殷惠娟 劉金明
摘 要:隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,對建筑工程的質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格,混凝土作為建筑工程施工中的主要材料,卻常常出現(xiàn)裂縫問題。因此,本文通過對建筑施工過程中混凝土裂縫產(chǎn)生原因的分析,提出混凝土裂縫的控制及相應(yīng)的措施,從而提高混凝土的質(zhì)量,從而提高建筑的安全性、耐久性、適用性。
關(guān)鍵詞:混凝土;裂縫;施工處理
在土木工程中,混凝土結(jié)構(gòu)占據(jù)主導(dǎo)地位,混由于各種因素的影響,凝土結(jié)構(gòu)不可避免地存在裂縫,而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。短期內(nèi),混凝土的裂縫不會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的影響,但是長期來看,混凝土的裂縫逐漸擴張,對工程結(jié)構(gòu)還是存在一定的安全隱患。
一、導(dǎo)致混凝土裂縫的主要原因
(一)塑性收縮裂縫
塑性裂縫多出現(xiàn)在暴露于空氣中的新澆注的混凝土構(gòu)件表面,塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前,表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一,互不連貫狀態(tài),較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達2~3m,寬1~5mm。
塑性裂縫產(chǎn)生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時間,環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。
(二)沉降收縮裂縫
沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不均勻、松軟或回填土不密實或浸水而造成的不均勻沉降所致,或者因為模板剛度不足、模板支撐間距過大、模板支撐底部不牢固等因素導(dǎo)致,特別是在冬季施工,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。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,裂縫呈梭形,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30~45度角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度0.3~0.4mm,受溫度變化的影響較小。待地基沉降變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。
(三)溫度裂縫
溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?;炷翝仓螅谟不^程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱,(當(dāng)水泥用量在350-550kg/m3,每立方米混凝土將釋放出17500-27500kJ的熱量,從而使混凝土內(nèi)部溫度升達70℃左右甚至更高)。由于混凝士的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā),且未采取降溫措施,導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱快,這樣就形成內(nèi)外的較大溫差,造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝士表面就會產(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。
在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降,而產(chǎn)生收縮,表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯。梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu),裂縫多平行于短邊,深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一。受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì),而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯,此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕,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。
混凝土結(jié)構(gòu)成型后,沒有及時覆蓋養(yǎng)護,表面水分散失快,體積收縮大,而混凝土內(nèi)部濕度變化小,收縮也小,因而混凝土表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,出現(xiàn)拉應(yīng)力,引起混凝土表面的收縮。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結(jié)構(gòu)裂縫??v橫交錯,梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu),裂縫多平行于短邊。深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì),而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕,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。
二、混凝土裂縫的處理
混凝土裂縫一般有三種狀態(tài):靜止裂縫,活動裂縫,正在發(fā)展的裂縫。混凝土裂縫處理方法的選擇一般需要考慮:判斷裂縫是活動還是靜止的,修補的主要目的,是否需要加固處理,裂縫產(chǎn)生的主要原因是什么,裂縫未來的變化(數(shù)值和方向)如何,對結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生什么樣的影響,綜上考慮,選擇合適的方法對混凝土產(chǎn)生的裂縫進行修補。
(一)表面處理法
表面涂抹和表面貼補法表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
(二)填充法
用修補材料直接填充裂縫,一般用來修補較寬的裂縫,作業(yè)簡單,費用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽,然后作填充處理。
(三)灌漿法
此方法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。利用壓送設(shè)備(壓力0.2~0.4Mpa)將補縫漿液注入砼裂隙,達到閉塞的目的,該方法屬傳統(tǒng)方法,效果很好。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫,不用電,修補方便效果也很好。
(四)結(jié)構(gòu)補強法
因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時 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)強度可采取結(jié)構(gòu)補強法。
(五)混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入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。
(六)電化學(xué)防腐法
電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(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,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點是防護方法受環(huán)境因素的影響較小,適用鋼筋、混凝土的長期防腐,既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。
(七)仿生自愈合法
仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì),而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機能,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)裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。
三、結(jié)語
綜上所述,混凝土在建筑工程的施工中,出現(xiàn)裂縫是很常見的,因此,只有提前了解混凝土產(chǎn)生裂縫的原因,有針對性制的制定控制措施,在施工中對可能產(chǎn)生裂縫的因素加以控制,事后加強混凝土的養(yǎng)護工作,才能減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。
參考文獻:
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