鋼筋砼梁裂縫的成因及處理措施研究

        摘要:文章針對鋼筋砼梁裂縫的成因,提出防治措施,以供參考。

  關(guān)鍵詞:鋼筋砼梁,裂縫,原因,防治

  混凝土因其取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、可澆注成各種形狀,并且耐火性好、不易風化、養(yǎng)護費用低,成為當今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。但混凝土也存在抗拉能力差,容易開裂等缺點,混凝土裂縫不可避免。一些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)因素的作用下,不斷產(chǎn)生和擴展,引起混凝土炭化、保護層剝落,鋼筋腐蝕,使混凝土的強度和剛度受到削弱,耐久性降低,危害結(jié)構(gòu)的正常使用,必須加以控制。

  一、裂縫產(chǎn)生的原因

  (一)構(gòu)造變形引起裂縫

  構(gòu)造變形引起裂縫主要有溫度裂縫、干縮裂縫、凍漲裂縫、化學(xué)反映裂縫等。裂縫的主要形式有:水平裂縫、橫裂縫、斜裂縫、放射狀裂縫、龜裂等。溫度和濕度變化的影響是產(chǎn)生變形裂縫的重要原因。

  (1)出現(xiàn)裂縫是由混凝土材料的特性決定的;炷潦且环N非勻質(zhì)的脆性材料,由骨料、水泥石、水及存留的氣體組成。各種材料在混凝土硬化變形中是不一致,互相約束產(chǎn)生初始應(yīng)力,會產(chǎn)生肉眼看不見的、不連貫不規(guī)則的裂縫,稱微裂。但在荷載作用或近一步的溫差、干縮情況下,裂縫擴展,形成肉跟可見裂縫。從這個意義上說,混凝土的微裂有時也是不可避免的。

  (2)由于結(jié)構(gòu)因溫度、濕度變化,混凝土收縮、膨脹,建筑物不均勻沉陷,施工中養(yǎng)護措施不當?shù)仍蛞鸬。晝夜溫差、季?jié)溫差而造成構(gòu)件的溫度內(nèi)外差異。混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后,在混凝土硬化的工程中水泥放出大量的水化熱,內(nèi)部溫度不斷升高,造成混凝土表面和內(nèi)部溫差較大。當外界溫度不均勻降溫時,相對濕度的變化也會引起混凝土構(gòu)件的收縮變形。這種裂縫的特點是:一般只出現(xiàn)在較淺的范圍內(nèi),而表面以下的結(jié)構(gòu)沒有問題。

  (3)預(yù)拌混凝土比自拌混凝土更容易出現(xiàn)溫度裂縫。現(xiàn)在大部分的建設(shè)項目國家提倡使用預(yù)拌混凝土,一般而言預(yù)拌昆凝土中水泥的用量比現(xiàn)場攪拌高;炷林兴療嶂饕伤喈a(chǎn)生的,因此,預(yù)拌混凝土的水化熱比現(xiàn)場攪拌水化熱大。同時,如果預(yù)拌混凝土現(xiàn)場等候時間過長,塌落度出現(xiàn)損失,水分丟失,也可能導(dǎo)致溫度縫或收縮裂縫的出現(xiàn)。

  (4)一般來說,變形裂縫對結(jié)構(gòu)的承載力影響較小,但對耐久性損害大。裂縫的部位隨著風吹雨淋等自然環(huán)境的腐蝕,裂縫處混凝土會脫落,暴露的鋼筋會銹蝕,從而最終影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

  (一)外荷載作用引起裂縫

  外荷載(靜、動荷載)的直接應(yīng)力和次應(yīng)結(jié)力引起的裂縫。裂縫的主要形式為:貫通裂縫和斜裂縫。

  形成的原因主要包括:(1)構(gòu)造設(shè)計不合理,導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。設(shè)計在考慮荷載時,考慮不周全,沒有采取最不利情況下的結(jié)構(gòu)計算單元進行荷載計算。例如在結(jié)構(gòu)設(shè)計中。如果在梁的設(shè)計時未考慮溫度變化大的影響。若按照常規(guī)受力狀況計算選取構(gòu)件斷面尺寸和配置鋼筋,現(xiàn)行的標準執(zhí)行“強柱弱梁”的抗震要求,連接梁的柱自然選用了較大的柱斷面,如果構(gòu)造腰筋的配置的再偏小、偏少,那么柱的剛度大,就增加了對梁變形的約束。致使梁的溫度收縮應(yīng)力增大時,增大了梁出現(xiàn)裂縫的概率。這類裂縫大多出現(xiàn)在屋面框架主梁上,大部分表現(xiàn)為端部斜裂縫和跨中豎裂縫。

