【摘要】大量的建筑工程和實踐理論分析表明,鋼筋混凝土構(gòu)件基本上都是帶裂縫工作的,只是有些裂縫很細,甚至肉眼看不見(縫寬<0.5mm),一般對結(jié)構(gòu)的使用無大的危害,允許其存在。有些裂縫在使用荷載或外界物理及化學(xué)因素作用下,不斷產(chǎn)生和發(fā)展引起混凝土碳化、保護層剝落及鋼筋銹蝕,使鋼筋混凝土強度和剛度受到削弱,耐久性降低,嚴(yán)重時甚至發(fā)生垮塌事故,危害結(jié)構(gòu)的正常使用,必須加以控制, 因此研究混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施是非常重要而迫切的。
【關(guān)鍵詞】建筑混凝土 裂縫 原因及處理
一、混凝土裂縫常見產(chǎn)生原因
在施工和使用過程中,引起建筑混凝土結(jié)構(gòu)開裂的原因很多,當(dāng)發(fā)生溫度和濕度變化、結(jié)構(gòu)受荷、地基不均勻沉降、施工方式不當(dāng)時,都非常容易產(chǎn)生裂縫,具體原因有以下幾方面:
(一)設(shè)計方面
由于設(shè)計時考慮不周,結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中;在構(gòu)造處理不當(dāng)時,現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如果沒有設(shè)置附加箍筋或附加吊筋;以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開裂。
(二)地基方面
建筑工程基礎(chǔ)不均勻沉降是造成鋼筋混凝土開裂的主要原因:
1、建筑物平面形狀復(fù)雜、立面變化過大、長度過大等原因造成基礎(chǔ)不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向與地基變形的情況有關(guān),由于地基變形的應(yīng)力相對較大,使得裂縫一般是貫穿性的,危害較大。
2、建筑物建于土質(zhì)差別較大或軟弱土質(zhì)上。
3、建筑物相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大。
(三)施工方面
施工工藝不當(dāng)是造成鋼筋混凝土開裂的另一個主要原因。由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多,主要有:
1、水泥、砂、石等質(zhì)量不好是引起裂縫較常見的因素。若工程上用了這些不合格的材料就會導(dǎo)致質(zhì)量事故,所以說只有把好材料的質(zhì)量關(guān),工程質(zhì)量才會在根本上得到保證。
2、混凝土是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。
3、水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因?;炷琉B(yǎng)護,特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。
4、模板構(gòu)造不當(dāng),漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都有可能造成混凝土開裂。施工過程中,鋼筋表面污染,混凝土保護層太大或太小,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。
(四)結(jié)構(gòu)受力方面
在施工中和使用中由于結(jié)構(gòu)受力都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30-40%的設(shè)計荷載,就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能察覺,而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫也稱為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范中,分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2-0.3mm,對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及不允許開裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫則是有害的,需加以認(rèn)真分析,慎重處理。
(五)溫濕度變化影響
當(dāng)溫度變化時,由于材料熱脹冷縮,房屋各部分構(gòu)件將產(chǎn)生各自不同的變形,引起彼此制約而產(chǎn)生應(yīng)力。因屋面混凝土與墻體的線膨脹系數(shù)不一致,屋面變形較大,當(dāng)屋蓋和墻體之間構(gòu)造處理不當(dāng),會使墻體受拉,當(dāng)其剪力和拉應(yīng)力大于砌體的抗剪抗拉強度時,產(chǎn)生溫差裂縫。
普通混凝土在空氣中硬結(jié),濕度發(fā)生變化時,體積會有所收縮,由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,在早期混凝土強度較低時,混凝土收縮值最大。因此,若構(gòu)件早期養(yǎng)護不良,極易產(chǎn)生收縮裂縫。
二、混凝土裂縫常見預(yù)防措施
(一)混凝土材料的選用
1、水泥:應(yīng)選用水化熱較低的水泥,嚴(yán)禁使用不合格水泥。
2、粗骨料:宜用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料;骨料級配良好,孔隙率小,無堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)定。
3、細骨料:宜用顆粒較粗、孔隙較小,含泥量較低的中砂。
4、外摻料:宜采用減水劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮。
(二)混凝土的拌合
混凝土的拌合就是根據(jù)混凝土的配合比,把水泥、砂、石、外加劑、礦物摻和料和水通過攪拌的手段使其成為均質(zhì)的混凝土。水泥進場時應(yīng)對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查,并應(yīng)對其強度、安定性進行復(fù)驗。
1、混凝土配合比?;炷翍?yīng)根據(jù)實際采用的原材料進行配合比設(shè)計,并按普通混凝土拌和物性能試驗方法等標(biāo)準(zhǔn)進行試驗、試配,以滿足混凝土強度、耐久性和工作性能(坍落度等)的要求,不得采用經(jīng)驗配合比。嚴(yán)格控制水灰和水泥用量,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。
2、混凝土攪拌。為了拌制出均勻優(yōu)質(zhì)的混凝土,除合理地選擇攪拌機外,還必須正確地確定攪拌制度,即一次投料量、攪拌時間和投料順序等。
(三)建筑模板的架立和拆除
1、模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。
2、模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動荷載)作用下,模板變形過大造成開裂。
3、合理掌握拆模時間,拆模時間不能過早,應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或開裂。但也不能太晚,盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值。
(四)混凝土的振搗
混凝土的振搗就是使入模的混凝土完成成型與密實的過程,從而保證混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件外形正確,表面平整,混凝土的強度和其他性能符合設(shè)計的要求。混凝土澆筑入模后應(yīng)立即進行充分的振搗,使新入模的混凝土充滿模板的每一角落,排出氣泡,使混凝土拌和物獲得最大的密實度和均勻性。。
(五)地基的處理
1、開挖基槽時,要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。合理安排施工順序。相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時,一般應(yīng)先施工較深基礎(chǔ),以防止基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基。
2、當(dāng)房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上,或房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度等有顯著差別時,應(yīng)在差異部位設(shè)置沉降縫,將其劃分成剛度較好、長度變化較小的幾個單元,減少因基礎(chǔ)不均勻沉降引起的應(yīng)力,避免產(chǎn)生裂縫。
3、盡量避免用軟弱土層做持力層,若無法避免,可調(diào)整上部結(jié)構(gòu)剛度,或采用筏式基礎(chǔ),以減少建筑的沉降。