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混凝土裂缝如何形成?

来源:网络  作者:本站  发布时间:2017-01-12  阅读次数:   次

混凝土裂缝如何形成


  沉降、倾斜、裂缝和渗漏被称作建筑工程的四大病症。它们危害大、影响坏,用户反应强烈。其中,裂缝是最常见、最广泛的病症。
  造成建筑裂缝的原因错综复杂。比如,因房产生倾斜而导致裂缝;因倾斜改变构件的受力状态致使部分构件承载力不足而产生裂缝;地基基础不均匀沉降产生裂缝:温差应力造成的裂缝;干缩和收缩裂缝;构造处理不当在结点处产生裂缝;构件强度或刚度不足发生变形而产生裂缝;使用劣质材料产生的裂缝;施工不规范造成的裂缝;因偷工减料造成的裂缝……等等。
一、钢筋混凝土裂缝
1、钢筋混凝土的优点:钢筋混凝土一般来说是让混凝土承受压力,钢筋承受拉力。具有抗压强度高(C20-C80)、耐久性优良、可按需要浇注成任何形状的优点。
2、钢筋混凝土的缺点:自重大、极限拉一伸率小,只有0.1-0.5mm/m,超过以上数值就会出现裂缝。
3、早期裂缝:任何物质的内部分子结构间都存在空隙,空隙连通会形成缝隙,混凝土构件中有相当数量的裂缝,不是因为外荷载引起的,而是在混凝土浇筑后不久或在施工阶段尚未承受外荷载之前就已经开裂。这类裂缝称为“早期裂缝”。
4、影响结构裂缝的主要因素有:温差或收缩、线膨胀系数、弹性模量、板厚或墙高、地基对结构的约束程度、结构的长度、材质组成和物理力学性质,以及施工工艺和环境影响等。大约80%的建筑工程裂缝是由上述因素引起的。
    比如:泵送混凝土的流动性大,水灰比高达0. 6-0. 7 ,水泥用量大、砂率大、浇筑速度快,引起裂缝的频率增加。
   再比如:大体积混凝土常因水泥水化热控制不当,使其内外温差大于2 5℃,此时产生的约束应力、收缩应力和徐变等都会引起裂缝。
    建筑裂缝有害程度根据建筑物的各种使用要求确定。一般地,肉眼可以看见的裂缝为0. 02-0. 05mm,从工程有害影响最小界限判断,裂缝不能大于0. 05mm。
二、材料不合格引起的裂缝
1、水泥不合格引起的构件裂缝
导致因素:
    (1)使用安定性不合格的水泥,在水泥水化后凝结硬化过程中,在有害物质反应的作用下,产生了剧烈的不均匀的体积变化,在构件内部会产生破坏应力,导致强度下降、开裂的事故。
    (2)导致引起水泥体积安定性的不良有害物质有三
种: ①游离氧化镁(Mg0)的反应,。速度很慢,可达10-20年,其固相体积增大2.48倍。国标规定,用压蒸法检测,当压蒸膨胀率超过0. 5%时,该水泥压蒸安定性为不合格。
    ②水泥中加入过量的石膏引起反应。从水泥水化开始至硬化结束的整个过程中,该反应一直进行夕固相体积增大2.22倍。国标规定氧化硫含量不得超过3. 5%。
    ③游离氧化钙。,水泥生料在烧熟过程中氧化钙和氧化硅、氧化铝、氧化铁的化学反应不可能完全进行,尚剩余一些氧化钙没有被吸收,所剩在熟料中的游离氧化钙结构致密,遇水反应缓漫,一般需罕 3-6个月才能完全水化,固相体积增大1. 98倍。
(3)不同品种、不同标号一的水泥,其性能完全不同,水化后初凝和终凝的时间不同,收缩率也不同。因此,混用水泥拌和的混凝土,所浇筑构件容易产生收缩裂缝。
2、解决方案:
(1)当构件的混凝土强度等级低于设计要求,且裂缝宽度大于0.3mm时,需返工处理。
(2)经检查,构件的混凝土强度等级已经达到设计要求,且裂缝宽度小于0.3mm时,可采用灌注“博瑞双杰BR-401灌浆树脂”化学浆液或“j-302混凝土再浇剂”水泥浆液的方法进行封闭处理。
三、水泥品种使用不当引起的裂缝
1、导致因素
施工人员不完全了解水泥的性质或不清楚工程的性质或者为了工程进度的需要,当地又采购不到合适品种的水泥,致使工地上有什么水泥就用什么水泥来配制混凝土浇筑构件,又没有采取相应的技术措施:,因而造成破坏事故或产生裂缝。
    比如:用火山灰质硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥拌制的混凝土浇筑屋面刚性防水层,会产生大量干缩、收缩裂缝而渗漏。使用快硬硅酸盐水泥配制的混凝土浇筑地下室墙,会产生早期收缩裂缝。如果冬季使用低标号火山灰质硅酸盐水泥配制砂浆砌墙或拌制混凝土浇筑构件,容易造成裂缝和倒塌事故。
2、解决方案:
(1)检测构件混凝土强度等级,凡低于设计要求,且裂缝宽度大于.0. 3mm时,影响结构安全时,必须返工重浇。
(2)经检测,构件的混凝土强度等级已达到设计要求,仅有少数表面收缩裂缝时,可采取继续养护及表面刮涂“EC一1高强表面处理剂” 水泥浆液的方式进行封闭处理。
四、反应性石子造成的构件破裂
1、导致因素:
混凝土是由胶凝材料和砂石集料组成,砂石集料一般占混凝土体积的75%,砂石集料的质量直接影响混凝土的质量。   
当混凝土中含有反应性集料时,常造成混凝土构件的破坏和裂缝。
    (1)砂石集料中混有膨胀性矿物质,如蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等,吸水后体积膨胀,失水后收缩变硬,造成混凝土构件裂缝。
    (2)砂石集料中含泥量超标,造成混凝土构件强度降低,构件表面产生泥浆干缩裂缝。砂、石子含泥量限位表:
┌────┬───────┬────────────┐
│材料品种│混凝土强度等级│含泥量(%)按重量计不大于 │
├────┼───────┼────────────┤
│砂      │C30或C30以上  │3.0                   
│        ├───────┼────────────┤
│        │C30以下       │5.0                     │
├────┼───────┼────────────┤
│石子    │C30或C30以上  │1.0                   │
│        ├───────┼────────────┤
│        │C30以下       │2.0                     │
└────┴───────┴────────────┘
    (3)砂石集料中混入生石灰块,浇筑构件后生石灰块体积增大2倍以上,使构件产生爆裂。
    (4 )砂石集料中含有硫化物或硫酸盐等物质,与水泥或石灰膏中的钙离子作用,产生硫酸钙或硫铝酸钙,由于体积膨胀使构件产生裂缝。
2、解决方案:
(1)当检测构件的混凝土强度等级低于设计要求,构件中的反应性石子爆裂严重,且尚有继续发展趋势时,需返工换合格石子重浇。
