混凝土结构裂缝的产生原因及控制措施

来源 :品牌与标准化 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w15002554773
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘 要】 混凝土结构裂缝问题是建筑工程中较为常见的问题,本文从混凝土结构裂缝的表现特征、产生原因、裂缝类型及防治措施等几个方面进行了分柝。
  【关键词】 裂缝 特征 措施
  1 混凝土结构裂缝的表现特征
  现代土木建筑工程,绝大多数都离不开混凝土,由于工程施工的差异,混凝土构造物使用环境恶化以及建筑结构承载力的变化,造成混凝土产生各种各样的病害。其中裂缝病害约占70%以上,在裂缝病害中,由于混凝土变形引起的裂缝约占80%一85%,由于荷载引起的裂缝约占15%一20%左右。恶劣环境引起混凝土强度下降的病害约占30%左右,混凝土强度的降低,结构承载力下降是造成建筑物事故的重要原因。因此,要经常注意检查建筑物在使用过程中的强度变化,并采取相应措施。
  2 裂缝分类及产生的原因
  2.1梁的顺筋裂缝
  顺筋裂缝这是一种沿梁、柱纵向钢筋方向出现的混凝土裂缝,是由于钢筋锈蚀所引起的裂缝的出现和存在,对结构构析的承载力和耐久性将造成极大的影响,是结构中必须重视和及时处理的裂缝。
  钢筋锈蚀的原因可归纳以下三方面:
  (1)混凝土碳化。混凝土在水泥水化过程中产生氢氧化钙,钢筋周围混凝土孔隙的水是饱和含氢氧化钙的电解质,它的碱性较高,pH值在12~14之间,使钢筋表面生成阴止钢筋锈蚀作用的钝化膜。混凝土是一种多孔性材料,当空气中的二氧化碳化学反应生成碳酸钙和水,降低了混凝土的pH值,削弱了混凝土对钢筋的碱性保护作用。据有关资料表明,混凝土的pH值大于等于11.5时,钢筋不会锈蚀。当pH值降低到9或以下的混凝,则称为已碳化的混凝土。
  由于混凝土碳化引起钢筋混凝土构件中的钢筋锈蚀,构件表面开裂出现顺筋裂缝,严重时造成混凝土剥落。这种现象在许多钢筋混凝土露天构件中可以观察到,如阳台或桥梁的栏杆、公园花架、非预应力混凝土电线杆等等。从混凝土碳化现象,对钢筋混凝土构件不能认为如同天然石结构一样,具有使用年限长且无需维修。为减缓其碳化,对构件钢筋保护层厚度及采取构件表面有抹灰等饰面应有足够的重视,以保证钢筋混凝土构件的耐久。
  (2)混凝中含有氯盐钢筋混凝土构件的混凝中存在氯离子,是钢筋锈蚀的重要原因。钢筋混凝土构件,在寒冷地区施工,为降低混凝土的冰点,搅拌混凝土时掺加氯盐(氯化钙、氯化钠),有的地区配制混凝土采用海水、海砂,有的建筑物、构筑物处在海边,使用过程中接触海水或受海水蒸发影响,使构件的混凝土含有或吸收了氯离子,使混凝土高碱性电解质中钢筋表面钝化膜遭到破坏,使钢筋产生锈蚀。
  因混凝土内存在氯离子引起钢筋锈蚀,构件产生顺筋裂缝而不得不进行加固补强处理的工程为数不少。例如,北京工人体育场、北京工人体育馆、中国历史革命博物馆、北戴河某疗养所等建筑物,由于钢筋混凝土构件混凝土搅拌时掺有氯盐,引起钢筋锈蚀产生顺筋裂缝,相继进行了加固补强处理。湛江码头工程在1985年施工时,因为梁柱的钢筋保护层厚度不足,混凝土密实性较差,海水蒸发氯盐被掺入混凝土内,引起钢筋严重锈蚀,严生大量顺筋裂缝,有的造成混凝土剥落,在1996年凿掉锈蚀钢筋周围混凝土,采用了喷砂除锈喷水泥砂浆进行加固补强。
  (3)其它原因引起钢筋锈蚀
  ①由于外部荷载或混凝土收缩产生横向裂缝,或构件混凝土存在蜂窝麻面等缺陷,外界侵蚀性介质渗入,因而引起钢筋锈蚀。
  ②钢筋混凝土构件长期受烟气侵蚀,烟气中的二氧化碳与水生成硫酸,促使混凝土加速碳化,使钢筋锈蚀。
