淺談混凝土裂縫預(yù)防與處理
在建筑工程施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生是一項(xiàng)質(zhì)量通病,因此對(duì)混凝土裂縫的事先預(yù)防,以及產(chǎn)生后的修補(bǔ)處理是建筑生產(chǎn)過(guò)程中較為普遍的現(xiàn)象,應(yīng)有足夠的重視。
在建筑工程施工中,混凝土裂縫的產(chǎn)生是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題,而裂縫的解決也是一個(gè)較為棘手的問(wèn)題。混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的,有變形引起的:如收縮、膨脹、沉降等原因引起的裂縫;有外部荷載引起的:混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng);外添加劑問(wèn)題等引起的裂縫。
混凝土裂縫的產(chǎn)生若不加以預(yù)防采取措施解決,它的進(jìn)一步發(fā)展延伸會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋等產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、抗?jié)B性能、耐久使用年限,甚至?xí)绊懭嗣竦纳柏?cái)產(chǎn)安全。在工程中完全消除裂縫是不可能的,規(guī)范中也有明確規(guī)定對(duì)有些結(jié)構(gòu)在所處的不同條件下,允許存在一定寬、深度的裂縫。但作為施工過(guò)程中應(yīng)盡量采取有效的預(yù)防和技術(shù)保障措施來(lái)有效的控制裂縫的產(chǎn)生,盡量少產(chǎn)生或盡量減少裂縫寬度、深度,尤其要避免出現(xiàn)在關(guān)鍵部位或有害裂縫。
混凝土中常見的裂縫主要有以下這些:①干縮裂縫;②塑性收縮裂縫;③沉降裂縫;④溫度裂縫;⑤化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫。
1. 干縮裂縫的產(chǎn)生原因及主要預(yù)防措施
一般出現(xiàn)在混凝土澆筑完畢養(yǎng)護(hù)后的一周左右,這種裂縫的產(chǎn)生是由于混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快而內(nèi)部變化較小產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對(duì)濕度越低,干縮裂縫越易產(chǎn)生?;炷粮煽s裂縫的產(chǎn)生和水灰比、水泥成分、水泥用量、集料的性質(zhì)和用量以及外添加劑等因素有關(guān)。因此為了防止干縮裂縫的產(chǎn)生可采取以下預(yù)防措施:①選用收縮量較小的水泥,如采用中低熱水泥和粉煤灰水泥;②控制水灰比,摻適量減水劑;③施工中控制配合比,用水量不得超過(guò)配合比中的用水量;④注重混凝土的養(yǎng)護(hù);⑤設(shè)置合理的收縮縫。
2. 塑性收縮裂縫的產(chǎn)生原因及主要預(yù)防措施
塑性收縮裂縫是由于混凝土表面失水過(guò)快引起的,一般在干熱、大風(fēng)天氣容易產(chǎn)生;影響的因素主要有水灰比、混凝土凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速及相對(duì)濕度等。
預(yù)防措施主要有:①選用干縮性小、早期強(qiáng)度高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥;②嚴(yán)格控制水灰比,添加高效減水劑,減少水泥用量和用水量;③澆筑混凝土前澆水濕潤(rùn)基層和模板;④及時(shí)養(yǎng)護(hù),避免高溫或大風(fēng)導(dǎo)致水分的過(guò)量過(guò)速蒸發(fā)。
3. 沉降裂縫的產(chǎn)生原因及主要預(yù)防措施
沉降裂縫是由于基層的不均勻沉降或模板支撐間距過(guò)大或模板本身剛度不足等原因所致。預(yù)防的主要措施有:①基土要分層夯實(shí)和加固;②保證模板的足夠剛度,支撐間距要按計(jì)算模板方案操作;③防止基底被水浸泡;④注意拆模時(shí)間及順序;⑤在凍土上搭設(shè)要采取一定的預(yù)防措施。4. 溫度裂縫的產(chǎn)生原因及主要預(yù)防措施
