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混凝土结构裂缝成因及预防探讨

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工程结构出现裂缝是比较普遍的现象。不过,结构裂缝大部分是能够通过设计手段、施工措施来避免的。本文着重对混凝土结构裂缝的成因及预防措施作一粗浅的探讨。
    一、钢筋混凝土结构常见裂缝原因分析
    混凝土抗压强度较高而抗拉强度很低,约为其抗压强度的十分之一。当结构受力或温度、湿度发生变化时,导致混凝土产生拉应力,极易产生裂缝。
    1、材料方面。有些构件裂缝是由材料质量引发的,如水泥安定性差,两种水泥混用,砂、石含泥量大,骨料粒径过小,外加剂质量差或加入量过大等。
    2、地基变形。当地基发生不均匀下沉时,在结构内部必然产生极大的应力。当应力超过构件抗力时,将不可避免地出现裂缝,裂缝的形状、方向、宽度决定于地基变形的情况。
    3、设计方面。构造处理不当,主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊筋;大截面梁未设腰筋;构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中等因素,均可导致构件裂缝的出现。
    4、结构荷载方面。结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多,施工中或使用中都可能出现。例如构件早期受到震伤,拆除承重模板过早,施工荷载过大,构件堆放、运输、吊装时,垫木或吊点位置不当,预应力张拉值过大或放张不规范等,均可能产生裂缝。较为常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下,出现不同程度的裂缝。早期微裂一般不易发现,规范规定有些构件允许出现宽度不大于0.3毫米的裂缝。但对裂缝宽度超过规范规定的,以及不允许出现裂缝的构件出现裂缝,则应属于有害裂缝,须加以认真分析,慎重处理。
    5、温度应力裂缝。混凝土与一般物质一样,具有热胀冷缩的物理性质,其线膨胀系数约为1×10-5/℃,当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,在构件受到约束不能自由变形时,构件内就会产生附加应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,必将出现裂缝。常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝,大体积混凝土表面裂缝、烟囱外壁的竖向裂缝等。
    6、湿度变形裂缝。普通混凝土在空气中硬结时,体积会发生收缩,由此而在构件内产生拉应力,在早期混凝土强度较低时,混凝土收缩值最大。因此,若构件早期养护不良,极易产生收缩裂缝。这类裂缝,在现浇剪力墙、水池底、壁等工程结构中最为常见。
    7、徐变裂缝。结构构件在内应力的作用下,除瞬时弹性变形外,其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。据文献记载受弯构件由于徐变变形的作用,其长期变形值可增加2~3倍,因变形量加大而使拉区混凝土承受拉应力,造成裂缝的出现。预应力构件因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。此类裂缝常见于受弯构件的拉区,其特征与承受荷载出现裂缝相同。
    8、施工方面。由于施工原因造成裂缝出现的因素很多。如混凝土结构养护不良或养护时间不够;水灰比过大、水泥或外加剂加入量过大;搅拌时间不够、振捣不实;钢筋表面污染、保护层过小或过大;任意留置施工缝且不按规定处理;后期施工扰动前期混凝土;构件内外温差大,未采取有效措施;在不宜施工的气候条件下,勉强施工;冬季施工未采取防冻措施等。
    二、混凝土结构裂缝的预防措施
    1、材料方面。
    1)水泥:根据工程条件不同,尽量选用水化热较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥;
    2)骨料应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料;
    3)外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外加剂,超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂,以改善混凝土工作性能,降低水泥用量和用水量,减少收缩。
    2、混凝土配料、搅拌及浇筑。1)配合比设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确,搅拌时间应保证;2)浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度,不得随意留置施工缝。
    3、设计方面。
    1)建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力求简单;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力;
    2)正确设置沉降缝、变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理;
    3)砖混结构底层窗台下应采用加筋砌体,洞口较宽的窗台下宜设置钢筋混凝土梁,以防止窗台因地基沉降产生竖向裂缝;
    4)构件配筋要合理,间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处,宜加设抗剪钢筋。
    4、施工方面。
    1)加强地基的检查与验收,复杂地基,应做补充勘探。异常地基处理必须谨慎,尽可能使其处理后的承载力与本工程正常地基承载力相同或相近;
    2)合理设置后浇带,较长的墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处,均应设置后浇带。具体要求可由设计单位确定;
    3)加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间,当柱、墙等构件浇水养护有困难或不能保证其表面湿润时,应采用覆盖保温材料等做法,以减少混凝土的收缩变形;
    4)大体积混凝土施工,应做好温度测控工作,采取有效的保温措施,保证构件内外温差不超过规定(25℃);
    5)钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度准确,钢筋表面应洁净,钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。

 

发布:2007-07-27 11:19    编辑:泛普软件 · xiaona    [打印此页]    [关闭]
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