建筑工程钢筋混凝土裂缝的修补处理方案分析 龚兰芳

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/11/11来源:《基层建设》2019年第22期文/龚兰芳
[导读]摘要:建筑工程钢筋混凝土构件如:梁、板等,一般都存在着不同成因、不同形式的裂缝,要判断裂缝地结构安全的影响是否严重,即是否给构留下重大隐患,观察分析裂缝的成因形式和发展情况,是非常重要的。

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        摘要:建筑工程钢筋混凝土构件如:梁、板等,一般都存在着不同成因、不同形式的裂缝,要判断裂缝地结构安全的影响是否严重,即是否给构留下重大隐患,观察分析裂缝的成因形式和发展情况,是非常重要的。
        关键词:建筑工程;钢筋混凝土;裂缝
        建筑工程钢筋混凝土构件由于受力情况、钢筋的分布、所用材料的品质以及施工中人为因素(如振捣程度和养护条件)等多种因素形成裂缝,因此裂缝的位置、形状、宽度、长短也就不同。钢筋混凝土构件的裂缝就其成因,可分为设计上的必然而允许产生的裂缝和因施工过程中人为的非正常的不良因素而形成的裂缝两种;按裂缝产生的时间问题分为施工中裂缝和施工完成后裂缝两种。
        一、建筑工程钢筋混凝土构件一般裂缝的成因分析及预防措施
        1.钢筋混凝土构件,在未加荷载前,由于水泥水化、混凝土硬化,造成的化学收缩和物理收缩,引起砂浆体积的变化,在粗骨料与砂浆的界面上产生了极不规则、极不均匀的拉应力,这种拉应力破坏了粗骨料与砂浆的界而,在骨料的周围形成了分布极不规则的界面裂缝。混凝土的硬化成型过程中,由于混凝土的泌水性,使某些上升的水份被粗骨料所阻止,积聚于粗骨料的下缘,在混凝土硬化过程完成后就成为界面裂缝。这些分布在混凝土内部的杂乱无章的微小的界面裂缝,在构件加荷后所产生的拉应力的作用下,很容易在具有楔型界面裂缝的顶端形成应力集中,随着继续加荷,拉应力持续增大,导致界面裂缝进一步发展延伸,汇积扩大最终成为几条可见裂缝。
        2.在施工过程中,混凝土尚处在未安全硬化状态时,如果干燥过快,混凝土急聚硬化收缩就产生一种收缩的裂缝,这种收缩裂缝多易发生在混凝土构件的表面,形成不规则宽度小的裂缝,一般不会对结构安全构成致命的威胁,但如果构件是处在潮湿的易受冻融的环境中,浸入这些收缩裂缝中的水,在冻融循环中产生的冻涨应力,将使收缩裂缝持续不断的发展,最终成为混凝土构件破坏的主要间接因素,所以在混凝土的施工过程中,应加强混凝土的养护,防止早期脱水确保混凝土在硬化过程中有充足的水份,将干缩裂缝产生的因素,降至最低限。
        3.混凝土在浇注后,往往因为水泥的品种,以及比重的差别和混凝土硬化过程中表现的泌水性(含其它因素),比重大的粗骨料将下沉,由于受力钢筋和分布钢筋的阻碍,粗骨料的下沉是非常均匀的,因此在砼浇注1- 2 小时内,致使混凝土表面在被阻部位即钢筋顶部位置,产生出洞钢筋方向的裂缝而为沉陷理裂缝。
        4.在混凝土的硬化过程中,水泥的水化反应产生大量的水化热,使混凝土的内部、外部产生温差,随着混凝土的硬化过程的发展,当混凝土冷却时就出现了收缩的差别,因而会在混凝土构件的表面产生裂缝,大体积混凝土构件由于浇注的持续性、持久性,使得水泥的水化反应也在不断发生,所以大体积砼构件较一般混凝土构件更易产生因水泥水化而引起的裂缝。因此在大体积混凝土施工过程中,正确的选用水泥的品种和适当的减水外加剂,可减少大体积混凝土因水泥水化形成的裂缝。
        5.混凝土是由水泥、砂、石、水和施工过程中残留的空气(及固态、液态、气态三种相态)组成的,而各种材料的膨胀性和干缩性是大不相同的,混凝土的干缩大,而粗骨料几乎是不变形的。因此在周围环境中,温度和湿度的变化后混凝土的水分蒸发,水泥的胶结体逐渐干缩而产生初始应力,从而引起混凝土的干缩裂缝,所以说混凝土在施工中选用的水泥,骨料的品质也是控制混凝土裂缝的重要因素。水泥的非正常膨胀,骨料中含泥量大,随着混凝土的硬化干燥会产生不规则的裂缝,而具有反应性或者风化岩类的骨料,在潮湿的环境中,极易产生呈爆裂状的裂缝。