溫度裂縫都產(chǎn)生在大體積混凝土表面或溫差較大的地區(qū)。由于混凝土體積大,大量水化熱積聚在內(nèi)部不易散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度急劇上升,而外部散熱較快,從而產(chǎn)生內(nèi)外的較大溫差,使得內(nèi)外熱脹冷縮程度不同,使得混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉極限強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。主要預(yù)防措施有:①選用低中熱水泥;②減少水泥用量;③降低水灰比;④改善骨料級(jí)配,摻加外添加劑減少水泥用量降低水化熱;⑤改善混凝土攪拌工藝,降低混凝土澆筑溫度;⑥摻加一定的減水、增塑、緩凝等外加劑,改善混凝土的流動(dòng)性、保水性、降低水化熱;⑦高溫季節(jié)注意控制混凝土溫升,降低澆筑時(shí)溫度;⑧大體積混凝土合理安排施工工序、分層分塊澆 筑,利于及時(shí)散熱,減小約束;或在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道,減小內(nèi)外溫差;加強(qiáng)溫度監(jiān)控及時(shí)采取冷卻措施;⑨預(yù)留溫度縫;⑩容易開裂部位配置增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度的鋼筋或纖維材料減少裂縫產(chǎn)生的機(jī)率。
4. 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及主要預(yù)防措施
混凝土攪拌后堿性骨料產(chǎn)生的一些堿性離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),吸水體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開裂。這些裂縫一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)使用期間,一旦發(fā)生很難補(bǔ)救。主要預(yù)防措施有:①選用低堿水泥、外加劑或堿活性小的骨料;②添加外加劑降低堿骨料反應(yīng)。
混凝土振搗不良或鋼筋保護(hù)層不足,使得外界物質(zhì)容易侵蝕鋼筋,使得體積增大,導(dǎo)致沿鋼筋方向的混凝土開裂。主要預(yù)防措施有:①保證鋼筋保護(hù)層厚度;②保證混凝土良好級(jí)配,振搗密實(shí);③對(duì)鋼筋事先采取防銹蝕措施。
以上是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的一些具體原因及針對(duì)性事先控制裂縫產(chǎn)生的一些預(yù)防措施。但是在生產(chǎn)施工過(guò)程中并不是預(yù)防了就能絕對(duì)避免,只是減少發(fā)生的概率而已,因此裂縫的后期處理彌補(bǔ)就必不可少。
?。?)表面修補(bǔ)
這是一種簡(jiǎn)單的修補(bǔ)方法,針對(duì)混凝土表面開裂不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及承載力的情況。通常處理只在表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥等,同時(shí)為了防止進(jìn)一步開裂可在裂縫表面粘貼玻纖網(wǎng)布等。
(2)結(jié)構(gòu)加固
當(dāng)裂縫影響結(jié)構(gòu)安全時(shí),采取加大截面積,外包型鋼、粘貼增強(qiáng)纖維網(wǎng)布、噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固等措施保證結(jié)構(gòu)安全。
?。?)灌漿法
主要適用對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有影響且有抗?jié)B要求的裂縫,用壓力設(shè)備將水泥漿、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等膠結(jié)材料壓入裂縫,使它硬化后和混凝土形成整體。
(4)嵌縫法
此法是沿裂縫鑿槽,后嵌填止水材料。
?。?)混凝土置換法
對(duì)于損壞嚴(yán)重的混凝土,先將其剔除,后置換入新的混凝土或其它材料。常用普通混凝土、水泥砂漿、改性聚合物混凝土等置換。
?。?)電化學(xué)防腐法
電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),鈍化鋼筋,以達(dá)到防腐作用。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是比較常用的方法,這些方法受環(huán)境影響小,可以長(zhǎng)期防腐。
?。?)自身愈合法
在混凝土中摻入某些特殊成分,如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊,在混凝土內(nèi)部形成仿生自愈的效果,當(dāng)產(chǎn)生裂縫時(shí)分泌出液芯纖維使裂縫自身重新愈合。
混凝土裂縫的產(chǎn)生是一種較為普遍的現(xiàn)象,它的出現(xiàn)影響建筑物的抗?jié)B性能、使用功能或是結(jié)構(gòu)的安全;因此在實(shí)際的生產(chǎn)中對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生原因分析以及采取相應(yīng)的預(yù)防和后期處理對(duì)保證建筑物的安全和使用十分重要。
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