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針對建筑鋼筋砼結構裂縫處理分析預防探討
摘 要:隨著鋼筋砼結構的廣泛運用其砼強度等級的提高。對鋼筋砼結構裂縫產生的原因分析,和結合自身的實踐經驗小結,對裂縫狀態(tài)的分析判定進行簡單的介紹,并闡述了對裂縫的處理方法以及預防措施,僅供參考!
關鍵詞:鋼筋砼結構;裂縫分析;加固處理預防措施 中圖分類號:g267文獻標識碼:a 文章編號: 一、鋼筋砼結構裂縫進行分析處理 1.荷載引起的裂縫 砼結構在靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫,主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫,一般是與受力鋼筋以一定角度相交的橫向裂縫。但是,由于局部粘結應力過大引起的、沿鋼筋長度出現(xiàn)的粘結裂縫也是直接應力裂縫,這種裂縫通常是針腳狀及劈裂裂縫;次應力裂縫是指由外荷載引起的次應力產生裂縫。 2.溫度變化引起的裂縫 砼具有熱脹冷縮性質,當外部環(huán)境或內部溫度發(fā)生變化,砼將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過砼抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中,溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫多發(fā)生在施工期間,縫寬受溫度變化影響較明顯,冬季較寬,夏季較細。 沿斷面高度,裂縫大多呈上寬下窄狀,但個別也有下寬上窄情況,遇上下邊緣區(qū)配筋較多的結構,有時也出現(xiàn)中間寬兩端窄的棱形裂縫。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有:年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當?shù)取?nbsp; 3.收縮引起的裂縫 砼在空氣中硬結時體積減小的現(xiàn)象稱為收縮。砼在不受外力情況下的這種自發(fā)變形,受到外部約束時(支承條件、鋼筋等),將在砼中產生拉應力,使得砼開裂。在砼收縮種類中,塑性收縮和干縮收縮是發(fā)生體積變形的主要原因。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化,后期主要是砼內部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。 1)塑性收縮裂縫:砼初凝之前出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā),引起失水收縮,此時骨料與水泥之間也產生不均勻的沉縮變形,它發(fā)生在終凝之前的塑性階段,故稱為塑性收縮。其收縮量可達1%左右。此種裂縫一般為中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫。裂縫產生的原因是由于砼在塑性狀態(tài),剛開始終凝時,由于天氣太炎熱,陽光直射、刮大風等原因,使砼本身與外界氣溫相差懸殊,或本身溫度長時間過高(40℃以上),砼表面水分蒸發(fā)過快產生急劇的體積收縮,此時砼尚未有強度或強度很低,不能抵抗這種變形應力而導致開裂;使用收縮率較大的水泥,水泥用量過多,或使用過量的粉砂;水灰比過大,模板過于干燥,外加劑保水性差,粗骨料少,振搗不良等也是導致這類裂縫出現(xiàn)的因素。 2)干縮收縮裂縫:裂縫為表面性的,寬度較窄,多在0.05~0.2mm之間。砼的干縮值為 0.04%~0.06%。而砼的極限拉伸值只有 0.01%~0.02%,故易引起干縮裂縫。其走向縱橫交錯,沒有規(guī)律性。較薄的梁、板類構件,多沿短邊方向分布;整體性結構多發(fā)生在變截面處;預制構件多產生在箍筋位置。 4.地基變形引起的裂縫 由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結構中產生附加應力,超出砼結構的抗拉能力,導致結構開裂。此類裂縫多屬貫穿性裂縫,其位置與沉陷方向一致,較大的沉陷裂縫往往有一定的錯位,裂縫寬度與沉陷值成正比。產生的原因主要是結構 、構件坐落在未經處理或軟弱地基上(地質勘察精度不夠、試驗資料 不準;地基地質差異太大;結構荷載差異太大;結構基礎類型差別太大;地基凍脹;橋梁基礎處于滑坡體、溶洞或活動斷層等)。