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            企業動態

            混凝土結構裂縫成因及預防措施

            2015年07月24日

            由于混凝土的組成材料、微觀構造以及所受外界影響的不同,混凝土裂縫產生的原因很多,讓建筑物產生裂縫主要有以下幾種: 

            1、混凝土在硬化的過程中,由于干縮引起的體積變形受到約束時產生的裂縫,這種裂縫的寬度有時會很大,甚至會貫穿整個構件;

             

            2、大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發,導致混凝土內外溫差較大,使混凝土的形變超過極限引起裂縫;

             

            3、在厚度較大的構件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,在澆搗后數小時會發生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫;

             

            4、當有約束時,混凝土熱漲冷縮所產生的體積漲縮,因為受到約束力的限制,在內部產生了溫度應力,由于混凝土抗拉強度較低,容易被溫度引起的拉應力拉裂,從而產生溫度裂縫。由于太陽暴曬產生裂縫也是工程中最常見的現象;

             

            5、混凝土加水拌和后,水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化硅等起反應,析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨漲,體積增大三倍,從而使混凝土漲裂,產生裂縫;

             

            6、在炎熱的大風天氣,混凝土表面水分蒸發過快,造成混凝土內部水化熱過高,在混凝土澆筑數小時后仍處于塑性狀態,易產生塑性收縮裂縫;

             

            7、構件超載產生的裂縫,例如:構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產生內力彎矩,出現垂直于構件縱軸的裂縫,構件在較大剪力作用下,產生斜裂縫,并向上、下延伸;

             

            8、當結構的基礎出現不均勻沉陷,就有可能會產生裂縫,隨著沉陷的進一步發展,裂縫會進一步擴大;

             

            9、當鋼筋混凝土處于不利環境中,例如:侵蝕性水,由于混凝土保護層厚度有限,特別是當混凝土密實性不良,環境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹,生成氧化鐵,氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多,鐵銹體積膨脹,對周圍混凝土擠壓,使混凝土脹裂。

             

            而在施工過程中,我們最為常見的多是因溫度而引起的裂縫。

             

            混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到基礎或現有混凝上的約束,又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕,表面干縮形變受到內部混凝土的約束,也往往導致裂縫?;炷潦且环N脆性材料,抗拉強度是抗壓強度的1/10左右,短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.6~1.0)×104,長期加荷時的極限位伸變形也只有(1.2~2.0)×104。由于原材料不均勻,水灰比不穩定,及運輸和澆筑過程中的離析現象,在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應力主要是由鋼筋承擔,混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力,則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度,往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。


            在鋼筋混凝土結構的建設和使用過程中,鋼筋混凝土結構出現裂縫是一種非常普遍的現象,這不僅對構筑物外觀產生較大影響,同時也對構筑物的使用功能和耐久性產生影響,嚴重時對構筑物的安全性構成威脅,甚至于完全喪失其使用功能。目前,裂縫問題引起了人們的廣泛關注。因此,探討鋼筋混凝土結構裂縫的產生原因和預防措施及其補救措施是很有必要的。本文介紹了鋼筋混凝土裂縫類型及產生原因,從材料因素、設計因素和外界因素三方面論述了預防裂縫的具體方法。提出六條比較常用的裂縫處理措施。并結合實例分析了裂縫的產生原因及處理方法。 


            隨著我國國民經濟的高速發展,鋼筋混凝土結構已經普遍用于工業和民用建筑中。在建筑工程施工過程中,混凝土是城市建設中廣泛使用的結構材料,但是伴隨這類材料的生產研究與應用,混凝土結構的裂縫問題一直受到人們關注。鋼筋混凝土結構出現裂縫不僅種類繁多,形態各異,而且較普遍,尤其是樓板的裂縫,輕者影響建筑物美觀,造成滲漏水,重者降低建筑結構的承載力、穩定性和整體性,甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。這類裂縫是在現有施工技術條件下較難克服的質量通病之一,特別是民用建筑工程結構樓面出現裂縫,往往會引起業主對工程質量提出異議,從而引發投訴、糾紛以及索賠等情況。因此,正確分析裂縫產生原因,切實加以防治十分必要,十分迫切。因此研究混凝土結構的裂縫產生原因及控制具有重要的社會意義和經濟意義?,F根據多年來現場施工實踐經驗和教訓,從設計配筋、商品混凝土選用及施工控制等方面,著重闡述鋼筋混凝土裂縫的原因及綜合防治措施。

             