(2)因石子含泥量超标,凝土构件表面有微裂纹时,构件混凝牛强度能满足设计要求,又不影响美观时,可不做处理。
(3)全面检查裂缝的范围、数量和影响程度,混凝土强度如果能满足设计要求。取集料样品测试又符合《普通混凝土用碎石或卵石的质量标准及检测方法》(JGJ53一92)的要求。处理方法:先挖除构件的爆裂处,并冲洗干净,用“CGM高强无收缩灌浆料”嵌填密实,再浇水湿养护7天。
五、碱一集料反应破坏混凝土
1、导致因素:
    “碱一集料反应”主要是指石子中的活性二氧化硅(Si02)如白云质石灰岩石子等,与水泥中过量的碱发生的化学反应。这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行,反应生成碱性硅酸盐或碳酸盐,体积会膨胀,膨胀压力使混凝土破坏、裂纹,产生一个裂纹网。
    当水泥中碱含量高于国家规定的0. 6%以上时,碱一集料反应的危害就非常严重了。
2、解决方案:
(1)经检测构件混凝土强度下降,低于设计要求,碱-集料反应破损处较多、钢筋锈蚀、直接影响到构件的安全度时,必须研究返工重浇处理方案。
(2)经检测构件混凝土强度等级尚能满足设计要求,即碱一集料反应的裂缝是个别的。处理方法:凿除破裂处,挖出活性石子,用“CGM高强无收缩灌浆料”嵌填密实养护7天。切断一切水源,使构件处于干燥状态。
3、防止碱一集料反应的措施:
 (1)采用含碱量低于0. 4%的低碱水泥,减少混凝土中水泥用量。低碱水泥的含碱量上限为0. 6%。
 (2)在混凝土的配合比中,掺入水泥用量20%-25%的粉煤灰、矿渣、硅粉等掺合料,以降低混凝土的碱性。
(3)尽量不用可能产生“碱一集料反应”的骨料。如蛋白石、黑硅石、隧石、磷灰石、方石类、玻璃质火山岩、微晶或变质石英、白云质石灰岩等。
(4)混凝土搅拌均匀并振捣密实,认真养护,以免造成干缩裂缝、温度裂缝。
(5)改善混凝土结构的使用条件,使用时使混凝土结构处于干燥状态。
六、用含泥细沙浇筑的混凝土裂缝
1、导致因素
   骨料的含泥量控制不严,骨料表面附着的黏土、灰尘和有机杂质,影响了水泥的黏结,使泥浆浮在构件表层,当混凝土构件硬化后产生网状干缩裂纹,并降低了混凝土的强度等级。
2、解决方案:
  (1)经检侧构件混凝土强度等级低于设计要求时,必须会通有关部门研究加固和处理方案。
(2)检测混凝土构件的实际强度等级如能满足设计要求时,处理方法如下:及时凿除表面裂缝疏松层,用“EC2000聚合物砂浆”抹压平整即可。
七、使用外加剂不当造成构件裂缝
1、导致因素:
    (1)随意采用劣质产品,掺入后没有起到应有的作用,如掺入早强剂的混凝土不早强,掺入抗冻剂的混凝土不抗冻,会直接影响构件的质量,造成混凝土的强度下降,出现裂缝。
    (2)计量不准确,造成外加剂的掺量过大,使混凝土的拌和物不会硬化,造成混凝土构件破坏。
2、解决方案:
    (1)由于使用劣质外加剂而造成构件的裂缝时,应先检测构件混凝土的强度。如能满足设计要求,可根据裂缝实际的宽度、长度、位置等,采用“J-302混凝土再浇剂”水泥浆液或“BR一灌浆树脂”浆液灌注封闭,恢复原有功能和防止钢筋锈蚀。
(2)当误掺入外加剂造成混凝土构件强度降低时,必须立即返工,凿除构件上的混凝土,整理安装好钢筋、立模板,换合格的外加剂重新浇筑混凝土。
注意
在蒸汽养护的混凝土和预应力混凝土中,不宜掺用引气剂或减水剂。


