浅析混凝土结构的裂缝原因及防治措施 刘晨

发表时间:2019/3/27   来源:《基层建设》2018年第34期   作者:刘晨
[导读] 摘要:在实际施工过程中,混凝土结构的开裂问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。
        中国建筑第八工程局有限公司西南分公司  四川成都  610000
        摘要:在实际施工过程中,混凝土结构的开裂问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。在建筑物的建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致结构垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着工程技术人员。本文对混凝土结构工程中常见的一些裂缝现象进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防措施。
        关键词:混凝土结构;裂缝成因;预防措施;处理办法
        前言
        混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人身和财产安全。
        一、混凝土结构裂缝种类和成因
        混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土结构裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:
        (一)、荷载引起的裂缝
        混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有:设计计算阶段、施工阶段、使用阶段。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
        (二)、温度变化引起的裂缝
        混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或原有混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
        3、收缩引起的裂缝
        在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。塑性收缩、缩水收缩(干缩)、自生收缩、炭化收缩。
        4、钢筋锈蚀引起的裂缝
        由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。
        二、混凝土结构裂缝的防治措施
        (一)、设计方面
        1.设计中的‘抗’与‘放’。
        在建筑设计中应处理好构件中‘抗’与‘放’的关系。所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。
        2.设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。
        3.积极采用补偿收缩混凝土技术:在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。


        (二)、材料选择和混凝土配合比设计方面
        1、根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。2、选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。3、积极采用掺合料和混凝土外加剂。4、配合比设计人员应深入施工现场,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
        (三)、现场操作方面
        1.浇捣工作:浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
        2.混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14—28天。
        3.混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
        (四)因使用环境原因造成的裂缝防治
        1、因使用期间气温湿度变化而形成的裂缝,一般不易根除,以采用对钢筋混凝土构件的保护措施,减少大气湿度变化对构件变化的影响为宜;
        2、因多次冻融而产生的裂缝,除对已形成缺陷和损坏的部分要予以补强或加固外,宜添加对受冻混凝土构件的保温措施;
        3、因处于侵蚀性介质中而产生的大面积的缺陷和损伤,除应剔除受腐蚀和损伤的部位予以补强或加固外,应使用矿渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保护;
        另外,还可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。
        四、混凝土结构裂缝的处理方法
        (一)、表面处理法
        表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏
        (二)、填充法
        用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。
        (三)、灌浆法
        此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。利用压送设备(压力0.2~0.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。
        结 论
        裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
        参考文献
        [1]浅谈建筑工程混凝土结构施工技术[J]. 潘志培.  建材与装饰. 2017(12)
        [2]浅析钢筋混凝土结构裂缝成因及预防措施[J]. 耿方东.  科技与创新. 2017(13)
        [3]房屋建筑工程混凝土裂缝成因及控制对策[J]. 林欣荣.  江西建材. 2017(23)
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