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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-08-21 09:27 熱度:
摘要:工程結構出現裂縫是比較普遍的現象。不過,結構裂縫大部分是能夠通過設計手段、施工措施來避免的。本文著重對混凝土結構裂縫的成因、預防措施作了粗淺的探討,并給出了一些混凝土裂縫的具體處理方法。
關鍵詞:混凝土裂縫;預防;處理
混凝土在現代工程建設中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂縫較為普遍。盡管我們在施工中采取各種措施,但裂縫依然時有出現。雖然建筑物的裂縫是不可避免的,但其危害程度是可以控制的。進行裂縫控制時,應采取事前預防、事后處理的準則,減小裂縫危害。本文先將簡要分析混凝土建筑物裂縫的產生的原因,然后據此提出裂縫預防與處理的技術措施,作為混凝土建筑物施工的參考。
1混凝土裂縫產生的原因
1.1設計原因
在混凝土結構設計中,由于斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫;設計中構造鋼筋配筋率過小或間距過大等引起構件表面出現裂縫;未充分考慮混凝土的收縮變形;預應力構件設計時對構件施加預應力不當,造成構件出現裂縫。
1.2混凝土配合比原因
配合比中水灰比、單方水泥用量過大、水泥的等級和品種選用不當、混凝土膨脹劑摻量不當、砂率、水灰比的選擇不當,造成混凝土和易性差,導致混凝土離析、泌水、保水性不良,增加混凝土的收縮。
1.3材料原因
水泥品種原因、水泥等級及混凝土強度等級原因以及混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當,會嚴重增加混凝土的收縮。
1.4施工及現場養護原因
現場施工時,梁、板、柱一次澆搗成型或振搗不當,漏振、過振情況均會誘導裂縫產生;施工不規范,如澆注混凝土前模板不灑水或灑水不夠、混凝土振搗及成型過程中模板出現局部變形;現澆樓板負筋被施工人員睬踏移位造成混獲土板面開裂;混凝土早期養護不好;建筑物建好后長期關閉,室風相對濕度過低,混凝土收縮開裂。
2裂縫的預防措施
2.1設計方面
在建筑設計中應處理好構件中“抗”與“放”的關系。所謂“抗”就是處于約束狀態下的結構,沒有足夠的變形余地時,為防止裂縫所采取的有力措施;而所謂“放”就是結構完全處于自由變形無約束狀態下,有足夠變形余地時所采取的措施;設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得已時,應充分考慮采用加強措施。在現澆板斷面急劇變化處、開洞削弱處等易引起收縮應力集中處,鋼筋間距不應大于150mm,直徑不應小于8mm,并應在板的上表面布置縱橫兩個方向的溫度收縮鋼筋。溫度收縮鋼筋在板的上、下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不應小于截面積的0.15%;住宅的建筑平面有凹口及洞口時,凹口、洞口周邊樓板的配筋宜適當加強。當樓板平面形狀不規則時,宜設置梁使之形成較規則的平面;大小房間尺寸懸殊的小板、頂層端頭板應采用雙層雙向配筋,即上部負筋在本跨拉通布置。柱邊角部板上部負筋長度應從柱邊起算。剪力墻部位板負筋宜適當加強;重視對構造鋼筋的認識。在結構設計中,設計人員要重視對于構造鋼筋的配置,特別是于樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和間距數量的選擇;現澆板砼強度等級不宜大于C30,否則必須有減少混凝土收縮的設計措施;積極采用補償收縮混凝土技術。
2.2材料選擇和配合比設計方面
根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種等級,盡量避免采用早強高的水泥;選用級配優良的砂、石原材料,含泥量應符合規范要求。嚴格控制混凝土原材料質量和技術標準,選用低水化熱水泥,粗細骨料的含泥量應盡量減少,優選混凝土各種原材料;混凝土選用的外加劑必須確保混凝土外加劑的質量;選用外加劑時應根據混凝土的性能要求、施工條件及氣候條件,結合混凝土的原材料性能、配合比以及對水泥的適應性等因素,綜合考慮,確定選用外加劑的品種,并應經過試驗確定其摻量。預拌混凝土應采用減水率高、分散性能好、對混凝土收縮影響較小的外加劑;正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充分考慮不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過試驗確定膨脹劑的最佳摻量。
2.3施工方面
澆搗時,振動棒要快插慢撥,根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間,避免過振或漏振,應提倡采用二次振搗、二次抹面技術,以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡;大體積混凝土施工前必須編制混凝土施工方案,采取控溫措施并據此進行施工技術交底。施工方案應根據人員、設備的配置等情況編制,并規定混凝土的凝結時間、混凝土的供應計劃、混凝土的坍落度等具體要求,同時,施工堆載應進行控制;混凝土養護:在混凝土裂縫的防治工作中,對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要,以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮,主要控制好構件的濕潤養護,對于大體積混凝土,有條件時宜采用蓄水或流水養護,養護時間為14-28d;嚴格執行混凝土施工配合比,預拌混凝土嚴禁現場加水,改變水灰比,提高混凝土的坍落度;避免在雨中或大風中澆灌混凝土。
3混凝土裂縫的處理
當建、構筑物一旦發生裂縫后,應立即認真檢測。在修補裂縫前應全面考慮與之相關的各種影響因素,仔細研究產生裂縫的原因,裂縫是否已經穩定;若仍處于發展過程,要估計該裂縫發展的最終狀態。調查的原則、普查、詳查方法主要有:裂縫的現狀調查(裂縫類型和寬度);有無病害(漏水、鋼筋銹蝕);產生裂縫的經過(發生時間和過程);設計書的檢查;施工記錄的檢查;根據混凝土鉆芯檢查構件的強度、厚度;荷載調查;中性化試驗;鋼筋調查(鋼筋位置、細筋數量及有無銹蝕);地基調查;混凝土分析;荷載試驗;振動試驗。具體的處理方法參考如下。
表面修補法:表面修補法是一種簡單、常見的修補方法,它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂,通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施;填充法:用修補材料直接填充裂縫,一般用來修補較寬的裂縫(>0.3mm),作業簡單,費用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有填充物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型槽,然后作填充處理;灌漿、嵌縫封堵法:灌漿法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。有兩種常用灌漿方法:一是在表面封閉后直接用壓力灌入水泥漿;二是混凝土局部修復后再灌漿,以提高其密實度;嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法。它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氨乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿;結構補強法:當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取補強法對混凝土結構進行處理。結構補強中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固;混凝土置換法:混凝土置換法是處理混凝土嚴重損壞的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿;混凝土裂縫處理效果的檢查:包括修補材料試驗、鉆芯取樣試驗、壓水試驗、壓氣試驗等。
4結語
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象。它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理。對于混凝土裂縫的控制是一個綜合性的問題,需要經過設計、監理、施工及使用等多方面的配合,隨著對混凝土耐久性的研究不斷深人,相信混凝土裂縫問題將會逐漸得到圓滿地解決。
參考文獻
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[4]建筑施工手冊[M].北京:建筑工業出版社,2004,10.
文章標題:混凝土結構裂縫成因、預防與處理
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