混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題分析與防治

郭　欣

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),帶動(dòng)了建筑業(yè)的快速、持續(xù)的發(fā)展。混凝土因其優(yōu)點(diǎn)較多,成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料之一。

但是,大量的工程和實(shí)踐理論分析表明,鋼筋混凝土構(gòu)件基本上都是帶裂縫工作的,只是有些裂縫很細(xì),甚至肉眼看不見(縫寬<0.5mm),一般對(duì)結(jié)構(gòu)的使用無大的危害,允許其存在。有些裂縫在使用荷載或外界物理及化學(xué)因素作用下,不斷產(chǎn)生和發(fā)展引起混凝土碳化、保護(hù)層剝落及鋼筋銹蝕,使鋼筋混凝土強(qiáng)度和剛度受到削弱,耐久性降低,嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生垮塌事故,危害結(jié)構(gòu)的正常使用,必須加以控制, 因此研究混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施是非常重要而迫切的。

一、混凝土裂縫類型及成因

1.塑性沉降裂縫 。此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土骨料沉降時(shí)受到阻礙(如鋼筋、模板)而產(chǎn)生的。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆注后0.5小時(shí)至3小時(shí)之間,混凝土尚處在塑性狀態(tài),混凝土表面消失水光時(shí)立即產(chǎn)生,沿著梁及板上面鋼筋的走向出現(xiàn),主要是混凝土塌落度大、沉陷過高所致。另外在施工過程中如果模板綁扎的不好、模板沉陷、移動(dòng)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)此類裂縫。

2.塑性收縮裂縫。此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土澆筑后,在塑性狀態(tài)時(shí)表面水分蒸發(fā)過快造成的。這類裂縫多在表面出現(xiàn),形狀不規(guī)則、長(zhǎng)短寬窄不一、呈龜裂狀,深度一般不超過50mm。產(chǎn)生的原因主要是混凝土澆注后3~4小時(shí)左右表面沒有被覆蓋,特別是平板結(jié)構(gòu)在炎熱或大風(fēng)天氣混凝土表面水分蒸發(fā)過快,或者是基礎(chǔ)、模板吸水過快,以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮,此時(shí)混凝土強(qiáng)度趨近于零,不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。

3.溫度應(yīng)力裂縫。此類裂縫產(chǎn)生的主要原因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,如果溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力,超過此時(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。

4.施工工藝質(zhì)量引起的裂縫。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆注、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,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。

5.原材料質(zhì)量引起的裂縫。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質(zhì)量不合格,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

二、 混凝土裂縫常見預(yù)防措施

1.塑型沉降裂縫預(yù)防措施

此類裂縫預(yù)防的措施如下:①在滿足泵送和施工的前提下盡可能減小混凝土塌落度;②保證混凝土均質(zhì)性,攪拌運(yùn)輸卸料前先高速運(yùn)轉(zhuǎn)20~30秒,然后反轉(zhuǎn)卸料;③施工過程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實(shí)情況,不能漏振、過振使混凝土離析分層;④施工過程中嚴(yán)禁隨意加水。

2.塑性收縮裂縫預(yù)防措施

此類裂縫預(yù)防的措施如下:①施工單位在澆注混凝土后要及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù),增加環(huán)境濕度;②商品混凝土公司在滿足可泵性、和易性的前提下盡量減小出機(jī)塌落度、降低砂率、嚴(yán)格控制骨料的含泥量。

3.溫度應(yīng)力裂縫預(yù)防措施

此類裂縫預(yù)防措施如下:①降低混凝土發(fā)熱量。②降低混凝土澆筑溫度。③分層分塊澆筑。④表面保溫與保濕。

4.施工方面原因造成的裂縫預(yù)防措施

此類裂縫預(yù)防措施如下:①加強(qiáng)模板施工的過程管理。②混凝土的成品保護(hù)。③鋼筋綁扎施工加強(qiáng)對(duì)負(fù)彎矩筋的管理。④振搗方式方法必須正確。

三、混凝土裂縫常見補(bǔ)救措施

1.表面處理法:包括表面涂抹和表面補(bǔ)貼法。

2.灌漿法: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。

四、結(jié) 語

綜上所述,混凝土裂縫問題一直嚴(yán)重困擾著混凝土的施工質(zhì)量,在混凝土生產(chǎn)以及施工過程中有針對(duì)性地采取預(yù)防措施,盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫,或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,特別是避免有害裂縫的出現(xiàn),以確保工程質(zhì)量,使建筑物具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。□ (編輯/穆楊)