小议混凝土裂缝预防及处理

2019-10-29 版权声明 举报文章

小议混凝土裂缝预防及处理

【摘 要】混凝土裂缝是施工中常见的问题,在修补裂缝前,综合分析裂缝严生的原因后,再采取相应的处理技术。

【关键词】裂缝;温差;张拉;修补

混凝土是当代最主要的土木工材料之一,它是由胶结材料,骨料和水按一定比例配制,经搅拌振捣成型,在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土裂缝是不可避免的,其微观裂缝是本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前各国的规定不完全一致,但大致相同。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。

近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到更多的结构领域,其混凝土强度等级必须提高至C50。在采用泵送条件下,其收缩与水化热大大增加,约束应力裂缝很难避免,张拉前开裂,张拉后叉不闭合,裂缝控制的难度更加困难。预应力结构裂缝允许宽度是严格的,预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂,预兆性较小,裂缝扩展速度快。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

1.混凝土裂缝原因分析在修补裂缝前应全面考虑与之相关的各种影响因素

仔细研究产生裂缝的原因,裂缝是否已经稳定,若仍处于发展过程,要估计该裂缝发展的最终状态。调查的原则、普查、详查方法主要有:裂缝的现状调查(裂缝类型和宽度);有无病害(漏水、钢筋锈蚀);产生裂缝的经过(发生时间和过程);设计书的检查;施工记录的检查;根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度;荷载调查;中性化试验;钢筋调查(钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀);地基调查;混凝土分析;荷载试验;振动试验。

(1)水泥干缩产生的裂缝。这种裂缝出现在混凝土的表面,比较细小。水泥具有干缩性,在硬化初期如果养护不当造成水份不足则可能产生裂缝。

(2)温差变化,由热胀冷缩效应引起的裂缝。这种裂缝一般出现在温差变化大的环境及面积或长度较大,而又未在适当的部位留设伸缩缝的构件或结构上。

(3)应力集中引起的裂缝。这种裂缝一般出现在混凝土板的阴阳转角处或支座处。是由于板面负弯矩钢筋配筋不足或钢筋粗而间距过大造成的。

(4)使用不当造成过载,变形过大引起的裂缝。这种裂缝通常出现在混凝土受弯构件的受拉区。

(5)张拉力引起的裂缝。预应力钢筋混凝土构件张拉后的放张过程中,如控制不好可能造成裂缝。这种裂缝一般出现预应力构件的端部或板的上表面角部。

(6)不均匀沉降引起的裂缝。由于地基的不均匀沉降造成基础或圈梁、大梁及其它构件拉力过大而出现裂缝。

(7)施工中,在混凝土初凝阶段因模板振动、变形或移位会使结构产生裂缝。

除了上述产生裂缝的原因,还包括加荷过早产生的裂缝,施工缝处理不好则可能在施工缝部位出现裂缝,混凝土预制构件,在脱模、运输、堆放、起吊过程中因各种原因使构件受压区处于受拉状态,都可能使构件产生裂缝。

2.混凝土裂缝预防措施

主要预防措施,预防措施根据预防不同裂缝而采取相应的措施。以下主要介绍干缩裂缝、塑性收缩裂缝、沉陷裂缝、以及温度裂缝的基本预防措施:

2.1干缩裂缝预防措施

一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大口干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比。三是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2.2塑性收缩缝的预防措施

一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。

2.3沉陷裂缝预防措施

一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

2.4温度裂缝预防措施

一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。三是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。四是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。五是是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却等等。

3.混凝土裂缝的处理

3.1表面处理法

包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范围是浆材难以灌人的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

3.2填充法

用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开v型槽,然后作填充处理。

3.3灌浆法

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。

3.4结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。

3.5仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

4.结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工怍。

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