浅谈混凝土结构路面裂缝成因及预防治理对策
摘要:混凝土在现代工程建设中占有重要地位,然而混凝土裂缝较为普遍,针对混凝土结构中出现的裂缝问题,通过对产生裂缝的各种成因进行分析,并根据多方面的科学研究和大量工程实践提出控制钢筋混凝土结构裂缝的预防处理措施。
关键词:钢筋混凝土结构;裂缝;原因分析;预防措施;裂缝处理
在钢筋混凝土建筑中,结构裂缝问题是一个较普遍的质量问题。混凝土路面裂缝不仅影响道路的使用,还会影响到行人的安全,给国家造成损失。混凝土裂缝是一个需要探讨和解决的技术难题。本文分析裂缝产生的原因,并从实践中总结了一些预防裂缝的方法以及治理措施。
一、混凝土路面产生裂缝的原因
1.混凝土用料选用不当引起的裂缝
水泥的品种、标号及用量不同都会对工程质量起到不同作用。不同品种的水泥收缩性不
一样,水泥标号越低、单位体积用量越大,混凝土收缩性越大,且收缩的时间越长;加入混凝土中的骨料品种以及骨料的粒径、含水量也会影响混凝土的收缩性。石英、花岗岩等属于吸水性小、收缩性较低的骨料,砂岩、板岩等属于吸水性达、收缩性较高的骨料,另外,骨料粒径较大时混凝土收缩性小,骨料含水量越大骨料的收缩性也越大;当混凝土用水量越大时,水灰比越高,混凝土收缩性越大;混凝土中经常需要加入外掺剂,外掺剂的保水性越好,混凝土的收缩性也就越小。
2.自然环境的影响主要是温度和湿度变化引起的。温差引起了混凝土的温度梯度呈非线性分布,而混凝土构件的位移又受到约束,导致局部应力过大,从而出现了裂缝。一般失火、太阳曝晒、骤然降温以及冬季施工均可能导致此类裂缝的发生。混
3.设计和施工不合理产生的裂缝
设计不能满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足,冗余性小;有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄,这些都削弱了结构安全性,会严重影响结构的使用。
4.荷载引起的裂缝
此类裂缝是混凝土结构在常规动、静荷载及次应力作用下产生的,混凝土结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载,会在结构内产生循环变化的应力,不但会引起结构的振动,还会引起结构的累积疲劳损伤。由于所采用的材料并非是均匀和连续的,实际上存在许多微小的缺陷,在循环荷载作用下,这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤,并逐步在材料中形成宏观裂纹。
5.施工违反操作规程形成缺陷和裂缝。塑性混凝土下沉,被顶部钢筋所阻,形成沿钢筋的裂缝;混凝土振捣不密实,出现蜂窝,易形成各种受力裂缝的起点;混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发,使得在混凝土体积中出现不规则的网状裂缝;混凝土初期养护时急剧干燥使得在混凝土与大气接触面上出现不规则的网状裂缝;过早拆模,混凝土尚未建立足够强度,构件在实际施加与自身的重力荷载作用下,容易发生各种受力裂缝等。
二、裂缝的预防措施
1.原材料及配比的控制
(1)水泥品种的选用和水泥用量的控制
选择低水化热水泥和在保证混凝土强度的前提下尽量减少水泥用量是有效降低水化热,是减少混凝土内外温差而出现裂缝的有效途径。比如选择矿渣硅酸盐、普通硅酸盐等低水化热水泥。
(2)掺合料和外加剂
粉煤灰具有减水、润滑作用,能改善混凝土的粘聚性和流动性,减少水泥用量降低水化热,减少混凝土收缩。选用具有减水、增强和缓凝的外加剂,可提高混凝土的流动性、粘聚性及泵送性能。
(3)骨料的选择
增大粗骨料的比例并保证粗骨料有良好的级配,减少骨料的孔隙率,可以减少胶结材料数量,降低水化热,提高混凝土的抗裂性能,以保证板面混凝土的整体性,防止裂缝出现。
(4)水灰比的控制
由于商品混凝土生产厂家为便于混凝土的运输和泵送,往往会增大用水量,造成混凝土水灰比和坍落度过大,引起混凝土表面浮浆过厚,产生干缩裂缝和沉陷裂缝,因此严格控制混凝土的水灰比是解决混凝土裂缝最有效途径之一。
2.由于天气干燥、初期养护不好、混凝土早期受冻、大气温湿度的变化产生的裂缝分别采用加强混凝土结硬化过程的自然养护、蓄热养护,采用引气剂使混凝土内部均匀分布气泡,预留温度伸缩缝等措施修补。
3设计方面的控制措施
(1)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。当无法回避时,应做局部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋。
(2)在结构设计中,应重视对于构造钢筋的配置,特别是对于现浇箱梁、楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
(3)控制混凝土板内管线的预埋,板内不应预埋水管。其他管线预埋宜与钢筋成斜交布置,应避免管线立体交叉,严禁多层管线交错叠放,必要时宜在管线集散处增设垂直于管线的钢丝网,增加双层双向抗裂构造配筋等加强措施。
(4)对于大体积混凝土,可考虑采用60天龄期强度值作为设计值,以减少混凝土单方用灰量,并积极采用混凝土掺合料。转贴于 中国论文下载中心
4由于承受荷载使构件产生过宽裂缝,合理地进行设计,可以防止这些裂缝出现;对已出现的过宽裂缝的构件要采用加固措施进行加固。
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