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現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因和防治措施

2020-07-14 15:26:15 來源：www.okxie.cn學(xué)術(shù)不端一站式檢測平臺閱讀數(shù)：

摘要：現(xiàn)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫出現(xiàn)以及更進(jìn)一步的發(fā)展在一定程度上會對內(nèi)部鋼筋造成腐蝕，在抗?jié)B性能和耐久性、承載力方面對鋼筋混凝土構(gòu)件造成影響，使鋼筋混凝土的構(gòu)件縮短使用壽命，更有甚者會造成安全事故，所以現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是必須要注意的施工質(zhì)量問題。本文結(jié)合相關(guān)參考資料，分析裂縫是如何形成的，并相對應(yīng)的提出防治措施。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；成因
引言：有多種原因都會造成現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，比如說環(huán)境的影響、材料的質(zhì)量問題、施工的工藝差異、施工的質(zhì)量問題、地基的沉降差異以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面。除此之外，在直接受到外部荷載的作用力影響之后，由于剛度或者強(qiáng)度的缺乏而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形就會產(chǎn)生裂縫，由于在構(gòu)建時(shí)受到溫差的影響，長此以往，如果出現(xiàn)構(gòu)建的抗拉強(qiáng)度極限不足以抵抗因?yàn)闇夭疃鴮?dǎo)致膨脹應(yīng)力的時(shí)候，就會出現(xiàn)裂縫。
一、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的形成原因
1.濕度裂縫
如果混凝土在外加劑、拌合水、骨料以及水泥等方面用料不準(zhǔn)就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。這種干縮裂縫的出現(xiàn)是由于混凝土內(nèi)部和外部濕度存在差異，進(jìn)一步的引起內(nèi)外表面的收縮，與此同時(shí)，受到樓板四周的條件約束，讓干縮裂縫的水泥出現(xiàn)熱量進(jìn)而導(dǎo)致混凝土水分的流失，引起砼干縮，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)支撐的限制，樓板的構(gòu)建內(nèi)部生成了拉應(yīng)力。這時(shí)如果抗拉的極限強(qiáng)度不足以抵抗拉應(yīng)力時(shí)，裂縫就自然而然形成了，并且裂縫會伴隨著拉應(yīng)力的影響而繼續(xù)擴(kuò)大加深。
2.溫度裂縫
從溫度裂縫角度來講，其裂縫的走向并不一致，與短邊平行的裂縫，大多是采用有較大長度尺寸或者梁板形式的結(jié)構(gòu)，而交錯(cuò)縱橫樣子的裂縫，大多是采用的面積較大的結(jié)構(gòu)。
沿著全長的裂縫并且分段似的出現(xiàn)并且于短邊近似平行并且中間密集的裂縫，大部分是貫穿形式的或者深進(jìn)形式的溫度裂縫。從寬度來說，裂縫也不一樣，通常情況下為0.5mm以下。從整體角度來看，裂縫在寬度方面很少有過多變化。
從全長來說裂縫的寬度并不會出現(xiàn)太大變化。要注意的是，施工期間是溫度裂縫經(jīng)常發(fā)生的時(shí)期，由于溫度的變化讓裂縫的寬度也明顯的發(fā)生了改變，具體表現(xiàn)為溫度較高則裂縫較窄，溫度較低則裂縫較寬。從巖斷面來說，裂縫大多數(shù)呈現(xiàn)的形態(tài)是上部寬而下部窄，但是有極少數(shù)情況會出現(xiàn)相反的狀態(tài)。
3.因?yàn)闃?gòu)件施工質(zhì)量問題而引起的裂縫
第一，裂縫是由于鋼筋綁扎安裝質(zhì)量問題。對于樓板混凝土的開裂來說，鋼筋所起的作用是約束和限制。而這種約束和限制大多是通過摩擦力和膠結(jié)力的作用而引起的。第二，最佳的約束作用是間距均勻的鋼筋，并且間距均勻的鋼筋也可以避免個(gè)別處裂縫寬度的增加。但是從實(shí)際的日常施工來看，因?yàn)殇摻罱壴焕喂痰膯栴}，普遍會出現(xiàn)鋼筋分布不均勻出現(xiàn)偏位的現(xiàn)象，這從一定程度上對鋼筋的約束作用進(jìn)行了削弱。第三，對變形的鋼筋而言，為了讓平均的凝結(jié)強(qiáng)度增大，只有讓變形的鋼筋相對保護(hù)層厚度增加。但是在進(jìn)行實(shí)際施工操作過程中，因?yàn)殇摻畹谋Ｗo(hù)層墊塊所布置的表面呈現(xiàn)出梅花型，所以在混凝土進(jìn)行澆筑之后，大多數(shù)的部位保護(hù)層都難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這里也在一定程度上使鋼筋對混凝土開裂所產(chǎn)生的約束作用喪失。