  (2)施工方法不規(guī)范,成為裂縫出現(xiàn)的隱患;炷翗(gòu)件在混凝土強度未完全上來時,承受超出當時能夠承受的荷載,構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生次應(yīng)力,在應(yīng)力釋放過程中,造成構(gòu)件的內(nèi)部破壞,即所謂的“內(nèi)傷”。

  (3)施工未按施工圖進行,沒有達到設(shè)計意圖,導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。施工單位素質(zhì)低,施工技術(shù)管理水平差。嚴重的有偷工減料現(xiàn)象,導(dǎo)致鋼筋漏做或混凝土強度等有問題。如混凝土強度偏低,鋼筋配置不足(支座箍筋加密區(qū)間距過大比較普遍)等,從而加大了構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的可能。

  二、裂縫防治措施

  (一)加強材料質(zhì)量控制

  (1)水泥:在混凝土施工中,水化熱引起的溫升較高,降溫幅度大,容易引起溫度裂縫。為此,在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥,盡量降低單位水泥使用量。

  (2)粗骨料:在鋼筋混凝土施工中,粗骨料的最大尺寸與結(jié)構(gòu)物的配筋、混凝土的澆灌工藝有關(guān),增大骨料粒徑可減少用水量,混凝土的收縮和泌水隨之減少,但骨料粒徑增大容易引起混凝土的離析。因此,必須調(diào)整好級配設(shè)計,并在施工中加強振搗。對于粒徑5~40mm的石子,要求針片狀少,超規(guī)少,顆粒級配符合篩分曲線要求,這樣可避免堵泵,減少砂率、水泥用量,提高混凝土強度。試驗結(jié)果表明:采用粒徑5~40mm石子比采用粒徑5~25mm石予每立方米混凝土減少用水量15kg左右。在相同水灰比情況下,每立方米混凝土水泥用量減少20kg左右(水灰比0.709),同時降低了混凝土的溫升:當粒徑50mm石子滿足篩分曲線要求時,其砂率控制在42%左右即可滿足泵送要求。

  (3)細骨料:采用中粗砂比采用細砂每立方米混凝土減少用水量20kg左右,水泥相應(yīng)減少28kg左右,從而降低混凝土的干縮。砂石料的含泥量控制:砂石含泥量超標,不僅增加混凝土的干縮,同時降低了混凝土的抗拉強度,對混凝土的抗裂十分不利,因此在路大體積混凝土施工中,石子含泥量應(yīng)控制好。

  (4)摻加塊石:在大體積混凝土基礎(chǔ)施工中,摻加無裂縫的、沖洗干凈、規(guī)格為150~250mm的堅固大石塊,不僅可減少混凝土的總用量,又可減少單位水泥用量,從而降低水化熱,同時石塊本身也吸收熱量,使水化熱進一步降低,對控制裂縫有利。

  (二)混凝土的澆灌振搗技術(shù)

  混凝土的澆灌振搗技術(shù)對混凝士密實度很重要最宜振搗時間為10~30s。泵送流態(tài)混凝土同樣需要振搗,大體積混凝土在澆灌振搗中會產(chǎn)生大量的泌水應(yīng)及時排除,有利于提高混凝土質(zhì)量和混凝土抗裂性。

  (三)施工過程中的溫度控制

  在大體積混凝土施工過程中為了減少混凝土的內(nèi)外溫差,一方面應(yīng)盡可能減少入模溫度,另方面應(yīng)采取保溫養(yǎng)護,以減少內(nèi)外溫差。澆筑體的混凝土緩慢降溫是重要環(huán)節(jié)越慢越好,為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件,與此同時還要在養(yǎng)護中使混凝土保持良好的潮濕狀態(tài),這對增加混凝土強度和減少收縮是十分有利的。

  (四)混凝土的拆模時間

  混凝土的拆模時間可根據(jù)工程部位具體情況(工序要求、施工荷載狀況)確定,應(yīng)盡可能地多養(yǎng)護一段時間。拆模后混凝土表面的溫度下降幅度不應(yīng)大于15℃。拆模時混凝土的現(xiàn)場試塊等級最低不宜低于℃。

  (五)混凝土基礎(chǔ)工程拆模后及時回填土

  及時回填土是控制早期、中期開裂的有力措施。土是混凝土養(yǎng)護的最佳介質(zhì)。施工經(jīng)驗表明遲遲不回填土的暴露工程裂縫最多。

  結(jié)束語

  總之,對于鋼筋砼梁裂縫的防治應(yīng)貫徹預(yù)防為主的原則,加強設(shè)計施工及使用等方面的管理,確保結(jié)構(gòu)安全,避免不必要的損失。一旦產(chǎn)生裂縫,,須盡快分析原因,對違章操作及不符合安全要求的應(yīng)及時糾正。這樣才能做好混凝土的裂縫防治。

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