            1 鋼筋混凝土結構裂縫類型、危害及成因分析

             

            1.1 鋼筋混凝土結構裂縫的類型

            鋼筋混凝土結構裂縫就其開展程度分為表面裂縫、貫穿性裂縫、破壞性裂縫;就其在結構表面形狀分為網狀裂縫、爆裂狀裂縫、不規則短裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、斜裂縫等;按其發展情況分為穩定裂縫和不穩定裂縫、能閉合裂縫和不能閉合的裂縫;按其尺寸大小分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩類,微觀裂縫是混凝土內部固有的一種裂縫,它是不連貫的,一般存在于混凝土結構內部,尺寸較小裂縫寬度通常情況下不超過0.5mm,宏觀裂縫是指尺寸較大的裂縫,裂縫寬度通常情況下大于0.5mm,可存在于混凝土內部,也可存在于混凝土表面;按時間可分為施工期間形成的裂縫和使用期間產生的裂縫;按其影響因素可分為設計因素裂縫、材料因素裂縫、施工因素裂縫、使用因素裂縫、溫度因素裂縫,不均勻變形因素裂縫、鋼筋銹蝕裂縫等幾大類。下面就工程中比較常見的裂縫進行闡述。 


            1.1.1 塑性收縮裂縫


            塑性裂縫出現在結構表面,形狀不規則且長短不一,這種裂縫大多出現在混凝土澆筑初期。塑性裂縫又稱龜裂,嚴格來說屬于干縮裂縫,出現很普遍。產生這種裂縫的因素是多方面的:如當新拌混凝土的坍落度較大,而振動時間過長時,水泥漿浮在上層,骨料下沉時受到鋼筋或其他物質的約束,出現不均勻沉降,從而使混凝土的表層產生裂縫;澆筑后混凝土表面沒有及時覆蓋,受風吹日曬,表面水分蒸發過快,產生急劇收縮,而此時混凝土早期強度不能抵抗這種變形應力,因而開裂;使用收縮率較大的水泥,水泥用量過多,或使用過量的細砂和粉砂混凝土水灰比過大,也會導致這種裂縫出現。

             

            1.1.2 混凝土干縮引起的裂縫


            在混凝土硬化過程中,產生內部干縮而引起體積變化,當這種體積變化受到約束時,就可能產生干縮裂縫。干縮裂縫處在結構的表面,較細,起走向縱橫交錯,沒有規律性。這類裂縫一般在混凝土露天養護完畢一段時間后,在表層或側面出現,并隨濕度和溫度變化逐漸變大。如混凝土成型后,因養護不當,收到風吹日曬,使得表面水散發快,體積收縮大,而內部濕度變化小,收縮也小,因而表面的收縮變形受到內部混凝土的約束,產生拉應力,引起混凝土表面裂縫;或者構件因水分蒸發產生體積收縮,收到地基或墊層的約束而出現干縮裂縫。此外,混凝土構件長期露天堆放,表面濕度經常發生劇烈變化;采用含泥量大的粉砂配制混凝土;混凝土過度振搗,表面形成水泥含量較多的砂漿層;用后張法預應力制成的構件,露天生產后長久不張拉等等,都會產生這種裂縫。

             

            1.1.3 溫度變化引起的裂縫


            混凝土具有熱脹冷縮的性質,當環境溫度發生變化時就會產生溫度變形,由此產生附加應力,當這種應力超過混凝土的抗拉強度時就會產生裂縫,在工程中,這種裂縫比較常見,譬如現澆屋面板上的裂縫、大體積混凝土的裂縫。溫度裂縫大多發生在施工的中后期間,縫寬受溫度變化影響較明顯。表面溫度裂縫多緣于較大溫差。特別是大體積混凝土基礎在澆灌混凝土后,在硬化期間放出大量水化熱,內部的溫度不斷上升,使混凝土表面和內部溫差很大。當溫差出現非均勻變化時,如施工中過早拆除模板,冬季施工過早拆除保溫層,或受到寒潮襲擊,都會導致混凝土表面急劇的溫度變化,使其因降溫而收縮。此時,表面受到內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力,而混凝土早期抗拉強度又很低,因此出現裂縫。但這種溫差僅在表面處較大,離開表面就很快減弱。因此,這種裂縫只在接近表面較淺的范圍內出現。深入和貫穿性的溫度裂縫多緣于結構溫差大。如大體積混凝土凝結和硬化過程中,水泥和水產生化學反應,釋放出大量的熱量,成為“水熱化”,導致混凝土塊體溫度升高,當混凝土塊體內部的溫度與外部的溫度相差很大,以致所形成的溫度應力或溫度變形超過混凝土當時的抗拉強度或極限拉伸應變,就會形成裂縫。

