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【摘要】针对混凝土裂缝对建筑结构的危害性,对混凝土裂缝的成因和类型进行分析研究,依据混凝土裂缝的不同特点分别提出相应的四种处理措施,以期对实践具有指导意义。
【关键词】混凝土裂缝;危害;处理措施
0引言
近年来,我国国民经济持续高速发展,基建规模不断扩大。混凝土结构由于具有易于施工、造价低廉、耐久性好、维修便捷等优点,在工业和民用建筑中一直获得最广泛的应用。但是,随着混凝土结构的大量应用,其自身存在的一些问题也逐渐暴露出来,其中最为明显的当属裂缝问题。由于硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重的将威胁到人民的生命、财产。因此,混凝土裂缝的合理处理对保证建筑物安全至关重要。
1混凝土裂缝的危害
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土材料组成和配比的复杂化,以及建筑施工、结构设计、环境条件等因素的影响,目前,在建设工程中,混凝土结构与混凝土构件频繁出现不同程度的裂缝。混凝土裂缝造成的危害主要表现在混凝土结构的安全可靠性和耐久性两个方面,安全可靠性主要指承重结构的刚度和承载能力;耐久性则包括混凝土结构的使用寿命和使用功能如水密性、气密性和外观等。
2混凝土裂缝的类型
根据裂缝产生的原因,可以将混凝土裂缝分为荷载裂缝和非荷载裂缝两大类。
2.1荷载裂缝
荷载裂缝是指混凝土由于受到外力作用产生的裂缝。当结构物受到外荷载作用时,混凝土内部产生的拉应力一旦超过混凝土的极限抗拉强度,就会使混凝土产生裂缝。混凝土结构的荷载裂缝多为楔形裂缝,按照荷载的性质,混凝土结构的荷载裂缝可分为弯曲裂缝、剪切裂缝、扭转裂缝。由于混凝土是典型的脆性材料,抗拉强度低,因此,在混凝土结构设计中,荷载裂缝主要通过设置受力钢筋加以控制。
2.2非荷载裂缝
非荷载裂缝主要指结构未受到外加荷载时,由于混凝土自身变形或结构变形受到约束产生拉应力而导致的裂缝。大部分混凝土裂缝都属于非荷载裂缝,或是非荷载变形与荷载共同作用的结果。非荷载裂缝的产生与非荷载变形分布的不均匀性以及变形受到的约束程度有关,非荷载变形分布的不均匀性主要取决于变形的种类和作用机理以及混凝土非荷载变形的影响因素,包括混凝土的材料组成,力学性能,构件内部温度、湿度的梯度分布等。
3混凝土裂缝的处理措施
3.1 掩饰裂缝法
由于轻微裂缝除了对观瞻可能造成影响以外,对于结构的使用功能、承载安全和耐久性基本上不造成影响。所以对轻微裂缝的处理一般首选掩饰裂缝方法。具体的处理措施如下:
1)结构表面涂刷。结构混凝土表面的浅层裂缝,或者宽度不超过限值的正常受力裂缝,待其稳定以后可以用涂刷水泥浆、其他涂料或者外加抹灰层的方式加以掩盖,确保其不再显现而造成观感缺陷。结构表面涂刷的优点是比较简便;缺点是修补施工无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化。
2)表面抹灰装修。对于有抹灰层、装饰层、粘贴层的混水构件表面,则无须特别处理。在后续施工前,浇水湿润或涂刷界面粘结材料(水泥浆等),再进行表面装饰层施工而将其掩盖,即可消除裂缝的影响。
3)清水表面处理。对于清水混凝土构件的表面,可以通过涂刷水泥浆或其他装饰性材料而掩盖微细裂缝。如果裂缝较宽,则可以采用刮腻子的方法将宽度较大的裂缝填塞,然后再涂刷面层材料加以掩饰。
3.2 修补裂缝法
修补裂缝的处理方法用于不影响安全和使用功能的较宽裂缝。实际工程中,基本不影响安全和实用功能的一般裂缝是很难避免的。即使在施工阶段经严格控制而未出现裂缝,在服役初期结构也难免因收缩、温度变化或基础沉降而开裂。具体的处理措施如下:
1)凿槽嵌补。凿槽嵌补法是在开裂混凝土结构的表面上沿裂缝剔凿凹槽,然后嵌填修补材料,以消除结构表面的可见裂缝。凿槽嵌补的方法只是一种消除结构表面可见裂缝的方法,其并不能填补混凝土内部的裂缝,故结构中仍可能残存裂缝。但这些内部裂缝对于结构安全和实用功能并不构成影响。
2)扒钉控制。对尚处于发展期的宽大而且不稳定的裂缝,有时为了避免裂缝的继续延伸和发展加宽,可以跨裂缝采用扒钉加以控制。这种方法可以增强裂缝区域的抗力,但可能会使混凝土在其他地方产生裂缝,因此,应考虑对相邻区域的混凝土进行检测或处理。修复裂缝的方法相对比较简便,因此在实际工程中经常应用。
