內(nèi)容提要:本文主要闡述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的常見裂縫類型,對溫度裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析,提出預(yù)防措施。對墻體裂縫、樓板裂縫以及梁下裂縫進(jìn)行逐一分解,找出裂縫產(chǎn)生的原因,并提出若干防治裂縫的方法以及裂縫出現(xiàn)后的修補措施。
關(guān)鍵詞: 混凝土 裂縫 溫度 應(yīng)力 水化熱 外加劑 養(yǎng)護(hù) 預(yù)防 修補
裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的普遍缺陷之一,而且有些裂縫是很難避免的。對于普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件而言,在荷載達(dá)到30%~40%設(shè)計荷載時,就可能開裂。裂縫不僅造成視覺上的壓抑感,而且會加快混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的銹蝕,從而降低結(jié)構(gòu)的耐久性。在某些情況下,裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展是結(jié)構(gòu)破壞的前兆。正確地分析,鑒定和控制裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展并有效地進(jìn)行處理是保證結(jié)構(gòu)安全性、耐久性的關(guān)鍵。
鋼筋混凝土常見裂縫的類型包括荷載裂縫、收縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、預(yù)應(yīng)力張拉裂縫、施工不良引起的裂縫以及基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫等等。鋼筋混凝土裂縫的鑒定流程依次為:對裂縫的分布、走向、長度、寬度、深度的檢查和測量;對裂縫進(jìn)行結(jié)構(gòu)性與非結(jié)構(gòu)性區(qū)分,從而判斷結(jié)構(gòu)的安全程度;判斷是脆性破壞引起的裂縫還是塑性破壞引起的裂縫;判斷是穩(wěn)定型裂縫還是發(fā)展型裂縫;根據(jù)裂縫寬度,按照《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ144-90)和《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-1999)規(guī)范劃分裂縫等級。只有準(zhǔn)確地判斷出裂縫的類型和等級,我們才能夠找出相對合理的方法進(jìn)行裂縫的修補工作。
目前建筑工程多數(shù)采用現(xiàn)澆商品混凝土,其主要的裂縫為溫度裂縫,而非荷載裂縫。因此我們必須了解施工中混凝土溫度裂縫的成因以及相應(yīng)的處理方法。
一、溫度裂縫產(chǎn)生的原因:主要是混凝土內(nèi)外溫差的過大、混凝土的脆性和不均勻性、以及結(jié)構(gòu)的不合理、原材料不合格、配合比不科學(xué)等等;炷了a(chǎn)生大量水化熱,使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生溫差,混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。再加上混凝土養(yǎng)護(hù)不周,水分蒸發(fā)過快,極易出現(xiàn)裂縫。一般在設(shè)計時均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力,但在施工中卻難以達(dá)到這樣的要求,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。
二、溫度應(yīng)力的分析:(1)早期:自混凝土澆筑開始至水泥放熱基本結(jié)束,約30天。這期間,由于混凝土彈性模量的變化,在混凝土內(nèi)部形成殘余應(yīng)力。(2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止。這個時期中,混凝土冷卻,與外界氣溫產(chǎn)生溫差,產(chǎn)生溫度應(yīng)力,與早期殘余應(yīng)力相疊加。(3)晚期:混凝土完全冷卻后的運轉(zhuǎn)時期,溫度應(yīng)力主要由外界氣溫變化所引起。
正確使用外加劑是減少混凝土開裂的重要措施之一。例如合理使用膨脹劑、減水劑、緩凝劑、防水劑等混凝土外加劑。其作用有:(1)膨脹劑可增大混凝土毛細(xì)孔直徑從而降低表面張力。(2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,合理使用減水劑可減少約1/4的用水量。(3)緩凝劑使混凝土中水泥水化熱反應(yīng)放緩,避免因混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫。(4)水泥用量也是混凝土收縮的重要因素,摻外加劑可減少水泥用量,從而降低水化熱反應(yīng)。(5)減水型防水劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,從而減少沉縮變形。(6)提高水泥漿與骨料的黏結(jié)力,提高混凝土抗裂性能。(7)提高混凝土抗拉強(qiáng)度,大幅度提高混凝土的抗裂性能。(8)可提高混凝土的密實性,從而提高混凝土的抗碳化性。(9)改善混凝土的和易性,表面易摸平、形成微膜,減少水分蒸發(fā),從而降低混凝土的干燥收縮性能。
