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2009-04-28 15:16 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
混凝土產(chǎn)生裂縫是工程建設中存在的質(zhì)量通病,必須采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,確保工程質(zhì)量。本文對混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析,并根據工程實(shí)踐,提出一些預防措施和處理方法。
一、裂縫分類(lèi)
混凝土在溫度和濕度變化的條件下,硬化并產(chǎn)生體積變形,由于各種材料變形不一致,互相約束而產(chǎn)生初始應力(拉應力或剪應力),造成在骨料與水泥石粘結面或水泥石本身之間出現肉眼看不見(jiàn)的微觀(guān)裂縫。這種微觀(guān)裂縫的分布是不規則的,且不連貫,但在荷載作用下或進(jìn)一步產(chǎn)生溫差、干縮的情況下,裂縫開(kāi)始發(fā)展,并逐漸互相串通,從而出現較大的肉眼可見(jiàn)的裂縫,稱(chēng)為宏觀(guān)裂縫。
宏觀(guān)裂縫主要可分為收縮裂縫、超載裂縫、沉降裂縫、龜裂裂縫、疏松裂縫等幾種,此外還包括張拉、化學(xué)反應、凍脹等裂縫。
二、裂縫成因
(1)砼的收縮。收縮是砼的一個(gè)主要特性,對砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀(guān)裂縫一旦發(fā)展則有可能引起機構物的開(kāi)裂、變形甚至破壞。
(2)溫度應力。砼內的水泥在水化反應中發(fā)散出大量熱量,使砼升溫,并與外部氣溫形成一定溫差,從而產(chǎn)生溫度應力。其大小與溫差有關(guān),并直接影響到砼的開(kāi)裂及裂縫寬度。
(3)配筋不足。配筋間距大、配筋率小的砼結構開(kāi)裂多,無(wú)筋砼比有筋砼開(kāi)裂多。鋼筋的位置要正確,保護層過(guò)大或過(guò)小都可能導致砼開(kāi)裂。
(4)砼材料及配合比。配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度,是造成砼開(kāi)裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過(guò)大、水灰比大、含砂率不適當、骨料種類(lèi)不佳、選用外加劑不當等,這幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)的。
(5)養護條件。養護是使砼正常硬化的重要手段。養護條件對裂縫的出現有著(zhù)關(guān)鍵的影響。在標準養護條件下,砼硬化正常,不會(huì )開(kāi)裂,但只適用于試塊或是工廠(chǎng)的預制件生產(chǎn),現場(chǎng)施工中不可能擁有這種條件,F場(chǎng)砼養護越接近標準條件,砼開(kāi)裂可能性就越小。
(6)施工質(zhì)量。砼澆筑施工中,振搗不均勻,或是漏振、過(guò)振等情況,會(huì )造成砼離析、密實(shí)度差,降低結構的整體強度。砼內部氣泡不能完全排除時(shí),鋼筋表面的氣泡則會(huì )降低砼與鋼筋的粘結力。鋼筋若受到過(guò)多振動(dòng),則水泥漿在鋼筋周?chē)芗,也將大大降低粘結力。
三、砼裂縫預防措施
(1)結構設計。設計上要注重容易開(kāi)裂的部位,如深基與淺基、高低跨處等,應考慮到由于地基的差異沉降或結構原因而引起的薄弱環(huán)節,在設計中加以解決。如對軟弱地基進(jìn)行必要處理;各部分荷載懸殊的結構適當增設構造鋼筋,以避免不均勻下沉,造成應力集中而出現裂縫。
(2)施工方案。施工方案主要是確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構造、澆筑時(shí)間、運輸及振搗等。一次澆筑長(cháng)度由垂直施工縫分割,最好是設置在變截面處或承受拉、剪、彎直力較小的部位;除控制一次澆筑厚度外,分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意。
(3)施工質(zhì)量。砼要有合適的配合比,不僅要滿(mǎn)足強度要求、施工要求,還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā),適當地選擇好水灰比,在滿(mǎn)足強度要求的原則下,盡可能減少水泥用量。其次,鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固,以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除,以免影響粘結力。其三是澆筑、振搗操作合理,特別是振搗操作技術(shù),往往不被人們重視。過(guò)分地振搗對砼均勻性有害,振搗不足也不能保證砼應有的密實(shí)度,要恰到好處。
(4)養護。養護的目的是使砼正常硬化,強度增長(cháng),不受或少受外界影響。關(guān)鍵是設法使砼溫度慢慢下降到接近外界氣溫,縮小降溫過(guò)程中的溫差,以便減小溫度應力,阻止裂縫的產(chǎn)生。常規養護方法是噴水,對一般砼結構,減小表面收縮,防止龜裂是可行的。大體積砼由于塊體內外溫度不一致,強度增長(cháng)不同,常常是在強度增長(cháng)慢的表面開(kāi)裂,其養護就不能只滿(mǎn)足于用常規方法。具體說(shuō),盡量晚拆模,拆模后要立即覆蓋或及時(shí)回填,避開(kāi)外界氣候的影響,養護期應以砼強度增長(cháng)最快的階段為準,即7至28天,最好能長(cháng)些。
四、砼裂縫的處理
(一)經(jīng)過(guò)調查分析,確認在裂縫不降低承載力的情況下,采取表面修補法、充填法、注入法等處理方法:
1.表面修補法。該法適用于縫較窄,用以恢復構件表面美觀(guān)和提高耐久性時(shí)所采用,常用的是沿砼裂縫表面鋪設薄膜材料,一般可用環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂或樹(shù)脂浸漬玻璃布。
2.充填法。當裂縫較寬時(shí),可沿裂縫砼表面鑿成V形或U形槽,使用樹(shù)脂砂漿材料進(jìn)行填充,也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。
3.注入法。當裂縫寬度較小且較深時(shí),可采用將修補材料注入砼內部的修補方法,首先裂縫處設置注入用管,其他部位用表面處理法封住,使用低粘度環(huán)氧樹(shù)脂注入材料,用電動(dòng)泵或手動(dòng)泵注入修補。
(二)如果裂縫影響到結構安全,可采取圍套加固法、鋼箍加固法、粘貼加固法等結構加固法。此方法屬結構加固,須經(jīng)設計驗算同意后方可進(jìn)行。
1.圍套加固法。在周?chē)叽缭试S的情況下,在結構外部一側或數側外包鋼筋砼圍套,以增加鋼筋和截面,提高其承載力;對構件裂縫嚴重,尚未破碎裂透或一側破裂的,將裂縫部位鋼筋保護層鑿去,外包鋼絲網(wǎng)一層;大型設備基礎一般采取增設鋼板箍帶,增加環(huán)向抗拉強度的方法處理。
2.鋼箍加固法。在結構裂縫部位四周加U型螺栓或型鋼套箍將構件箍緊,以防止裂縫擴大和提高結構的剛度及承載力。加固時(shí),應使鋼套箍與混凝土表面緊密接觸,以保證共同工作。
3.粘貼加固法。將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹(shù)脂和粘結劑,粘結到構件砼裂縫部位表面,使鋼板或型鋼與混凝土連成整體共同工作。粘結前,鋼材表面進(jìn)行噴砂除銹,混凝土刷凈干燥,粘結層厚度為1~4毫米。
綜上所述,砼裂縫應針對成因,貫徹預防為主的原則,完善設計及加強施工等方面的管理,使結構盡量不出現裂縫或盡量減少裂縫數量和寬度,以確保結構安全。
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