浅谈钢筋混凝土结构裂缝成因及防治措施

 摘要

伴随着工程施工技术发展,混泥土结构成为了国内建筑结构的重要方式。但是由于混泥土结构一般采用带缝工作中,导致混泥土裂缝的原因比较多,所以对裂缝开展原因归类,合理裂缝总宽对确保结构与人民生产活动的安全性起着至关重要的作用。

建筑物混凝土结构结构的普遍应用,伴随着混疑土推广,工程建筑楼板裂缝的几率提升,越来越受广泛关注的房子结构裂缝原因繁杂,有原材料、气温变化等原因,在规划、工程施工、使用等方面也是存在的问题。混凝土浇筑中塑料的特性取决于结构很容易出现裂缝。从实际情况看,施工过程中混泥土发生裂缝的几率也非常大。绝大多数裂缝对建筑物的承受力和正常启动没有多大伤害,但裂缝的出现会影响到建筑物的整体性、耐用性,造成建筑钢筋浸蚀,有承受力期应力的危险性。应该尽量在各个方面高度重视,防止开裂的产生,将开裂保持在允许的情况下。文中阐述了混泥土裂缝类型及所产生的原因,从材料因素、设计方案因素外部因素三方面阐述了防止裂缝的具体做法。明确提出六种比较常用的裂缝处置措施。融合实例分析了裂痕所产生的原因和处理办法。

 关键词:混凝土结构;裂缝成因;预防措施;处理技术

一、引言

近年来随着住房改革、住房商业化的高速发展,涉及到房屋建筑楼层板裂缝、漏水等纠纷案件和起诉也越来越多了,房屋建筑裂缝已经成为点评房屋建筑安全居民十分形象化敏感和最主要的产品质量标准,对房屋建筑浇筑混凝土楼层板裂缝控制规定更为严格。混凝土结构裂缝形成原因繁杂,有原材料、温度转变等因素,也是有设计方案、工程施工、应用等多种因素。建筑产品做为一种特殊的产品在越来越受用户和广泛关注的市场经济体制环境下,在较好的品质意识回报社会与消费者的前提下,投资者可以得到丰厚的回报。因而,处理这一难题具有重要实际意义[1]。

 二、绪言

大城市住宅建筑设计步伐加快,很多居民小区陆续完工,很多住户陆续搬入新房,他们对于房屋的品质要求越来越高。最近几年,在我的工作中,我注意到,在目前的阶段,在建设中,往往会在建设中产生一些裂缝,这是一种威胁到工程建设质量的一大普遍问题,同时,关于该问题的质量投诉案件也在不断增加。混凝土中的裂缝将对结构造成极大的危害。(1)危险构件的承载力和服役安全因子。楼面受弯区受弯部件允许有一段裂缝宽度,但裂缝宽度对于整个楼面的承载力有着不容忽略的作用。特别是一些业主在装修时,对道路的运用造成了许多设计者没有注意到的负荷性问题。(2)损害的是建筑的耐水性:当一个具有不透水的部位出现了裂缝时,除了损害了建筑的安全之外,最直接的新问题就是渗漏水的损害,特别是在没有不透水的部位更加明显。(3)对结构的耐久性和服役年限的影响:腐蚀,冻融,碳化,钢筋生锈,碱骨料对混凝土有破坏的影响。破坏的速度很快,除了水泥的材质之外,还有就是裂缝。混凝土是由沙砾石料,混凝土,水,以及其他的减水剂混合而成的一种不均匀的非金属物质。由于混凝土工程建设与自身变型、自由等一系列问题,硬底化成型的混凝土中有大量的微孔板、空蚀、微裂缝,这些初始误差的存在使得其呈现出非均匀性。微细裂缝通常为无损裂缝,不影响混凝土的自重,不影响抗渗水平,不影响其他用途。然而,当承载力、温度差等作用于混凝土的时候,这些微细的裂缝会持续地扩展和联接,最终就会变成一个可以看到的宏观的经济裂缝,也就是在混凝土工程建设中经常会说到的裂缝。空气中的二氧化碳、二氧化硫和降水等通过缝隙进入到混凝土的内部,促进了碱金属骨料和碳化速度的加快发展;导致了房子的耐久性下降,缩短了房子的使用年限。造成水泥建筑开裂的原因是复杂的,既有原材料的影响,也有温度变化的影响,还有设计方案的影响,工程施工的影响,应用的影响等。裂缝的形成方式和种类繁多,要有效解决混凝土裂缝难题,一定要从混凝土裂缝的产生原因下手,分析判断与分析混凝土裂缝形成的原因是有效管理减少混凝土裂缝造成最有效途径[2]。

 三、混凝土裂缝的分类及成因

混凝土的构造开裂是一种十分普遍的问题,许多的实际工作和现代的科研成果都表明,构造开裂是不可避免的,这是由于塑料的性质。所以,要想做到对断裂问题进行科学的、理性的处理,就必须以对断裂进行分类并对其进行科学的研究为基础,并通过有效的方法,来将断裂危害程度维持在可允许的范围内。这章对水泥建筑的常见裂缝进行了过滤,而且对占了结构的重要部位的裂缝展开了根源性的研究[3]。

(一)混凝土结构裂缝的分类

1.按裂缝的成因分类

依据混凝土裂缝的主要原因,分成结构性裂缝与非结构性裂缝二种。

一.结构性裂缝

结构性裂缝是由于承载力而造成的,它的裂缝是由于承载力匹配而导致的,它的裂缝类型很多,主要表现为:

