混凝土裂縫預(yù)防處理論文

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫控制；預(yù)防；處理 

裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在，它不僅會(huì)影響建筑物結(jié)構(gòu)剛度和整體抵抗能力，而且會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性。本文分析了裂縫的成因、控制方法及預(yù)防處理措施，對(duì)混凝土工程的設(shè)計(jì)施工有一定的參考價(jià)值。  1、裂縫產(chǎn)生原因及控制方法  混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的，情況比較復(fù)雜，綜合因素較多。對(duì)于某種裂縫的出現(xiàn)，人們很難給予一個(gè)準(zhǔn)確明晰的原因分析。工程實(shí)踐證明，裂縫形成的原因主要來(lái)自三個(gè)方面：變形、荷載以及不均勻沉降。一般由溫差、收縮、不均勻沉降等造成的裂縫約占80％，荷載等造成的約占20％，當(dāng)然還需要考慮其他綜合原因。根據(jù)這些主要影響因素，人們常把混凝土裂縫歸納為收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、徐變裂縫、應(yīng)力裂縫和施工裂縫等幾大類(lèi)。  收縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。收縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，大體積混凝土中平面部位多見(jiàn)，較薄的梁板中多沿其短向分布。收縮裂縫通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕，影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂，影響混凝土的承載力。收縮裂縫的控制主要在于控制濕度的變化，使結(jié)構(gòu)、構(gòu)件具有相對(duì)穩(wěn)定的濕度。  溫度裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土澆筑后，聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，造成混凝土的內(nèi)部溫度升高，而混凝土表面散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會(huì)引起較大的表面拉應(yīng)力，此時(shí)混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，一旦溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力超過(guò)此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。溫度裂縫的走向通常無(wú)一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯(cuò)，梁板類(lèi)長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊。此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。控制防止混凝土內(nèi)部約束引起的表面溫度裂縫，一般采用控制混凝土表面與外界或內(nèi)部的溫差的方法，使其小于25℃。  沉降裂縫的產(chǎn)生主要是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降，結(jié)構(gòu)體承受較大的剪切力所致或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔?，模板支撐間距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)主體和基礎(chǔ)剛度較大時(shí)，其抵抗地基沉陷的能力還是較強(qiáng)的。地基處理不滿足規(guī)范要求時(shí)，特別是在濕陷性黃土、凍脹土、膨脹土、鹽漬土、軟弱土等不良場(chǎng)地，仍時(shí)常產(chǎn)生地基沉陷(膨脹)裂縫。另外，混凝土強(qiáng)度不足時(shí)過(guò)早拆模，也會(huì)引起不均勻沉降。這種裂縫通常呈八字或倒八字。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應(yīng)力相對(duì)較大，使得裂縫一般是貫穿性的。裂縫的寬度與荷載的大小有關(guān)。  徐變裂縫的控制可采用適當(dāng)加大端頭截面高度，配置承受水平力鋼筋，放射式配筋或彎起構(gòu)造筋；壓低預(yù)應(yīng)力筋彎起角度，減少非預(yù)壓區(qū)；支撐節(jié)點(diǎn)采用微動(dòng)連接，以削減約束應(yīng)力：構(gòu)件吊裝前應(yīng)有一個(gè)較長(zhǎng)的堆放時(shí)間，使徐變變形在吊裝前(或固定前)完成大部分，此時(shí)混凝土具有較長(zhǎng)齡期，強(qiáng)度也較高；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不要過(guò)早放張，以減少收縮徐變變形，提高抗裂能力；加大端頭支承墊板，改進(jìn)壓力分布層，減少應(yīng)力集中。  應(yīng)力集中裂縫一般多在主體結(jié)構(gòu)建成后出現(xiàn)，主要分布在門(mén)窗洞口、平面或立面突出凹進(jìn)以及結(jié)構(gòu)開(kāi)洞口和結(jié)構(gòu)剛度突變及集中荷載等處。對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，～般在張拉鋼筋錨固端產(chǎn)生的局部壓應(yīng)力集中處產(chǎn)生裂縫。  施工裂縫的控制主要在于加強(qiáng)模板施工過(guò)程的管理；混凝土的成品保護(hù)；鋼筋綁扎施工加強(qiáng)對(duì)負(fù)彎矩筋的管理；振搗方式方法必須正確。  2、裂縫的預(yù)防措施  2.1　從設(shè)計(jì)方面控制裂縫：精心設(shè)計(jì)混凝土配合比：合理選擇結(jié)構(gòu)形式，降低結(jié)構(gòu)約束程度；增配構(gòu)造筋提高抗裂性能，配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3～0.5％之間；避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施；在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮施工時(shí)的氣候特征，合理設(shè)置后澆縫，如不能預(yù)測(cè)施工時(shí)的具體條件，也可臨時(shí)根據(jù)具體情況作設(shè)計(jì)變更。  