             

            1.1.4 結構基礎不均勻沉降引起的裂縫


            當結構的基礎沉降不均勻時,結構構件受到強迫變形,導致結構物中構件與構件之間產生斜拉和剪切作用,從而是的結構構件開裂,隨著不均勻沉降的進一步發展,裂縫會進一步擴大。這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。由于地基變形造成的應力一般較大,因此裂縫寬度較大、多呈45°,并且通常是貫穿性的。

             

            1.1.5 荷載作用引起的裂縫


            構件承受的不同性質的荷載作用,其裂縫形狀也不同,通常裂縫方向大致是與主拉應力的方向正交。結構受載后產生裂縫的因素很多,在施工中和使用中都可能出現裂縫。例如早期受地震,脫模過早或方法不當,構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當,施工超載,張拉預應力值過大等均可能產生裂縫。

             

            此外,因設計、材料、施工及使用等原因引起的裂縫,由于涉及的面很廣,內容多,限于篇幅本文不作闡述。

              

            1.2 常見鋼筋混凝土結構裂縫的危害


            鋼筋混凝土結構是多組分復合材料,在各種條件變化和各種材料變形不一致的情況下,微觀裂縫的產生幾乎是不可避免的,這種細微裂縫如果不擴展或在一定范圍內擴展的話,它對一般的工業與民用建筑的正常使用是不會造成危害的,有害與無害的界限是由結構使用功能決定的。對鋼筋混凝土,特別是有充分構造配筋的鋼筋混凝土出現一定程度的裂縫,不會迅速導致破壞,只是限制裂縫寬度的問題,使其達不到有害程度。但實際使用過程中,鋼筋混凝土結構在荷載作用下或是進一步溫差和干縮的情況下,細微裂縫會開始開展并相互貫通,從而發展成較大裂縫,對結構造成極大的影響,形成危害。常見危害有:


            (1)影響鋼筋混凝土結構的承載能力;

            (2)引起鋼筋銹蝕,使保護層崩落;

            (3)影響鋼筋混凝土結構的正常使用;

            (4)降低結構剛度,影響建筑物的整體性;

            (5)影響鋼筋混凝土結構的耐久性能和使用壽命;

            (6)影響建筑物的美觀;

            (7)裂縫大的可能使結構或構件徹底報廢、造成工程返工、材料浪費、延遲工期以及較大的經濟損失;

            (6)影響建筑物的整體性,出現裂縫而形成滲、漏水問題。

              

            1.3 鋼筋混凝土結構裂縫的成因


            混凝土是一種抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用過程中,當溫度、濕度發生變化,地基產生不均勻沉降時,極容易產生裂縫。裂縫的形式和種類很多,要根本解決混凝土中裂縫問題,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的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。

             

            1.3.1 材料因素


            (1) 粗細集料含泥量過大,造成混凝土收縮增大;集料顆粒級配不良容易增大混凝土收縮,使混凝土產生裂縫;

            (2) 骨料粒徑越細、針片含量越大,混凝土用灰量、用水量增多,收縮量增大;

            (3) 混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當,嚴重增加混凝土收縮;

            (4) 水泥品種原因,礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大;

            (5) 水泥等級及混凝土強度等級原因:水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大?;炷猎O計強度等級越高,混凝土脆性越大、越易開裂。

             

            1.3.2 施工因素


            (1) 混凝土是一種人造混合材料,其質量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產生的直接或間接成因;

            (2) 水分蒸發、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因;

            (3) 模板構造不當,漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中,鋼筋表面污染,混凝土保護層太小或太大,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫;

            (4) 混凝土養護,特別是早期養護質量與裂縫的關系密切。早期表面干燥或早期內外溫差較大更容易產生裂縫;

            (5) 避免在極端天氣條件下施工,可以減少砼結構的開裂情況。

             

            1.3.3 設計因素


            (1) 設計結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中,構造處理不當,所產生的構件裂縫;

            (2) 設計中對構件施加預應力不當,造成構件的裂縫(偏心、應力過大等) ;

            (3) 設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板) ;

            (4) 設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形;

            (5) 設計中采用的混凝土等級過高,造成用灰量過大,對收縮不利;

            (6) 各種結構縫設置不當等因素容易導致砼開裂。

              