(一)设计方案原因引起的裂缝

1)钢筋锚固长度不符合要求而引起的裂缝。

2)因设计方案时的计算图和实际承受力状况不一致而造成的裂缝。

3)计算理论选择错了、结构结构不正确所导致的裂缝。

4)预制构件弯曲刚度不符合规定,结构开裂。

5)平板电脑结构中结构结构不合理导致表面开裂。

6)计算模型选择的时候,考虑到切应力,忽视次应力,忽视局部应力。结构上所产生的裂缝。

7)设计方案时不考虑到施工工艺,造成结构发生裂缝。

8)预制件构件相接处裂缝。

(二)工程施工原因引起的裂缝

1)施工过程中,建筑钢筋部位放置有误,结构所引起的裂缝。

2)模板工程不合理,预制构件发生裂缝。

3)工程施工应用的原料不符设计要点或不过关所造成的裂缝。

4)施工过程中,预制构件没有达到要求抗压强度规定前,应使之承担承载力等功效中的裂缝。

5)工程质量不符合规定所造成的裂缝。

(三)应用原因引起的开裂

1)更改房屋建筑适用范围所引起的裂缝。

2)火灾事故等事故造成的裂缝。

4)地震灾害等不经意承载力所引起的结构开裂。

二、非结构性裂缝

各种变形造成的裂缝。根据有关的研究数据以及大量的工程实际情况,在混凝土结构裂缝中,非结构性裂缝占据了绝大多数,大约80%左右,其形成的原因比较复杂,其中以收缩裂缝为主,在建筑过程中,最常见的是收缩裂缝、温度裂缝和基础下沉裂缝。

(1)变小裂缝

收缩裂缝是由于外界温度变化而产生的,它是一种主要的非结构裂缝。以收缩裂痕的产生原因和产生时间为基础,在工程项目中常见的收缩裂痕,主要有三种类型,分别是:可塑性收缩裂痕、地基沉降收缩裂痕和干燥收缩裂痕,除此之外,还存在着自收缩裂痕和碳化收缩裂痕等。

(2)温度裂缝

混凝土也会随着温度的变化而产生热变形、严寒、收缩。如果混凝土内外温差和周期的温度波动过大,则在混凝土结构的内部也会出现温度地应力,当其超过了其抗压强度时,就会出现裂缝。这就是气温的变化。在华北的住宅中,温升开裂是最常见的一种。

(3)地基沉降裂缝

上端结构承载力应用于路基,承载力不匀或匀称,但房屋建筑项目建成后各个部位承载力差比较大,路基造成基础沉降,这类基础沉降会到结构内部结构造成拉伸应力和剪切应力,若该拉伸应力和剪切应力超出结构自身的抗压强度和抗拉强度时,也会导致结构该裂缝多见全线贯通,其部位与地基沉降方向一致[4]。

2.按裂缝产生的时间分类

依据混凝土裂缝出现的时间区划,能将裂缝分成工程施工中存在的裂缝与使用中存在的裂缝。

一.工程施工中存在的裂缝

(1)可塑性收缩裂痕

主要是在初凝后和终凝之前发生。裂缝主要出现在新浇筑的砼表面,外观规整,长短不一,裂缝较深。尤其是在高温,强风,干燥的环境中。

(2)地基沉降收缩裂缝

一般在浇筑完砼后,到硬化结束,出现了大量的下沉、收缩、开裂现象。常在建筑物上部的纵向纵梁方向或横梁方向上,或在埋地附近。这道裂痕是一道菱状的裂痕,宽度在1-4毫米之间,深度很小,一直蔓延到了楼房的上方。

(3)干躁收缩裂痕

这一类型的裂缝通常会出现在浇筑完毕后,如果情况比较恶劣,这种裂缝会由浅及深,由小及大逐渐扩展至建筑的内部,形成一条全线贯穿的裂缝,通常会出现在厚壁的混凝土建筑中。

(4)温度裂缝

多发于混凝土浇制后硬底化环节中,裂缝总宽受温度转变危害显著,冬天宽,夏天细。

(5)其他一些工程施工原因造成的裂缝,例如混凝土拌和、运输、浇筑、振捣强度等工序中出现的裂缝,以及它的模板结构不合理,拆卸时间过早,方式不合理,现场装饰材料的卸载和运输以及加固连接不合理。

二.应用中存在的裂缝

(1)钢筋生锈澎涨所引起的裂缝

在建筑钢筋表层生锈、锈蚀之后,所有的建筑钢筋表层生锈、澎涨,脱离了保护层,从而造成了多个层级的裂缝,从而造成了钢筋生锈的更加澎涨,从而造成了混凝土自身的破坏,并且顺筋的裂缝,这就是混凝土的脱离。

(2)盐土物质及酸碱性腐蚀汽体、液态所致的开裂

碱性介质及酸碱性腐蚀汽体、液态待会造成混凝土PH值的改变,造成钢筋生锈,进而导致混凝土开裂。

(3)冻融所引起的裂缝

冻洁的混凝土内部结构水份结成冰澎涨,澎涨地应力较大时,结构会有裂缝。混凝土表面内部结构所含水分的锁定和溶化更替产生,产生冻融。因为冻融循环的反复作用,混凝土结构出现裂缝,导致了工程建筑结构的受到破坏。

(4)碱集料开裂

混凝土沙砾里的活力二氧化硅(SiO2)会和白云质玄武岩沙砾等混凝土中产能过剩的碱发生反应。该反映一般在水泥混凝土硬底化之后进行,反应生成偏碱铝硅酸盐或硫化物,吸水膨胀使混凝土造成裂缝而毁坏[5]。

3.按裂缝的形状分类

混凝土结构的裂缝依据样子分成:

(1)纵向裂缝多垂直于混凝土预制构件底边,顺筋遍布主要是由钢筋生锈功效造成。

(2)横着裂缝垂直在预制构件底边,主要是由承载力功效、温度差功效导致。

(3)裁切裂缝主要是由竖向荷载或振动位移造成。

(4)斜裂缝、八字形或倒八字形裂缝多见于混凝土墙或混凝土梁,主要是由路基基础沉降和温度差功效造成。

(5)x形裂痕多见于框架柱、柱尖及边界层,由瞬间机械冲击功效或震动承载力功效造成。

(6)反复冻融、火灾事故所致的各种各样不规律裂痕。包含直缝和不规则的的裂缝,该裂缝中间宽而全线贯通,两边浓淡,多发于混凝土楼层板上。

此外,也有因混凝土拌和和运输时间太长所引起的网状结构开裂、在楼板的四角所产生的放射形开裂与在表面所产生的十字型开裂等。

4.按裂缝的发展状态分类

依据裂缝所处平衡状态以及发展趋向,可以分为以下几类

(1)平稳裂缝。该裂缝不受影响不断运用,主要有两种。一种是运动时可以自行治好的裂缝,在一些新的防水施工中比较常见。主要是因为裂缝里的混凝土颗粒在漏出来中和水进一步结合,进行析出ca(oh)2结晶体,一部分ca)oh)2与融解在水中的CO2产生碳化反应形成CaCO3结晶体,二者所形成的凝胶化化学物质粘接而封闭式裂缝,终止漏出来。另一个主要原因是

(2)不稳裂缝。这类裂缝也会产生不稳定拓展,危害构造的持续使用,应依据其拓展位置采取相应措施。

针对这俩裂缝,不稳定裂缝对项目建筑结构的危害性更高。

(二)混凝土裂缝的产生原因

如前所述,混凝土裂缝的结构各种各样,形成的原因也十分复杂,但非结构型裂缝约为混凝土构造裂缝的80%,是混凝土构造中的主要裂缝和普遍裂缝,因而这节阐述了几类裂缝[6]。

1.收缩裂缝的产生原因分析

收缩裂缝是由于外界温度变化而产生的,在混凝土中属于主要的非结构性裂纹。要以混凝土为主要的胶合原料,以天然砂、石为石料,放水搅拌,经过浇注成形、凝固硬底化所形成的人工石。在工程实践中,往往要加入4-5倍于水泥的水,以确保其双亲性。过剩的水份以自由状态存在,在硬化过程中缓慢蒸发,在水泥的内部构造中形成大量的毛孔,甚至是孔洞,导致水泥的体积缩小。另外,在硬化阶段,水泥的水化热和炭化热也会造成水泥石的体积收缩。试验结果表明,最终的收缩值在0.04%~0.06%之间。收缩是水泥固有的特性,通常情况下,水泥浆比重越大,水泥强度越高,石料越低,自然环境温度越高,表面脱干越多,其收缩量越大,也就越易产生收缩开裂。按照收缩裂缝产生的理由和时机,在实际应用中最常见的有:塑性收缩裂缝、地基沉降收缩裂缝、干躁收缩裂缝,以及自我收缩(裁剪)裂缝和碳化收缩裂缝。

(1)可塑性收缩裂缝

可塑性收缩裂缝多发于新浇混凝土的表面,新浇筑的砼表层出现了塑缩裂纹。由于混凝土表面的水分损失速度超过其初、终凝硬底化速度,导致了其表面的收缩,这是由于承载结构及下一层建筑的钢筋管束所致的浅裂纹,有时也会出现收缩与收缩的累积。裂纹外宽内狭,与不规则的不规则形状和建筑钢筋的方向互相平行,从3 cm到几m,多数从表面出发,也有发展为全线贯穿裂纹的情况。尤其是在高温,强风,干燥的环境中。这种裂纹在优良的混凝土中很易发生[7]。

关键根本原因:在浇筑完毕后,没有进行有效的覆盖,造成了表面的大量的水分损失,从而造成了严重的体积收缩,此时,混凝土的抗压强度很差,不能承受这种类型的地应力,从而造成了裂缝。过多的水泥用量,粉细砂过多,混凝土水泥浆的比例过高,使用过多的渗透水软模板,模板,地基垫层太干,吸收水分太多;震动不够。

(2)干躁收缩裂缝

这类裂缝一般在浇筑混凝土一定时间之后出现,地表的温升裂纹发展不具有明显的周期特征,大型结构体的温升裂纹往往是弯曲的。在工程建设过程中,表层的温升裂纹经常出现,其强度随温升的变化而变化明显,且具有冬季广夏薄的特点。

关键根本原因:大多数地表的温升裂纹是由于日间的温差过大而引起的。特别是,在浇筑后,在硬化状态下,混凝土会散发出大量的水胶比,从而使其内部结构的温度上升,使混凝土表面与内部的温度差加大,从而导致了不均衡的温度差,从而会由于混凝土表面的大范围的温度变化而产生较大的温度收缩,此时,从表面到外面的温度都会上升[8]。

(3)自收缩裂缝

常温状态混凝土预制构件和环境中间不出现水份互换过程中产生的收缩裂缝,自收缩裂缝在大水泥浆比重(W/C0.45)的混凝土中较罕见,但水泥浆比重低于0.3时更加普遍,其收缩量达到总收缩量50%。

关键根本原因:这和高粘接设备在混合砂浆基材中获得比较多的细微缩松相关,主要是因为持续不断的凝固消耗皮肤毛孔水,造成其本身收缩塌陷。

(4)炭化收缩裂缝

这种裂缝发生在结构表面,呈纹路状,不规律,裂缝一般偏浅,深层1~6mm,裂缝总宽0.05~0.2mm,多发于混凝土浇制结束后好多个月或很长的时间。

关键根本原因:混凝土里的碳酸钠与空气中二氧化碳功效形成碳酸氢钙,造成表面容积收缩,受构造内部结构未炭化混凝土的约束造成表面发生裂缝[9]。

2.温度裂缝的产生原因分析

温度裂缝是由于混凝土内外温度差和季节温度变化太大而引起的。表面温度裂缝发展趋势没有一定的周期性,大规模构造的温度裂缝通常蜿蜒曲折。表面温度裂缝在施工期间时常发生,力度受温度转变危害显著,冬广夏细。

