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建筑加固之混凝土裂缝的产生原因与处理方法分
浏览: 发布日期:2020-03-01
            本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题产生的原因及修补处理措施进行了研究及探讨分析。裂缝的产生原因包括混凝土的收缩、混凝土材料及配合比、施工及现场养护原因、外界因素——使用过程中的各种原因,而其修补处理措施包括表面修补法、结构加固法、灌浆、嵌逢封堵法,混凝土置换法以及电化学防护法。本文认为正确分析和判断混凝土裂缝的产生原因是有效控制和减少混凝土裂缝产生的有效途径。

 
             关键词:混凝土裂缝;产生原因;处理方法
 
            一、引言
 
            随着城市化进程的不断深入,城乡建设快速发展,以及投资者对房地产的持久不衰投资热情。近年来,全国民用建筑体量大幅增加,特别是商品房开发。然而,商品房增加的同时,房屋建筑工程质量投诉日益增多,商品房质量已成为社会关注的一个热点。据统计,住宅工程质量投诉主要集中在裂缝、渗漏、抹灰层脱落,房间及窗的几何尺寸,而裂缝摆在了首位。可以看出,混凝土裂缝质量问题成了商品房建筑质量的主要质量问题。
 
           一般说来,混凝土裂缝的存在和发展会引起钢筋等材料发生锈蚀,降低了钢筋混凝土等材料的承载力、抗渗性及耐久性,从而影响建筑物的美观及其使用寿命,严重者将对人类的生命和财产构成威胁。而混凝土建筑和构件一般是在带裂缝状态下工作的,工程实例证明,一些工程事故的发生与裂缝的不稳定发展密切相关。在实际工程中,混凝土裂缝是无法避免的,但在一定范围内也是可以接受的。在施工中,应采取行之有效的措施将构件中的裂缝宽度控制在一定范围内并尽可能地避免有害裂缝的出现,那么就能将其危害程度控制在一定范围内。
 
           工程构件中裂缝产生的原因及种类有很多,有来自设计方面的原因,而更多的是来自施工过程的各种组合因素。为了从根本上解决混凝土建筑及构件的裂缝问题,本文将从混凝土裂缝的产生原因着手,并提出相应的减少或避免混凝土裂缝的解决对策,为实际施工中减少或避免混凝土裂缝提供参考。
 
             二、混凝土裂缝产生的原因
 
           1、设计方面的原因
 
           1)设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。
 
           2)设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。
 
            3)设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。
 
             4)设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
 
             5)设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。
 
              2、混凝土材料及配合比原因
 
             (1)混凝土的收缩
 
            混凝土的一个主要特性就是收缩,它在很大程度上影响混凝土的性能。收缩裂缝常出现在结构构件的变截面处,一般为规则的条状,往往平行于受力钢筋,很少交叉。收缩裂缝主要是在施工过程中由于水泥的自身水化热及在外界气温的作用下而产生的,常发生在梁、板、柱等构件及大体积混凝土中,而收缩裂缝极少会发生在预应力构件中。由收缩引起的微观裂缝一旦产生并发展,将会引发结构构件的变形、开裂等现象,甚至是破坏的严重后果。混凝土收缩裂缝的危害较大,而暴露在大气中的构筑物尤是如此,影响更大。若不加以预防避免,可能会产生严重的后果。
 
            (2)混凝土材料及配合比
 
              混凝土配合比若设计不当,将对混凝土的抗拉强度产生直接影响,它是造成混凝土开裂的重要原因之一。配合比不当包括水泥用量过大,含砂率不适当,水灰比过大,外加剂选用不当,骨料种类不佳等,这些因素相互间是密切关联的。根据相关试验数据:当用水量保持不变时,每增加10%的水泥用量,混凝土收缩率将会增加5%;而水泥用量保持不变时,每增加10%的用水量,混凝土强度将会下降20%,钢筋与混凝土的粘结力也会下降10%。而根据近年来发现的现浇混凝土出现裂缝的情况,总结起来有以下几个方面的原因[2]:
 
             1)粗细骨料中的含泥量过多容易造成混凝土收缩率的增大。
 
              2)所采用的集料颗粒级配不良或使用不合适的间断级配,将会引起混凝土收缩率的增大,从而导致裂缝的产生。
 
              3)所采用的骨料粒径越细、针片含量越大,单方混凝土的用水量、用灰量也越大,从而导致收缩率的增大。
 
             4)如果混凝土的掺和料、外加剂不合适的、或者掺量不当,也会大大增加混凝土的收缩率。
 
             5)水泥品种也是导致混凝土裂缝的原因之一,例如矿渣硅酸盐水泥收缩性比普通硅酸盐水泥大。
 
            6)混凝土强度和水泥等级也对混凝土裂缝产生一定的影响,一般说来,混凝土设计强度越高,构件脆性越大,越容易引起开裂。而水泥强度越高、越细、早强越高,对混凝土开裂的影响程度也越大。
 