            1.3.4 外界因素


            (1) 地基變形

            在鋼筋砼結構中,造成開裂主要原因是地基的不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況,由于地基變形造成的應力相對較大,使得裂縫一般是貫穿性的;

            (2) 溫度變形

            砼具有熱脹冷縮的性質,其線膨脹系數一般為1×10-5/0C。當環境溫度發生變化時,就會產生溫度變形,由此產生附加應力,當這種應力超過砼的抗拉強度時,就會產生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現澆屋面板上的裂縫,大體積砼的裂縫等;

            (3) 濕度變形

            砼在空氣中結硬時,體積會逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見于現澆墻板式結構、現澆框架結構等,通常是因為養護不良造成。砼的收縮值一般為0.2-0.4‰,其發展規律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物,通常是摻加微膨脹劑等,這樣可基本解決砼的早期干縮問題;

            (4) 結構受荷

            結構受荷后產生裂縫的因素很多,施工中和使用中都可能出現裂縫。如:拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件,在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30%~40%的設計荷載時,就可能出現裂縫,肉眼一般不能察覺,而構件的極限破壞荷載往往在設計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規范中,分別不同情況規定裂縫的最大寬度為0.2mm~0.3mm,對那些寬度超過規范規定的裂縫,以及不允許開裂的構件上出現裂縫,則應認為有害,需加以認真分析,慎重處理;

            (5) 徐變

            砼徐變造成開裂或裂縫發展的例子工程中也和很常見。據文獻記載受彎構件截面砼受壓徐變,可以使構件變形增大2-3倍,預應力結構因徐變會產生較大的應力損失,降低了結構的抗裂性能;

            (6) 周圍環境影響,酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕,引起裂縫;

            (7) 意外事件,火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫;

            (8) 野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。

              

            2 鋼筋混凝土結構裂縫預防措施

             

            2.1 材料措施

            2.1.1 材料選用


            (1) 水泥:根據工程條件不同,盡量選用水化熱較低、強度較高的水泥,嚴禁使用安定性不合格的水泥;

            (2) 粗骨料:適用表面粗糙、級配良好、空隙率小、無堿性反應;有害物質及泥土含量和壓碎指標值等滿足相關規范及技術規范規定;

            (3) 細骨料:一般采用天然砂。宜用顆粒較粗、空隙較小的2區砂、對運送混凝土宜選用中砂;所選的砂有害物質及混凝土含量和堅固指標等應滿足相關規范及技術規程規定;

            (4) 外摻加料:宜采用減水劑及膨脹劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮;

            (5) 極采用摻合料和混凝土外加劑,可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用;

            (6) 正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充份考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量;

            (7) 鋼筋品種、規格、數量的改變、代用,必須考慮對構件抗裂性能的影響;

            (8) 鋼筋的位置要正確,保護層過大或過小都可能導致砼開裂,鋼筋間距過大,易引起鋼筋之間的砼開裂。

             

            2.1.2 配料


            (1) 配合設計應盡量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確,攪拌時間應保證;禁止任意增加水泥用量;

            (2) 混凝土運輸過程中,車鼓保持在每分鐘約6轉,并到工地后保持攪拌車高速運轉到4至5分鐘,以使混凝土澆筑前充分再次混合均勻。如遇塌落度有所損失,可以摻一定的外加劑以達到理想效果;

            (3) 澆筑分層應合理,振搗應均勻、適度、不得隨意留置施工縫。

             

            2.1.3 配筋


            (1) 混凝土的配筋對于收縮值起一定的約束作用。結構設計中經常忽略構造鋼筋的重要性,因而經常出現構造性裂縫。合理的配筋,特別是構造配筋,細一點密一點可以提高混凝土的極限拉伸,可有效避免構造性裂縫的產生;

            (2) 施工中對鋼筋品種、規格、數量的改變、代用,必須考慮對構件抗裂性能的影響;

            (3) 鋼筋綁扎位置要正確,保護層厚度要盡量準確,不要超出規范規定;鋼筋表面應潔凈,鋼筋代換必須考慮對構件抗裂性能的影響。

             

            2.2 施工措施


            2.2.1 混凝土澆筑

            (1) 混凝土澆筑時應防止離析現象,振搗應均勻、適度;加強混凝土溫度的監控,及時采取防護措施,優化混凝土配合比;

            (2) 加強混凝土的早期養護,并適度延長養護時間,在氣溫高、濕度低或風速大的條件下,更應及早進行噴水養護,在澆水養護有因難時,或者不能保證其充分濕潤時,可采用覆蓋保濕材料等方法;

