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混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因分析與處理
0 引言
混凝土結(jié)構(gòu)主要是由膠凝材料、砂石骨料、外加劑和水按照一定的配合比,經(jīng)過拌合而成的混合物,經(jīng)過澆筑、凝結(jié)硬化而成的人造石材。在當(dāng)前的工程建設(shè)項目中有著及其重要的地位,被很大程度的應(yīng)用于各類土木工程建設(shè)的領(lǐng)域,也是使用最多的建筑材料。無論從民用建筑、商業(yè)建筑到某些特殊功能的工業(yè)建筑,從道路、橋梁等交通設(shè)施到水利與海港等大型工程,都不可避免的存在著工程裂縫的問題。
在混凝土結(jié)構(gòu)中,裂縫問題是一直存在的普遍現(xiàn)象,由于設(shè)計、施工及其其他環(huán)節(jié)當(dāng)中存在的各種問題,使得許多混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用的過程中都不可避免的出現(xiàn)不同程度及形式的裂縫。因此,在科學(xué)的方法下,將裂縫進行合理的分類,明確混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫形成的主要成因,確保在設(shè)計、材料、相關(guān)工藝等方面得到有效管控,將裂縫的有害程度控制在允許的范圍內(nèi),從而將影響降到最低。
1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的分類
1.1 施工過程中出現(xiàn)的裂縫
對于混凝土結(jié)構(gòu)這一特殊的建筑材料來說,造成裂縫的原因和情況是多樣復(fù)雜的,早期混凝土的強度不高,一旦本身受到拉力或沖擊時,很容易就使得其造成破碎產(chǎn)生裂縫。其中對于施工的過程當(dāng)中,也存在著各種不確定的因素,從而導(dǎo)致了裂縫的發(fā)生。
1.1.1 溫度變化
對于混凝土這一材料,溫度變化現(xiàn)象是其產(chǎn)生裂縫的原因之一。在施工澆筑期間,混凝土產(chǎn)生的水化熱反應(yīng)這一現(xiàn)象導(dǎo)致了其內(nèi)部溫度的一個變化。水化熱反應(yīng)是一個發(fā)熱的過程,在早期放熱量較大,后期逐漸減少,這就使得混凝土內(nèi)部出現(xiàn)了早期溫度增長較快,后期增長較慢。同時,混凝土結(jié)構(gòu)與外界也存在著熱量交換,其基本具備著從升溫到降溫再趨于穩(wěn)定的狀態(tài),熱量的傳遞與變化,使得混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生了熱脹冷縮的現(xiàn)象。混凝土的膨脹與收縮,使得其拉應(yīng)力也在不斷地變化,一旦超出了混凝土本身能夠承受的范圍時,就會導(dǎo)致了裂縫的產(chǎn)生。
1.1.2 施工因素
在混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程中,從開始澆筑混凝土到混凝土澆筑完成并凝結(jié)之后一系列的養(yǎng)護,其過程也大大影響著裂縫問題。例如:①混凝土澆筑完成后沒有及時的進行覆蓋工序的處理,從而導(dǎo)致混凝土表面水分蒸發(fā)過快;②澆筑的過程中沒有在一定的時間之內(nèi)進行充分的振搗,使得混凝土骨料布料完成后產(chǎn)生離析現(xiàn)象;③沒有嚴(yán)格的按照規(guī)范進行施工,養(yǎng)護時間不足、強度不夠;④部分工程存在高強度的周轉(zhuǎn)周期,在混凝土還沒達到拆模條件時進行拆模、吊裝重物、構(gòu)件的隨意堆放,這些都會導(dǎo)致樓板的開裂從而產(chǎn)生裂縫。
1.2 設(shè)計問題導(dǎo)致出現(xiàn)的裂縫
在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中,由于設(shè)計的原因也會在一定程度上造成裂縫問題,普遍的有以下幾個原因:①未在一定的條件下充分的考慮混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的收縮性問題;②設(shè)計者未按照實際材料的抗裂性進行合理的撓度設(shè)計;③對于混凝土的材料,設(shè)計者沒有進行差異性的比較,而是按照以往的經(jīng)驗進行設(shè)計;④在進行鋼筋配置時,由于結(jié)構(gòu)計算人員的疏忽,不合理的配置過少或過粗的鋼筋,從而導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生裂縫;⑤未充分考慮荷載,設(shè)計荷載偏小,從而導(dǎo)致設(shè)計承受的力小于實際構(gòu)件的受力,導(dǎo)致開裂。
1.3 材料問題引起的裂縫
現(xiàn)如今,項目建設(shè)中混凝土的使用一般來自于混凝土攪拌站,從開始攪拌到運輸再到澆筑完成硬化的一過程,混凝土本身受運輸?shù)木嚯x、運輸?shù)姆绞健⑴浜媳?、水化熱等各方面原因,在一定的程度上都會使其受到一定的影響。同時,水泥的品種類型、外加劑的添加使用、水泥的強度等級和混凝土的強度、骨料粒徑、針片狀的含量,這些都會給混凝土本身帶來一定的材料特性,其材料的配合比也是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的重要原因之一。
