常見(jiàn)出現(xiàn)混凝土裂縫的原因
由于混泥土的主城成分和構(gòu)造不同的原因,混凝土裂縫產(chǎn)生的原因也有很多種,常見(jiàn)的便有一下這些:
1、大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大使混凝土的形變超過(guò)極限而引起的裂縫:
2、混凝土在硬化的過(guò)程中由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫的寬度有時(shí) 會(huì)很大,甚至?xí)灤┱麄(gè)構(gòu)件。
3、在大厚度的構(gòu)件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,在澆搗后數(shù)小時(shí)會(huì)發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。
4、當(dāng)有約束時(shí),混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積脹縮因?yàn)槭艿郊s束力的限制,在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力,由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低,容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂從而產(chǎn)生溫度裂縫。(由于太陽(yáng)曝曬產(chǎn)生裂縫是工程中最常見(jiàn)的現(xiàn)象)
5、混凝土加水拌和后,水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起反應(yīng),析出的膠狀堿—硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨脹,體積增大到三倍從而使混凝土脹裂產(chǎn)生裂縫。
6、在炎熱或大風(fēng)天氣,混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快以及混凝土水化熱高等,在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài)時(shí)易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
7、構(gòu)件承受荷載所產(chǎn)生的裂縫:如、構(gòu)件在均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩,出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫;構(gòu)件在較大剪力作用下,產(chǎn)生斜裂縫,并向上、下延伸。
8、當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形,而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開(kāi)裂,隨著不均勻沉陷的進(jìn)一步發(fā)展,裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。
9、當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件處于不利的環(huán)境中,如海洋等時(shí),由于混凝土保護(hù)層厚度過(guò)薄,特別是混凝土的密實(shí)性不良,環(huán)境中的氯離子和溶于海水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹生成氧化鐵。氧化鐵的體積比原來(lái)金屬的體積大得多,鐵銹體積膨脹,對(duì)周圍混凝土擠壓,使混凝土脹裂。這種裂縫一般沿鋼筋方向,比較容易識(shí)別。順?shù)摻罘较虻牧芽p發(fā)生后,更加速了鋼筋銹蝕過(guò)程,最后導(dǎo)致保護(hù)層成片剝落,這種順筋裂縫對(duì)耐久性的影響較大。
混凝土裂縫的修補(bǔ)方法
現(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法有很多:如表面修補(bǔ)法、灌漿嵌縫封堵法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法、仿生自愈合法等等,其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開(kāi)槽填補(bǔ)法和涂膜封閉法三種。
如:某工程地下室出現(xiàn)的裂縫經(jīng)研究決定使用SJ-75混凝土裂縫修補(bǔ)劑進(jìn)行修補(bǔ),采用的方法是開(kāi)槽填補(bǔ)法:首先用切割機(jī)在裂縫兩邊出寬×深=1.2cm×1.0cm的小槽,鑿除混凝土,清理干凈。再直接用水泥與修補(bǔ)劑配成水泥砂漿修補(bǔ)膏進(jìn)行修補(bǔ)。具體操作如下:用毛筆或小刷子在混凝土裂縫處涂刷SJ-75裂縫修補(bǔ)劑兩遍,待以上涂膜干燥后,選用普通硅酸鹽水泥,用SJ-75修補(bǔ)劑調(diào)成水泥凈漿修補(bǔ)膏即可使用。(配比為:修補(bǔ)劑:水泥=1:3.5)裂縫填補(bǔ)分為兩次,第一次填補(bǔ)0.5 cm深,第二次填補(bǔ)漿體高出混凝土表面2~3m m。裂縫修補(bǔ)后除采用薄膜覆蓋,防止因雨淋等因素降低修補(bǔ)效果外,還要仍按原設(shè)計(jì)要求對(duì)修補(bǔ)出進(jìn)行SJ防水涂料施工。特別要注意的是修補(bǔ)劑要存放于室內(nèi),避免陽(yáng)光直射和雨淋。施工溫度要求在4℃以上,避免在陰雨天氣施工。
三種方法可以單獨(dú)使用,也可以同時(shí)使用。例如橋梁裂縫的修補(bǔ)可先注漿,在涂膜封閉;而對(duì)于路面、墩臺(tái)的粗大裂縫則采用開(kāi)槽填補(bǔ)發(fā)為宜;為了防止鋼筋銹蝕,混凝土受到有害離子的腐蝕,則可以采用涂膜防水處理。
混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
1、設(shè)計(jì)方面的原因
1)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。
2)設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng),造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過(guò)大等)。
3)設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)。
4)設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。
5)設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級(jí)過(guò)高,造成用灰量過(guò)大,對(duì)收縮不利。
混凝土材料及配合比原因
(1)混凝土的收縮