  ③造纸厂蒸煮车间、电厂冷却塔、工业热力站、锅炉房等工程,高温蒸气使构件的钢筋锈蚀影响更大。
  ④某些生产氯化钙、酸性原料等的代工厂,环境有害介质对构件混凝土侵蚀性很大,严重促使钢筋锈蚀。
  ⑤应力腐蚀是钢筋腐(锈)蚀的一种类型,其腐蚀机理是当钢筋在拉应力状态下,表面出现许多微裂纹,导致钝化膜的破坏,在裂纹处比较活化,作为阳极而腐蚀。腐蚀与应力的共同作用使裂纹迅速深向发展,可能造成钢筋突然断裂,应力腐蚀造成钢筋断裂而结构构件破坏的事例在工业与民用建筑工程中不少见。
  ⑥杂散电流的影响引起钢筋锈蚀。工业用电,特别是直流电,它漏泄到钢筋混凝土构件中时,使钢筋表面混凝土的pH值下降,钝化膜遭到破坏。当直流电在阳极区长期作用,水泥石的主要成分水合硅酸钙和水合铝酸钙的稳定性均遭破坏。在一些直流电解车间、地下铁工程等,电流漏泄现象较为普遍,有的还十分严重,对工程结构构件的耐久性非常不利。
  2.2梁的竖向裂缝
  梁的竖向裂缝是与梁的纵向轴相垂直的混凝土裂缝,此类裂缝是由下列原因所造成:
  (1)胀缩引起现浇钢筋混凝土结构,如果平面长度较大,在浇灌混凝土时不采取留施工后浇缝或掺防止混凝土硬化过程中收缩开裂的外加剂等措施,往往出现因混凝土收缩产生的框架及楼板裂缝。当结构平面长度较长,伸缩缝间距大于规范的要求,外墙及屋面保温、隔热较差,在温度影响下梁、板产生膨胀或收缩引起的裂缝。上述两种原因在有的工程中可能是综合的。这类裂缝的特征是形状呈枣核形,上下细,中部宽,因为梁上部有楼板及钢筋的约束,下部有钢筋约束。这类裂缝是贯通梁截面,两侧面在同一截面同时出现,裂缝宽度随梁截面高度、跨度、伸缩缝间距、建筑物保温热隔情况等各异,一般在0.1mm~0.4mm之间,有的工程裂缝宽度达0.5mm以上。
  (2)受力引起现浇或预制钢筋混凝土梁,在使用过程中,正常外荷载或超载情况下,在受拉区出现竖向裂缝。这类裂缝的特征是形状呈三角形,外边缘宽,向里延伸短且逐渐变细,贯通梁截面,裂缝宽度及高度随受荷大小而不同,一般比较细,高度较小。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002),非预应力钢筋混凝色取大裂缝宽度允许值,应按结构构件工作条件、构件类型分别为0.2mm~0.3mm,对裂缝控制有特殊要求的构件,裂缝宽度允许值应适当减少。
  梁由于基础不均匀沉降产生的端部裂缝,也属于受力裂缝,是弯曲裂缝,发生在受拉区,一旦宽度较大,形状呈受拉边缘裂缝宽,往里逐渐变细的三角形。
  (3)梁箍筋紧贴模板,没有满足规定的保护层厚度形成的竖向裂缝这类裂缝往往与箍筋锈蚀产生的顺筋裂缝、混凝土收缩或温度影响产生的裂缝相似,不易判别,但这类裂缝的特点是梁拆模板后不久即可发现,裂缝宽度上下均匀,裂缝间距与梁箍筋间距一致,一般只在梁的一个侧面出现,同一截面两侧不贯通。
  2.3梁的斜向裂缝
  梁的斜向裂缝是与梁的纵向轴成一定角度的混凝土裂缝,此类裂缝主要是由于外荷载作用下梁的受剪承载力不足所引起,发生的梁受剪力大的部位,裂缝一旦出现,其宽度较大,一般在0.3mm以上。有的工程,这类裂缝与胀缩引起的裂缝相组合,分布在梁的全跨度,其特征是靠近梁支座的裂缝与梁纵向轴成45°一60°角,向跨中角度逐渐变化,在无剪力部位形成竖向裂缝分布的大梁。
  2.4门窗洞口角部裂缝
  钢筋混凝土门窗洞口角部裂缝这类裂缝的在钢筋混凝土剪力墙结构的住宅、公寓、饭店等建筑物屋顶层普遍存在,在房屋纵横向靠两端的洞上口更为明显,其它楼层也不同程度地出现这类裂缝。
  这类裂缝的产生是由于混凝土收缩及温度影响所致,宽度一般较细,在施工期间就出现,投入使用后如果屋面保温隔热性能较差,或外墙面没有设置能起保温隔热作用的饰面材料,裂缝将继续产生和扩大。