2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理措施
2.1 嚴(yán)控施工溫度,嚴(yán)抓施工工藝
混凝土施工過程中重要的步驟之一是溫度控制,溫度控制效果不理想也是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的原因所在,從施工工藝開始抓起,能夠有效地降低影響。做好混凝土的保溫和降溫工作,確?;炷恋乃療崮軌蛟谝欢ǖ臅r間內(nèi)及時散去,做好表層養(yǎng)護工作,確保滿足混凝土的養(yǎng)護條件。
同時,混凝土在澆筑的過程當(dāng)中,應(yīng)進行充分地振搗,確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件的密實度,嚴(yán)格按照施工規(guī)范的要求進行,在實行拆模進入到下一道工序前應(yīng)確?;炷吝_到了初凝條件,才可進行接下來的工作。
2.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計
在進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)從多方面的因素進行綜合性的分析,在選擇高效、安全的結(jié)構(gòu)形式的同時,也應(yīng)結(jié)合材料的特性,在設(shè)計的同時進行綜合的考慮,從而做到提升混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
在進行鋼筋配置的過程當(dāng)中,應(yīng)該仔細的進行結(jié)構(gòu)受力的分析,合理的進行配置,在鋼筋的直徑以及數(shù)量方面的選擇應(yīng)格外注意。
對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承擔(dān)的荷載,設(shè)計人員在設(shè)計的過程當(dāng)中應(yīng)該充分的進行考慮,避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生比較集中的應(yīng)力,在某些方面無法滿足的情況下,適當(dāng)?shù)剡M行加強。
2.3 混凝土材料控制方面
混凝土作為一種混合物,是由多種材料拌合而成,對于造成構(gòu)件裂縫,可從以下方面著手進行處理。
①根據(jù)工程項目的實際情況,對混凝土的施工配合比進行嚴(yán)格的設(shè)計,通過改善骨料的級配,同時選用合適的水泥品種;②在確?;炷猎跐M足設(shè)計條件,不違反相關(guān)工程規(guī)范規(guī)定的前提下,盡可能的選用標(biāo)號較低的水泥配制混凝土;③在滿足泵送混凝土要求的前提下,應(yīng)盡量選擇級配良好且粒徑較大的骨料,使得水泥砂漿與骨料之間的接觸面積有較大程度的提高,增強兩者之間的粘結(jié)力;④嚴(yán)格控制水灰比,適當(dāng)?shù)倪x用和添加合適的外加劑。
2.4 對產(chǎn)生的裂縫進行處理
2.4.1 表面處理法
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的種類當(dāng)中,有部分存在的裂縫是不會影響到結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性以及承載力。對于此類存在于表層或較淺層的裂縫,一般的做法是在其裂縫的表面進行涂抹水泥漿。同時,為了避免所存在的裂縫在其他外因的影響下繼續(xù)開裂的情況,一般可在其表面黏貼玻璃纖維布等。
2.4.2 灌膠法
當(dāng)混凝土裂縫的存在影響到了結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和承載力時,以及對于防滲有影響的情況,一般可采用灌膠法對其存在裂縫的部位進行修補。利用混凝土壓力設(shè)備對裂縫處進行注漿,從而達到修補加固的效果。
2.4.3 混凝土置換法
對于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在較大裂縫,嚴(yán)重損壞的情況,采用混凝土置換法是一種較為常用的手段。其處理的做法是將損壞的混凝土利用工具進行剔除,并進行重新支模,采用高一級強度的混凝土進行置換,這樣可以有效的對混凝土進行修復(fù)。
3 結(jié)語
混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題,是一直普遍存在于工程項目的建設(shè)當(dāng)中,困擾著一批又一批工程建設(shè)人員,其產(chǎn)生的過程和因素有很多,需要從各個節(jié)點中進行監(jiān)測和控制,同時應(yīng)加強對工程項目建設(shè)過程的監(jiān)督和管理??偠灾瑢τ诨炷两Y(jié)構(gòu),應(yīng)及時的采取有效的手段和措施對裂縫進行處理,減少裂縫問題的現(xiàn)象,從而這一定程度上確保結(jié)構(gòu)整體的安全性。