3)仿生自愈合。仿生自愈合法的原理是模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能。在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分,例如如含胶粘剂液芯纤维的胶囊等,在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统。当混凝土出现裂缝时,破裂胶囊分泌出的部分液芯纖维,就可使裂缝重新愈合。
3.3 封闭裂缝法
封闭裂缝方法适用于处理已经构成严重缺陷的裂缝,例如,渗水、漏雨而影响使用功能的裂缝。具体的处理措施如下:
1)压力灌浆。压力灌浆是利用压力将修补材料的浆液灌入裂缝内部,从而消除裂缝的一种无损方法。该方法适用于处理一些宽度较大、较深的裂缝,尤其是贯通裂缝或混凝土破碎裂缝的修补。它具有工艺简单、无须钻孔、处理裂缝的针对性强等特点。这种修补方式可以消除结构深层的裂缝,粘结弥合被裂缝分割破碎的混凝土,达到密实混凝土的目的。
2)抽吸灌浆。抽吸灌浆的原理是利用抽吸真空造成的负压,将修补材料的浆液吸入裂缝内部,从而消除裂缝。当封闭裂缝后,利用抽吸管的吸盘对裂缝内抽气造成负压,将涂布在裂缝表面的浆液吸入裂缝内,从而达到封闭裂缝的目的。
3)补充加强筋。补充加强筋法是采用植入钢筋并用环氧树脂固定住已经开裂的钢筋混凝土结构的原理。首先密封好裂缝,在与裂缝面约呈直角的位置钻孔,在这些孔和裂缝中注入环氧树脂,并将加强钢筋插入,埋置在这些孔中,从而修补裂缝区域。钢筋可以根据设计指标和原有钢筋的位置,按需要的形式植入。环氧树脂将钢筋粘结到孔壁,并填充到裂缝内面,将开裂混凝土形成一个整体,从而增强了裂缝区域的抗力。
4.结语
综上所述,要做好处理混凝土裂缝这项工作,必须从实际情况出发,根据裂缝的特征、产生的原因、发展趋势、对结构性能的影响程度,采用不同的方法对其进行处理,从而达到事半功倍的效果。
参考文献:
[1]陈海英.混凝土裂缝的原因分析与预防措施[J].山西建筑,2008,34(2):157—158.
[2]徐有邻.混凝土结构工程裂缝的判断与处理[M].北京:中国建筑工业出版社.2010.
[3]张雄.混凝土结构裂缝防治技术[M].北京:化学工业出版社.2007.
[4]孙跃生.混凝土裂缝控制中的材料选择[M].北京:化学工业出版社.2009.
【关键词】混凝土裂缝;危害;处理措施
0引言
近年来,我国国民经济持续高速发展,基建规模不断扩大。混凝土结构由于具有易于施工、造价低廉、耐久性好、维修便捷等优点,在工业和民用建筑中一直获得最广泛的应用。但是,随着混凝土结构的大量应用,其自身存在的一些问题也逐渐暴露出来,其中最为明显的当属裂缝问题。由于硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重的将威胁到人民的生命、财产。因此,混凝土裂缝的合理处理对保证建筑物安全至关重要。
1混凝土裂缝的危害
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土材料组成和配比的复杂化,以及建筑施工、结构设计、环境条件等因素的影响,目前,在建设工程中,混凝土结构与混凝土构件频繁出现不同程度的裂缝。混凝土裂缝造成的危害主要表现在混凝土结构的安全可靠性和耐久性两个方面,安全可靠性主要指承重结构的刚度和承载能力;耐久性则包括混凝土结构的使用寿命和使用功能如水密性、气密性和外观等。
2混凝土裂缝的类型
根据裂缝产生的原因,可以将混凝土裂缝分为荷载裂缝和非荷载裂缝两大类。
2.1荷载裂缝
荷载裂缝是指混凝土由于受到外力作用产生的裂缝。当结构物受到外荷载作用时,混凝土内部产生的拉应力一旦超过混凝土的极限抗拉强度,就会使混凝土产生裂缝。混凝土结构的荷载裂缝多为楔形裂缝,按照荷载的性质,混凝土结构的荷载裂缝可分为弯曲裂缝、剪切裂缝、扭转裂缝。由于混凝土是典型的脆性材料,抗拉强度低,因此,在混凝土结构设计中,荷载裂缝主要通过设置受力钢筋加以控制。
2.2非荷载裂缝
非荷载裂缝主要指结构未受到外加荷载时,由于混凝土自身变形或结构变形受到约束产生拉应力而导致的裂缝。大部分混凝土裂缝都属于非荷载裂缝,或是非荷载变形与荷载共同作用的结果。非荷载裂缝的产生与非荷载变形分布的不均匀性以及变形受到的约束程度有关,非荷载变形分布的不均匀性主要取决于变形的种类和作用机理以及混凝土非荷载变形的影响因素,包括混凝土的材料组成,力学性能,构件内部温度、湿度的梯度分布等。
