混凝土裂縫的成因及防治分析

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一、裂縫產(chǎn)生原因分析
混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件往往是帶裂縫工作的。裂縫發(fā)展會(huì)使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力、耐久性和抗?jié)B能力降低,同時(shí)會(huì)使建筑物的外觀變差,建筑物的使用壽命降低,甚至嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅到人們生命和財(cái)產(chǎn)安全。從多方面統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看,很多工程混凝土的質(zhì)量事故都是由于混凝土裂縫的發(fā)展所致。我們必須要采取有效控制的措施,將其混凝土裂縫的發(fā)展造成危害程度嚴(yán)格控制在規(guī)范范圍之內(nèi),保證建筑物對(duì)人們生命和財(cái)產(chǎn)安全。
混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是多樣的,主要是溫度和濕度的變化、原材料不合格(如堿骨料反應(yīng))、模板及支承變形等。概括起來(lái),一種是非荷載作用變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷、化學(xué)作用等原因引起的裂縫;另一種是荷載作用引起的裂縫;再者是施工不當(dāng)引起的裂縫,如配合比控制及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起裂縫等等。
(一)非荷載作用引起的裂縫
混凝土的收縮。混凝土在硬化過(guò)程中,由于水分蒸發(fā)、體積逐漸縮小而產(chǎn)生收縮。根據(jù)力學(xué)分析,由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到支座的約束,當(dāng)其收縮所引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的約束應(yīng)力超過(guò)一定程度時(shí),必然引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開(kāi)裂。
力學(xué)形變及溫度應(yīng)力裂縫。溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面,由于水泥的水化將產(chǎn)生并釋放大量的水化熱,造成混凝土構(gòu)件內(nèi)外部溫差較大,膨脹不一致,混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,當(dāng)這種拉應(yīng)力超過(guò)了混凝土抗應(yīng)力時(shí)便產(chǎn)生的裂縫。溫度變化較大的地區(qū)。溫度裂縫通常無(wú)規(guī)律,大面積構(gòu)件裂縫常縱橫交錯(cuò),受溫度變化影響明顯,裂縫冬寬夏窄。
(二)荷載作用引起的裂縫
鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu),在使用荷載的作用下,截面的混凝土拉應(yīng)變是大于混凝土極限拉伸值,作用于截面上的彎矩、剪力、軸向拉力及扭矩等荷載效應(yīng)會(huì)引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫,這種情況下結(jié)構(gòu)是帶裂縫工作,是設(shè)計(jì)允許的;由于基礎(chǔ)不均勻沉降,使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫,也屬于荷載作用引起的的裂縫,這種裂縫大多是由于地勘不準(zhǔn)確或施工控制不到位造成的,是不允許發(fā)生;由于在施工中過(guò)早對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,迫使混凝土產(chǎn)生裂縫,這是可以避免的;混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用過(guò)程中,超過(guò)設(shè)計(jì)的允許最大荷載,導(dǎo)致混凝土裂縫。這種破壞性裂縫是不允許的。
(三)施工操作不當(dāng)引起的裂縫
混凝土過(guò)早拆模,或者混凝土未達(dá)到終凝時(shí)間承受荷載等都可直接造成混凝土裂縫;在施工中板的上層鋼筋一般較細(xì),在交叉作業(yè)中,施工人員不采取措施對(duì)上層鋼筋踩踏,使鋼筋彎曲變形、下沉,保護(hù)層過(guò)大,導(dǎo)致板面裂縫;在施工中混凝土水灰比過(guò)大,多余的水形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔,減少混凝土實(shí)際有效斷面,在荷載作用下,使空隙周?chē)a(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致板面裂縫;混凝土砂石含泥量超標(biāo)或級(jí)配差,會(huì)使混凝土產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫或側(cè)面裂縫,混凝土組成材料質(zhì)量不合格,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。