文档介绍：浅谈混凝土裂缝的修补
陈海涛
中国华北冶金建设(青岛)公司
浅谈混凝土裂缝的修补
陈海涛
摘要: 混凝土裂缝的产生原因多种多样,裂缝产生后,应根据裂缝性质的不同,采取不同的处理措施进行修补,达到规范规定和设计要求。
关键词:混凝土裂缝修补
一、前言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等,严重的将威胁到人民的生命、财产安全。
二、出现混凝土裂缝的原因
从微观上看,混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因主要有三种:
1、由外荷载引起的裂缝。即按常规计算的主要应力引起的裂缝。例如构件在均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝;构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。
2、结构次应力引起的裂缝。即由于结构实际工作状态与计算假设模型的差异引起的裂缝。例如混凝土构件在施工过程中因浇注顺序、浇注方法不同,构造形式、受力方向等发生改变而产生的裂缝。
3、变形应力引起的裂缝。这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形,当变形受到约束时便产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。具体表现为以下几方面:
(1)大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大使混凝土的形变超过极限而引起的裂缝:
(2)混凝土在硬化的过程中由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。
(3)在大厚度的构件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制,在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。
(4)当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩因为受到约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度较低,容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。(由于太阳曝晒产生裂缝是工程中最常见的现象)
(5)混凝土加水拌和后,水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应,析出的胶状碱
—硅胶从周围介质中吸水膨胀,体积增大到三倍从而使混凝土胀裂产生裂缝。
(6)在炎热或大风天气,混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等,在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。
(7)当钢筋混凝土构件处于不利的环境中,如海洋等时,由于混凝土保护层厚度过薄,特别是混凝土的密实性不良,环境中的氯离子和溶于海水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈生成氧化铁。氧化铁的体积比原来金属的体积大得多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。这种裂缝一般沿钢筋方向,比较容易识别。顺钢筋方向的裂缝发生后,更加速了钢筋锈蚀过程,最后导致保护层成片剥落,这种顺筋裂缝对耐久性的影响较大。
(8)当结构的基础出现不均匀沉降时,结构构件受到强迫变形,而使结构构件开裂,随着不均匀沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。
三、混凝土裂缝的修补方法
随着施工经验的发展,现在混凝土裂缝修补的方法有很多:如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