论文部分内容阅读
摘 要:裂缝问题是钢筋混凝土结构的特性,但是裂缝问题在一定程度上影响结构的耐久性和抗渗性,需要引起足够的重视。本文重点介绍民用建筑常出现的裂缝,其形成原因及预防与处理。
关键词:民用建筑混凝土裂缝;裂缝部位及成因;预防与处理
中图分类号:TU37文献标识码: A
钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一,这些裂缝不仅仅是影响了建筑的美观,而且更重要的是有些裂缝会影响到建筑物的使用功能,从而降低了建筑物结构的耐久性;破坏了结构的整体性、降低了结构的刚度;引起钢筋腐蚀。
1.民用建筑常见的裂缝及其成因
1.1干缩裂缝及其成因
1.1.1现象:裂缝为表面性,宽度较细。其走向纵横交错,没有规律。
1.1.2原因分析:众所周知,混凝土水灰比大,收缩將显著增加,同时抗拉强度降低。随着商品混凝土的普遍使用,混凝土的坍落度普遍比现场搅拌大;特别是泵送混凝土为了满足泵送条件,坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少,砂浆多的现象。此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
1.2塑性收缩裂缝及其成因
1.2.1现象: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。裂缝在结构表面出现,形状恨不规则且长短不一,互不连贯,类似干燥的泥浆面。塑性裂缝又称龟裂,属于干缩裂缝,出现普遍。
1.2.2原因分析:混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度很低,不能抵抗这种变形的能力而导致开裂。使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多或使用过量的粉砂。混凝土水灰比过大,模板过于干燥。
1.3沉陷裂缝及其成因
1.3.1现象:不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直或呈30°~45°角方向发展
1.3.2原因分析: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;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
1.4温度裂缝及其成因
1.4.1现象:温度裂缝的走向通长无一定的规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较紧。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。
1.4.2原因分析
1)因为混凝土拌合物内的水泥在水化时,要产生大量的水化热,当混凝土内外温差超过一定的限度,混凝土的拉应力小于混凝土的热胀应力时,便会产生温度应力裂缝。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500KJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热积聚在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,是混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。
2.裂缝预防
裂缝的出现会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力,因此我们要在设计和施工环节采取措施预防裂缝的发生。
2.1干缩裂缝的预防措施
1)选用水化热较低的水泥和粉煤灰水泥,降低水泥用量。
2)混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加适量的减水剂。
3)严格控制混凝土搅拌的和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。
4)加强混凝土大的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。
5)在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2.2塑性收缩裂缝的预防措施
1)要选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。
2)要严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。
3)在浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。
4)要及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。
5)在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
2.3沉陷裂缝的预防措施
1)对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。
2)保证模板有足够的刚度和强度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。
3)防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。
4)模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。
5)在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
2.4温度裂缝的预防措施
1)大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。
2)在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。
3)加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施。
3.常见的裂缝的修补措施
当钢筋混凝土的构件上出现裂缝后,我们应先判定裂缝是否需要进行处理,根据裂缝的形式(裂缝深度、宽度、形状等)、建筑物的环境条件(一般环境、寒冷地带、盐类环境等)、产生的原因、结构的受力情况以及使用要求等综合确定。
3.1表面修补法: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已经深进裂缝的处理。通常的处理措施时在裂缝的表面涂抹水泥浆、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的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。
3.2灌浆、嵌缝封堵法: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入混凝土的裂缝中,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。
3.3结构加固法:当裂缝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、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4混凝土置换法:混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是现将损坏的混凝土剔除,然后再置入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有: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。
结束语:我国建成的民用建筑越来越多,由于各种外因或内因导致的混凝土开裂情况也越来越多,了解其开裂的原因,掌握修补的方法,按照不同的实际情况采取不同的方法进行修补,就能达到很好的效果,保证民用建筑混凝土结构的质量。
参考文献 :
[ 1]徐有邻、顾祥林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.3
[2 ]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土,2002.5