4.設(shè)計(jì)不到位而引起的裂縫
1.1 設(shè)計(jì)原因未充分考慮引起的裂縫
根據(jù)簡支梁的受力彎矩圖和受力構(gòu)件的抽象力學(xué)模型，為了抵抗負(fù)彎矩，在樓層的上部分應(yīng)當(dāng)配置承受力的鋼筋。而在設(shè)計(jì)人員進(jìn)行實(shí)際施工圖的設(shè)計(jì)過程中，需要對成本問題、施工技術(shù)問題和人員管理問題等等進(jìn)行綜合性的考量。通常情況下分離式是現(xiàn)澆樓板負(fù)彎矩筋常用的方式，也就是在彎矩圖中將負(fù)筋進(jìn)行斷開處理，進(jìn)行單獨(dú)的配筋。采用這種設(shè)計(jì)方式很容易造成斜向裂縫，雖然這種斜向裂縫可能不會對結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生太大影響，但是容易出現(xiàn)部分滲露的現(xiàn)象，這種斜向裂縫也成為了現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫治理的重點(diǎn)內(nèi)容。
二、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施
首先，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要注意對溫度的考量，在載荷及應(yīng)力的綜合影響之下注意樓板的受力情況，并且針對重點(diǎn)部位要注意對配筋構(gòu)造措施進(jìn)行增強(qiáng)。對于出現(xiàn)的溫度裂縫，可以適當(dāng)?shù)膶Ψ植间摻畹拈g距進(jìn)行減小處理。進(jìn)行通常布置或者是加強(qiáng)配筋，對普通開間的樓板的面筋來說。可以以雙層雙向的方式對建筑物懸跳板的放射筋進(jìn)行配置加密，通過這樣的方式來避免因?yàn)楦煽s或者濕度差異而導(dǎo)致的裂縫。
其次，相關(guān)工作人員要在外加劑、拌合水、骨料以及水泥等原料質(zhì)量方面注意嚴(yán)格控制。必須要嚴(yán)格檢驗(yàn)水泥的性能，檢驗(yàn)骨料中所含雜質(zhì)的含量，檢驗(yàn)砂石級配以及沙子的含泥量，并且將檢驗(yàn)記錄下來。在水泥的選取方面，工作人員應(yīng)當(dāng)采用有較小收縮量的水泥，并且不能有較大用量，使用粉煤灰的水泥和中低熱的水泥。再進(jìn)行澆筑時(shí)，工作人員還要嚴(yán)格注意控制水灰比和配合比。
再次，對于溫度的裂縫預(yù)防而言，除了使用粉煤灰的水泥以及中低熱的水泥或者對水泥用量進(jìn)行控制之外，還要注意對施工中的配合比以及混凝土攪拌進(jìn)行管控。在塑性收縮裂縫和濕度裂縫的預(yù)防方面，工作人員應(yīng)當(dāng)使用具有較高早期強(qiáng)度和腳小干縮值的普通硅酸鹽水泥或者硅酸鹽水泥，以及注意水灰比的嚴(yán)格控制，為了對混凝土的塌落度以及和易性進(jìn)行增加，可以摻入高效的減水劑。在工作人員進(jìn)行澆筑時(shí)，要嚴(yán)格避免因?yàn)檫^振而造成的混凝土泌水和離析的現(xiàn)象產(chǎn)生，因?yàn)槿绻霈F(xiàn)這種情況就會讓混凝土的表面出現(xiàn)水泥漿層，這種水泥漿層含有水泥量較多，非常容易產(chǎn)生干縮裂縫。
最后，有些裂縫的形成是由于瞬時(shí)位移或者支撐體系的輕微沉陷造成的。所以在進(jìn)行施工之前，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)編制模板專項(xiàng)的施工方案，驗(yàn)算模板的剛度及強(qiáng)度和架體的受力能力。在進(jìn)行施工過程時(shí)，施工人員必須嚴(yán)格按照控制樓板的支撐體系方案進(jìn)行，確保支撐模板的剛度和強(qiáng)度必須符合標(biāo)準(zhǔn)。以降低在市中過程中可能出現(xiàn)的震動以及在進(jìn)行材料吊卸過程中而生成的沖擊載荷，在有必要的時(shí)候可以增加設(shè)置縱橫向剪刀撐和掃地桿，以確保整體架體的穩(wěn)定。
三、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的處理方式
1.簡單的處理方法
從開始來說，在承載力不降低的情況下，相關(guān)工作人員在進(jìn)行充分調(diào)查分析之后，需要對裂縫進(jìn)行確認(rèn)，并且以填充、注入或者表面處理的方式來修補(bǔ)裂縫。
第一，填充法。如果裂縫呈現(xiàn)的狀態(tài)較為寬，那么可以利用樹脂砂漿材料將混凝土表面以U形槽或者V形槽的形式進(jìn)行局部填充。除此之外，還可以更換填充材料，使用瀝青或者水泥砂漿。在相關(guān)工作人員進(jìn)行施工的過程中，首先要做的是對槽內(nèi)的碎片進(jìn)行清潔和處理，也可以在底層涂抹結(jié)合料，在填充滿裂縫之后，還需要等待一段時(shí)間使填充物硬化，最后拋光表面。
