摘要:随着我国城市化进程的不断推进,建设项目规模不断扩大,建设速度不断提高,现阶段混凝土结构中出现各种裂缝成为常态;对混凝土结构裂缝的成因进行分析,从而采取有效的裂缝控制及裂缝处理措施,才能确保建筑工程的质量及结构安全。
关键词:混凝土;建筑结构;裂缝控制;处理
1混凝土结构裂缝的分类及成因
1.1 干缩裂缝
混凝土浇筑完在凝结的过程中,需要对混凝土进行养护,在此过程中,混凝土中的水分会蒸发使混凝土产生干缩。混凝土外表面的水分蒸发较快,因此变形较大,而内部水分变化相对较慢,因此变形较小,这样产生的内外变形差,使混凝土表面产生拉应力,从而在混凝土表面产生裂缝,即干缩裂缝。
干缩裂缝多出现在混凝土的表面,为浅细裂缝,呈平行线状或网状,宽度多在0.02~0.2mm之间。干缩裂缝会使混凝土的抗渗性降低,使钢筋的锈蚀加快,影响混凝土结构的耐久性。
1.2 温度裂缝
引起温度裂缝的主要原因是温度变化,由温度变化引起的裂缝可以分为两种,一种是内部温度变化引起,另一种是外部温度变化引起。
水泥经过高温高压烧制而成,水泥的水化及凝固过程中,将产生大量的热量,当混凝土浇筑后,随着混凝土的逐渐凝结,混凝土内部温度发生变化,将会产生收缩,从而产生裂缝,这就是内部温度变化引起的裂缝。
由于外部环境温度变化,混凝土外部与内部存在温差,温差的存在,就是热量传递的过程,热量传递直到内外温度达到平衡为止,在热量传递过程中就会有收缩力的产生,从而导致了裂缝的产生,这就是外部温度变化引起的裂缝。
1.3 混凝土材料问题引起的裂缝
①干燥收缩裂缝。而混凝土毛细孔缝中水分的不断蒸发将导致混凝土出现收缩,以上原因引起的混凝土干缩值为0.04%~0.06%,而混凝土干燥后的可拉伸值极低,导致混凝土出现干燥收缩裂缝。
②混凝土膨胀裂缝。水泥中含有氧化镁、氧化钙,遇水后的体积会的膨胀增加;水泥、外加剂中含有大量的碱,其与活性硅进行化学反应会增加混凝土的体积;混凝土在高温条件之会加快钙矾石的分解,而在常规条件下的钙矾石就会不断膨胀直到破裂。以上原因导致各种混凝土膨胀裂缝出现。
1.4 施工工艺问题引起的裂缝
混凝土起模、浇筑、拆模等施工环节的控制质量不到位,未严格按国家及行业相关规范、规程执行,混凝土结构也可能会出现裂缝。
1.5 混凝土结构使用环境变化的裂缝
混凝土结构均是在一定假定使用环境条件下进行设计,一旦使用环境发生恶化,使用环境恶化到一定的时间及程度,混凝土耐久性会出现问题,也将产生裂缝。
1.6 结构设计产生的受力裂缝
结构设计上也会产生混凝土裂缝,设计引起的混凝土裂缝有两种情况。
(1)按设计规范混凝土结构本身是可以带裂缝工作,但裂缝宽度必须控制在一定的范围。也即当我们的设计按规范要求选择了一定的裂缝控制标准,在混凝土结构使用期间,出现该控制标准范围内的受力裂缝是正常的,也是规范允许的,结构本身也安全可靠。
(2)由于设计质量问题,混凝土结构可能会出现超过规范要求的受力裂缝(裂缝宽度大于规范限制要求),此类裂缝,本身是由于结构受力超过混凝土结构实际承受力引起的,存在结构安全隐患,必须进行结构加固处理。
2 混凝土结构裂缝的控制对策
2.1 加强结构设计,控制结构受力裂缝
设计应结合项目的重要性、建设单位的需求,根据规范合理的选择裂缝控制等级,将裂缝控制在业主、规范要求的范围内。
针对容易出现开裂的特殊混凝土结构(如大体积混凝土结构)时,设计应有针对性的对原材料、施工工艺等提出明确要求,从设计源头上减少混凝土开裂的风险。
加强结构设计质量管理,坚决避免由于设计质量问题,出现裂缝不满足规范要求,一旦结构受力,产生超过规范要求的受力裂缝。
2.2 原材料的应用对策
(1)混凝土原材料的选择
混凝土原材料最好使用水化热较低的水泥,粗骨料选择粘土含量较少的粗糙、坚硬的石料,细骨料可食用大颗粒、孔隙小、泥量少的中砂。混凝土外加剂可选择性能良好的减水剂,从而提升混凝土的结构特性,减少收缩变形形成的裂缝。
(2)混凝土的配比
降低水灰比,在搅拌过程中尽量控制用水量,有效的防止混凝土收缩变形的出现。
2.3 加强混凝土生产、运输、浇筑等施工环节的控制
混凝土的生产、拌制必须严格按照相关要求执行;混凝土的浇筑、振捣必须根据混凝土的厚度及浇筑高度、浇筑及振捣机械等实际情况,严格按照相关要求执行。
2.4 加强混凝土结构的养护
在混凝土结构施工过程中,对于混凝土的养护至关重要。施工人员必须在混凝土浇筑后、混凝土凝固过程中,对已浇混凝土结构进行及时、合理的养护(如保温、保湿)。
3常用的混凝土裂缝处理方法
3.1 表面修补法
表面修补法用于对结构承载能力影响较小的表面裂缝的处理。
处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥等材料,或在裂缝的表面粘贴纤维布等措施,防止混凝土继续开裂。
表面修补法适用于混凝土表面浅细、不再扩展的裂缝,深度仅在混凝土保护层的细丝裂缝、不渗水的缝、不伸缩的裂缝等。也适用于于漏水位置难以确定的蜂窝麻面大面积漏水的防渗堵漏。
3.2 灌浆、嵌逢封堵法
灌浆法是传统的裂缝处理方法,效果很好,应用范围广,主要适用于修补对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝,从细微裂缝到大裂缝均可适用。
灌浆法是将胶结材料利用压力设备压入混凝土的裂缝中,封堵住混凝土中的裂缝,使硬化后的胶结材料与混凝土形成一个整体。水泥浆、塑料油膏、甲基丙烯酸酯、丁基橡胶等为较为常用的胶结材料。也可使用刚性材料如聚合物水泥砂浆。
4 结束语
对混凝土结构中出现的裂缝成因进行分析,根据各类裂缝成因,从源头采用控制措施,最大限度的避免各类裂缝的出现;针对各类已出现的裂缝,按裂缝的形态,逆向分析裂缝成因,采取针对性的裂缝处理方式,从而才能确保建筑工程的质量及结构安全。
参考文献
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