关键根本原因:表面温度裂缝多为昼夜温差大造成。尤其是大体积混凝土浇制后,在固化情况下,混凝土释放出来大量水胶比,内部结构温度升高,混凝土表面和内部温度差增大,温度造成不均匀温度差,会因为混凝土表面的大幅度温度转变而出现比较大的温度收缩,这时,表面在外部温度升高。

3.沉陷裂缝的产生原因分析

地面沉降裂缝多见深或贯通性裂缝,发展和地面沉降情况相关,有可能出现在结构的顶部或底端,一般和地面竖直。大一点的贯通性地基沉降裂缝通常左右或上下有一定的差别,裂缝总宽受温度变动的影响小,随负载大小有所不同,与基础沉降值正相关。

关键根本原因:构造、预制构件下路基薄厚不均匀或出现软基处理,没有进行压实和必须的结构加固解决,混凝土浇制后,路基部分基础沉降造成裂缝;构造各部件承载力特别大,未进行相应的结构加固解决,混凝土浇制后路基承受力不匀下移,构造应力造成裂缝;模版弯曲刚度不够,模板工程不全面,支撑点间隔过大或受软基处理支撑点,即便提早拆板,也常常发生不均匀地面沉降裂缝;冬天施工时,模版由冻土支撑点,上部结构无法达到要求抗压强度时,分层次膨胀土,导致构造松驰或裂缝[10]。

 四、混凝土裂缝的预防措施及处理技术

裂缝的形成是材料性能所造成的,在混凝土体系中长期存在,伤害极大,务必仔细研究和有所差异混凝土裂缝,在施工中采取各种主要措施防止裂缝的形成与发展。最先论述混凝土构造普遍裂缝的防治方法。

 (一)混凝土结构裂缝的预防措施

1.干缩及塑性收缩裂缝的预防措施

1.防止干缩裂缝所产生的对策

1)挑选干减少的水泥品种)普通水泥干缩应小于矿渣水泥。

2)合理调整混凝土砂浆配合比)在选用低水泥浆比重、低单方面水泥用量和平手半球用量的与此同时,应减少水灰比,尽量采用中粗砂。

3)适度的混凝土抗压强度。在一定水泥用量的情形下,减少水泥浆比重会让混凝土的抗压强度高过混凝土的干缩应力的提升,裂缝有下降的发展趋势。应用缓凝剂可以获得混凝土的早期强度,但干躁收缩也增大。因而,以抗裂纤维安全系数为主要目的,必须充分考虑并制定防范措施。

4)工程施工时要掌握正确的振捣力度方式,在确保混凝土密实度的前提下,防止振捣力度。提升沾水保养,保证养护质量,尽可能减缓涝灾产生。

5)选择一种科学、合理化的结构原则),通过适当地设定变形缝线,减轻了结构效应,缩小了结构类型。另外,在较大厚度的杆件中,采用较小孔径配筋和较高的拉力分布,可以降低裂纹扩展的趋势。

在水泥结构中,由于干燥收缩而产生的裂纹是由其产生的。由于其自身的特性,不能完全防止收缩和收缩开裂。另外,对于普通的房屋结构来说,出现裂纹并不必然是由于制品的品质问题,只要裂纹的总宽度在规定范围内,情况是正常的。但是,还需要对其进行适当的控制,以减小其干燥收缩和限制其裂缝宽度。除此之外,对于在屋顶和大容量混凝土等地方,具有较大的温度变化的预制元件,应该对干躁收缩变型给予足够的关注,以免在高温下,温度收缩地应力和干燥收缩应力过于叠加,增大了裂纹发生和发展的方向[11]。

2.温度裂缝的预防措施

关键防范措施:

(1)尽量选用矿渣水泥、轻质混凝土等低烧或中热混凝土。

(2)降低水泥用量,尽可能操纵水泥用量在450kg/m3下列。

(3)减少水泥浆比重,一般混凝土水泥浆比重保持在0.5下列。

(4)改进骨料级配,掺入煤灰和混凝土减水剂等降低水泥用量,减少水胶比。

(5)改善混凝土拌和制作工艺,在以往三冷加工工艺的前提下选用二次风冷新技术应用,减少混凝土浇制温度。

(6)在混凝土中掺入一定量的具备缩减、熔融、初凝等功效的减水剂,改进混凝土混凝土拌合物的流通性、透水性,减少水胶比,减缓热峰发生时长。

(7)高温季节浇制时,可采取设定挡阳板等辅助对策操纵混凝土温度,减少浇制混凝土温度。

(8)大体积混凝土的温度地应力与截面尺寸相关,混凝土截面尺寸越多,温度地应力越多,应科学安排施工程序,分层次、分层浇制,有利于排热,减少管束。

(9)大体积混凝土内部结构设定制冷通风风管,用凉水或冷气机制冷,减少混凝土里外温度差。

(10)提升混凝土温度检测,及时采取制冷、保障措施。

(11)保证温度缩缝。

(12)减少管束,浇制混凝土前需在岩层和旧混凝土上铺装5mm左右砂垫层或者用沥清等相关材料粉刷。

(13)提升混凝土保养,混凝土浇制后立即用湿草苫、麻片等遮盖,留意洒水养护,适当延长保养时长,使混凝土表面迟缓制冷。严寒季节,混凝土表面应设隔热保温对策,防止寒潮攻击。

