混凝土裂縫成因及防治措施

混凝土裂縫成因及防治措施大量的理論分析和工程實(shí)踐表明，幾乎所有的鋼筋混凝土構(gòu)件均是帶裂縫工作的。對于所處條件不同的裂縫有不同的允許寬度限制，不超過此限制值的裂縫我們認(rèn)為對結(jié)構(gòu)的使用無大的危害，可以允許其存在；而對于超過限制值的裂縫，不僅會(huì)影響建筑物的外觀，更危及結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性?；炷恋牧芽p問題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題。該文分析了常見混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了一些預(yù)防措施和處理方法。1、引言混凝土是一種由水泥、砂石骨料、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。混凝土價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、取材廣泛、可澆筑成各種形狀，且耐火性好、不易風(fēng)化，已經(jīng)成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。但是混凝土有一個(gè)很大的缺點(diǎn)――抗拉性能差，所以構(gòu)件通常都是帶裂縫工作的。裂縫的出現(xiàn)會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性，降低構(gòu)件的強(qiáng)度，影響結(jié)構(gòu)的承載力；有的雖對承載力無多大影響，但會(huì)引起鋼筋銹蝕，降低耐久性，發(fā)生滲漏，影響使用。同時(shí)由于混凝土的非均質(zhì)性及其抗拉強(qiáng)度的離散性，裂縫的出現(xiàn)和開展均帶有隨機(jī)性，這給裂縫的預(yù)防和處理帶來了困難。2、混凝土裂縫的成因2.1荷載引起的裂縫構(gòu)件承受荷載所產(chǎn)生的裂縫，可分為直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫。直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫；當(dāng)計(jì)算模型與實(shí)際工作狀態(tài)有較大差異時(shí)，在外荷載作用下結(jié)構(gòu)必然產(chǎn)生次應(yīng)力，次應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫稱為次應(yīng)力裂縫。2.2干縮裂縫當(dāng)混凝土硬化后，外部混凝土可以向大氣蒸發(fā)水分，內(nèi)部混凝土只能向周圍泌水，而泌水速率小于蒸發(fā)速率，所以就造成了表面收縮快，內(nèi)部收縮慢的現(xiàn)象，表面干縮就受到內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，是表面混凝土開裂，產(chǎn)生干縮裂縫。2.3塑性收縮裂縫塑性收縮和溫度、濕度、風(fēng)速有關(guān)系，在混凝土未凝結(jié)硬化前，表面會(huì)因失水較快而產(chǎn)生收縮，而此時(shí)混凝土強(qiáng)度很小，不足以抵抗本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。2.4地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫由于地基基礎(chǔ)松軟、土質(zhì)不均勻，回填土未壓實(shí)或有水侵入而造成不均勻沉降所致：或者模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)等原因，基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生水平位移或者豎向不均勻沉降，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生超過混凝土抗拉能力的附加應(yīng)力，造成混凝土開裂。隨著不均勻沉陷的發(fā)展，裂縫還會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展。2.5溫度裂縫溫度裂縫一般發(fā)生在大體積混凝土表面?；炷猎谟不^程中，水泥水化會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，這些熱量在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面溫度低，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，體積越大，這種現(xiàn)象越明顯，造成內(nèi)外膨脹的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，隨著拉應(yīng)力的增加混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。另外一種情況，在混凝土澆筑的時(shí)候，溫度較高，同時(shí)水泥水化還會(huì)放熱，使溫度更高。當(dāng)混凝土冷卻收縮時(shí)，由于約束過多或者約束不合理，在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大拉應(yīng)力，從而造成溫度裂縫。