hù)原因
(1)混凝土澆搗時(shí),振搗或插入不當(dāng),漏振、過振或振搗棒抽撤過快,都會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
(2)混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大,混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
(3)現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施不到位,烈日曝曬使混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。
(4)現(xiàn)場模板拆除不當(dāng)或拆模過早,引起拆模裂縫。
(5)原材料標(biāo)準(zhǔn)不高,造成粘結(jié)力不強(qiáng)也容易產(chǎn)生裂縫。
另外,荷載超負(fù)荷使建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降,或使結(jié)構(gòu)破壞也容易產(chǎn)生裂縫。
2 混凝土裂縫預(yù)防措施
了解砼裂縫形成原因,我們應(yīng)在設(shè)計(jì)、施工、使用等環(huán)節(jié)采取適當(dāng)措施進(jìn)行預(yù)防。
(1)由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而易開裂的薄弱部位,在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下,鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開裂越有利。
(2)由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫,則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此,施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段,在施工階段要注意以下幾個(gè)問題:①砼要合理選用混凝土原材料,提高原材料質(zhì)量,是減輕混凝土自身收縮、預(yù)防裂縫產(chǎn)生的首要對(duì)策。②要有合適的配合比,選擇合適的配合比,不僅要滿足強(qiáng)度要求、施工要求,還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比,在滿足強(qiáng)度要求的原則下,盡可能減少水泥用量。③鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固,以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除,以免影響粘結(jié)力。④澆筑、振搗操作要合理。特別是振搗操作技術(shù),往往不被人們重視。過分地振搗對(duì)砼均勻性有害,振搗不足也不能保證砼應(yīng)有的密實(shí)度,要恰到好處。
(3)養(yǎng)護(hù)的目的是使砼正常硬化,強(qiáng)度增長,不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使砼溫度慢慢下降到接近外界氣溫,縮小降溫過程中的溫差。確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工,則應(yīng)采取材料降溫措施來控制砼入模溫度,以便減小溫度應(yīng)力,阻止裂縫的產(chǎn)生。
(4)建筑物嚴(yán)禁超荷載使用。
3 混凝土裂縫的處理
混凝土因上述原因產(chǎn)生了裂縫,應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理,防止裂縫進(jìn)一步發(fā)展,影響建筑物安全穩(wěn)定與美觀。
3.1 表面修補(bǔ)法
此法是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法。它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料。
3.2 嵌縫法
裂縫封堵中最常用的一種方法。它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達(dá)到封閉裂縫的目的。
3.3 灌漿法
主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)。它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體,從而起到封堵加固的目的。
3.4 結(jié)構(gòu)加固法
當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí),就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下方法:加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積加固、增設(shè)支點(diǎn)加固。
3.5 混凝土置換法
處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法。此法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。
4 結(jié)論
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅影響建筑物的美觀,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。因此,要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
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