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混凝土裂缝开展的成因及防治研究

时间:2015-08-23  作者:李玉涛柳天杰

混凝土裂缝问题是建筑工程中最常见的病害之一,设计和施工人员都必须认真对待。本文在分析混凝土裂缝成因的基础上,提出了解决混凝土裂缝问题的方法。
论文关键词:裂缝开展,拉力,成因,防治措施

一、混凝土裂缝的种类及成因

1、混凝土裂缝的分类

根据混凝土裂缝产生的原因,可分为结构性裂缝与非结构性裂缝两大类[1]。

(1) 结构性裂缝

由各种外荷载引起的裂缝,也称荷载裂缝。它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。如在超静定结构中由于构件局部破坏所引起的结构内力等都可以引起混凝土的结构性裂缝。

(2) 非结构性裂缝

由各种变形变化引起的裂缝。它包括温差,干缩湿胀和不均匀沉降等因素引起的裂缝。这类裂缝是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的。如在超静定结构中使用环境的温差过大,构件尺寸不标准等都会产生非结构性裂缝。混凝土工程中大部分裂缝都是非结构性裂缝。

2、混凝土裂缝开展的成因

(1) 收缩裂缝

收缩是混凝土固有的物理特性,受到养护阶段水泥品种、骨料品种和含泥量、混凝土配合比,外加剂种类及掺量、介质湿度、养护条件等因素的影响,一般情况来说水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大,则其收缩值越大。当现浇钢筋混凝土楼板收缩受到其支承结构的约束,板内拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会产生裂缝。

(2) 温度裂缝

温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。在混凝土浇筑过程中,水泥水化反应将放出大量的热,使混凝土内部温度升高并在一定龄期出现温峰,之后下降。混凝土内部散热慢而表面散热快,必将在内外形成温差,为协调温度变形,混凝土表面将产生拉应力(即温度应力),当超过抗拉强度时就形成了温度裂缝。

(3) 其他裂缝

混凝土结构在施工和使用的过程中还会出现沉降裂缝和腐蚀裂缝。沉降裂缝是由建筑物各部分沉降量不同而产生的结构内力所造成,往往为贯穿性裂缝,建筑墙体的八字形或倒八字形裂缝就是典型的沉降裂缝。腐蚀裂缝则是由构件长期处于腐蚀性环境下引起,这类裂缝往往是由混凝土密实度不足所导致,有一定的扩展性,最终会减少构件的寿命。

二、混凝土裂缝的防治

混凝土是一种复合型材料,五种基本材料(石子、砂子、水泥、水和掺加料)的配合比以及施工工艺、养护条件和使用环境都将对裂缝的开展产生影响。混凝土产生裂缝,从根本上讲就是混凝土抗拉能力不足,而在施工、养护和使用的过程中往往存在着拉应力,这就要求工程技术人员认真对待,采取相应的措施减少混凝土的拉应力从而保证工程质量。

1、设计要规范,杜绝超筋构件和少筋构件。超筋构件和少筋构件都是应当避免的构件,尤其是受弯、偏心受压和偏心受拉构件。钢筋设置不合理,那么拉应力就只能依靠混凝土来承担,这样对混凝土裂缝控制是极为不利的。通常设计时应考虑结构的安全储备,减少构件的拉应力,或者直接采用预应力构件延缓受拉区域拉应力的产生,也可以采用组合结构等方式,通过改变构件的受力模式,既发挥了混凝土抗压能力强的优势,又避免了抗拉能力不足的缺点。在结构安全得到保证的前提下,还可以简化结构形式,将超静定结构转化为静定结构,减小结构内力,保护混凝土。

2、施工要严管,杜绝不合理现象的发生。混凝土的施工过程环节比较多,需要施工人员和监理人员严格遵守相关规定,强化过程管理,才能保证混凝土工程的质量。如在现浇楼板施工时,应注意放射钢筋的摆放位置和钢筋小马凳的布置,确保钢筋没有发生变形、跑位,而且有足够厚度的保护层,这样才能使钢筋充分发挥抗拉能力较好的特点,迟滞混凝土裂缝的产生。在混凝土的养护阶段,养护条件(如温度、湿度等)会对混凝土的最终形成产生很重要的影响,必须严格按照要求施工。当混凝土表面出现裂缝时,应采取相应的技术措施,如补浆、刷化学涂料等,避免裂缝的进一步扩展。

3、工程交付使用后,应适时进行建筑保养。在建筑物的合理使用年限内混凝土结构经常受到不断变化的自然环境条件的影响,表面和内部各点温度都在不断发生变化,不同介质之间还在进行持续的热交换,因此混凝土内部温度不均匀,容易产生裂缝。这就要求混凝土工程采用直径较小而数量较多的钢筋来平衡内力,减少裂缝。在装修时业主不能破坏承重构件,不能局部改变使用环境,不能随意改变建筑用途,尤其是在隔墙设置时,应有专业人员的指导。如果在使用过程中局部出现了沉降裂缝,那就应当对裂缝进行修补,同时将墙体进行加强,以保证建筑寿命。

混凝土以其良好的工程特性而深受设计和施工人员青睐,在工程中应用的范围也比较广泛,但是如何减少混凝土的裂缝也是一个值得深思的问题。使用混凝土时只有充分考虑混凝土的各项性能,根据设计文件和使用环境采取相应的措施,才能迟滞混凝土裂缝的开展,保证混凝土工程在设计、施工过程中和交付使用后都能够满足业主的要求。


参考文献:
[1] 朱耀台,詹树林.混凝土裂缝成因与防治措施研究.材料科学与工程学报[J],2003,21(5) .
[2] 钟升贤.建筑施工裂缝的研究[J].科技信息,2007,14.
[3] 范洁群,姚刚.混凝土裂缝处理思路及方法[J].四川建筑,2005,25(4).
[4] 孔德福.混凝土裂缝的预防[J].山西建筑,2007,33(17).

 

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