3、混凝土裂縫的預(yù)防措施3.1荷栽裂縫的預(yù)防措施可以采取合理的計(jì)算模型，計(jì)算出與實(shí)際情況比較符合的結(jié)果{合理選擇材料和混凝土的配合比；分層分段澆筑混凝土：提高施工質(zhì)量等措施來預(yù)防荷載裂縫。3.2干縮裂縫的預(yù)防措施預(yù)防干縮裂縫的重點(diǎn)在于降低溫差，主要措施有：在結(jié)構(gòu)中合理的設(shè)置伸縮縫，滿足變形的需要；加強(qiáng)對混凝土的養(yǎng)護(hù)，夏季施工時(shí)注意灑水降溫，冬季施工時(shí)注意覆蓋保溫，還可以適當(dāng)?shù)脑黾羽B(yǎng)護(hù)時(shí)間；采用合理的配合比，提高施工質(zhì)量：通過計(jì)算合理地選用水灰比，一般情況下，水灰比越大，干縮越大，還可以通過添加減水劑來減小水灰比；選用收縮量較小的水泥，比如粉煤灰水泥。3.3塑性收縮裂縫的預(yù)防措施塑性收縮主要是表面失水較快造成的，所以預(yù)防塑性收縮裂縫的重點(diǎn)在于控制表面失水。主要措施有：注意遮陽和擋風(fēng)，用潮濕的覆蓋物覆蓋裸露表面，及時(shí)養(yǎng)護(hù)；選用早期強(qiáng)度高的水泥，較好的抵抗塑性收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力；較少水的用量，嚴(yán)格控制水灰比，摻加減水劑。3.4地基基礎(chǔ)變形裂縫的預(yù)防措施預(yù)防此類裂縫的重點(diǎn)在于控制地基的不均勻沉降，施工前應(yīng)該仔細(xì)勘測地基基礎(chǔ)，科學(xué)設(shè)計(jì)支架搭設(shè)，主要措施有：做好排水工作，防止地基基礎(chǔ)被水浸泡；對于松軟土和填土，采取分層夯實(shí)和加固的方法；保證模板有足夠的剛度和強(qiáng)度，是地基基礎(chǔ)受力均勻；拆卸模板時(shí)應(yīng)注意先后順序，且不能過早拆卸。3.5溫度裂縫的預(yù)防措施預(yù)防溫度裂縫的重點(diǎn)在于減小混凝土內(nèi)部和外部的溫差，從而減小溫度應(yīng)力，主要措施有：選用中低熱水泥，減小水泥用量，降低水灰比：改善骨料級配和攪拌加工工藝，降低水化熱：預(yù)留溫度伸縮縫；注意遮陽，及早養(yǎng)護(hù)，延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間：對于大體積混凝土，應(yīng)該分層、分塊澆筑，以利于散熱和減小約束，在內(nèi)部設(shè)計(jì)冷卻管道，通入冷水，減小內(nèi)外溫差。4、混凝土裂縫的處理混凝土裂縫的預(yù)防措施是不能杜絕裂縫出現(xiàn)的。只能減小裂縫出現(xiàn)的概率，所以我們就要結(jié)合具體情況考慮裂縫出現(xiàn)過后的處理辦法?，F(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法很多，有：表面修補(bǔ)法、結(jié)構(gòu)加固法、灌漿法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法、仿生自愈合法等等。4.1表面修補(bǔ)法這是一種簡單的修補(bǔ)方法，針對混凝土表面開裂不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及承載力的情況。通常處理只在表面涂抹水泥漿、細(xì)石混凝土、環(huán)氧膠泥、瀝青和油漆等，同時(shí)為了防止進(jìn)一步開裂可在裂縫表面粘貼玻纖網(wǎng)布等，防止水汽，二氧化碳和化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)入。修補(bǔ)前應(yīng)該預(yù)先將混凝土表面清洗干凈并干燥，使其能與涂抹物更好的粘接，還應(yīng)注意涂覆均勻，不得產(chǎn)生氣泡。4.2結(jié)構(gòu)加固法當(dāng)裂縫影響到結(jié)構(gòu)的安全性能時(shí)，通常需要采取結(jié)構(gòu)加固法對裂縫進(jìn)行處理，以免裂縫繼續(xù)擴(kuò)展。常用的方法有，力口大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積；粘貼鋼板或者增強(qiáng)纖維網(wǎng)布；在構(gòu)件的角部外包型鋼；采用預(yù)應(yīng)力法加固；增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土不強(qiáng)。4.3灌漿法灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補(bǔ)。它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料注入混凝土裂縫當(dāng)中，提高灌漿的飽滿度，使其硬化后與原來的混凝土粘接形成一個(gè)整體，從而達(dá)到封堵加固的目的，可以同時(shí)修補(bǔ)混凝土的表面和內(nèi)部。按灌漿材料可分為水泥灌漿和化學(xué)灌漿。水泥灌漿一般用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)，主要施工程序是鉆孔沖洗、止?jié){、堵漏、埋管、試水、灌漿?；瘜W(xué)灌漿與水泥灌漿相比，其材料性能較好，能控制凝結(jié)時(shí)間，有一定得彈性恢復(fù)力和較高的粘接強(qiáng)度，常用的材料有環(huán)氧樹脂漿液、甲凝和丙凝。實(shí)際工程中，灌漿材料應(yīng)根據(jù)裂縫性質(zhì)、裂縫寬度和干燥情況等選用，具有很好的針對性，從而提高修補(bǔ)效果。