董彬林

[摘要]分析混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的原因,制訂防止裂縫形成的措施。

[關(guān)鍵詞]混凝土結(jié)構(gòu)裂縫 原因 措施

一、施工中常見(jiàn)混凝土裂縫原因分析

混凝土是一種抗拉能力極低的脆性材料,在工程項(xiàng)目施工和使用過(guò)程中,當(dāng)發(fā)生溫度、濕度變化,軋機(jī)震動(dòng)、地基不均勻沉降時(shí),極容易產(chǎn)生裂縫。

(一)材料質(zhì)量

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成?；炷了捎觅|(zhì)量不合格的材料,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。砂石含泥量超過(guò)規(guī)定,不僅降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性,還會(huì)使混凝土干燥時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。砂石的級(jí)配差,或砂顆粒過(guò)細(xì),用這種材料拌制的混凝土常造成側(cè)面裂縫。堿骨料反應(yīng),骨料中含有泥性硅化物質(zhì)與堿性物質(zhì)相遇,水、硅反應(yīng)會(huì)生成膨脹的膠質(zhì),吸水后造成局部膨脹和拉應(yīng)力,則構(gòu)件產(chǎn)生爆裂狀裂縫,在潮濕的地方較為多見(jiàn)。

(二)地基變形

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,造成開(kāi)裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定與地基變形的情況,由于地基變形的應(yīng)力相對(duì)較大,使的裂縫一般是貫穿性的。

(三)施工工藝

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過(guò)程中,若施工工藝不合理,施工質(zhì)量低劣,可能產(chǎn)生各種形式的裂縫,特別是細(xì)長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)裂縫。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生原因而異,比較典型且常見(jiàn)的如下:

1.混凝土養(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。

2.鋼筋表面污染、保護(hù)層過(guò)小或過(guò)大,或亂踩綁扎的上層鋼筋,使承受負(fù)彎矩的鋼筋保護(hù)層加厚,導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

3.混凝土震搗不密實(shí)、不均勻,出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞,導(dǎo)致鋼筋銹蝕或形成其它荷載裂縫的起源點(diǎn)。

4.混凝土澆筑過(guò)快,混凝土流動(dòng)性較低在硬化前因混凝土振搗不足,硬化后沉實(shí)過(guò)大,容易在澆筑數(shù)小時(shí)后發(fā)生裂縫,即塑性收縮裂縫?；炷翑嚢琛⑦\(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),水分蒸發(fā)過(guò)多,引起混凝土塌落度過(guò)低,使得在混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

5.用泵送混凝土施工時(shí),為保證混凝土的流動(dòng)性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時(shí)收縮量增加,混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

6.任意留置施工縫且不按規(guī)定處理?；炷练謱踊蚍侄螡沧r(shí),接頭部位處理不好,易在新、舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。

(四)設(shè)計(jì)構(gòu)造

結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開(kāi)洞、留槽引起應(yīng)力集中;構(gòu)造處理不當(dāng)現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒(méi)有設(shè)附加箍筋或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

(五)濕度變形裂縫

普通混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí),體積會(huì)發(fā)生收縮,由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,在早期混凝土強(qiáng)度較低時(shí),混凝土收縮值最大。因此,若構(gòu)件早期養(yǎng)護(hù)不良,極易產(chǎn)生收縮裂縫。這類(lèi)裂縫,在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等工程結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫預(yù)防措施

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防,注意以下幾點(diǎn):

(一)材料選用

1.水泥應(yīng)選用水化熱較低的水泥,嚴(yán)禁使用安全性不合格水泥。

2.粗骨料宜用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬的石料。級(jí)配良好,孔隙率小,無(wú)堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及粘土含量不超過(guò)規(guī)定。

3.細(xì)骨料宜用顆粒較粗、孔隙較小,含泥量較低的中砂。

(二)配料

1.配合比設(shè)計(jì):采用低水灰比、低用水量,以減少混凝土的收縮,禁止任意增加水用量。

2.配制混凝土?xí)r計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確,要嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,攪拌要均勻,離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆筑。

(三)配筋

1.從塑性鉸區(qū)延性考慮鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用,必須考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響,做到強(qiáng)度弱梁。

2.鋼筋位置要正確。保護(hù)層過(guò)大或過(guò)小都可能導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂,鋼筋間距過(guò)大易引起鋼筋之間的混凝土開(kāi)裂。

(四)模板工程

1.模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。

2.模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動(dòng)荷載)作用下,模板變形過(guò)大造成開(kāi)裂。

3.合理掌握拆模時(shí)間,拆模時(shí)間不能過(guò)早,應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或開(kāi)裂。但也不能太晚,盡可能不要錯(cuò)過(guò)混凝土水化熱峰值。

(五)混凝土澆筑

1.混凝土澆筑時(shí)應(yīng)防止離析顯現(xiàn),振搗應(yīng)均勻、適度。

2.加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的條件下,更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)澆水養(yǎng)護(hù)有困難時(shí),或者不能保證其充分濕潤(rùn)時(shí),可采用覆蓋保溫等方法。

(六)施工技術(shù)

加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收工作,基坑開(kāi)挖后及時(shí)通知勘察及設(shè)計(jì)單位到場(chǎng)驗(yàn)收。對(duì)較復(fù)雜的地基,設(shè)計(jì)方在基坑開(kāi)挖后應(yīng)要求勘察補(bǔ)鉆探,當(dāng)探出有不利地質(zhì)情況時(shí),必須先對(duì)其加固處理,并經(jīng)驗(yàn)收后,方可進(jìn)行下一步施工。

三、混凝土裂縫常見(jiàn)補(bǔ)救措施

1.表面處理法:包括表面涂抹和表面補(bǔ)貼法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫,深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。

2.灌漿法:主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ),它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。此法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。

3.填充法:用修補(bǔ)材料直接填充裂縫,一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫,作業(yè)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開(kāi)V型槽,然后作填充處理。

4.結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法:因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等。混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補(bǔ)材料試驗(yàn)、鉆心取樣試驗(yàn)、壓水或壓氣試驗(yàn)等。