混凝土的一個(gè)主要特性就是收縮,它在很大程度上影響混凝土的性能。收縮裂縫常出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變截面處,一般為規(guī)則的條狀,往往平行于受力鋼筋,很少交叉。收縮裂縫主要是在施工過(guò)程中由于水泥的自身水化熱及在外界氣溫的作用下而產(chǎn)生的,常發(fā)生在梁、板、柱等構(gòu)件及大體積混凝土中,而收縮裂縫極少會(huì)發(fā)生在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中。由收縮引起的微觀裂縫一旦產(chǎn)生并發(fā)展,將會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形、開(kāi)裂等現(xiàn)象,甚至是破壞的嚴(yán)重后果。混凝土收縮裂縫的危害較大,而暴露在大氣中的構(gòu)筑物尤是如此,影響更大。若不加以預(yù)防避免,可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
(2)混凝土材料及配合比
混凝土配合比若設(shè)計(jì)不當(dāng),將對(duì)混凝土的抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生直接影響,它是造成混凝土開(kāi)裂的重要原因之一。配合比不當(dāng)包括水泥用量過(guò)大,含砂率不適當(dāng),水灰比過(guò)大,外加劑選用不當(dāng),骨料種類不佳等,這些因素相互間是密切關(guān)聯(lián)的。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù):當(dāng)用水量保持不變時(shí),每增加10%的水泥用量,混凝土收縮率將會(huì)增加5%;而水泥用量保持不變時(shí),每增加10%的用水量,混凝土強(qiáng)度將會(huì)下降20%,鋼筋與混凝土的粘結(jié)力也會(huì)下降10%。而根據(jù)近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)澆混凝土出現(xiàn)裂縫的情況,總結(jié)起來(lái)有以下幾個(gè)方面的原因[2]:
1)粗細(xì)骨料中的含泥量過(guò)多容易造成混凝土收縮率的增大。
2)所采用的集料顆粒級(jí)配不良或使用不合適的間斷級(jí)配,將會(huì)引起混凝土收縮率的增大,從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。
3)所采用的骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大,單方混凝土的用水量、用灰量也越大,從而導(dǎo)致收縮率的增大。
4)如果混凝土的摻和料、外加劑不合適的、或者摻量不當(dāng),也會(huì)大大增加混凝土的收縮率。
5)水泥品種也是導(dǎo)致混凝土裂縫的原因之一,例如礦渣硅酸鹽水泥收縮性比普通硅酸鹽水泥大。
6)混凝土強(qiáng)度和水泥等級(jí)也對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生一定的影響,一般說(shuō)來(lái),混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度越高,構(gòu)件脆性越大,越容易引起開(kāi)裂。而水泥強(qiáng)度越高、越細(xì)、早強(qiáng)越高,對(duì)混凝土開(kāi)裂的影響程度也越大。
3、施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因
1)現(xiàn)澆混凝土,如果其振搗方式或插入不當(dāng),如過(guò)振、漏振或過(guò)快抽撤振搗棒,都將會(huì)對(duì)混凝土的密實(shí)性和均勻性產(chǎn)生影響,從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。
2)在高空澆注混凝土?xí)r,如果風(fēng)速過(guò)大或由于烈日暴曬,都會(huì)增大混凝土的收縮值。
3)對(duì)大體積混凝土工程來(lái)說(shuō),如果缺少二次抹面,將容易導(dǎo)致混凝土表面收縮裂縫的產(chǎn)生。
4)當(dāng)進(jìn)行大體積混凝土澆注過(guò)程中,如果現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位和水化熱計(jì)算不準(zhǔn)確,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫差過(guò)大,致使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
5)如果現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不到位,將會(huì)引發(fā)混凝土早期脫水,從而引起收縮裂縫。
6)現(xiàn)場(chǎng)模板拆除過(guò)早或拆除方法不當(dāng),會(huì)引起拆模裂縫。
7)如果現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng),例如超張、偏心等,都會(huì)引起混凝土張拉裂縫的產(chǎn)生。
8)為了盲目搶工期,施工過(guò)程中在混凝土沒(méi)達(dá)到強(qiáng)度要求就過(guò)早上荷載,進(jìn)行吊裝材料、砌磚等作業(yè),導(dǎo)致混凝土破壞產(chǎn)生裂縫。在施工中,應(yīng)該嚴(yán)格按照操作程序施工,杜絕過(guò)早上荷載和拆模板。
以上這些因素都可能會(huì)引發(fā)混凝土較大的收縮,產(chǎn)生疏松裂縫或龜裂裂縫,導(dǎo)致混凝土微觀裂縫迅速發(fā)展成為宏觀裂縫。
成品使用過(guò)程的原因
(4)外界因素——使用過(guò)程中的各種原因
1)構(gòu)筑物或建筑物基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降,也會(huì)發(fā)生沉降裂縫。
2)野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。
3)使用荷載超過(guò)正常使用荷載。
4)周圍環(huán)境的影響,如酸、堿、鹽等對(duì)建筑物或構(gòu)筑物的侵蝕,而產(chǎn)生裂縫。
5)意外事件,例如火災(zāi)、輕度地震等也會(huì)引起建筑物或構(gòu)筑物的裂縫。
裂縫的產(chǎn)生及出現(xiàn)不僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性和剛度產(chǎn)生影響,還會(huì)導(dǎo)致鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。而不同的混凝土裂縫需要根據(jù)裂縫本身的性質(zhì)及其具體情況加以區(qū)別對(duì)待、及時(shí)處理,從而保證建筑物在使用過(guò)程中的安全性。