砼澆灌完后,因地基浸水引起不均勻沉降而導致。 另外,模板剛度小,支撐間距過大或支撐底部松動以及過早拆模也可以引起沉陷裂縫。 5.鋼筋銹蝕引起的裂縫 鋼筋銹蝕產物的體積比鋼筋被侵蝕的體積大2-3倍,這種體積膨脹使外圍砼產生相當大的拉應力,引起砼開裂,甚至保護層剝落,出現(xiàn)銹蝕裂縫。產生的主要原因是由于保護層砼碳化或冬季施工中摻氯鹽(促凝、早強劑)過多導致鋼筋銹蝕。銹蝕裂 縫是沿鋼筋長度方向劈裂的縱向裂縫。 6.凍脹引起的裂縫 環(huán)境溫度低于零度時,吸水飽和的砼出現(xiàn)冰凍,游離的水轉變成冰,體積膨脹9%,因而砼產生膨脹應力;同時砼凝膠孔中的過冷水(結冰溫度在-78 度以下)在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓,使砼中膨脹力加大,強度降低,并導致裂縫出現(xiàn)。尤其 是砼初凝時受凍最嚴重,終凝后砼強度損失可達30%~50%。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。 7.材料質量引起的裂縫 砼主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置砼所采用材料質量不合格,可能導致結構出現(xiàn)裂縫。比如:1)粗細集料含泥量過大,集料顆粒級配不良或采取不恰當?shù)拈g斷級配,都容易造成砼收縮增大,誘導裂縫的產生。2)砼外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當,嚴重增加砼收縮。3)水泥品種原因,礦渣硅酸鹽水泥比普通硅酸鹽水泥收縮大。砼單方用灰量、用水量增多,收縮增大。4)水泥等級及砼強度等級原因:水泥等級越高、細度越細、早強越高對砼開裂影響越大;砼設計強度等級越高,砼脆性越大、越易開裂。 8.施工工藝引起的裂縫 在砼結構澆筑、構件制作、脫模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理、施工質量低劣,容易產生縱向的、橫向等各種裂縫,特別是細長薄壁結構更容易出現(xiàn)。 9.砼后期膨脹出現(xiàn)裂縫 主要原因是:1)水泥中游離cao過高,ca(oh)2體積膨脹;2)水泥中mgo過高,mg(oh) 2體積膨脹;3)水泥和外加劑堿含量過高,與集料中活性硅等發(fā)生堿-集料反應;4)有害離子cl-、so42-、mg+等侵入砼內部,導致鋼筋銹蝕或形成二次鈣礬石膨脹破壞。 裂縫結構構件在內應力作用下,除瞬時彈性變形外,其變形值隨時間的延長而增加的現(xiàn)象稱為徐變。跟據(jù)試驗受彎構件由于徐變變形的作用,其長期變形值可增加2~3倍,因變形量加大而使拉區(qū)砼承受更大的拉應力,造成裂縫的出現(xiàn)。預應力構件因徐變會產生較大的應力損失,降低了結構的抗裂性能。對于超靜定結構,砼徐變將導致結構內力重分布,引起結構的徐變次內力。此類裂縫常見于受彎構件的受拉區(qū),其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。 二、裂縫預防措施方法 1.材料。水泥:應選用水化熱較低的水泥,嚴禁使用安定性不合格的水泥。 2.配料。配合比應采用低水灰比、低用水量,以減少水泥用量。 3.配筋。鋼筋的配置應嚴格按施工圖要求進行。 4.模板工程。模板構造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導致砼裂縫。 5.砼澆筑與養(yǎng)護。砼澆筑時應防止離析現(xiàn)象,振搗應均勻、適度。 6.砼路面早期裂縫應以預防為主,只要認真分析形成的原因,采取正確的方法予以防范,一定會減少早期裂縫現(xiàn)象的發(fā)生,這對于保證工程質量是很重要的。 三、結束語 通過以上的論述,鋼筋砼結構裂縫應針對成因,貫徹預防為主的原則,加強設計施工及使用等方面的管理,確保結構安全和避免不必要的損失。 參考文獻: [1]黃承理 探討房屋工程結構裂縫產生的原因及預防與控制 -中國房地產業(yè)2011(9) [2]http://f.wanfangdata.com.cn/download/periodical_shanxjz201032075.aspx盧家海 淺析混凝土結構裂縫的原因及處理方法-山西建筑2010(32)- 1網(wǎng)店管理軟件
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