            (3) 大體積混凝土施工,應做好溫度測控工作,采取有效的保溫措施,保證構件內外溫差不超過規定;

            (4) 開挖基槽時,要注意不擾動其原狀結構;

            (5)加強地基的檢查與驗收工作,基坑開挖后應及時通知勘察及設計單位到現場驗收,對較復雜的地基,設計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探,當探出有不利的地質情況時,必須先對其加固處理,并經驗收合格后,方可進行下一步施工;

            (6)合理安排施工順序。當相鄰建(構)筑物間距較近時,一般應先施工較深的基礎,以防基坑開挖破壞已建基礎的地基礎。當建(構)筑物各部分荷載相差較大時,一般應施工重、高部分,后施工輕、低部分;

            (7) 避免在雨中或大風中澆灌混凝土;

            (8) 對于地下結構混凝土,盡早回填土,對減少裂縫有利;

            (9) 夏季應注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫人模、低溫養護,必要時經試驗可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。

             

            2.2.2 模板工程

            (1) 模板構造要合理,以防止模板間的變形不同而導致混凝土裂縫;

            (2) 模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動荷載)作用下,模板變形過大造成開裂;

            (3) 合理掌握拆模時機。拆模時間不能過早,應保證早齡期砼不損壞或不開裂;但也不能太晚,盡可能不要錯過砼水化熱峰值,即不要錯過最佳養護時機。

             

            2.3 設計措施


            (1) 建筑平面造型在滿足使用要求的前提下,力求簡單,平面復雜的建筑物,容易產生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂;控制建筑物的長高比,增強整體剛度和調整不均勻沉降的能力;

            (2) 設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時,應充分考慮采用加強措施;

            (3) 控制建筑物的長高比,長高比越小,整體剛度越大,調整不均勻沉降的能力越強。

            (4) 正確設置變形縫,位置和寬度選擇要適當,構造要合理;

            (5) 合理地調整各部分承重結構的受力情況,使荷載分布均勻,盡量防止受力過于集中;

            (6) 限制伸縮縫間距。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴格控制,可以和其它結構縫合并使用;

            (7) 部分窗臺砌體應加強。對寬大的窗臺下部宜設置鋼筋砼梁,以適應窗臺的變形,防止窗臺處產生豎直裂縫;

            (8) 構件配筋要合理,間距要適當。斷面較大的梁應設置腰筋。大跨度、較厚的現澆板,上面中心部位宜配置構造鋼筋。主梁在集中應力處,宜增加附加橫向鋼筋;

            (9) 減少地基的不均勻沉降,在基礎設計中可以采取調整基礎的埋置深度,不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法,來調整地基的不均勻變形;

            (10) 層層設置圈梁、構造柱,可以增加建筑物的整體性,提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度,防止或減少裂縫;

            (11) 積極采用補償收縮混凝土技術:在常見的混凝土裂縫中,有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫,可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮;

            (12) 重視對構造鋼筋的認識:在結構設計中,設計人員應重視對于構造鋼筋的配置,特別是樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。

              

            3 鋼筋混凝土結構裂縫處理措施

             

            裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度,還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。因此根據裂縫的性質和具體情況我們要區別對待、及時處理,以保證建筑物的混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法:表面修補法,灌漿、嵌逢封堵法,結構加固法,混凝土置換法,電化學防護法以及仿生自愈合法。

             

            3.1 表面修補法


            適用于對承載力沒有影響的表面裂縫及深進裂縫的處理,亦使用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。


            (1)表面涂抹水泥砂漿。將裂縫附近的混凝土表面鑿毛,或沿深進裂縫鑿成凹槽,掃除并灑水濕潤,先刷水泥凈漿1層,然后用水泥砂漿涂抹,并用鐵抹壓密抹光;

            (2)表面涂抹環氧膠泥。用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈,油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍,如表面潮濕,應用噴燈烤干燥、預熱,以保證環氧膠泥與混凝土粘結良好,若基層難以干燥,則用環氧煤焦油膠泥(涂料)涂抹;

            (3)表面涂刷油漆、瀝青。涂刷前,混凝土表面應干燥;

            (4)表面鑿槽嵌補。沿混凝土裂縫鑿一條V形或U形深槽,V形槽用于一般裂縫的治理,U形槽用于滲水裂縫的治理。槽內嵌水泥砂漿或環氧膠泥、聚氧乙烯膠泥、瀝青油膏等,表面作砂漿保護層。