3混凝土裂缝的处理措施
3.1 掩饰裂缝法
由于轻微裂缝除了对观瞻可能造成影响以外,对于结构的使用功能、承载安全和耐久性基本上不造成影响。所以对轻微裂缝的处理一般首选掩饰裂缝方法。具体的处理措施如下:
1)结构表面涂刷。结构混凝土表面的浅层裂缝,或者宽度不超过限值的正常受力裂缝,待其稳定以后可以用涂刷水泥浆、其他涂料或者外加抹灰层的方式加以掩盖,确保其不再显现而造成观感缺陷。结构表面涂刷的优点是比较简便;缺点是修补施工无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化。
2)表面抹灰装修。对于有抹灰层、装饰层、粘贴层的混水构件表面,则无须特别处理。在后续施工前,浇水湿润或涂刷界面粘结材料(水泥浆等),再进行表面装饰层施工而将其掩盖,即可消除裂缝的影响。
3)清水表面处理。对于清水混凝土构件的表面,可以通过涂刷水泥浆或其他装饰性材料而掩盖微细裂缝。如果裂缝较宽,则可以采用刮腻子的方法将宽度较大的裂缝填塞,然后再涂刷面层材料加以掩饰。
3.2 修补裂缝法
修补裂缝的处理方法用于不影响安全和使用功能的较宽裂缝。实际工程中,基本不影响安全和实用功能的一般裂缝是很难避免的。即使在施工阶段经严格控制而未出现裂缝,在服役初期结构也难免因收缩、温度变化或基础沉降而开裂。具体的处理措施如下:
1)凿槽嵌补。凿槽嵌补法是在开裂混凝土结构的表面上沿裂缝剔凿凹槽,然后嵌填修补材料,以消除结构表面的可见裂缝。凿槽嵌补的方法只是一种消除结构表面可见裂缝的方法,其并不能填补混凝土内部的裂缝,故结构中仍可能残存裂缝。但这些内部裂缝对于结构安全和实用功能并不构成影响。
2)扒钉控制。对尚处于发展期的宽大而且不稳定的裂缝,有时为了避免裂缝的继续延伸和发展加宽,可以跨裂缝采用扒钉加以控制。这种方法可以增强裂缝区域的抗力,但可能会使混凝土在其他地方产生裂缝,因此,应考虑对相邻区域的混凝土进行检测或处理。修复裂缝的方法相对比较简便,因此在实际工程中经常应用。
3)仿生自愈合。仿生自愈合法的原理是模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能。在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分,例如如含胶粘剂液芯纤维的胶囊等,在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统。当混凝土出现裂缝时,破裂胶囊分泌出的部分液芯纖维,就可使裂缝重新愈合。
3.3 封闭裂缝法
封闭裂缝方法适用于处理已经构成严重缺陷的裂缝,例如,渗水、漏雨而影响使用功能的裂缝。具体的处理措施如下:
1)压力灌浆。压力灌浆是利用压力将修补材料的浆液灌入裂缝内部,从而消除裂缝的一种无损方法。该方法适用于处理一些宽度较大、较深的裂缝,尤其是贯通裂缝或混凝土破碎裂缝的修补。它具有工艺简单、无须钻孔、处理裂缝的针对性强等特点。这种修补方式可以消除结构深层的裂缝,粘结弥合被裂缝分割破碎的混凝土,达到密实混凝土的目的。
2)抽吸灌浆。抽吸灌浆的原理是利用抽吸真空造成的负压,将修补材料的浆液吸入裂缝内部,从而消除裂缝。当封闭裂缝后,利用抽吸管的吸盘对裂缝内抽气造成负压,将涂布在裂缝表面的浆液吸入裂缝内,从而达到封闭裂缝的目的。
3)补充加强筋。补充加强筋法是采用植入钢筋并用环氧树脂固定住已经开裂的钢筋混凝土结构的原理。首先密封好裂缝,在与裂缝面约呈直角的位置钻孔,在这些孔和裂缝中注入环氧树脂,并将加强钢筋插入,埋置在这些孔中,从而修补裂缝区域。钢筋可以根据设计指标和原有钢筋的位置,按需要的形式植入。环氧树脂将钢筋粘结到孔壁,并填充到裂缝内面,将开裂混凝土形成一个整体,从而增强了裂缝区域的抗力。
4.结语
综上所述,要做好处理混凝土裂缝这项工作,必须从实际情况出发,根据裂缝的特征、产生的原因、发展趋势、对结构性能的影响程度,采用不同的方法对其进行处理,从而达到事半功倍的效果。
参考文献:
[1]陈海英.混凝土裂缝的原因分析与预防措施[J].山西建筑,2008,34(2):157—158.
[2]徐有邻.混凝土结构工程裂缝的判断与处理[M].北京:中国建筑工业出版社.2010.
[3]张雄.混凝土结构裂缝防治技术[M].北京:化学工业出版社.2007.
[4]孙跃生.混凝土裂缝控制中的材料选择[M].北京:化学工业出版社.2009.