建筑工程混凝土裂缝的预防措施与处理方法梁山

发表时间:2020/6/2   来源:《科学与技术》2020年3期   作者:梁山
[导读] 现代建筑中已经广泛使用混凝土浇筑,裂缝的出现比较普遍,裂缝的存在危害比较大
           摘要:现代建筑中已经广泛使用混凝土浇筑,裂缝的出现比较普遍,裂缝的存在危害比较大:使建筑物的抗渗能力降低、造成钢筋锈蚀、对建筑物的承载力产生一定的影响、减少建筑物的使用寿命,因此在工程建设完成后会出现混凝土裂缝的问题,如不及时处理将会造成严重的安全隐患。本文分析了几种建筑施工中常见的混凝土裂缝,并总结了具体的预防措施。
           关键词:建筑工程;混凝土裂缝;预防措施与处理方法
           1 对混凝土裂缝危害程度的判定标准
           混凝土的裂缝有害程度的标准是根据使用条件决定的。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在湿气及土中为0.3mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。裂缝深度h与结构厚度H的关系如下:h≤0.1H表面裂缝;0.1H<h<0.5H浅层裂缝;0.5H≤h<1.0H纵深裂缝;h=H贯穿裂缝。应当尽量避免贯穿性及纵深裂缝,如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度,即贯缝抗拉强度必须超过混凝土抗拉强度。早期裂缝一般出现在一个月之内,中期裂缝约在6个月之内,其后1~2年或更长时间属于后期裂缝。
           2 建筑工程混凝土裂缝类型
           2.1 干湿变形
           混凝土具有湿胀干缩的性质。胀缩的情况决定于周围环境湿度的变化。当混凝土处于干燥环境中时,使混凝土内部及毛细管中游离水分由表及里的蒸发,由于混凝土内外水分蒸发程度不同,使混凝土构件的横截面出现不均匀的干缩,产生干缩裂缝。当混凝土在水中或潮湿环境中时,体积不变或产生微膨胀,其膨胀值远小于收缩值,一般不产生破坏。混凝土干缩裂缝主要与以下二方面有关,一是,混凝土的配合比、水灰比、水泥成分及水泥用量、砂石骨料的性质和用量、外加剂的性质和用量;二是,施工时早期养护的最早开始时间及最低养护时间,这一点对大体积混凝土及纵长结构混凝土尤为重要。
           2.2 温度与湿度变化造成的裂缝
           针对体积很大的混凝土,假设其温度和湿度变化大,则非常容易造成混凝土出现裂缝问题。混凝土结束浇筑以后,水泥就会在硬化的过程中释放出很多的水化热,而其内部的温度就会产生逐步提升的趋势,如此一来就会在混凝土之中出现一定程度的拉力。而温度突然下降的时候,就会出现很大的拉力,如此就会造成混凝土出现裂缝。除此以外,对于混凝土表层的养护不够全面,比如水分太多或者水分太少,均会造成其表层由于干缩性而出现变形问题,从而导致混凝土产生裂缝。
           2.3 塑性收缩裂缝
           塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
           3 建筑混凝土裂缝的原因
           3.1 混凝土温度应力引起的裂缝
           在混凝土硬化过程中,水泥会释放出大量的水化热,使其内部温度不断升高,引起表面拉应力。在后来的冷却过程中,由于旧混凝土的限制,内部会出现拉应力。当拉应力大于混凝土的抗裂性时,表面应力将很严重并且会发生裂缝。
           3.2 配置原材料比例不恰当造成裂缝
           在混凝土的配置过程中水泥所占的比例过大,或者使用的砂岩颗粒的大小都会影响到混凝土的收缩而形成裂缝。

其中最为常见的裂缝就是沉降裂缝,混凝土的沉陷裂缝的产生是由于地基结构不牢、土质松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
           3.3 受力不均衡
           在水利工程建筑使用中,结构所受的力学作用,尤其是横向或者纵向的作用力对于混凝土结构的破坏力十分大。比如说在对老水利工程进行加固过程中,上部的施工无疑大幅度增加了中下部结构的荷载,表现为纵向荷载;横向上荷载则主要由水流冲击产生,在此环境下,受力作用的不均衡很容易造成混凝土裂缝。
           3.4 混凝土养护不当导致楼板裂缝
           养护不当也是造成裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护,混凝表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。另外过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。
           4 混凝土裂缝的预防措施及修补方法
           4.1 原材料选择及优化配合比设计
           1)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。2)骨料的选用:连续级配粗骨料配制的混凝土具有较好的和易性,较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。另外砂、石含泥量要严格控制。砂的含泥量小于2%,碎石的含泥量小于1%。3)配合比优化设计:减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下;降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。
           4.2 混凝土裂缝修补表面修补法
           所谓的表面修补法就是包括裂缝表面涂抹和表面贴补的方法。它只适用于浆材难以灌入的细而浅的裂缝,并且这些裂缝深度未达到钢筋表面的发丝裂缝。不漏水不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。在裂缝表面采用相同的材料进行修补,这样既能节省成本又能节省人力物力,是时下很流行的修补方法。
           4.3 水泥压力灌浆法
           适用于缝补宽度≥0.5mm的稳定裂缝。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。
           4.4 结构加固法及混凝土置换法
           加固两种方法。1)直接加固法;包括截面增大法、加固外包钢法、加强预应力法、外部粘贴混凝土加固法、灌注泥浆加固法。2)间接加固法;包括增加混凝土构件加固法、增加支撑点加固法、增强结构整体性强度加固法、改变结构刚度比例分布加固法、卸荷加固法。
           5 结语
           建筑混凝土结构裂缝的产生原因有很多,如混凝土收缩、材料与配合比、施工与养护及使用,都有可能引起裂缝。对此,应从设计阶段积极入手,加强裂缝的预防,在设计与施工中都要充分考虑裂缝的预防,消除所有可能引起裂缝的因素;最后,针对已经产生的裂缝,需要根据它的位置、原因和宽度,结合现有条件,采取合理有效的措施及时处理。
           参考文献:
           [1]刘贺龙.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因及防治措施[J].现代物业(中旬刊),2019(03):222.
           [2]张友军.简述建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与措施[J].价值工程,2018,37(12):159-161.
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