(14)在混凝土中布局少许建筑钢筋或掺入纺织材料,将混凝土的温度裂缝操纵在指定范围之内。

3.沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施

1.地面沉降裂缝防治措施以及有效措施

(1)软基处理、填方路基路基在上部结构开工前应进行相应的压实和加固。

(2)确保模版有充足的强度刚度,并确保支撑点坚固,基本承受力匀称。

(3)避免混凝土浇制环节中路基浸泡。

(4)模板拆除时长不适合太早。此外,应该注意拆的优先顺序。

(5)冻土层架设模版时,留意采用一定的防范措施。

2.防止反映开裂方式以及有效措施

因为混凝土浇制、振捣力度或保护层厚度比较薄,有害物进到混凝土造成钢筋生锈,生锈建筑钢筋吸水膨胀,混凝土澎涨裂开。这一类型的裂缝基本上都是竖向裂缝,沿建筑钢筋部位发生。一般的防范措施如下所示

(1)保证保护层薄厚。

(2)混凝土级配良好。

(3)浇制混凝土时要振捣力度密实度。

(4)在建筑钢筋表面粉刷防腐材料。

3.钢筋生锈裂缝的预防措施以及有效措施

(1)提升混凝土压实度,减少混凝土孔隙度。

外界有害物根据混凝土内部结构孔隙度渗透到混凝土内,最后抵达建筑钢筋表面,毁坏建筑钢筋表面,毁坏建筑钢筋镀层,造成钢筋生锈。因而,为了避免外界有害物注入混凝土内使钢筋生锈,必须混凝土的密度。混凝土的密度有以下措施。

1)确保混凝土工程质量:最先挑选级配良好的石料,操纵原材料含粉量。次之混凝土应采用机械混合机械振捣力度,确保混凝土拌匀密实度。必须避免混凝土在运输浇制过程的缩松。最终应做混凝土保养,确保混凝土达到制定抗压强度规定。

2)混凝土减水剂的掺入:在确保混凝土混凝土拌合物需要流动性与此同时,尽量降低需水量,减少水泥浆比重,大幅度减少混凝土总松散度,尤其是毛细血管孔。

3)掺入高效率活力矿物质的引气剂:一般混凝土粉煤灰水泥中化合物可靠性不够是决定混凝土耐用性的一个因素。在常规混凝土中掺入活力矿物质,取决于改进混凝土中粉煤灰水泥掺合料的组成,清除分散石灰粉,使粉煤灰水泥构造更为密实度,断开可能性的渗入方式[12]。

(2)操纵混凝土裂缝,尽量减少有害物的诞生,避免氯离子含量腐蚀。

氯离子含量的进入是钢筋生锈的重要原因。氯离子含量进到混凝土有两种方式。其临时性渗入,其二是渗入。为了避免氯离子含量进入,有效措施如下所示。

1)操纵原料中氯离子。

2)混凝土钢筋保护层。

3)混凝土表面镀层。

4)建筑钢筋表面涂防腐材料。

5)掺入钢筋阻锈剂。

 (二)混凝土结构裂缝的处理技术

裂缝会严重影响构造的整体性和弯曲刚度,并且也会降低混凝土的使用性能和疲惫、抗渗等级水平,在具体施工中,应依据裂缝的特性和具体情况进行差别和妥善处理,以保证建筑物安全性。

混凝土构造裂缝的恢复对策主要有以下几种:表面封闭式法、灌浆法、填缝堵漏法、构造加固法、混凝土置换法等。

1.表面封闭法

采用表面封闭式法修复混凝土构造、砌墙裂缝时,应消除混凝土表面的墙面抹灰,采用机械设备方式打磨抛光整齐。表面有轻微油渍时,请使用甲苯擦洗;针对比较严重污垢,用带有高效率除污剂或清洁剂压力水清理;顽固漆料和其它黏性高的废弃物,必须使用喷砂处理法消除。常见方式主要应用于解决平稳、不受影响构造承载力的表面裂痕和深裂缝。一般的处置措施要在裂缝表面涂水泥砂浆、环氧树脂混凝土,或者在混凝土表面涂油漆、沥清等防腐涂料。在安全防护的前提下为了避免混凝土遭受各种各样功效的等影响再次开裂,一般可以采用在裂缝表面黏贴玻璃纤维纱等举措[13]。

注:不要使用可能会对混凝土内部结构品质产生不利影响的有机溶剂。表面封闭式法一般有两种方式。

方法一:部分表面封闭式法:以软性环氧树脂胶为原料。

(1)检修目地:避免渗漏及钢筋生锈,提升构造耐用性。

(2)修复范畴)混凝土表面未贯通的裂缝及不能用灌注法注浆的微小裂缝。

(3)修复原材料)细小裂缝封闭式膏与混凝土同色系,为组份深灰色粘稠,尤其是为混凝土细小裂缝的关闭和表面破损的修复而研发。具有很强的粘结性和延展性,刚柔相济融合能有效防止水蒸汽、物质二氧化碳的进到,避免开裂混凝土构造的进一步损害,建筑物耐用性[13]。

(4)修复加工工艺:可沿缝刮毛,宽20mm;还可以扩展槽。

方法二:总体表面封闭式法采用以进口的聚合物乳液为原材料的网状结构裂痕软性封闭剂。

(1)修复目地:封闭式混凝土表面网状结构裂缝,阻拦水份进到混凝土内部结构,避免细裂缝进一步扩大;用以建筑钢筋混凝土表面防渗漏、抗炭化、耐腐蚀、维护混凝土、混凝土构造使用期限。

(2)修复范畴)混凝土表面不规律网状结构裂缝。

(3)修复原材料:网状结构裂缝软性封闭剂,尤其是针对混凝土硬底化前期干躁脱干等原因造成的表面不规律网状结构裂缝的恢复而研制出,是一种兼顾纤维材料软性和无机材料耐用性等特点的新式安全防护原材料。