  2.5现浇钢筋混凝土板的裂缝
  板裂缝产生的原因较多,裂缝形状各异,在房屋建筑中普遍存在。
  (1)挑檐、遮阳板、外廊等悬挑板裂缝。这些构件裂缝有两类:一是由于纵向受力钢筋施工时被踩位置下移,截面有效高度减小,或超载所造成的垂直于纵向钢筋挑板根部的受力裂缝,这类裂缝一旦出现宽度较大,是影响承载力的受力裂缝,有的工程挑檐、阳台因纵向钢筋严重移位,在拆模时造成倾覆破坏;二是由于温度影响产生平行于纵向钢筋的胀缩裂缝,其宽度随外挑长度和结构单元长度的不同而不等,这类裂缝几乎所有这些构件中到处可见,在冬夏温差大的地区,房屋中更为突出。
  (2)大跨度(长向7m以上)双向板裂缝。其一是板底不规则裂缝,这类裂缝由于冬季施工养护条件差,拆模板过早,尤期寒冷地区没有保温施工措施,出现不规则收缩裂缝;其二是因酷热夏天施工,浇灌混凝土后没有及时喷水养护,板面混凝土脱水过快,出现板面的不规则收缩裂缩,这类裂缝较细,有的不细看不易发现。
  (3)建筑物平面长度较大,没有采取留施工后浇缝等措施,施工时因混凝土硬化收缩或使用过程中温度影响,楼板产生裂缝。这类裂缝在楼梯间、大洞口、平面变截面以及平面的沿长方向中部更为明显,尤其这些部位的屋顶板裂缝将在板和梁中同时出现,而且裂缝宽度较其它层大。
  值得注意的是,地处我国北方地区的钢筋混凝土结构房屋,由于冬季与夏季的温差很大、在施工期间,夏季浇灌构件混凝土,入冬后尚未完成建筑的围护结构,使结构处于外露状态,造成梁板因温度影响产生裂缝。
  3 防止和减轻裂缝的措施
  (1)在钢筋混凝土构件中,为防止钢筋锈蚀产生顺筋裂缝,应采取以下措施:
  ●先用有利于减缓混凝土碳化速度的水泥品种,如普通硅酸盐水泥。
  ●保证混凝土的密实性,主要结构构件的混凝土强度等级应不低于C20,重要构件、水下构件及外露构件的混凝土强度等级宜选用更高一些,同时,在施工浇灌混凝土时必须振捣密实。
  ●钢筋混凝土构件钢筋保护层必须满足规范的规定要求,在有害介质、干湿交替的环境中,应加厚钢筋保护层的厚度,或在构件表面采用抹灰等外饰面。
  ●钢筋混凝土构件的混凝土拌制时,不得掺加氯盐,不得采用海砂、海水拌制混凝土,也不得采用会引起钢筋锈蚀或加速混凝土碳化的外加剂。
  (5)在工业用电,特别是用直流电的房屋中,应防止电流漏泄到钢筋混凝土构件中去。
  (2)为防止或减轻钢筋混凝土梁板的胀缩裂缝,应采取以下措施:
  ●屋面及外墙设置有效的保温隔热措施,是防止或减少梁板受温度影响胀缩裂缝的主要途径。
  ●跨度较大的截面较高的非预应力混凝土大梁、腰筋满足规范的规定外,宜直径适当加大,间距适当加密。
  ●平面楼层每隔30m左右设置施工后浇缝,待一个月后采用比设计强度等级提高一级的无收缩混凝土(采用硫铝酸盐水泥或加产生自应力的外加剂配制)灌填严实,并加强养护。
  ●外露的挑檐、雨罩、阳台、挑郎等结构,每隔10m~15m留一道伸缩缝,位置宜在柱子处,宽度10mm,挑檐、雨罩如采用卷材防水,在伸缩缝处可连通铺设,当刚性防水时,则应同阳台、挑廊一样采用防水密封胶嵌缝。这些构件的分布钢筋直径宜适当加大,间距加密。
  ●厚度大于200mm的大跨度现浇板,单向板的分布钢筋直径宜适当加大,间距加密,双向板宜增设跨中上部的钢筋,可将支座上钢筋的1/3拉通,施工中浇灌混凝土后应加强养护。
  参考文献:
  [1]混凝土实用大全
  [2]《混凝土结构设计规范》.北京中国建筑工业出版社
  [3]《混凝土加固技术规范》.北京中国计划出版社
  [4]朱伯龙.钢筋混凝土结构的加固原理.上海防灾研究所
  [5]彭圣浩.建筑工程质量通病防治手册.中国建筑工业出版社
