1、1对混凝土裂缝的研究摘 要:本文分析了混凝土裂缝的成因,并提出了预防和解决措施。关键词:混凝土裂缝; 温度裂缝;收缩裂缝;混凝土结构受力裂缝 中图分类号:TU528 文献标识码: A 文章编号: 一 、混凝土裂缝的类型及成因 造成混凝土裂缝的原因是多方面的,一般而言,可分为混凝土自身原因和 外部原因两大类。在此,我们就按此分类谈谈常见裂缝的成因。 (一) 混凝土因自身特性产生裂缝 1.收缩裂缝 其产生原因是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工程中,混凝土总是受到各种约束的,如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中
2、受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。一般来讲,混凝土受到的约束越大,其产生的收缩裂缝越多或越宽。由于混凝土体积收缩是因为水份蒸发、干燥导致的,因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝。 2温度裂缝 温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。 一类为由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度lm 的大体积混凝土中,出现时2间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期,其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热,在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快,因而在混凝土表
3、面和内部形成一个温度梯度,产生温差,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝。另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的,而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就开裂。此类裂缝出现的时间较晚,一般在混凝土硬化后 12 年出现,一旦出现通常是贯穿的,宽度一般03mm,但个别局位也会超过03mm。 沉陷(塑性) 收缩裂缝的成因 塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态
4、。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混摄土刚刚终凝而强度度小时受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板厚度不足模扳支撑间距过大或支撑底部松动所致,特别是在冬季,摸板支撑在冻土上冻土化冻后产生不均匀沉障,致使混凝土结构产生裂缝 。 3(三) 施工工艺及流程造成的裂缝 1.施工不当造成的裂缝 混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝;
5、施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝。 2.模板、垫层过于干燥 模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水过大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。 3.抹干压光造成的裂缝 过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面, 形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。 4.后浇带施工不慎而造成的裂缝 为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力, 规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝:板的后浇带不支模板造成斜坡槎;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。 5.
6、砼的弹性变形及支座处的负弯矩 施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都叮直接造成混凝上的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。 二、 混凝土裂缝的预防措施 (一)严格控制混凝土施工配合比 4根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。 (二)严格控制混凝土的温度应力 温
7、度应力是产生温度裂缝的根本原因,一般将内外温差控制在2025 范围内时,不会产生温度裂缝。在保证混凝土强度的条件下,尽量减少水泥用量和每立方米混凝土的用水量;尽量降低混凝土的入模温度,规范要求混凝土的浇筑温度不宜超过 28 ,故在气温较高时,可在砂石堆场、运输设备上搭设简易遮阳装置,采用低温水或冰水拌制混凝土。 (三)做好裂缝计算 设计单位除对钢筋混凝土结构体系进行常规计算以外,还应考虑现场的实际施工状况,对容易产生裂缝的部位进行裂缝计算,同时选择合理的混凝土强度等级和配筋,如对楼板配筋改成细密型的,采用上下双层双向配筋,在柱支座处增加钢筋网片等等。 (四)做好混凝土的浇筑和振捣 在混凝土浇捣
8、前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。混凝土浇捣完成后,要及时进行养护,包括湿度和温差方面的要求。禁止在混凝土强度未达到设计和施工规范规定要求的情况下,擅自进行拆除支撑和模板。同时应根据设计提供的承载力限值,合理进行材料堆放。 (五)做好后浇带的施工 5施工后浇带的施工应认真领会设计意图,制定施工方案。杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝。 三 、 混凝土裂缝的处理措施 (一)表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修朴方法它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及探进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥
9、浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 (二)灌浆、嵌缝封堵珐 灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补它是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。 (三)结构加固法 当裂缝影影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固
10、、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。 (四)混凝土置换法 混凝土置换珐是处理混凝土严重损坏的一种有效方法此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换6材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 (五)电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护珐、氯盐提取法、缄性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。 (六)仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝娃理方法它模仿生物组织对受刨伤部位自动分泌某种物质而使刨刨伤部位得到愈合的机能在混凝土的传统
11、组分中加入某些特殊组分(如含拈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秘出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。 四、 结束语 混凝土结构裂缝的危害是巨大的,它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻,加速内部钢筋的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的生活带来潜在的危害。因此, 混凝土泵送施工技术规程J GJ / T10 - 95 、 混凝土质量控制标准GB50164 - 92 、 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204 - 2002 等标准与规范中都对其有详细而严格的要求。我们必须高度重视,在工程实践中以预防控制为主,若结构出现裂缝要认真分析原因,并采取相应的措施加以妥善处理。