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混凝土结构开裂原因分析及预防:混凝土结构性开裂

时间:2019-02-08 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  [摘 要]:通过现场观察和查阅有关混凝土方面的资料,对引发混凝土裂缝的原因进行归纳,并提出相应的预防措施,为施工中如何避免裂缝的产生提供了借鉴,希望对实际施工起到指导作用。
  [关键词]:混凝土裂缝控制
  Abstract:Through the observation and consult relevant concrete information, leading to the cause of concrete crack is concluded, and put forward the corresponding prevention measures, for construction of how to avoid the cracking of the provides for reference, and I hope to play a guiding role actual construction
  Key word:Concretecrackcontrol
  中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
  
  1引言
   混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用过程中,当发生温度、湿度变化、地基不均匀沉降时,极容易发生裂缝。多年的实践证明,在工程裂缝中有很大一部分是可以通过设计手段、施工措施来克服的。
  1 钢筋混凝土常见裂缝原因分析
   混凝土产生裂缝其原因是多方面的,如荷载、温度、收缩、腐蚀、结构变形等等,大多数不是单方面作用的结果,而是多种因素相互交织影响、共同作用的结果。但究其根本原因,不外乎是材料、设计、施工、环境及使用五方面的原因,下面就以上五方面的原因分别阐述:
   1.1材料质量方面的原因 材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好。若工程上用了这等不合格的材料就会导致“豆腐渣工程”,所以说只有材料的质量关把好了,工程质量才会在根本上得到保证。
   1.2施工工艺方面的原因 施工工艺涉及的面很广,不可能一一叙述,以下只是着重强调几点:
   水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。
   混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因。
   模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都有可能造成混凝土开裂。施工过程中,钢筋表面污染,混凝土保护层太小或太大,浇灌中碰撞钢筋使其移位等都有可能引起裂缝。
   混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温度较大更容易产生裂缝。
   避免在极端天气条件下施工,可以减少混凝土结构的开裂情况。
   1.3 外在环境方面的原因
   地基变形在钢筋混凝土结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大使得裂缝一般是贯穿性的。
   温度变形混凝土具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10―5/℃。当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板的上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。
   湿度变形混凝土在空气中的结硬,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2~0.4‰。其发展规律是早期快,后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是每个20~40m设置一道后浇带,或采用在混凝土中掺加微膨胀剂等,这样可基本解决混凝土早期干缩问题。
   1.4 设计构造方面的原因
   结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中;构造处理不当、现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋、或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。
   1.5 使用过程中的原因
   混凝土构件不正确的使用也会引起各种裂缝的产生。如在有关构件上堆放过多的荷载或者是局部改变了承重体系,超过了结构的承载力而引起裂缝,这在住宅的装修过程中问题尤为突出。如在楼板上砌承重分隔墙,在楼板上随处开洞等。
  2 相对应的预防措施
   2.1材料选用
   水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。
   粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好,空隙率笑,无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
   细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小,含泥量较低的中砂。(4)外掺料:宜用减水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
   2.2配料
   配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少混凝土的收缩。
   禁止任意增加水泥用量。
   配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比荷水泥用量,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新拌匀后,方可浇灌。
   2.3配筋钢筋的配置应严格按图施工,尤应重视以下各点:
   钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对构件抗裂性能的影响。
   钢筋位置要正确。保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂,钢筋间距过大,易引起钢筋之间的混凝土开裂。
   2.4模板工程
   钢筋混凝土结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下各点:
   模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。
   模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。
   合理掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损害或开裂。但也不能过晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。
   2.5混凝土浇筑
   (1)混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。
   (2)加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保湿材料等方法。
   2.6施工技术
   加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到场验收。对较复杂的地基,设计方在基础开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。
   开挖基槽时,要注意不挠动其原状结构。
   合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。当建(构)筑物各部份荷载相差较大时,一般应先施工重、高部分,后施工轻、低部分。
   2.7 设计构造
   (1)建筑平面选型在满足使用要求的前提下,力求简单。平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体即楼板开裂。
   (2)合理布置纵横墙,纵墙开洞应尽可能小。
   (3)控制建筑物的长高比。长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。
   (4)合理的调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。
   (5)减少地基的不均匀沉降,除了前述的措施外,在基础设计中还可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。
   (6)适当加强基础的刚度和强度。
   (7)层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝。即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。
   (8)正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适,构造要合理,可以和其它结构缝合并设置。
   (9)限制伸缩缝间距。对体形复杂,地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,同样,也可以和其它结构缝合并设置。
   (10)部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋混凝土梁,以适应窗台的变形,防止窗台处产生竖直裂缝。
   2.8使用
   按设计要求正确使用结构,严禁在结构上堆放过多的荷载和局部改变承重结构的受力体系及受力传递的途径。
  
  结束语
   总之,钢筋混凝土裂缝产生的原因是多方面的。为避免钢筋混凝土结构开裂,必须全面分析裂缝可能产生的原因,并在实际设计、施工中采取相对应的措施,加以预防,从而最终确保工程。
  
  参考文献:
  [1] 陈肇元. 土建工程安全性与耐久性[M]. 北京:中国建筑工业出版社,1999.
  [2]覃维祖. 混凝土性能对结构耐久性与安全性的影响[D].北京:清华大学,2008.
  [3] 赵国藩. 结构可靠度理论[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2000.

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