[ 3]东南大学,同济大学,天津大学,混凝土结构(上册)混凝土结构设计原理[M]北京:中国建筑工业出版社,2008.11
关键词:民用建筑混凝土裂缝;裂缝部位及成因;预防与处理
中图分类号:TU37文献标识码: A
钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一,这些裂缝不仅仅是影响了建筑的美观,而且更重要的是有些裂缝会影响到建筑物的使用功能,从而降低了建筑物结构的耐久性;破坏了结构的整体性、降低了结构的刚度;引起钢筋腐蚀。
1.民用建筑常见的裂缝及其成因
1.1干缩裂缝及其成因
1.1.1现象:裂缝为表面性,宽度较细。其走向纵横交错,没有规律。
1.1.2原因分析:众所周知,混凝土水灰比大,收缩將显著增加,同时抗拉强度降低。随着商品混凝土的普遍使用,混凝土的坍落度普遍比现场搅拌大;特别是泵送混凝土为了满足泵送条件,坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少,砂浆多的现象。此时,混凝土脱水干缩时,就会产生表面裂缝。
1.2塑性收缩裂缝及其成因
1.2.1现象: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。裂缝在结构表面出现,形状恨不规则且长短不一,互不连贯,类似干燥的泥浆面。塑性裂缝又称龟裂,属于干缩裂缝,出现普遍。
1.2.2原因分析:混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度很低,不能抵抗这种变形的能力而导致开裂。使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多或使用过量的粉砂。混凝土水灰比过大,模板过于干燥。
1.3沉陷裂缝及其成因
1.3.1现象:不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直或呈30°~45°角方向发展
1.3.2原因分析: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;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
1.4温度裂缝及其成因
1.4.1现象:温度裂缝的走向通长无一定的规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较紧。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。
1.4.2原因分析
1)因为混凝土拌合物内的水泥在水化时,要产生大量的水化热,当混凝土内外温差超过一定的限度,混凝土的拉应力小于混凝土的热胀应力时,便会产生温度应力裂缝。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500KJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热积聚在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,是混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。
2.裂缝预防
裂缝的出现会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力,因此我们要在设计和施工环节采取措施预防裂缝的发生。
2.1干缩裂缝的预防措施
1)选用水化热较低的水泥和粉煤灰水泥,降低水泥用量。
2)混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加适量的减水剂。
3)严格控制混凝土搅拌的和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。
4)加强混凝土大的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。
5)在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2.2塑性收缩裂缝的预防措施
1)要选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。
2)要严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。
3)在浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。
4)要及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。
5)在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
2.3沉陷裂缝的预防措施
1)对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。
2)保证模板有足够的刚度和强度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。
3)防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。
4)模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。
5)在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
2.4温度裂缝的预防措施
1)大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。
2)在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。
3)加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施。
3.常见的裂缝的修补措施
当钢筋混凝土的构件上出现裂缝后,我们应先判定裂缝是否需要进行处理,根据裂缝的形式(裂缝深度、宽度、形状等)、建筑物的环境条件(一般环境、寒冷地带、盐类环境等)、产生的原因、结构的受力情况以及使用要求等综合确定。
3.1表面修补法: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已经深进裂缝的处理。通常的处理措施时在裂缝的表面涂抹水泥浆、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的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。
3.2灌浆、嵌缝封堵法: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入混凝土的裂缝中,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。
3.3结构加固法:当裂缝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、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4混凝土置换法:混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是现将损坏的混凝土剔除,然后再置入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有: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。
结束语:我国建成的民用建筑越来越多,由于各种外因或内因导致的混凝土开裂情况也越来越多,了解其开裂的原因,掌握修补的方法,按照不同的实际情况采取不同的方法进行修补,就能达到很好的效果,保证民用建筑混凝土结构的质量。
参考文献 :
[ 1]徐有邻、顾祥林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.3
[2 ]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土,2002.5
[ 3]东南大学,同济大学,天津大学,混凝土结构(上册)混凝土结构设计原理[M]北京:中国建筑工业出版社,2008.11