(4)修复工艺流程)砖面处理)混凝土表面整齐、坚固、无疏松、无灰层;事先撒水潮湿底层。

底涂处理:底层表面粘合力不足时,用混合在一起封闭剂放水50%稀释液,开展底涂剂。

密封胶施胶:组份混和,匀称施胶,无漏涂状况。涂1mm以内厚最合适。

2.灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法解决混凝土裂缝的生产工艺流程和主要施工方法。

灌浆法主要应用于危害构造全面性与有防渗漏标准的混凝土裂缝的修复,这是运用压力设备将水泥材料压进混凝土裂缝中,使水泥材料硬底化与混凝土融为一体,做到堵漏加固的效果。水泥砂浆、环氧树脂胶、聚甲基丙烯酸、聚氨酯材料等相关材料常见。

铆合法有裂缝堵漏里最常用的方法之一,一般是沿裂缝开挖沟槽,将可塑性或钢性防水原材料置入管沟中,做到堵漏裂缝的效果。常见的塑胶材料有聚乙烯混凝土、塑胶脂膏、化丁基等;常见的刚度防水材料为聚合物水泥砂浆。

(1)压力注浆法主要运用于贯通性裂缝和细深裂缝的修复,特别是承受力裂缝的修复;请结合裂缝检测状况选择用的浇注原材料。

a.宽度为0.5mm下列裂痕,甄选应用丙烯酸甲酯系或高粘度改性材料环氧树脂系铸造原材料;

b.宽0.5-5mm的裂缝,宜采用无收缩或低收拢改性材料环氧树脂类浇注原材料,其容积缩水率应小于5%;

c.总宽超过5mm的裂缝,宜采用注浆材料或流动性好的无收缩环氧胶泥胶凝注浆材料

(2)采用注浆材料采用压力注浆法修复裂缝时,必须符合下列规定:

a.灌浆口与密封剂黏贴前,应先混凝土表面沿缝解决,消除分散的砂桨、油污,并粘贴在灌浆口与密封胶带坚固平坦的混凝土基本表面。

b.浇注器械和工具的使用挑选应依据裂缝情况确定,一般:

1、对浓淡结构型裂缝,需骑着马或斜向由下而上打孔至裂缝最深处,并且与裂开面交叉,孔内铺设袖阀管;

2、对总宽低于0.5mm的裂缝,应选用浇注帽。浇注工作压力应高于0.4Mpa;

3、对总宽超过0.5mm的裂缝,宜应用浇注嘴,浇注工作压力应大于0.2Mpa;

4、浇注嘴应具备开启、关掉和封口作用,有利于粘合,以适应密封性后水压试验、试注、试排气管和试压等工艺标准。

c.注水口应铺设在裂缝顶端、交叉处比较宽处,间隔300-100mm。针对贯通性比较深的裂缝,应间隔1-2m设定一根袖阀管。

d.密封性时,应选用专用密封橡胶。塑胶与混凝土的粘接强度应大于4Mpa;黏胶应匀称没有气泡、沙孔,壁厚2mm,联接浇注口密封性。浇注压力比较大时,可以贴e玻璃纤维纱提升密封胶带接缝处的粘接强度;纤维布的宽度为80-100mm。

e.密封剂固化后,用洁净的全无油压缩气体开展水压试验,确定浇注安全通道顺畅、密封性、无泄漏。

f.灌浆料的配置与使用必须严格按照说明书的要求开展。

g)注浆次序为宽、一端到另一端按设计方案安排的浇注口次序,从第一浇注口开始浇注,下一个浇注口出汁后关掉主浇注口;再换下一个引入喷头再次引入工作压力,那样依次。针对竖直裂缝,应按照由低到高的顺序进行。空隙所有充斥着后长期稳定工作压力一定时间,吸浆率小于50ml/h时终止灌浆,关掉灌浆口。

(3)灌浆料固化后,敲打观查表面封黏胶,如果需要挖取芯,查验裂缝修复实际效果。修复效果不符设计要点的,应采取相应修补或加固对策。

3.结构加固法及混凝土置换法

当裂缝危害混凝土构造特性时,应注意采用加固法解决混凝土构造。

一、建筑钢筋混凝土预制构件加固方法如下:

(1)增加横断面加固法。它是一种增大混凝土预制构件截面积,满足自身承载能力并能正常起动的加固方法,在建筑中被普遍应用。

对已有的RC预制构件进行横向补强时,需根据《混凝土结构设计规范》中的最基础的要求,在补强后,根据补强后的新的砼与原有的承压体系协同工作,对补强后的受力进行计算,使补强后的受力满足构造指标。

在对钢筋砼墙体进行加强时,必须设置钢筋;在一面或两面加强的情况下,必须设置u形钢筋。

在进行强化的施工时,在在进行纵筋电焊焊接之前,要采用卸荷措施或预应力措施,对原预制元件的表面进行剔凿,或制作深度为6 mm左右,间隔200 mm之内的管沟,将此混凝土表面冲干净,在浇筑之前。

(2)外攀钢加固法。即在混凝土预制件的外围,用袋装的槽钢进行加强。用于混凝土截面尺寸不能增大,但承载力必须较大的混凝土元件的加强。

在建筑工程中,对钢筋砼框架柱外包的沟槽进行施工,一般是将沟槽内的沟槽内补强,在施工过程中使用了自然胶水或环氧树脂灌浆等方法进行的,称为“湿面补强”,其承载力应当根据《混凝土结构设计规范》中有关要求进行计算;在对已建成的钢筋砼框架进行外部套筒的施工,当套筒与原有框架之间没有接触,或者在挤压砂浆无法传递界面剪切力时,进行外部套筒的干燥试验,并根据《钢结构设计规范》对该框架内所有预制构件的承载力进行计算。湿法外挂钢筋砼加固后,其整体承载力为钢筋砼构件与钢筋砼构件承载力之和。对攀枝花进行外挂钢筋的加固,在结构上必须符合一定的条件。

