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21III1引言随着我国国民经济的高速开展,钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中,混凝土是城市建设中广泛使用的结构材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。钢筋混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,尤其是楼板的裂缝,轻者影响建筑物美观,造成渗漏水,重者降低建筑结构的承载力、稳定性和整体性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难克服的质量通病之一,特别是民用建筑工程结构楼面出现裂缝,往往会引起业主对工程质量提出异议,从而引发投诉、纠纷以及索赔等情况。因此,正确分析裂缝产生原因,切实加以防治十分必要,十分迫切。因此研究混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会意义和经济意义。浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施I1绪言随着城市住宅建设步伐的加快,不少住宅小区相继建成,许多住户陆续搬进新居,他们对住房的质量要求越来越高。近年来,我们工作中发现,现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝的情况较多,这已成为影响工程质量的一大通病,同时该问题质量投诉案件有逐年增加趋势。混凝土结构出现裂缝将对结构产生严重的危害:1、影响结构承载力和使用平安性:对于受弯构件的楼板,尽管受弯区允许在一定的裂缝宽度存在,但是裂缝对结构承载力的影响是不可忽略的,尤其是一些使用者在装修和使用时又给楼面增加了很多设计者没有考虑的荷载时。2、影响结构的防水性:具有防水要求部位混凝土产生裂缝,除了影响结构平安性外,对使用者所带来的最直接的新问题是渗漏水的危害,尤其是在没有做防水的部位表现突出。3、影响结构的耐久性和使用寿命:化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反响等都会对混凝土结构产生破坏功能。这些破坏功能发生的快慢,除了受混凝土自身材料性质的影响外,裂缝就是一个重要的影响因素。混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。空气中的二氧化碳、二氧化硫气体及雨水等都会顺着裂缝进入混凝土内部,促成钢筋锈蚀的加快;碱集料反响及碳化速度的加快进行;从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。混凝土结构裂缝产生的原因复杂,有材料、温度变化等原因,也有设计、施工、使用等方面的因素造成。裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手,正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。2浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施I2混凝土裂缝的分类及成因混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象,大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都说明结构物的裂缝是不可防止的,它是材料的一种特性。因此,科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的根底上,采取有效的措施,将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类,并对结构中占主要局部的裂缝进行成因分析。,可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。一、结构性裂缝结构性裂缝是由荷载引起的,其裂缝与荷载相对应,是承载力缺乏的结果,其裂缝形式多种多样,主要原因如下:〔一〕设计原因引起的裂缝1〕楼板刚度缺乏:设计按多跨连续板进行配筋计算,侧重于满足结构平安,较少考虑混凝土收缩特性和温度变形等多种因素,楼板高跨比仅为L/-L/35,其刚度较小对裂缝控制很不利。2〕楼板构造配筋设计不周:设计在支座处按常规配设负筋,在中部板面不配钢筋,当板面出现温度变形和混凝土收缩,因无构造钢筋约束,板面即出现裂缝。3〕楼板内布线欠合理:由于水电施工图由各专业设计,实际施工中出现水电管交叉叠放,或由于设计考虑管内容线面积,局部预埋管径≥D25;且设计管线位置在楼板跨中,即在单层双向配筋处,楼板有效截面受到很大程度〔15%-40%〕削弱,成为楼板最易开裂的部位;当楼板收缩应力大于混凝土极限抗拉强度时,即出现沿管线外表呈直线状的裂缝。4〕从房屋的空间结构来看,剪力墙刚度大,约束了剪力墙间梁板的水平向自由变形,而梁刚度又较板刚度大,因各类因素引起的水平向收缩变形均集中到剪力墙间刚度最小的板上,造成这块板开裂。5〕膨胀剂的选用与掺量:设计未明确混凝土的限制膨胀率,只提出膨胀剂的品种和掺量范围,施工时按设计提供掺量进行配比施工,使混凝土的实际限制膨胀率不能到达最正确限制膨胀率。〔二〕施工原因引起的裂缝1〕水电预埋管施工时在板内位置欠合理:管位置过高或过低;位置过高时,极易在板面出现因混凝土硬化收缩产生的裂缝,也易在维修裂缝或室内装修时损坏管线;两根管线并行布置时,管线间距过小甚至并拢,更易因管线集中而产生裂缝。4浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施I2〕空载养护期缺乏:从楼面混凝土浇完、收光至施工材料堆放,平均空载养护期仅为一天半,人为因素过早地震动、荷载造成楼板幼龄混凝土内部受损开裂。且施工中用塔吊吊运的钢管、钢筋等周转材料因受剪力墙钢筋影响多堆放在预埋管线部位。〔三〕使用原因引起的裂缝1、改变建筑物的使用条件引起的裂缝。2、火灾等事故引起的裂缝。3、由地震等偶然荷载引起的结构开裂。二、非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。从国内外的研究资料以及大量的工程实践来看,非结构性裂缝在混凝土结构裂缝中占了绝大多数,约为80%,其形成原因比较复杂,以收缩裂缝为主导,工程中四种较常见的非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝和荷载作用引起的裂缝。1、收缩裂缝收缩裂缝是由湿度变化引起的,它占混凝土非结构性裂缝中的主要局部。