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阅读 749 次 浅谈钢筋混凝土裂缝的产生原因及预防措施

摘要:随着我国城市化进程的不断发展,相继建成了大量的住宅小区,但现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝情况较为普遍,对结构产生很大的危害,严重影响结构承载力、使用安全性、防水性、耐久性和使用寿命,对使用者造成较大的影响,现就裂缝产生的原因及防治的措施提出自己的一些见解,与各位同仁做一交流,以求共同进步。...

 浅谈钢筋混凝土裂缝的产生原因及预防措施

陈斌   刘曙红

(陕西晟方建设工程有限公司   陕西建工集团总公司)

一、裂缝产生原因概述

混凝土裂缝产生的原因是多样的,有外荷载、结构计算模型差异、材料的收缩等原因造成。

1、荷载作用引起的裂缝

一般钢筋混凝土结构,在使用荷载的作用下,截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的,因而作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力以及扭矩等这些正常荷载效应都可能引起钢筋混凝土构件产生裂缝。

2、混凝土的收缩

收缩是混凝土的性质决定的,收缩的过程是一个包含多种因素的复杂的物理化学过程,几乎可以说混凝土的收缩是不可避免的,甚至是有利的。

由于混凝土特性,混凝土在硬化过程中,经过了水分蒸发、体积逐渐缩小,近而产生收缩,根据力学分析,板的四周由于受到支座的约束,不能自由伸展。当混凝土收缩所引起板的约束应力超过一定程度时,必然引起现浇板的开裂,裂缝常常出现在最薄弱的截面上。

3、温度变化

温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性,大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常发生在施工期间,宽度受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细。

表面温度裂缝多由温差较大引起,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间,水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,是混凝土表面和内部温差较大,当温度产生非均匀的降温差时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生较大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。

4、收缩变形

混凝土在空气中结硬时体积要缩小,产生收缩变形,这种变形不同程度地受到边界的约束作用。对于这些受到约束而不能自由伸缩的构件,混凝土的干缩就可能导致裂缝的产生。另外在配筋较高的构件中,即使边界没有约束,由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强,混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力,有可能引起构件产生局部裂缝。

二、裂缝的预防重点在设计

1、降低约束。主要是采取构造措施,设置各种连接缝(伸缩缝,控制缝,后浇带,施工缝)以及在约束界面上设置滑动层、缓冲层等,并规定具体的构造细节。

2、降低混凝土的收缩量与收缩差包括干燥收缩和温差收缩。设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体规定以及混凝土施工养护和现场温度监控基本要求。

3、提高混凝土的抗裂性能。除规定构造配筋的数量和布置方法外,设计单位应在施工图或施工文件中提出对混凝土配比的具体要求,必要时在某些区段采用膨胀混凝土或纤维混凝土。此外,设计单位应该对结构的温度场和收缩应力进行必要的估算,以确认所采取的裂缝控制措施是适宜的,并要求施工单位结合具体情况进行相应的验算。设计单位还应提出必需的试验内容,以确认所采用的材料抗裂性能是合乎要求的。

三、裂缝的预控关键在施工

随着建设事业的飞速发展,混凝土技术也在向功能型和智能型方向发展,这就要求技术管理人员不断加强自身的学习和提高。充分认识裂缝产生的危害,努力实现控制质量目标,有效地避免有害裂缝的产生。

1、温度的控制和防止裂缝的措施

(1)降低水化热及其释放速度;

(2)降低混凝土的浇筑温度(入模温度);

(3)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;

(4)控制散热过程并防止混凝土表面温度的骤然变化。

(5)改善混凝土的强度和热学性能。

2、重点加强楼面上层钢筋网的有效保护措施

(1)建议楼面双层双向钢筋及负弯矩筋下必须设置钢筋小马凳;

(2)尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,在板底钢筋帮扎后,管线预埋应及时穿插争取全面完成,做到不留或少留尾巴,以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量;

(3)在楼梯、通道等必须通行处搭设临时简易通道,供必要的施工人员通行;

(4)在混凝土浇筑前和浇筑中安排足够数量的钢筋工及时进行整修绑扎。

3、模板工程

钢筋混凝土结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下各点:模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂。掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。

4、混凝土浇筑

混凝土浇筑时应防止离析现象,自由倾落高度不宜超过2m,振捣应均匀、适度,不得使用振动棒赶混凝土。加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难,或者不能保证其充分湿润时,可采取覆盖保温材料等方法。

5、通过商品混凝土生产及配中材料的替换和外加剂的合理使用

降低商品混凝土的水泥和水用量,加强养护,延长养护时间,也可在板面和板底拆模后涂刷养护剂,避免混凝土的早期干缩,确保膨胀剂产物的充分水化,使混凝土达到有效的补偿收缩作用。

6、在施工前与设计沟通

精心编制施工组织设计,通过材料调换,使楼面面层与楼板混凝土一起浇捣,同时提升上层钢筋位置,这样在不增加荷载前提下增大了楼板的刚度,将有效减少裂缝的出现。

四、混凝土拆模后裂缝修补

1、一般性表面细小裂缝,可将裂缝部位清洗干净,干燥后用环氧浆液灌缝或表面涂刷封闭,既提高了结构的整体性,又能有效阻止钢筋的进一步锈蚀。

2、裂缝较大时,对原有混凝土楼面凿毛清理,铺设钢筋网重新浇筑一层细石混凝土整浇层,提高楼板的刚度和整体抗变形性能。

3、对影响结构整体,防水防渗要求的结构裂缝,应根据裂缝宽度、深度情况,采取水泥压力灌浆、化学灌浆的方法修补。

五、结束语

裂缝控制要在设计以及施工的全过程中严把质量关,保证房屋建筑工程的工程质量。随着我国建筑技术的不断发展,混凝土研究工作虽然取得了一定的成效,但是混凝土裂缝问题依然是困扰工作人员的主要问题,需要建筑行业工作人员齐心协力,共同对该问题进行研究,不断完善预防措施,直至完全解决该问题。

 

 (本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络工程项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑   刘真 文径 审核)

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