(3)预应力加固法。也就是选取预应力金属杆(分为水平拉杆、下边支撑杆、装配式建筑支撑杆三种)或支撑杆加固混凝土结构的方法。

对锚索进行支护时,应根据工程的具体情况,选择适当的加载程度。当预加载很大时,可选择机械式或电式加热方式;对于小的预紧力(小于15 KN),采用横向拉伸的方法是可取的。它的构造方式是:可以安装在梁的两个端部,在梁的两个端部,用设在基本梁跨距内的拉紧地脚螺丝(孔径16 mm以上),横向拉紧金属杆,形成一个预应力。

在使用的时候,预应力支撑杆的普通角铁横断面不能低于5Omm5Omm5mm,印刷装订板薄厚度不能低于6 mm,其总宽度不能低于8 Omm,紧固螺丝的孔径不能低于16 mm,在进行施工时,需要进行对扭曲处的拧紧。

(4)变结构支承途径加固法。其方法主要有附加支撑点法。这种方法就是减小了计算的跨度和变形,增强了承载能力。根据支撑体的压力特点,将其分为两类:刚性支撑体和弹性支撑体。刚性支撑,是一种通过支撑来将荷载传递给其他荷载结构的方法。弹性支承点方法有一种加强方法,可以在支承结构不平衡和网状结构的作用下,间接地转移载荷[14]。

(5)钢材加固法。粘钢强化和强化指的是用粘结剂(工程建筑结构胶)将厚钢板粘贴在预制构件必须强化的位置,并以混凝土构件的承受能力为依据进行强化的方法。采用粘接钢筋对钢筋进行加筋的计算,可以参照《混凝土结构设计标准》中的有关要求进行。

对于有基础桩承载力作用的普通承弯梁和受弯梁,采用粘钢板补强方法,其灰浆强度不低于C15。此方法的应用,应在操作温度60以下,空气湿度70%以下,并具有抗腐蚀性。起重用的厚度为3#或16#是最适宜的,厚度为2~6 mm是最适宜的。用于粘贴钢板的胶水为JGN塑料。

粘钢强化和强化的步骤是:用胶水将钢筋和钢筋粘在一起,然后将钢筋从钢筋上取下来,然后将胶水涂在钢筋上,然后再将胶水涂抹到钢筋上,这样就可以将钢筋粘在钢筋上了。

(6)碳纤维加固加固法。碳素纤维增强补强是在混凝土构件相关部位用粘接环氧胶粘上碳素纤维膜,结构补强用粘接环氧胶粘材料通常选用具有各项力学指标满足服役需求、具有良好的耐久、良好的长期承载能力、易于操作等特点的环氧胶。

碳纤维加固加固工程项目的操作流程为:在砼结构物的表层(清理、打磨、修补)上涂覆环氧基体(用灰泥平整)上涂上环氧基(用碳素),然后在预制结构物上涂上CFRP,最后在CFRP上敷设表层(表层)。

二、混凝土置换法

混凝土置换法是解决比较严重损害混凝土的有效方法,先消除损害混凝土,再换新混凝土或其它的材料开展更换。

1、施工步骤

实地勘察-安全性支撑点及操作台设定-卸载掉-部分混凝土拆卸-钢筋生锈-模板支撑-横断面解决-浇制高一型号混凝土-保养-拆卸-工程施工质量检验。

2、施工措施及工程措施

a.严格把控粗细骨料含粉量,无法达到规范标准时,用高压水冲洗。

b.混凝土拌和加料次序:各原材料精确称重,先把细骨料、水泥和膨胀剂拌匀,再放水,随后拌入粗骨料拌匀。拌和时间对比一般混凝土长60S上下,直至均衡才行。当场混凝土拌和器皿不可跑浆。

c.混凝土浇筑前,必须保证未假凝、分层次,且模版内无存水。

D.浇灌从一侧开始,在外溢到另一侧以前,无法从周边同步进行。

e.罐装开始后,需要持续开展,尽可能减少罐装时长,最好是在1小时之内进行。

f.注浆环节中吕板扎伤,协助加快反流。根据需求用振动棒略微晃动一下。

g.混凝土注满30后,应回家查验,确定混凝土有没有下移等状况,若有,应该马上采取有效措施。

h.混凝土保养的时间应不得少于14天,特别是头三天保养。

 五、海澜和园住宅小区1-5号楼工程实例分析

  (一)工程概况

澜和园居民小区1-5栋楼。该楼为6层砖混结构结构,选用建筑钢筋混凝土浇筑楼,楼板尺寸大约在2.0~5.0m中间,按照规定设置权限框架柱和围护结构梁。工程竣工7个月后,各房子均出现一定程度的房子裂缝,但随着时间推移,各房子裂缝总数逐步增加,11个月裂缝发展趋势更快,接着逐渐下降,平稳约16个月,自此几乎没有发生新裂缝。

 (二)裂缝的种类

裂缝形式有:角部45度斜裂缝,该裂缝数量大,裂缝长度为O.5~2.1m,裂缝外沿宽度为O.05~0.31mm,较大为0.45mm,下孔宽度为0.10ram下列,绝大多数板裂缝板中裂痕,绝大多数出现在了表面上端,上口宽0.03~0.23mm,少许裂痕上下贯通;不规律裂缝少,裂缝长短短,没有固定面,裂缝总宽小,肉眼看不清。