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同,工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和枯燥收缩裂缝三类,此外,还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。塑性裂缝出现在结构外表,形状不规那么且长短不一,这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂,严格来说属于干缩裂缝,出现很普遍。产生这种裂缝的因素是多方面的:如当新拌混凝土的坍落度较大,而振动时间过长时,水泥浆浮在上层,骨料下沉时收到钢筋或其他物质的约束,出现不均匀沉降,从而使混凝土的表层产生裂缝;浇筑后混凝土外表没有及时覆盖,受风吹日晒,外表水分蒸发过快,产生急剧收缩,而此时混凝土早期强度不能抵抗这种变形应力,因而开裂;使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的细砂和粉砂混凝土水灰比过大,也会导致这种裂缝出现。在混凝土硬化过程中,产生内部干缩而引起体积变化,当这种体积变化收到约束时,就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的外表,较细,起走向纵横交错,没有规律性。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后,在表层或侧面出现,并随湿度和温度变化逐渐大战。如混凝土成型后,因养护不当,收到风吹日晒,使得外表水散发快,体积收缩大,而内部湿度变化小,收缩也小,因而外表的收缩变形受到内部混凝土的约束,产生拉应力,引起混凝土外表裂缝;或者构件因水分蒸发产生体积收缩,收到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。此外,混凝土构件长期露天堆放,外表湿度经常发生剧烈变化;采用含泥量大的粉砂配制混凝土;混凝土过度振捣,外表形成水泥含量较多的砂浆层;用后张法预应力制成的构件,露天生产后长久不张拉等等,都会产生这种裂缝。5浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施I2、温度裂缝混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化时就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝,在工程中,这种裂缝比较常见,譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。温度裂缝大多发生在施工的中后期间,缝宽受温度变化影响较明显。外表温度裂缝多缘于较大温差。特别是大体积混凝土根底在浇灌混凝土后,在硬化期间放出大量水化热,内部的温度不断上升,使混凝土外表和内部温差很大。当温差出现非均匀变化时,如施工中过早撤除模板,冬季施工过早撤除保温层,或受到寒潮袭击,都会导致混凝土外表急剧的温度变化,使其因降温而收缩。此时,外表受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度又很低,因此出现裂缝。但这种温差仅在外表处较大,离开外表就很快减弱。因此,这种裂缝只在接近外表较浅的范围内出现。深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。如大体积混凝土凝结和硬化过程中,水泥和水产生化学反响,释放出大量的热量,成为“水热化〞,导致混凝土块体温度升高,当混凝土块体内部的温度与外部的温度相差很大,以致所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸应变,就会形成裂缝。温度裂缝常出现在我国北方地区的建筑物中。3、沉降裂缝地基根底承载上部结构的荷载作用,当地基根底承载力不均匀或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部位荷载差异较大,导致地基产生不均匀沉降,这种不均匀沉降在结构内部产生拉应力及剪应力,当这种拉应力及剪应力超过结构自身的抗拉及抗剪强度时,结构就会在最薄弱的部位产生裂缝,称为沉降裂缝。这种裂缝多为贯穿的,其位置与沉降方向一致。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大,因此裂缝宽度较大、多呈45°,并且通常是贯穿性的。4、荷载作用引起的裂缝5浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施I构件承受的不同性质的荷载作用,其裂缝形状也不同,通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。结构受载后产生裂缝的因素很多,在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受地震,脱模过早或方法不当,构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当,施工超载,张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。此外,因设计、材料、施工及使用等原因引起的裂缝,由于涉及的面很广,内容多,限于篇幅本文不作阐述。,可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和试用期间出现的裂缝。一、施工期间出现的裂缝1、塑性收缩裂缝大多发生在混凝土初凝后、终凝前。此裂缝多产生于新浇筑的混凝土结构外表,形状规那么且长短不一,互不连贯,裂缝较浅。在环境气温高、风速大,气候枯燥的情况下易于出现。2、沉降收缩裂缝沉降收缩裂缝多在混凝土浇筑后产生,硬化后停止。多沿结构上外表钢筋通长方向或箍筋上出现,或在预埋件的附近周围出现。裂缝呈菱形,宽度1~4mm,深度不大,一般验身至钢筋上外表为止。3、枯燥收缩裂缝这类裂缝一般在混凝土浇注后一段时间出现,严重时该裂缝会由表及里,由小到大逐步向结构内部开展,形成贯穿裂缝,一般在薄壁混凝土结构中常出现。4、温度裂缝多发生在混凝土浇注后的硬化过程中,裂缝宽度受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较细。5、其他一些施工原因产生的裂缝,如混凝土搅拌、运输、浇注、振捣等工序的疏漏缺陷导致的裂缝,以及模板构造不当、拆模时间过早或方法不当,现场建材的堆放和钢筋绑扎不当,水电预埋管细部处理不当等都可能产生混凝土裂缝。二、使用期间出现的裂缝1、钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝6浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施I