             

            3.2 內部修補法


            用壓漿泵將膠結材料壓入裂縫中,由于其凝結、硬化而起到補縫作用,以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響,或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料,可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿,對寬度小于0.5mm的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學灌漿。

             

            3.2.1 水泥灌漿


            一般用于大體積混凝土結構的修補,主要施工程序是鉆孔、沖洗、止漿、堵漏、埋管、試水、灌漿。


            鉆孔孔距一般為1m~1.5m,鉆孔軸線與裂縫呈30°~40°斜角,孔深應穿過裂縫面0.5m以上,當有兩排或兩排以上的孔時,宜交錯或呈梅花形布置;沖洗在鉆孔完畢后進行,其順序按豎向排列自上而下逐孔沖洗;止漿及堵縫是縫面沖洗干凈后,在裂縫表面用水泥砂漿(或環氧膠泥)涂抹;埋管安裝前應在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊,然后旋入孔中,孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其他材料塞緊,并用水泥砂漿或硫酸砂漿封堵,防止冒漿或灌漿管從孔口脫出;試水是用0.098MPa~0.196MPa壓力水作滲水試驗,采用灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法,檢查裂縫和管路暢通情況,然后關閉排氣孔,檢查止漿堵漏效果,并濕潤縫面,以利于粘結;灌漿應采用425號以上的普通水泥,灌漿壓力一般為0.294MPa~0.491MPa,壓漿完畢時漿孔內應充滿灰漿,并填入濕凈砂,用棒搗實,每條裂縫應按壓漿順序依次進行,當出現大量滲漏情況時,應立即停止泵堵漏,然后繼續壓漿。

             

            3.2.2 化學灌漿


            化學灌漿能控制凝結時間,有較高粘結強度和一定的彈性恢復力,結構整體性效果好,適用于各種情況下裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。常用的灌漿材料有環氧樹脂漿液(能修補縫寬0.2mm以下的干燥裂縫)、甲凝(能灌0.03mm~0.1mm的干燥細微裂縫)、丙凝(用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補,能灌0.1mm以下的細裂縫)等,環氧樹脂漿液具有粘結強度高、施工操作方便、成本低等有點,應用最廣。

             

            灌漿操作主要工序是表面處理(布置灌漿嘴和試氣)、灌漿、封孔,一般采取騎縫直接用灌漿嘴施噴,不另設鉆孔。

             

            3.3 結構補強加固法


            當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。用錨桿、鋼板、鋼筋混凝土等材料對結構作補強加固,可扼制裂縫進一步發展,恢復結構的整體性。


            (1)錨桿常用水泥砂漿或樹脂灌注,錨桿與縫面夾角越大越好。漿液凝固后,錨桿成為結構的一部分,能增強結構的承載能力。采用預應力錨桿,錨固作用更明顯,甚至能使混凝土彌合。

            (2)鋼板補強法,是將鋼板用粘合劑粘結在混凝土表面上,再用錨桿安裝固定。為了結合緊密,也就可先將鋼板固定,再灌漿充填鋼板與混凝土之間的孔隙。

            (3)鋼筋混凝土補強法,是在原結構表面澆筑一層鋼筋混凝土,起到封閉裂縫,提高承載力,阻止裂縫發展的作用。

             

            3.4 混凝土置換法


            混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方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。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

             

            3.5 電化學防護法


            電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優點是防護方法受環境因素的影響較小,適用鋼筋、混凝土的長期防腐,既可用于已裂結構也可用于新建結構。

             

            3.6 仿生自愈合法


            仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質,而使創傷部位得到愈合的機能,在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統,當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。  


            結束語

            鋼筋混凝土結構裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個非常重要的方面,建筑物的結構或構件常常由于各種不同的原因導致各種裂縫出現,是不可避免的,其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限是由結構使用功能決定的。因此加強鋼筋混凝土結構出現裂縫原因的分析是非常重要的,設計、施工、材料等方面因素對鋼筋混凝土結構開裂的影響是相互聯系、相互制約的,必須全面系統的考慮。從裂縫的分類入手,弄清裂縫出現的原因,對裂縫采取措施加以正確的處理,能夠避免鋼筋混凝土結構裂縫的產生或者使裂縫盡可能將其有害程度控制在允許范圍之內,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,鋼筋混凝土結構裂縫問題將會逐漸得到圓滿的解決。保證建筑物和構件安全、穩定地工作。


            資料節錄自廣州地坪展

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