        6.在施工过程中,外部环境,人为因不比是混凝土构件产生裂缝的一个重要的因素。在混凝土处于硬化过程中,由于模板支撑不牢以及模板变形或混凝土构件尚未完全硬化时就拆模,构件产生的变形应力或构件在混凝土强度尚未达到相应的临界值即承受荷载而产生的拉应力的作用下,导致混凝土构件表面现现裂缝。此外,混凝土骨料长时间搅拌或运输时间过长,也会导致砼表面产生大面积的网状龟裂。混凝土的浇注速度过快、振捣不足、钢筋受到扰动、保护层不足、混凝土施工接槎做法不符合施工规范要求等各种因素,都可产生各种形式的裂缝。
        7.无粘结后张法预应力施工,可提高结构的承载力,降低构件截面尺寸,但通常在垂直于预应力的方向上产生一定的拉应力,也会在混凝土构件表面产生裂缝,而在预应力的锚端因为支点压应力也可使砼产生裂缝。
        8.砼的硬化过程在施工完成后,还要持续一段相当长的时间。由于砼用水量大,即使砼达到相当的强度,仍会因水泥水化热及硬化时的收缩而产生裂缝。在结构变形受到约束时,而产生相对的拉应力及钢筋砼结构在承受荷载后弯矩最在,可能会产生结构允许出现的裂缝。
        二、裂缝的修补处理方案
        1.引起钢筋砼结构裂缝的原因很多,而裂缝的形式也是多种多样的,对结构安全的影响也是不同的,因此了解分析裂缝产生的主要原因是预防裂缝产生及确定修补方案的必然步骤。对已出现的结构裂缝应视其宽度、长度是否贯通,贯通情况是否威胁结构安全以及构件所处的环境,来制定具体的修补方案。
        2.经过调查分析,确认在裂缝不降低承载力的情况下,采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法:a.表面修补法。该法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用,常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。b.充填法。当裂缝较宽时,可沿裂缝砼表面凿成V 形或U 形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。c.注入法。当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入砼内部的修补方法,首先裂缝处设置注入用管,其他部位用表面处理法封住,使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补。如果裂缝影响到结构安全,可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。综上所述,砼裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,完善设计及加强施工等方面的管理,使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度,以确保结构安全。
        3.在安全限定内(一般宽度小于0.2mm 没有贯通的裂缝),可选用表面修补方法,在清除表面尘土污泥,油脂等粘附物后,用树脂胶浸泡薄膜材料洞裂缝铺设,恢复构件的表面美观增强防水性,提高耐久性,另外也可采用高压注浆等方法处理表面网状龟裂裂缝。对于宽度较大的贯通裂缝,表面处理不能充分满足结构安全及耐磨性,防腐性等要求,可选用充填法处理,即将裂缝形成U 型槽,在槽内清理后,涂以相应的结合层,再填充填材料,一般充填材料可根据构件所处的环境来选择树脂类材料或高于母材的砼。根据裂缝的成因作好预防工作,是根本出发点,如选用优良品质的材料,制定科学的施工方案,最重要的是提高管理人员及工人的素质,是从根本上解决裂缝的最重要的因素。
        三、结束语
        钢筋混凝土裂缝是一个综合性的课题,需要设计、监理、施工及使用方等各方的重视和多方面的努力。随着当今社会对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信钢筋混凝土裂缝问题将会逐渐得到解决。
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