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混凝土裂縫研究

來源:UC論文網2019-04-05 10:19

摘要:

  【摘要】混凝土是一種非均質脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的氣體和水組成。在溫度和濕度變化的條件下,硬化并產生體積變形,由于各種材料變形不一致,互相約束而產生初始應力,造成在混凝土內出現微裂縫。這種微細裂縫的分布不規則且不連貫,在荷載或應力作用下,裂縫開始擴展,并逐漸互相貫通,從而出現較大的肉眼可見的裂縫,稱為宏觀裂縫,即通常所說的裂縫。  【關鍵詞】混凝土裂縫;溫度裂縫;收縮裂縫;混凝土結構...

  【摘要】混凝土是一種非均質脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的氣體和水組成。在溫度和濕度變化的條件下,硬化并產生體積變形,由于各種材料變形不一致,互相約束而產生初始應力,造成在混凝土內出現微裂縫。這種微細裂縫的分布不規則且不連貫,在荷載或應力作用下,裂縫開始擴展,并逐漸互相貫通,從而出現較大的肉眼可見的裂縫,稱為宏觀裂縫,即通常所說的裂縫。


  【關鍵詞】混凝土裂縫;溫度裂縫;收縮裂縫;混凝土結構受力裂縫


  一、混凝土裂縫的類型及成因


  (一)混凝土因自身特性產生裂縫


  1.收縮裂縫顧名思義其產生原因就是混凝土硬化后水份蒸發體積收縮。從理論上講,當混凝土在無任何約束而處于自由收縮時,不會產生裂縫,而實際工程中,混凝土總是受到各種約束的,如兩端的約束、內部配制鋼筋的約束等。由于混凝土收縮過程中受到約束,因而內部產生拉應力,當拉應力大于混凝土的抗拉強度時,就會產生收縮裂縫。


  (1)干燥收縮由于水泥混凝土的脫水干燥,其長度或體積會有所減少,稱干燥收縮。混凝土的干燥收縮主要是由于水泥石的干縮引起的;水泥石的收縮比混凝土大,約為普通混凝土的1d的齡期為基準,相對濕度70%左右的環境下,最終的收縮變形為左右。


  (2)水化收縮水泥和水反應后生成物體積,會比反應前水泥和水的體積減小;水化反應的同時,絕對體積也會減少,即產生水化收縮。


  (3)混凝土自身收縮所謂自身收縮,是指在外部無水分供應時,水泥漿的骨架形成后,伴隨著水泥水化反應的逐步完成,水泥漿中的水被消耗,會形成彎液面而發生負壓,出現的收縮現象。


  (4)干濕引發的體積變化硬化后混凝土結構雖然是穩定的,但在水中或者高濕度的地方,會由于吸水而產生膨脹,稱之為潤濕膨脹。


  2.溫度裂縫由于混凝土內部存在一個溫度差,從而內部產生溫度應力而導致混凝土開裂的。


  3.沉陷(塑性)收縮裂縫的成因塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態。


  (二)混凝土結構受力裂縫


  結構受荷后產生裂縫的因素很多,施工中和使用都可能出現裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應力值過大等均可能產生裂縫。


  (三)施工工藝及流程造成的裂縫


  1.施工不當造成的裂縫混凝土施工過程中由于施工不當、模板支撐下沉,或過早除梁板底模和支撐等形成的裂縫;施工控制不嚴,由于施工荷載過大而導致出現裂縫。


  2.在施工中,不規范的澆搗過程對裂縫產生也有直接影響振搗時間過短,或振搗不到位,混凝土都無法達到密實狀態;而如果振搗時間過長,石子下沉上面砂漿偏多,該處水泥較多,干縮變形也就較大,收縮不均勻也容易產生裂縫。


  3.模板、墊層過于干燥模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠,過于干燥,則模板吸水過大,引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。


  4.抹干壓光造成的裂縫過度的抹平壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致混凝土板表面龜裂。


  5.養護不當造成的裂縫過早養護會影響混凝土的膠結能力;過遲養護,如干燥過快,則通常在表面上產生寬度小且不規則的收縮裂縫。


  二、混凝土裂縫的預防措施


  設計方面、施工方面的因素可以通過人為措施進行干預和調整,并且能夠得到改善甚至于做到完全避免;而混凝土自身的干縮變形確是無法完全避免的,因為它是混凝土本身固有的特性,我們只有通過改善各種影響混凝土干縮變形的因素,才能減少和減小混凝土的裂縫產生和寬度。


  (一)嚴格控制混凝土施工配合比


  根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比。嚴格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的石子,減小空隙率和砂率以減少收縮量,提高混凝土抗裂強度。


  (二)嚴格控制混凝土的溫度應力


  溫度應力是產生溫度裂縫的根本原因,一般將內外溫差控制在20~25℃范圍內時,不會產生溫度裂縫。在保證混凝土強度的條件下,盡量減少水泥用量和每立方米混凝土的用水量;盡量降低混凝土的入模溫度,規范要求混凝土的澆筑溫度不宜超過28℃,故在氣溫較高時,可在砂石堆場、運輸設備上搭設簡易遮陽裝置,采用低溫水或冰水拌制混凝土。


  (三)做好裂縫計算


  設計單位除對鋼筋混凝土結構體系進行常規計算以外,還應考慮現場的實際施工狀況,對容易產生裂縫的部位進行裂縫計算,同時選擇合理的混凝土強度等級和配筋,如對樓板配筋改成細密型的,采用上下雙層雙向配筋,在柱支座處增加鋼筋網片等等。


  (四)做好后澆帶的施工


  施工后澆帶的施工應認真領會設計意圖,制定施工方案。杜絕在后澆處出現混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫。


  三、混凝土裂縫的處理措施


  (一)表面修補法


  表面修補法是一種簡單、常見的修樸方法.它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及探進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料.在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂,通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。


  (二)灌漿、嵌縫封堵琺


  灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補.它是利用壓力設備將膠結材料壓人混凝土的裂縫中.膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。


  (三)結構加固法


  當裂縫影影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積.在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。


  (四)混凝土置換法


  混凝土置換琺是處理混凝土嚴重損壞的一種有效方法.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。


  (五)電化學防護法


  電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護琺、氯鹽提取法、緘性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。


  四、結束語


  混凝土結構裂縫的危害是巨大的,它將直接影響工程的質量、安全、使用功能和觀瞻,加速內部鋼筋的銹蝕,影響結構的耐久性、安全使用年限,給人們的生活帶來潛在的危害。因此《,混凝土泵送施工技術規程》JGJ/T10-95、《混凝土質量控制標準》GB50164-92、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002等標準與規范中都對其有詳細而嚴格的要求。我們必須高度重視,在工程實踐中以預防控制為主,若結構出現裂縫要認真分析原因,并采取相應的措施加以妥善處理。


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