            3、施工及现场养护原因
 
            1)现浇混凝土,如果其振捣方式或插入不当,如过振、漏振或过快抽撤振捣棒,都将会对混凝土的密实性和均匀性产生影响,从而导致裂缝的产生。
 
            2)在高空浇注混凝土时,如果风速过大或由于烈日暴晒,都会增大混凝土的收缩值。
 
             3)对大体积混凝土工程来说,如果缺少二次抹面,将容易导致混凝土表面收缩裂缝的产生。
 
            4)当进行大体积混凝土浇注过程中,如果现场混凝土降温及保温工作不到位和水化热计算不准确,导致混凝土内部温度过高或内外温差过大,致使混凝土产生温度裂缝。
 
             5)如果现场养护不到位,将会引发混凝土早期脱水,从而引起收缩裂缝。
 
             6)现场模板拆除过早或拆除方法不当,会引起拆模裂缝。
 
            7)如果现场预应力张拉不当,例如超张、偏心等,都会引起混凝土张拉裂缝的产生。
 
            8)为了盲目抢工期,施工过程中在混凝土没达到强度要求就过早上荷载,进行吊装材料、砌砖等作业,导致混凝土破坏产生裂缝。在施工中,应该严格按照操作程序施工,杜绝过早上荷载和拆模板。
 
             以上这些因素都可能会引发混凝土较大的收缩,产生疏松裂缝或龟裂裂缝,导致混凝土微观裂缝迅速发展成为宏观裂缝。
 
              4、成品使用过程的原因
 
             (4)外界因素——使用过程中的各种原因
 
              1)构筑物或建筑物基础发生不均匀沉降,也会发生沉降裂缝。
 
              2)野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。
 
             3)使用荷载超过正常使用荷载。
 
            4)周围环境的影响,如酸、碱、盐等对建筑物或构筑物的侵蚀,而产生裂缝。
 
            5)意外事件,例如火灾、轻度地震等也会引起建筑物或构筑物的裂缝。
 
             裂缝的产生及出现不仅会对结构的整体性和刚度产生影响,还会导致钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。而不同的混凝土裂缝需要根据裂缝本身的性质及其具体情况加以区别对待、及时处理,从而保证建筑物在使用过程中的安全性。
 
            本文主要介绍混凝土裂缝的主要处理方法,包括表面修补法、结构加固法、灌浆、嵌逢封堵法,混凝土置换法以及电化学防护法。
 
             三、混凝土裂缝的修补处理措施
 
            1、表面修补法
 
             简单和常见的修补方法应该是表面修补法,对结构承载力不产生影响的表面裂缝和深进裂缝的处理可以采用表面修补法。对表面裂缝和深进裂缝的处理通常可以采用在裂缝表面涂抹环氧胶泥、水泥浆或在混凝土表面涂刷防腐材料,如油漆、沥青等。为了避免混凝土由于各种作用的影响而持续开裂,在防护的同时,通常还可以采取在混凝土裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等方法。
 
              2、灌浆、嵌逢封堵法
 
              当混凝土裂缝影响了结构整体性或其对防渗有一定的要求可以采用灌浆法予以修补。灌浆法是利用压力设备将某种胶结材料,如环氧树脂、聚氨酯、水泥浆或甲基丙烯酸酯等化学材料压入混凝土裂缝中,在其胶结硬化后与混凝土形成一个整体,因此可以达到封堵加固的效果。
 
             而裂缝封堵中最为常用的一种措施是嵌缝法。通常,嵌缝法是沿着裂缝凿槽,然后在槽中填充刚性或塑性止水材料,从而达到封闭裂缝的效果。其中丁基橡胶、塑料油膏、聚氯乙烯胶泥等等都是非常常用的塑性止水材料;而聚合物水泥砂浆是比较常用的刚性止水材料。
 
              3、结构加固法
 
              当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:①加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢;②采用预应力法加固;③粘贴钢板加固,增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。④粘贴纤维增强塑料加固法。
 
              4、混凝土置换法
 
              在处理严重损坏的混凝土时可以采用混凝土置换法,它是一种行之有效的方法。混凝土置换法是先剔除损坏的混凝土,再置换入新的混凝土或其他材料。比较常用的置换材料包括改性聚合物混凝土或砂浆或普通混凝土或水泥砂浆聚合物。
 
               5、电化学防护法
 
               电化学防腐是一种对介质施加电场,利用其产生的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,达到钝化钢筋防止生锈的目的。而碱性复原法、氯盐提取法、阴极防护法是化学防护法中三种最为常用且有效的方法。它具有受环境因素影响小,适用于钢筋、混凝土的长期防腐等优点,既可以运用于已经开裂的结构构件中也可以运用于新建结构中。
 
              四、结语
 
            混凝土裂缝在混凝土结构中普遍存在,它的存在和发展会降低了钢筋混凝土等材料的承载力、抗渗性及耐久性,从而影响建筑物的美观及其使用寿命,严重者将对人类的生命和财产构成威胁。设计单位、施工企业、建设单位应根据不同的混凝土裂缝需要根据裂缝本身的性质及其具体情况加以认真研究、区别对待、及时处理,从而保证建筑物和构件安全、稳定地工作,减少因混凝土裂缝而生建筑质量纠纷与建筑质量安全事故。

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