實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,因此,混凝土的保溫和保濕對防止表面早期裂縫的產(chǎn)生尤其重要;炷猎缙诘暮侠眇B(yǎng)護(hù)可以有效避免或減少裂縫的產(chǎn)生。從溫度應(yīng)力觀點出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:(1)混凝土內(nèi)外溫差不得大于25℃,防止應(yīng)力過大產(chǎn)生裂縫。(2)防止混凝土過冷,盡量使混凝土施工期最低溫度不低于5℃。(3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時期,必須確;炷帘砻鏁r刻保持濕潤。而對于大體積混凝土,分層分段澆搗可以有效降低內(nèi)外溫差,從而起到防裂的作用。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱、墻體以及基礎(chǔ)都可能產(chǎn)生裂縫,下面先以墻體為例,談?wù)勗鯓臃乐够炷翂w裂縫。
混凝土墻體的裂縫主要有溫度裂縫、收縮裂縫、外力引起的機(jī)械裂縫以及不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫。為了減輕混凝土的開裂程度,在施工中應(yīng)采取相應(yīng)的措施。(1)、合理設(shè)計混凝土的配合比,在保證設(shè)計強(qiáng)度的前提下使水泥用量盡可能的少。(2)、合理控制混凝土的坍落度,在保證混凝土輸送和振搗密實的前提下,盡量減少混凝土中的用水量。(3)、保證砂、石的質(zhì)量,使用含泥量少的中粗砂。(4)、加強(qiáng)對混凝土的振搗,排盡混凝土中的空氣,保證混凝土振搗密實,但要避免混凝土離析。(5)、采取合適的養(yǎng)護(hù)方法。養(yǎng)護(hù)的目的是為了防止混凝土水分蒸發(fā)過快而開裂。冬季不宜采用澆水養(yǎng)護(hù)法,應(yīng)采用覆蓋養(yǎng)護(hù)法,即推遲拆模時間,起到保溫和防治水分蒸發(fā)的作用。冬季施工時應(yīng)優(yōu)先采用抗凍混凝土,在嚴(yán)寒地區(qū),采用大模板施工時,墻板可采用蒸汽養(yǎng)護(hù)法或電熱模養(yǎng)護(hù)法。(6)、縮短施工周期。施工周期越短,外界溫差的幅度就越小,混凝土受熱脹冷縮的可能性就越小。(7)、細(xì)心操作,拆模時減少撞擊和敲打,拆模時間不得過早。施工時如果能抓好以上各個環(huán)節(jié),將會大大減少混凝土裂縫的數(shù)量和寬度。
然而,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫也是不可避免的。因此,研究如何對裂縫進(jìn)行修補顯得尤為重要,其中主要是對可見裂縫的修補。下面對現(xiàn)澆樓板不同時期的裂縫進(jìn)行簡要分析,并提出相應(yīng)的修補措施。
一、現(xiàn)澆樓板的早期龜裂裂縫(硬化前的裂縫)。開裂情況:樓板多處不規(guī)則開裂,出現(xiàn)無數(shù)不規(guī)則微細(xì)裂縫。推斷原因:澆筑混凝土后初期干燥過快,養(yǎng)護(hù)不到位。修補方法:采用表面封閉法,以柔性環(huán)氧樹脂為基料的A6微細(xì)裂縫封閉膏。修補目的:防止?jié)B水及鋼筋銹蝕,提高結(jié)構(gòu)耐久性。修補范圍:混凝土表面的龜裂及注漿不能注入的微細(xì)裂縫。修補步驟:可沿縫涂刷,也可開“V”型凹槽嵌入,也可整面涂刮。
二、收縮與溫度聯(lián)合作用產(chǎn)生的樓板裂縫(硬化后的裂縫)。開裂情況:樓板出現(xiàn)有規(guī)律的貫通裂縫,常在每一層相同部位出現(xiàn)。原因推斷:約束條件下的混凝土收縮,其中樓面陰陽角位置的斜裂縫是由于現(xiàn)澆混凝土剪力墻轉(zhuǎn)角和樓板之間的雙向約束引起的;現(xiàn)澆混凝土施工縫處理不當(dāng)。修補方法:采用“YJ-自動壓力灌漿”法。修補目的:使開裂的樓板結(jié)合成整體,防止樓板剛度降低。修補范圍:寬度大于0.05mm的可灌裂縫。技術(shù)特點:多點注漿,不必鉆孔開槽,可完全注滿全部裂縫。主要步驟:清潔裂縫,預(yù)留并安裝底座,封閉裂縫,安裝灌漿器,漿液注入,拆除灌漿器,清除封縫膠及底座。