模板造成混凝土构件的裂缝


一、模板支架不规范产生的裂缝
1、导致因素:
  (1)立模板和支架前,没有根据工程结构形式和上部荷载的大小,按规范要求计算确定支架的用材规格和艰巨大小,而是盲目估计确定。造成施工时承载力、刚度不足的变形,致使新浇筑的混凝土构件裂,严重的还会发生坍塌事故。
(2)施工管理不当。立底层模板之前没有先夯实支撑下的基土和铺设垫层,则基土达不到持力层的标准,或土质干硬,在混凝土浇筑过程中,基土被浇水、渗水淋湿后软化,在上部荷载的压力下支架沉降变形,造成混凝土构件变形而裂缝。
2、解决方案:
(1)检查变形构件的实际情况,如梁、板局部弯曲变形最大值小于20mm时,可不做处理,仅需在抹灰时纠正外观即可。
(2) 检查构件上部裂缝的宽度,及时用“J-302混凝土再浇剂”水泥浆液或“CGM-3超细型高强无收缩灌浆料”灌满缝隙,浆液略高于裂缝面,待水泥浆液初凝后,及时抹压密实,并加强湿养护。
二、模板支架立在楼板上造成的裂缝
1、导致因素
(1)多层房屋施工时,上层模板的支柱立在下层新浇筑的钢筋混凝土楼板上,造成楼板变形和裂缝。裂缝的宽度在楼板的底面宽、上面窄,或不裂缝;裂缝是跨中多、边上少。
    (2)因下层新浇筑的钢筋混凝土楼板的底模和支撑都己拆除,在上层模板、支架和浇筑混凝土的施工荷载大于楼板的弯曲抗压强度时,会产生变形和裂缝。
   (3)有的建筑工程施工速度快,下层新浇筑的钢筋混凝土楼板的混凝土强度低,因上层构件模板的支撑没对准楼板下的支撑,在上部集中荷载的作用下,使楼板局部变形和裂缝。
2、解决方案:
    (1)检查楼板刚开始裂缝处,立即加设支撑顶牢加固,以防止楼板继续变形和裂缝的扩大。
    (2)检查裂缝宽度,当裂缝宽度小于0. 2mm,弯曲变形小于跨度长的1/1000时,可采用“J-302混凝土再浇剂”水泥浆液或“BR一401灌浆树脂”浆液灌注封闭,恢复原由功能和防止钢筋锈蚀。
(3)当裂缝宽度大于0. 3mm时,须加强观测,及时请设计、监理、质检等有关人员研究加固处理方案。
三、早拆底模与支架造成的构件裂缝
1、导致因素:
    (1)提前拆除承重梁、板的底模与支架,造成构件承载力不足而变形和裂缝。
    (2)提前拆除悬挑梁、悬挑板的底模与支架,造成混凝土构件的倾覆、断裂和裂缝。
    (3)若悬挑构件锚固端上部尚没有抗倾覆的砖砌体或荷载在拆除底模与支架时,会造成悬挑构件倾覆事故。
    (4)不熟悉操作规程,为了模板的周转或赶工程进度,忽略了构件混凝土的实际强度,提前拆模,造成事故。
    (5)冬季施工气温较低时,若使用的水泥品种不当,如采用矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥配制混凝土,则该混凝土强度增长缓慢;但工地仍按照常规时间拆除底模与支架,造成构件强度不足而变形、裂缝。严重时,还会产生断裂和坍塌事故。
2、解决方案:
    (1)检查裂缝宽度,当裂缝宽度小于0. 2mm,弯曲变形小于跨度长的1/1000时,可采用.“J-302混凝土再浇剂”水泥浆液或“BR-401一灌浆树脂”浆液灌注封闭,恢复原有功能和防止钢筋锈蚀。
   当裂缝宽度大于0. 3mm时,须加强观测,及时请设计、监理、质检等有关人员研究加固处理方案。

 
钢筋施工不规范造成的构件裂缝


    钢筋的分类:我国钢筋按化学成份分为低碳素钢筋、普通低合余钢筋两种;按生产工艺和力学性能可分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋和钢丝四大类。
    热轧钢筋按强度的高低分为四级:
    I级热轧钢筋:强度最低,受拉、受压的强度设计值为`210Mp a。属光面热轧圆钢筋,塑性及焊接性能好,常用于小型结构构件的受力钢筋和箍筋、构造钢筋。
    Ⅱ级热轧钢筋:强度符合《混凝土结构设计规范》(GBJ10一89)中“钢筋抗拉、抗压强度设计值”的规定。表面为螺纹形或月牙形,塑性及焊接性能好,与混凝土的粘结力也好。常用于大中型结构构件的受力主筋,特别是承受多次重覆荷载,抗地震、抗冲击构件的受力筋。
    III级热轧钢筋:强度符合《混凝土结构设计规范》(GBJ 10一89)中“钢筋抗拉、抗压强度设计值”的规定。表面为螺纹形或月牙形,塑性及焊接性能好,与混凝土的粘结力也好。用途同工I级钢筋。如果将其用于普通钢筋混凝土结构中,由于其强度过高,会使混凝土的裂缝开展过大,故不太合适。
Ⅳ级热轧钢筋:强度最高,表面为螺纹形或月牙形,塑性及焊接性能差。当环境温度低于一30℃时,容易发生冷脆,不宜采用。这种钢筋如果用在普通钢筋混凝土结构中。


 

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