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摘要:随着时代进程的迅猛发展,我国的建设市场规模正日益增大,混凝土在现代建筑工程中占有重要地位。混凝土裂缝不仅影响使用功能,而且影响混凝土的强度和变形,进一步会引起钢筋的绣蚀,最终影响结构的持久性和耐久性。因此本文对混凝土裂缝的成因、处理措施和补救方法进行探讨。
关键词:混凝土裂缝;成因;处理措施;补救方法
1.混凝土结构裂缝成因
混凝土属于脆性材料,其抗拉能力相对来说是非常低的。在施工或者使用过程中,在湿度与温度出现变化或者地基产生不规则沉降的情况下,相对就比较容易出现裂纹。
1.1材料质量
混凝土出现裂缝,材料质量也有一部分原因.因此,在材料的采购过程中必须加大监察和检测力度。做到在材料方面把控最严,尽最大可能减少出现裂缝的直接因素。
1.2结构受荷
结构产生裂缝受诸多方面原因的影响,在施工过程中或者后期运营过程中由于不同原因都会产生裂缝。如:拆模时机没有把握好、材料储存方式和环境不对、吊装时候的吊点没有找准以及垫块的方位和施工过程中存在超载等等因素,这些均会导致裂缝。其中钢筋混凝土梁、板这些受弯构件很常见,经过使用荷载的作用,会造成各种裂缝。对于普通钢筋混凝土构件来说,其受到大于30%~40%的设计荷载的情况下,裂缝变会产生,用肉眼看不到,同时构件的极限破坏荷载通常大于设计荷载的1.5倍。所以在一般情况之下,其可以在出现裂缝的情况下正常工作。
1.3 设计构造
裂缝产生的诸多原因中,设计构造方面占有非常重要的因素。如出现构件断面突变、开洞、留槽不对造成应力过于集中,没有进行正确的构造处理、现浇主梁于搁次梁的地方未增加箍筋或者吊筋、未进行结构缝的合理设置,这些均会使混凝土造成开裂。因此在设计构造过程中,必须做到仔细检测,认真处理,尽量避免因为人为方面的因素出现裂纹。
1.4 温度变形
混凝土具有热胀冷缩的特性,其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。在环境温度发生变化的情况下,就可能发生温度变形,从而产生附加应力,使混凝土结构由此在负荷情况下工作。当这种应力超过混凝土的最大抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。
1.5 湿度变形
混凝土结构通常都是处于露天环境中,所以在空气以及气候环境的变化下,对其影响也是显而易见的。结构在处于空气里结硬的情况下,体积会慢慢变小,这种现象称为干缩,针对此现象,可在混凝土掺加膨胀剂,则可以使混凝土在空气中或者水中几乎不会产生收缩的现象。
2、混凝土裂缝的控制措施
2.1 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。设计人员应灵活地运用抗放结合、或以抗为主、或以放为主的设计原则来选择结构方案和使用的材料。
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。
4)重视对构造钢筋的认识。在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
5)对于大体积混凝土,建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值,以减少混凝土单方用灰量,并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
2.2 材料选择和混凝土配合比
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,尽量避免采用早强的水泥。
2)选用级配优良的砂、石原料,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。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
4)正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
5)模板构造要合理,以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝;模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂,合理掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂,但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护时机。
6)配合比设计应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原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。应严格按选定的配合比施工,配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀。
2.3 现场操作方面
1)浇捣工作:浇捣时,振捣棒要快插慢拔,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,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。
4)避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
5)对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利。
6)夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温人模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。
3、混凝土裂缝常见的补救办法
3.1 表面处理法
混凝土结构裂缝的表面处理主要包括涂抹和贴补两种方式。对于细小浅显的裂缝很难用浆液灌注,就可以采用涂抹的方法;表面贴补法则适用于出现大面积漏水或者漏水部位不确定的混凝土结构,这时候就可以采用土工膜对该部位进行贴补。
3.2压力灌浆法
压力灌浆法是以注入的方式来修补裂缝,能够对混凝土结构的表面和内部同时进行修补。其既适用于细微裂缝,也可用于大裂缝,适用范围较广。用压力灌浆法处理后的裂缝不仅可以闭合,而且会起到一定的补强作用。但是,该方法需要借助一定的压力进行灌浆,通常压力在0.2~0.4MPa,常用的灌浆为环氧树脂和纯水泥。
3.3 填充密封法
填充密封法主要用于宽度较大的裂缝的填充和修补,处理工艺简单易行,且成本较低。当裂缝宽度在0.3cm以下或者裂缝中存在一定的充填物时,很难采用灌浆法进行处理并取得良好的修补效果,这时就可以选用合适的修补材料对裂缝进行填充密封。
3.4 结构补强法
结构补强法主要是针对超负荷引发的裂缝、火灾造成的裂缝,或者裂缝已经出现很长时间使混凝土耐久性降低的情况。补强方式主要有断面补强、锚固补强和施加预应力等。结构补强之前需要采用取芯试验或者压水与压气试验方式对裂缝进行全面的检查,以了解裂缝的实际情况并确定合理的补强方式,同时也需要对修补材料进行专项检测,以保证修补材料的质量符合使用要求。
结语:综上所述,我们在充分了解混凝土裂缝产生机理的基础上,从设计和施工两方面加强质量管理,采取科学合理的技术措施,可以有效的将混凝土裂缝控制在规范允许的范围之内,从而保证建筑物达到安全、适用、经济、合理的设计要求,确保人民群众的生命财产安全。