裂缝的形态统计分析上,各房子的裂缝产生数量在10~50根中间,按产生裂缝的房间数的百分比测算,其均值为17%上下。据调查,本项目以斜45~裂缝较多,南端屋子裂缝超过北端,高层屋子(含隔楼)超过内层,每幢楼外层四角容易开裂,大开间屋子比小开间非常容易开裂,餐厅厨房、洗手间等地方。

(三)裂缝产生的原因

依据裂缝造成时间和方式、楼层板承受力状况、建筑施工情况和基坑监测材料等剖析,消除了承载力及工程地基沉降造成裂缝的主要原因,明确以上裂缝通常是混凝土收拢所引起的混凝土收拢裂缝;混凝土的收拢受四面墙的约束,当楼板角部造成超出混凝土极限拉伸应力的地应力时,也会产生45~斜裂缝,在混凝土楼板中,因为基础梁钢筋的存有,混凝土的回缩遭受阻拦。板中央部底部开裂比上部的龟裂少的多(板中央部的上部没有设置负建筑钢筋)。除开混凝土自身的收拢外,工程施工出错和保养不够都是裂缝的原因之一[15]。

(四)裂缝处理技术

裂缝处理原则:根据不同的裂缝情况,选用适当的处理方法,既要保证结构的安全使用,又要达到节约经济的目的。

施工工艺:(1)清理裂缝:先将裂缝进行初步清理,观察裂缝是否稳定、是否有继续发展的趋势。(2)修补:对出现病害的地方,先用高压水枪冲洗干净,然后用压力注浆法修补。

结构裂缝处理原则:(1)在确定裂缝对结构的影响程度后,再考虑对结构的处理。(2)根据裂缝的宽度、深度和对结构影响程度,确定处理方案。(3)优先选用压力灌浆技术,对宽度小于0.05mm的裂缝可采用压力灌浆技术进行处理。(1)裂缝宽度在0.2mm以内时,用表面抹灰法进行修补;(2)裂缝宽度在0.2mm~1.0mm之间时,用嵌缝材料进行处理;

裂缝处理方案:(1)对混凝土裂缝采用密封胶或压力注浆法进行处理;(2)对裂缝较长且数量较多的混凝土结构,采用压力注浆法或表面封闭法进行处理;(3)对混凝土表面出现脱空、松动、起砂、开裂等严重质量问题的混凝土,应进行全部凿除,并重新浇筑。

裂缝修复本项目楼平屋面裂缝选用环氧砂浆处理工艺进行修补,浇注工艺为:

(1)沿裂缝挖至板结构层顶层细石混凝土,刨宽约15cm。

(2)将槽体清理清理干净;

(3)待槽体干后,用环氧树脂胶浆体浇筑结构层缝;

(4)24h后,环氧树脂胶凝结之后进行注水试验,若有泄露,再次浇筑至无泄漏;

(5)罐里更新旧粘接剂,用加微彭化模板剂的干强制高标号混凝土一次性添充、抹光。

 (五)裂缝处理效果

海澜和园住宅小区1-5号楼工程裂缝处理后,经现场观察,裂缝修补施工质量较好,处理后的裂缝均未见贯通裂缝、收缩裂缝和温度裂缝。由于在施工过程中采取了控制混凝土早期收缩和温度裂缝的措施,以及对施工质量进行严格把关,使工程得以顺利完工。

材料控制:水泥采用425#普通硅酸盐水泥,砂采用中粗砂,石子采用5-40 mm的碎石,粉煤灰为三级粉煤灰,水选用的是自来水,外加剂采用了高效减水剂、速凝剂等;混凝土配合比在设计时根据混凝土强度等级、水泥品种及养护条件来确定,水灰比控制在0.55左右;砂、石骨料为中粗砂。混凝土设计强度等级为C20,施工时尽量采用低水化热水泥,外加剂选择高效减水剂、速凝剂等。

施工质量:混凝土浇筑后早期养护充分;在浇筑过程中使用专业的振捣工,合理振捣并严格控制振捣时间和振捣密实程度;对混凝土表面进行二次抹面并及时养护;加强对钢筋混凝土的保护工作。

技术要求:采用了低水化热水泥及高效减水剂和速凝剂等材料;混凝土坍落度在170 mm以内;严格控制混凝土水灰比及坍落度;严格控制原材料的质量和配合比;加强对钢筋的保护工作。

效果检查:施工完成后进行了全过程的质量检查:①每层现场浇筑完毕后对浇筑完成的楼层进行二次抹面处理,并进行养护;②在拆模时对楼板厚度和水平施工缝进行复测,保证楼板厚度和水平施工缝满足规范要求;③对现浇板表面裂缝采用涂抹防渗胶和涂刷裂缝处理剂等措施进行了处理。

施工单位、工程监理、设计与施工企业对惊涛骇浪和住宅小区裂缝处理结果进行了现场清查,发觉裂缝封闭式,无渗水现象,处理效果超出预期。

 六、结论与展望

建筑钢筋混凝土结构裂缝是决定房屋建筑安全系数、适用范围、耐用性的一个非常重要的层面,建筑物结构和预制构件经常由于种种原因出现一些裂缝,是在所难免的。其有危害度是可控的,有危害与无害界限由结构使用方式确定。因而,加强钢筋混凝土结构裂缝形成的原因剖析十分重要,设计方案、工程施工、材料及因素对建筑钢筋混凝土结构裂缝的影响是相互依存、互相制衡的,需要全方位系统化进行考虑到。从裂缝的种类下手,确立裂缝形成的原因,妥善处置裂缝解决措施,以防止建筑钢筋混凝土结构裂缝的形成,尽量把裂缝有害水平保持在允许的情况下,或在施工中采取各种高效的防范措施防止裂缝的形成与发展确保房屋建筑和构件安全性、好的工。

 参考文献

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浅谈钢筋混凝土结构裂缝成因及防治措施

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