鋼筋混凝土梁裂縫產生原因與防患措施
關鍵詞:混凝土;裂縫;原因;控制
隨著社會的發(fā)展和城市建設步伐的加快,混凝土在城市建筑施工中的應用越來越廣泛。但是,由于混凝土是一種脆性材料,早期強度低,施工過程中極易出現裂縫缺陷,影響建筑結構的整體性和耐久性,特別是住宅工程樓板的裂縫發(fā)生后,往往會引起投訴糾紛以及索賠等。如何更好地預防混凝土裂縫的產生,保證施工工程的質量,是工程界普遍關注的問題。
一.鋼筋混凝土梁裂縫產生原因
探究裂縫產生的原因,有針對性的采取措施,其實很多裂縫是可以克服和控制的。事實上,混凝土裂縫產生的原因非常復雜而繁多,有時甚至有多種因素共同影響。對混凝土裂縫的產生因素,大體可有以下幾種:
(一)收縮引起裂縫
在工程實際中,混凝土因收縮引起裂縫是最常見的。這類收縮可分為兩個階段。在混凝土澆筑后,水泥水化反應劇烈,分子鏈逐漸形成,水分急劇蒸發(fā),混凝土失水收縮,這是第一個階段。在混凝土結硬以后,因其表層水分損失快,內部水分損失慢,因此產生表面收縮大,內部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當表面混凝土承受的拉力超過其抗拉強度時,便產生裂縫,這是第二個階段。
混凝土收縮引起的裂縫大部分屬表面裂縫,裂縫寬度一般較小,且縱橫交錯,呈龜裂狀。雖然這種裂縫一般較細較淺,但對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。要控制此類裂縫,施工時應做到嚴格控制水灰比,確保振搗密實等,尤其要注意加強養(yǎng)護條件,以及正確摻入外加劑。
混凝土的早期養(yǎng)護,主要目的在于:一方面使混凝土免受不利溫度與濕度變形的侵襲,防止有害收縮;另一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂要求。
例如使用減水防裂劑,可起到以下作用:改善水泥漿稠度,減少混凝土泌水,減小收縮變形;增強水泥漿與骨料的粘結力,提高混凝土抗裂性能;提高混凝土抗拉強度和抗裂性能;改善混凝土和易性,表面易抹平,減少水分蒸發(fā)。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,應在工程實踐中多進行試驗對比研究,以確定合理的外加劑類型及摻量�！�
(二)凍脹引起裂縫
當氣溫低于0℃時,吸水飽和的混凝土出現冰凍,游離的水轉變?yōu)楸?體積膨脹,混凝土產生膨脹應力,導致裂縫出現,并使混凝土強度降低。
冬季施工時,采用電加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養(yǎng)護以及在混凝土拌和時摻入防凍劑等,都可有效防止凍脹裂縫的出現。
(三)基礎變形引起裂縫
由于基礎的變形,使結構中產生附加應力,當超出混凝土結構的抗拉強度時,便可導致混凝土出現裂縫。要避免此類裂縫,應切實掌握地質情況,深入進行地質勘察,以及嚴密監(jiān)控基礎變化,采取相應措施防止基礎變形。
(四)施工不當引起裂縫
在結構混凝土澆筑及預制構件制作、吊裝、運輸的過程中,若施工工藝不合理,施工質量低劣,容易出現各種各樣的裂縫,如:
已綁扎的上層鋼筋受到踩踏,使鋼筋保護層過厚,導致構件有效高度減小,形成方向與受力鋼筋垂直的裂縫;施工時拆模過早,導致混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫;現澆混凝土模板支架剛度不足,澆筑混凝土后支架發(fā)生不均勻沉降,導致混凝土出現裂縫;混凝土分層或分段澆筑時,接頭部位處理不當,致使新舊混凝土施工縫處出現裂縫;對裝配式結構,懸臂過長,運輸中受到劇烈碰撞,吊裝點位置不當等,均有可能使混凝土產生裂縫;混凝土振搗不密實,不均勻,出現蜂窩、麻面、空洞,成為裂縫的起源;混凝土攪拌、運輸時間過長,引起坍落度過低,致使出現收縮裂縫;混凝土養(yǎng)護環(huán)境達不到要求,致使表面出現不規(guī)則的收縮裂縫�！�
(五)荷載過大引起裂縫
混凝土結構在設計時均有其特定的承受荷載限制,如果結構承受過大負荷,超出其允許范圍,則極易產生裂縫,這種裂縫往往是混凝土結構破壞的開始,如果沒有引起足夠重視,甚至可能帶來災難性的后果。
在設計階段,結構設計時荷載漏算,計算模型不夠合理,受力假設與實際情況不符,配筋計算有誤,設計斷面過小等等都有可能使結構混凝土產生裂縫。
在施工階段,過多地堆放施工機具材料,對預制結構不考慮其結構受力特點隨意翻轉起吊,不按設計圖紙進行施工,擅自更改結構施工順序等等,也很有可能使結構混凝土產生裂縫。
在使用階段,承受的荷載超出設計范圍,受到劇烈碰撞,發(fā)生大風、地震等,都極有可能使結構混凝土產生裂縫。二.裂縫的控制措施
設計方面
①在建筑設計中對于處于約束狀態(tài)下的結構,沒有足夠的變形余地時,應采取的有力措施防止裂縫發(fā)生,對于結構完全處于自由變形無約束狀態(tài)下,有足夠變形余地時亦應采取措施防止裂縫。
②設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時,應充分考慮采用加強措施。
�、鄯e極采用補償收縮混凝土技術在常見的混凝土裂縫中,有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫,可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮,實踐證明,效果是很好。
�、苤匾晫嬙熹摻畹恼J識在結構設計中,設計人員應重視對于構造鋼筋的配置,特別是于樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。
材料選擇和混凝土配合比設計方而
�、俑鶕Y構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級,盡量避免采用早強高的水泥。
�、谶x用級配優(yōu)良的砂、石原材料,含泥量應符合規(guī)范要求。
�、鄯e極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標已作為混凝土的第五、六大組份,可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
�、苷_掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充發(fā)考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。