2.2　從材料方面控制裂縫：采用降低水泥用量的方法來(lái)降低混凝土的絕對(duì)溫升值；使用摻合料及外加劑；優(yōu)先采用水化熱低的礦渣水泥配制大體積混凝土，所用的水泥應(yīng)進(jìn)行水化熱測(cè)定；采用中、粗砂或采用5～40mm顆粒級(jí)配的石子，控制含泥量小于1.5％。  2.3　從施工方面控制裂縫：混凝土的澆筑方法可用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，不得留施工縫；混凝土的拌制、運(yùn)輸必須滿足連續(xù)澆筑施工以及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求；在混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)清除混凝土表面的泌水：混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)；塑料薄膜、草袋可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，在寒冷季節(jié)可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚，覆蓋層的厚度應(yīng)根據(jù)溫控指標(biāo)的要求計(jì)算。對(duì)標(biāo)高位于±0.0以下的部位，應(yīng)及時(shí)回填土，±0.0以上的部位應(yīng)及時(shí)加以覆蓋，不宜長(zhǎng)期暴露在風(fēng)吹日曬的環(huán)境中。  3、裂縫的處理方法  裂縫修補(bǔ)之前，應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行初步調(diào)查和詳細(xì)調(diào)查。初步調(diào)查包括：裂縫現(xiàn)狀調(diào)查，主要調(diào)查裂縫產(chǎn)生的原因、寬度、長(zhǎng)度及形狀，是否貫通，縫內(nèi)有無(wú)異物及鋼筋是否銹蝕等情況，并繪制裂縫在結(jié)構(gòu)中的分布圖；對(duì)裂縫周邊附近混凝土表面的干濕狀態(tài)、污垢、剝離及剝落等情況進(jìn)行調(diào)查；對(duì)已開(kāi)裂的部位，觀察其有無(wú)漏水、鋼筋有無(wú)外露等情況；調(diào)查施工記錄，包括混凝土的原材料及配合比，混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等；調(diào)查在結(jié)構(gòu)投入使用過(guò)程中實(shí)際作用荷載，特別是調(diào)查是否超過(guò)設(shè)計(jì)荷載。根據(jù)初步調(diào)查的結(jié)果，再進(jìn)行裂縫的詳細(xì)調(diào)查，其內(nèi)容包括：對(duì)混凝土溫度碳化深度、氯化物含量、配合比成分等進(jìn)行試驗(yàn)分析：調(diào)查鋼筋保護(hù)層厚度、鋼筋位置、鋼筋含量及銹蝕情況，鋼筋有銹蝕就必須校核該結(jié)構(gòu)的承載力；調(diào)查基礎(chǔ)不均勻缺陷、側(cè)向位移等情況；結(jié)構(gòu)使用條件及環(huán)境調(diào)查、主要結(jié)構(gòu)的荷載條件、干濕條件、鹽分環(huán)境、凍融情況，荷載條件主要調(diào)查溫度變化、干縮、化學(xué)變化的應(yīng)力，因沖擊等瞬間荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力，因凍害、化學(xué)侵蝕等不利外力引起的應(yīng)力，因共振產(chǎn)生的非正常荷載以及由疲勞荷載產(chǎn)生的應(yīng)力。  根據(jù)調(diào)查分析結(jié)果，對(duì)不同形式的裂縫采取不同的修補(bǔ)措施，主要措施如下：  3.1　表面修補(bǔ)法。表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響的表面  裂縫及深迸裂縫、大面積細(xì)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開(kāi)裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。  3.2　灌漿、嵌縫封堵法。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(壓力0.2～0.4mpa)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、聚氯酯等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。該方法屬傳統(tǒng)方法，應(yīng)用范圍廣，效果很好。  3.3　結(jié)構(gòu)加固法。它主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性、承載能力有較大影響的深進(jìn)及貫穿性裂縫的加固處理。常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積、在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。  3.4　混凝土置換法。它是處理混凝土嚴(yán)重?fù)p壞的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。  3.5　電化學(xué)防護(hù)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)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。  3.6　仿生自愈合法。仿生自愈合法是一種新型的裂縫處理方法，它模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分，如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。  4、結(jié)束語(yǔ)  對(duì)于混凝土裂縫，應(yīng)以預(yù)防為主，必須精心設(shè)計(jì)、選料、施工。設(shè)計(jì)和施工中注意結(jié)合實(shí)際、全面考慮；出現(xiàn)問(wèn)題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。