其他文献
我国自引入管理会计以来,很多会计学者以极大的热情对管理会计理论和方法体系做了深入的研究和实践,对提高企业经营管理水平和经济效益等方面发挥了重要作用。但是在企业如何实施管理会计,具体内容应包括哪些,值得我们进行探讨,本文阐述管理会计在保险企業实施内容。 本文为
许晨,看似平凡柔弱的女孩,却散发着巨大的能量。作为“90后”的她,已经坚持爱心捐助广西贫困女孩上学七年之久;刚刚踏出大学校门,她就不顾险阻,参加了“同舟共曲支教行”,点燃灾后重建地区儿童的未来希望。如今,她的爱心仍在继续,并影响着身边的每一个人。  “90后”的抉择  2010年,是许晨在聊城大学东昌学院学习的最后一年,许晨并没有急着去寻求一份安逸的工作,而是选择报名“西部计划”,参加支援新疆建设
目的:对健康人群的患病情况进行调查,分析健康体检人群患病情况与保健意识的关系.方法:以2015年6月~2017年3月我院接诊的1500名健康体检者为研究对象,采用我院自制的调查问卷
临床实习是每个护士的必经之路,也是是培养护士的关键步骤,是护理专业学生理论联系实际,培养良好的职业道德和敬业精神的重要阶段,也是形成未来工作作风、工作能力的关键.如
藕是我国名特蔬菜之一,历代文人墨客多有吟咏。宋代杨万里写道:“雪藕新将消冰水,蔗霜只好点青梅。”元代陈高吟曰:“晓食盘中莲,忽思水中藕。莲葩苦如茶,藕甘能爽口。”宋代胡致隆
代码产品信息库是以组织机构代码为依托,以图片形式集纳企业所有信息及产品外型、执行标准、代号、标签、型号、规格等建立的产品信息库,是国家掌握我国生产企业状况的有效方法,对于提高宏观决策水平,开展质量分析,实现对产品质量的监管能力的提升,促进经济社会发展,具有重要的现实意义。  1 代码产品信息库建立的背景  代码产品信息库是国家代码中心根据总局要求,在当前“转方式、调结构”背景下,推出的一项代码创新
摘要:新会计准则充分体现了会计信息质量相关性原则的要求,无论在合并财务报表上、关联方披露上还是在分部报告上,都对企业集团的财务管理产生了重大影响。  关键词:新会计准则;企业财务管理;影响分析  中图分类号:F275 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2011)05-0139-01    众所周知,企业财务管理的核心是财务决策,而财务决策的主要依据之一是会计信息。新会计准则作为规范会计
摘要:强化企业会计社会责任意义重大,而这可以从加强培训,完善会计信息披露制度,强化管理等方面着手。  关键词:企业;会计;社会责任  中图分类号:F23 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2011)05-0140-01    当前,由企业引发社会问题的现象频频出现,如日本的核电企业带来了巨大的灾害,而国内的食品类企业也成为关注的热点,食品安全问题带来的危害不容小觑。发挥会计的社会责任,
摘要:高校现行的会计制度已不能满足发展的需求,改革势在必行。本文主要讨论了高校在修正的权责发生制下会计核算基础方面应做的变动与调整,以达到推进高校会计基础改革,促进高校持续健康发展的目的。  关键词:高校;会计基础;改革;对策  中图分类号:F23 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2011)05-0141-01    随着我国社会主义市场经济的发展和财政改革的不断深入,高校的外部环境
维克多·雨果一生度过了十九世纪四分之三的时间,见到了法兰西第一帝国的灭亡和波旁王朝的复辟,接着又是七月革命和二月革命,拿破仑第三政变和第二帝国的覆灭,普法战争,巴黎