下面以鋼筋混凝土梁為例,闡述如何對鋼筋混凝土梁產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行修補。(1)、對裂縫不深的梁,根據(jù)梁的受力狀況,對裂縫部位采取修鑿后重新補澆膨脹混凝土。(2)、對裂縫比較深的,需鑿除裂縫部位全部混凝土的梁,在混凝土拆除前,對框架梁底部采取先加固后拆除的方法,然后再補澆膨脹混凝土。(3)、裂縫處混凝土拆除方法是:用手錘和鏨子一點一點地打掉,不能用大錘去打,以防對不拆除部位的混凝土帶來危害。(4)、拆除混凝土后鋼筋的處理:混凝土拆除后對拆露的鋼筋表面用鋼絲刷進(jìn)行清理,將粘在鋼筋表面的雜物清除干凈,然后對鋼筋進(jìn)行校正,達(dá)到原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為止,為了增加梁的剛度,可在裂縫處每側(cè)各增設(shè)一根鋼筋。(5)、舊混凝土接茬的處理:舊混凝土接茬部位以露出石子顆粒的為宜,并將松動的石子打掉,并用鋼絲刷將混凝土表面浮漿刷干凈,然后用水將雜質(zhì)沖干凈。(6)、舊混凝土的養(yǎng)護(hù):舊混凝土表面處理干凈后,對混凝土表面進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)不少于三十六小時,使混凝土充分濕潤,增加新舊混凝土的結(jié)合力。(7)、新澆筑的混凝土采用膨脹混凝土,其配合比以現(xiàn)場鋼筋混凝土梁配合比而定,使用的水泥應(yīng)為同一品種。(8)、膨脹混凝土的攪拌與澆筑:采用人工攪拌,振搗以機(jī)械振搗和人工振搗相結(jié)合的形式。(9)、澆筑后混凝土的養(yǎng)護(hù):依據(jù)當(dāng)時的氣溫情況,覆蓋養(yǎng)護(hù)或澆水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時間不得少于兩周。經(jīng)過以上的精心修補,不僅可以消除了梁下裂縫,而且還能避免二次裂縫的出現(xiàn),保證了工程質(zhì)量,提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。
從理論上來說,混凝土結(jié)構(gòu)尤其是受彎構(gòu)件是允許帶裂縫工作的,但裂縫的存在始終會影響到建筑的整體美觀和耐久性,應(yīng)當(dāng)給予足夠重視,盡量避免裂縫的出現(xiàn)或把裂縫控制在允許范圍內(nèi)。近年來隨著房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,住宅的比例不斷增大,隨之而來的是人們對建筑質(zhì)量的高度關(guān)注。由于大部分業(yè)主對建筑裂縫非常敏感,但是又缺乏專業(yè)的認(rèn)識,當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己的房屋有裂縫時就會認(rèn)為房屋結(jié)構(gòu)質(zhì)量有問題,擔(dān)心裂縫會影響居住安全。因此,裂縫的控制無論從工程質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性以及民生角度來講都顯得越來越重要。
目前國內(nèi)的建筑設(shè)計大多比較傳統(tǒng),混凝土外加劑使用頻率也不高,商品混凝土的裂縫問題仍然有待改善。一些廠房的大型鋼筋混凝土屋面、超高門樓等在設(shè)計中仍然采用普通鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),導(dǎo)致混凝土梁超筋,超高、超重等問題,極易出現(xiàn)裂縫。設(shè)計人員應(yīng)多多運用混凝土外加劑,以減少混凝土表面裂縫,降低水泥用量;面對大型鋼筋混凝土梁板,多采用先張法或后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),在降低結(jié)構(gòu)自重的同時可以有效避免混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn),從而延長建筑物的使用壽命,對節(jié)約國家資源和中國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著長遠(yuǎn)的意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 肖旭. 淺談高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及控制[J]. 湖南省建筑設(shè)計院,,湖南長沙41001,工程建設(shè)第38卷第4期2006年8月
[2] 孫耿茂. 現(xiàn)澆混凝土的是施工溫度與裂縫[J]. 廣東電網(wǎng)公司潮洲供電局521000,中國科技信息2006年第14期
[3] 謝德安,黃偉軍. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的修補[J]. 廣州市房屋開發(fā)建設(shè)有限公司,廣東建材2006年第3期
[4] 李麗芳. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理方法[J]. 山西同煤集團(tuán)宏遠(yuǎn)公司037003,建材技術(shù)與應(yīng)用2006-03
[5] 蔣運林. 大體積混凝土溫度裂縫的成因及防控措施[J]. 廣東省建筑設(shè)計研究院510010 ,廣東建材2006年第8期
[6] 艾明智. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的補救[J]. 大慶筑安建工集團(tuán)有限公司161300,科技資訊2006.No.17
轉(zhuǎn)載請注明來自:http://www.jinnzone.com/kejilw/jianzhushigonglw/17000.html
上一篇:基于民用建筑工程施工管理的研究