第二，表面的修補(bǔ)法。這種方法多用于窄縫，表面修補(bǔ)并不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但是可能會讓鋼筋銹蝕，所以使用這種方式大部分是為了增強(qiáng)耐久性或者保持表面構(gòu)建的美觀而進(jìn)行的，并且在混凝土的裂縫表層鋪設(shè)一層薄膜材料這是最常用的處理方式，而對于使用材料方面，大部分情況下可以使用環(huán)氧類樹脂來對玻璃布進(jìn)行浸漬處理，并且為了使混凝土的表面所有的氣孔都能夠填平，可以使用油灰狀樹脂，之后在上面進(jìn)行薄膜的鋪設(shè)，倘若僅僅是為了防水，也可以采用瀝青涂刷的方式，在表面涂抹薄砂漿即可。
2.進(jìn)行加固處理
如果混凝土梁板的裂縫情況較為嚴(yán)重，已經(jīng)對梁板承載力產(chǎn)生了不良影響，就需要謹(jǐn)慎選取處理方式，分析和比較，結(jié)合成本和效率條件，采用更加適合的方式。
第一，鋼箍加固法，當(dāng)彎起筋不足，抗剪無法達(dá)到正常要求以及補(bǔ)強(qiáng)梁內(nèi)特長箍筋的情況出現(xiàn)時(shí)就需要采用鋼箍加固法。具體來說：可以使用以圓鋼或者是扁鋼為材料而制成的斜形或者是垂直的鋼箍，留下螺紋，并且通過螺母將套入鋼板之后的鋼箍進(jìn)行擰緊。還可以將兩個(gè)U型鋼箍套在一起進(jìn)行焊接之后楔緊。并且相關(guān)工作人員在這個(gè)過程中應(yīng)當(dāng)注意的是，為了防滑，需要在使用鋼箍的過程中在梁上刻槽
第二，加固粘貼法。針對出現(xiàn)裂縫的混凝土，可以將型鋼或者鋼板使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑粘貼到裂縫處，促使任意兩者之間構(gòu)成一個(gè)完整的整體，以便共同工作。在施工之前，要注意對鋼材的表層進(jìn)行噴砂處理，并且對混凝土的表層進(jìn)行清潔和干燥處理，從粘結(jié)層方面來說，還要注意控制其厚度。
第三，單面加大截面法。這種方法可以分為兩種形式。也就是下厚或者是上高。在梁支座抗彎強(qiáng)度缺乏加固的情況下可以采用在上面加高的形式，這時(shí)通過附加箍筋讓增加的混凝土與原本存在的混凝土之間合為一體，使縱筋來承受上部分的荷載。在梁跨中抗彎缺乏的加固的情況，這種情況就適用于下面加厚的形式，如果具體要求和梁截面強(qiáng)度之間差異不大，那么就可以將量下增加80-100mm厚度，并且為了與原來的鋼筋焊接就需要進(jìn)行新的縱筋配置。
第四是注入法。倘若裂縫在寬度方面呈現(xiàn)出小且深的特點(diǎn)，那么就可以通過注入的方式來修補(bǔ)梁板內(nèi)部，最開始要做的是在裂縫部位布置注入管，而對于裂縫的其他部分則采取簡單處理的方式來封住，使用環(huán)氧樹脂材，采用這種方式效果較好的是在裂縫寬度超過0.2mm的時(shí)候。如果使用改性環(huán)氧樹脂材料，這種材料和介質(zhì)之間具有親和力強(qiáng)和接觸面小的特點(diǎn)，并且其中還包含有復(fù)合性的增強(qiáng)劑，這有助于稀釋劑分子轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這在某種程度上會使混凝土與漿材之間的結(jié)合更加緊密，體現(xiàn)出固結(jié)體優(yōu)良的力學(xué)能力。使用這種灌漿材料，會使原結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度小于凝固化之后的強(qiáng)度。由于這種材料的高滲透性，其最小的滲透寬度可以為0.001mm，所以可以有效的保障材料能夠滲入裂縫之內(nèi)。
四、結(jié)束語
在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是一種非常普遍的質(zhì)量問題。雖然可以簡單的處理裂縫，但是如果裂縫非常嚴(yán)重，就會影響混凝土整體抗?jié)B和結(jié)構(gòu)性能，這樣處理起就會耗費(fèi)極大的財(cái)力、物力以及人力。出現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫根本原因是因?yàn)楝F(xiàn)場施工環(huán)節(jié)管理沒有到位而造成的，通過對現(xiàn)澆混凝土裂縫的形成原因以及預(yù)防和處理措施進(jìn)行分析，就可以有效避免現(xiàn)澆混凝土裂縫的形成以及正確進(jìn)行后續(xù)的處理。也希望本文可以讓從事該項(xiàng)技術(shù)以及質(zhì)量管理的相關(guān)人員能夠有所體會，在具體施工環(huán)節(jié)有針對性的預(yù)防和應(yīng)對現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)，并且科學(xué)的、專業(yè)的解決裂縫現(xiàn)象。
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. END.

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