應(yīng)該注意的是灌漿時(shí)操作人員要戴上防毒口罩，以防中毒。4.4混凝土置換法對于損壞嚴(yán)重的混凝土，不能繼續(xù)使用，必須先將其剔除。然后再置換入新的混凝土或者其他適合的材料，比如水泥砂漿、聚合物、改性聚合物混凝土等。用置換法可以達(dá)到局部直接補(bǔ)強(qiáng)的效果。4.5電化學(xué)防護(hù)法電化學(xué)防護(hù)法事通過化學(xué)反應(yīng)，改變鋼筋或者鋼筋混凝土的環(huán)境狀態(tài)，使鋼筋鈍化，達(dá)到防腐的目的。常用的有陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法三種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是受周圍環(huán)境的影響較小，可用于長期防護(hù)，可用于已裂結(jié)構(gòu)和新建結(jié)構(gòu)。4.6仿生自愈合法仿生自愈合法是目前新興的一種裂縫處理方法，它模仿了生物受到創(chuàng)傷后可以自動(dòng)分泌某種物質(zhì)來使傷口愈合，恢復(fù)到正常狀態(tài)的機(jī)能。在混凝土中摻入某些特殊成分，如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊，在混凝土內(nèi)部形成仿生自愈的效果，當(dāng)產(chǎn)生裂縫時(shí)分泌出液芯纖維使裂縫自身重新愈合。5、結(jié)束語裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，也是一個(gè)不可避免的問題。隨著目前大體積混凝土的涌現(xiàn)，這一問題更加突出。裂縫的出現(xiàn)不僅影響結(jié)構(gòu)的外觀，還影響結(jié)構(gòu)的使用功能和耐久性。工程中應(yīng)該認(rèn)真分析裂縫的機(jī)理，針對具體情況，在設(shè)計(jì)、施工和使用階段做好裂縫的預(yù)防和監(jiān)測工作。雖然影響混凝土裂縫的因素多種多樣，裂縫發(fā)展的機(jī)理也很復(fù)雜，但是只要我們提高控制技術(shù)和技術(shù)管理水平，系統(tǒng)地運(yùn)用各種措施，就能保證結(jié)構(gòu)和建筑物的安全。施工質(zhì)量保證措施和目標(biāo)第一節(jié)施工質(zhì)量目標(biāo)及工期保證1、本工程質(zhì)量保證滿足業(yè)主要求，工程質(zhì)量確保達(dá)到優(yōu)質(zhì)工程。2、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工程嚴(yán)格按照施工合同的要求實(shí)施，確保工期45天完工。3、按照工作計(jì)劃，做好與各施工小組的協(xié)調(diào)，制定現(xiàn)場碰頭會(huì)、每周一次的各工種協(xié)調(diào)會(huì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及解決工程中出現(xiàn)的各種技術(shù)及相關(guān)問題。4、指定專人負(fù)責(zé)跟蹤各種材料，以保證材料的按時(shí)發(fā)運(yùn)到貨。5、按計(jì)劃安排足夠的施工力量進(jìn)場施工，有計(jì)劃地預(yù)留場外的補(bǔ)充施工力量，以便在工程實(shí)施時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)劃未能如期進(jìn)立即加派人手進(jìn)場加強(qiáng)。按工地規(guī)定的正常時(shí)間進(jìn)行施工外，必要時(shí)將視工程進(jìn)度組織進(jìn)行加班作業(yè)。第二節(jié)施工質(zhì)量保證體系施工質(zhì)量保證體系工程實(shí)施過程的質(zhì)量控制1、懸掛結(jié)構(gòu)與塊材的連接形成一個(gè)穩(wěn)固的裝飾面，達(dá)到牢固要求。2、材質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求，塊材表面質(zhì)感和色澤形成均勻一致的整體。3、平直面的整體表面平坦，拼接橫平豎直、縫寬均勻、表面順暢、異形部位達(dá)到設(shè)計(jì)要求。二、施工質(zhì)量保證措施1、組建強(qiáng)有力的質(zhì)量管理班子。施工人員均選拔最優(yōu)秀的骨干，經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)并持證上崗的技工和安裝工。2、配備先進(jìn)的水準(zhǔn)儀、激光經(jīng)緯儀等檢測設(shè)備3、嚴(yán)格落實(shí)內(nèi)部自檢制度，即在階段性驗(yàn)收關(guān)，班組之間進(jìn)行自檢、互檢，專職檢驗(yàn)員在班組自、互檢的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行核驗(yàn)，核驗(yàn)后填寫質(zhì)量評定記錄，再報(bào)質(zhì)管部組織驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后報(bào)業(yè)主及監(jiān)理驗(yàn)收。4、嚴(yán)格落實(shí)有關(guān)質(zhì)量管理的規(guī)章制度，確保工程現(xiàn)場的質(zhì)量管理符合IS09001的管理模式。第三節(jié)質(zhì)量保證措施的方針、目標(biāo)1、方針：以信譽(yù)求生存以信譽(yù)求發(fā)展。2、目標(biāo)：力爭每