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編者按:
盡管在施工中采取了各種抗裂措施,但出現裂縫仍是一種較為普遍的現象,長期困擾著建筑工程技術人員。許多混凝土結構在建設與使用過程中出現的不同程度、不同形式的裂縫,不僅影響了建筑物的外觀,更危及建筑物的正常使用和結構的耐久性。
通過資料整理,得出混凝土巾產生裂縫有多種原因,主要表現在:①溫度和濕度的變化:②混凝土的脆性和不均勻性;③基礎不均勻沉降;④結構不合理。而目前隨著施丁經驗的豐富,現在混凝土裂縫修補的方法越來越多:如表面修補法、灌漿嵌縫封堵法、結構加同法、混凝士置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等等。
凝土裂縫應根據成目具體問題具體分析貫徹預防為主的原則完善設計廈加強施工等方面的管理使結構盡量不出現裂縫或盡量癱少裂縫數量和寬度以確保混凝土施工的結構安全性。一旦出現裂縫也應及時修補,減少安全隱患。
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★☆1 塑性收縮裂縫
(1 )裂縫原因
施工剛結束時的混凝土在不采取覆蓋保水措施的情況下,表面水分將不斷蒸發,內部水分不斷向表面滲移,因而形成負壓,而此時混凝土強度很低,導致產生大量塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫大多是相互平行且無規則的,寬度一般會大于1mm。
(2) 影響混凝土塑性收縮的因素
1) 水泥用量太高、砂子中含泥量增大及坍落度大的混凝土產生塑性收縮的可能性較大;2) 摻加緩凝型外加劑由于延緩了混凝土的凝結時間, 因而會增大塑性收縮開裂的可能性;3) 當混凝土大板的底部存在防礙水分蒸發物的時候, 會加大塑性收縮;4) 當水分蒸發速度比較高時,任何引起延遲凝結的因素都會增加塑性開裂的程度。
(3) 預防塑性收縮裂縫的措施
1) 采用早期強度高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥;2) 通過控制水灰比,摻加減水劑來提高混凝土的坍落度和和易性, 減少水泥和水的用量;3) 澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透;4) 及時覆蓋塑料薄膜、潮濕的草墊、麻片等,或者在混凝土表面噴水進行養護;5) 在高溫和大風環境中要設置遮陽和擋風設施及時養護。
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★☆2 溫度裂縫
(1) 溫度裂縫原因
在凝結硬化過程中,由于水泥水化將釋放出大量熱量,且集中在澆筑后的前7d內,而混凝土導熱系數比較低,這樣內部釋放出的熱量因不能及時散失掉而使內部溫度較高,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內外較大的溫差,造成內外變形程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力。
(2) 影響溫度裂縫的因素
1) 水泥的礦物組成和比例水泥熟料中鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量提高會增加水泥的水化熱釋放速率,而提高硅酸二鈣的比例有助于降低水泥水化熱溫升。2) 水泥品種: 粉煤灰、礦渣和火山灰在水泥中水化速度較慢,所以用這些品種的水泥所配制的混凝土,產生溫度裂縫的可能性比硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥所配制的混凝土低。3) 混凝土結構體的體積: 混凝土結構體體積越大,一般其表面系數越小,則散失出去的熱量比例越小,相應地,混凝土內部溫度越高。4) 施工環境溫度:施工環境溫度越低,混凝土內外溫差越大,發生溫度開裂的危險性也越大。
(3) 預防溫度裂縫的措施
1) 結構設計時混凝土中配置適量的構造鋼筋將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內, 直徑和間距都小的鋼筋效果好。2) 控制水泥用量。3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。4) 改善骨料級配、摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。5) 改善混凝土的攪拌加工工藝,采用“二次風冷”新工藝,降低混凝土的入模溫度。6) 在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑。7) 高溫季節澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施。8) 對大體積混凝土要合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。 9) 加強混凝土溫度的監控,在混凝土內部設置冷卻管道,通冷水或者冷氣冷卻。10) 預留溫度收縮縫。11) 加強混凝土養護。
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★☆3 沉降裂縫
(1) 成因
混凝土結構內部往往配有鋼筋,在混凝土泌水過程中,鋼筋兩邊的混凝土由于自重而下降。而鋼筋上部的混凝土由于受到鋼筋的阻礙,與旁邊部分的混凝土之間存在位移而產生裂縫。這種沉降裂縫位于鋼筋上部,與混凝土上表面垂直,其深度往往從表面一直延伸到鋼筋表面。澆筑連體結構時,由于兩種結構的形狀存在差異,或者存在高度差,使得聯結處兩端的混凝土自重不同,很容易引起沉降裂縫。如將柱子和樓板在一塊兒澆筑、將路面板與側板同時澆筑等都會引起沉降裂縫,有時沉降裂縫會貫穿樓板或路面板,嚴重影響結構整體性,所以其危害性應引起足夠重視。
(2) 影響混凝土沉降裂縫的因素
1) 混凝土的用水量越大,越易引起沉降裂縫;2) 坍落度大的混凝土易產生沉降裂縫;3) 混凝土的凝結時間越長,越易引起沉降裂縫。
(3) 預防措施
1) 對松軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。2) 保證模板有足夠的強度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻。3) 防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。4)模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先后次序。5) 在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。
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1 表面修補法
表面修補法包括表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿液難以灌入細而淺的裂縫、深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫、不漏水的裂縫、不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補( 土工膜或其他防水片) 法適用于大面積漏水( 蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫) 的部位。
2 灌漿、嵌縫封堵法
灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有抗滲要求的混凝土裂縫的修補,它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中,膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。
3 結構加固法
當裂縫影響到混凝土結構的受力性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要方法有以下幾種:混凝土置換法、加大混凝土構件截面面積、外包鋼法、施加體外預應力法加固、改變結構傳力途徑加固法以及噴射混凝土補強加固等等。
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《高性能混凝土的體積變形及裂縫控制》
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《混凝土結構裂縫預防與修復》
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《混凝土膨脹劑及其裂滲控制技術》
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《補償收縮混凝土裂滲控制技術及其應用》
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《混凝土斷裂的理論與試驗研究》
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《混凝土裂縫控制中的材料選擇》
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《混凝土結構工程裂縫的判斷與處理》
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