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浅析.钢筋混凝土结构裂缝地成因及其预防措施.doc

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浅析 钢筋 混凝土结构 裂缝 成因 及其 预防措施
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-_上海城市管理职业技术学院毕 业 论 文标 题 浅析钢筋混凝土结构裂缝的 成因及预防措施 学 院 土木工程与交通学院 专 业 建筑工程技术 班 级 10建工(1)班 姓 名 李可桑 指导教师 沈 华 2013 年 4 月 16 日摘要近年来,随着建筑业的蓬勃发展,商品混凝土开始得到广泛的应用。在此期间,混凝体结构的施工工艺有了长足的进步,强度等级也日趋升高,结构形式和混凝土的传输形式也有了明显的改善。但由于钢筋混凝土结构的复杂性、特殊性,在施工、使用过程中往往容易出现裂缝,从而影响到建筑物的正常生产、使用。这一问题长期困扰着大批的工程管理人员和技术人员。因此,对钢筋混凝土的结构裂缝成因及预防措施进行分析、探讨,具有重要的现实意义。关键字:钢筋混凝土 裂缝 预防措施目录一、引言1二、钢混凝土结构裂缝类型、危害以及成因分析1(一)钢筋混凝土结构裂缝的类型1(二)钢混凝土结构裂缝危害4(三)钢筋混凝土结构裂缝的成因4三、钢筋混凝土结构裂缝的预防措施7(一)材料措施7(二)施工措施8(三)设施措施9四、钢筋混凝土结构裂缝处理措施10(一)表面修补法10(二)内容修补法10(三)结构补强加固法10(四)混凝土置换法11(五)电化学防护法11(六)仿生自愈合法11五、结合实例对混凝土结构裂缝的控制进行阐述12(一)工程概括12(二)工程设想12(三)工程抗裂施工措施12五、小结13参考文献16浅析钢筋混凝土结构裂缝的成因及预防措施一、引言随着我国国民经济的高速发展,钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中,混凝土是城市建设中广泛使用的结构材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。钢筋混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,尤其是楼板的裂缝,轻者影响建筑物美观,造成渗漏水,重者降低建筑结构的承载力、稳定性和整体性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难克服的质量通病之一,特别是民用建筑工程结构楼面出现裂缝,往往会引起业主对工程质量提出异议,从而引发投诉、纠纷以及索赔等情况。因此,正确分析裂缝产生原因,切实加以防治十分必要,十分迫切。因此研究混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会意义和经济意义。现根据多年来现场施工实践经验和教训,从设计配筋、商品混凝土选用及施工控制等方面,着重阐述钢筋混凝土裂缝的原因及综合防治措施。二、钢混凝土结构裂缝类型、危害以及成因分析(一)钢筋混凝土结构裂缝的类型1.荷载裂缝当结构物收到外荷载作用,导致混凝土内部产生的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度,使混凝土产生的裂缝。按照荷载的性质,混凝土结构的荷载裂缝可分为弯曲裂缝、剪切裂缝、扭弯裂缝。由于混凝土是典型的脆性材料,抗拉强度很低,因此,在混凝土结构设计中,荷载裂缝主要通过设置受力钢筋加以控制。2.变形裂缝根据国内外调查资料表明,属于变形引起的裂缝约占80%;属于荷载引起的裂缝约占20%。混凝土的变形并不必然导致裂缝的产生。当变形受到约束时,导致拉应力产生“微观裂缝”;“微观裂缝”将不断发展为“宏观裂缝”,即变性裂缝。变形受到的约束分为内约束和外约束,内约束是指一个物体或一个结构本身各质点之间的相互约束作用,如混凝土组成材料内部砂石对水泥石的约束作用;钢筋混凝土中钢筋对混凝土变形的约束作用以及混凝土内部自身变形的不协调等。外约束指一个构建变形受到其他构建的阻碍,或一个结构变形受到另一构件的阻碍,如圈梁对楼板的约束作用、柱子对墙体的约束作用。(1)塑性坍落裂缝塑性坍落裂缝在混凝土浇筑后成型后,在初凝前,由于混凝土塑性坍落收缩所致。所谓塑性坍落收缩指混凝土浇筑后,因原材料相对密度差异,在重力或其他外力作用下,集料下沉,水泥浆上升,产生泌水的过程。当混凝土塑性坍落受到阻挡时,就会产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土表面即产生塑性坍落裂缝。(2)收缩裂缝收缩裂缝分为干燥收缩和化学收缩两种。1)失水干缩。水分蒸发,凝胶体失水变小。混凝土中的部分水分被吸收,部分水分被蒸发,体积有一定的缩小。干缩量与水泥用量、水灰比的大小有关。水泥用量多、水灰比大的混凝土其收缩亦大。同时混凝土收缩量与气候有关,夏季气温高,气候干燥,混凝土中水分蒸发快,收缩也快。由于混凝土蒸发干燥非常缓慢,产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上,有时甚至一年半载,而且裂缝发生在表层很浅的位置,裂缝细微,有事呈平行线状或网状,常常不被人们注意。但是应当特别指出的是,由于炭化和钢筋锈蚀的作用,干缩裂缝不仅严重岁还薄壁结构的抗渗性和耐久性,也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。实际施工中,加强覆盖养护,采取二次搓毛压平措施,对防止塑性收缩裂缝的产生和裂缝愈合有良好的作用。2)化学收缩。水泥水化生成物体体积小于反应前物质的总体积从而导致的收缩。(3)温度裂缝混凝土由于温度变化产生的热涨落变形即为温度变形。当混凝土结构或构件的温度变形受到约束时,将在混凝土结构内部产生温度应力,当由此产生的内部拉应力超过混凝土极限抗拉强度时,混凝土便产生温度变形裂缝。温度裂缝是否产生,裂缝的部位、形状、宽度都与约束程度及材料的抗拉强度有关。而无论外约束还是内约束,温差或者材料膨胀系数不同导致的温度变形差是温度应力产生的根本原因。(4)地基不均匀沉降裂缝建筑物地基处理不满足规范要求或者地基承载力不足时,因上部建筑物压力的作用将产生沉降变形。若地基沉降变形不均匀,将在结构内部产生拉应力而导致建筑物开裂,这种裂缝称为地基不均匀沉降裂缝,简称“沉降裂缝”。沉降裂缝一般出现在严重湿陷性黄土,冻胀土,膨胀土,软弱土等承载力不足切不均匀地基上刚度差别悬殊时,也会因不均匀称将导致裂缝发生。(5)化学反应膨胀裂缝化学反应使沪宁图内部不均匀膨胀,在内约束的作用下,导致混凝土开裂。包括水泥安定性不良裂缝、碱集料反应裂缝和钙矾石膨胀裂缝等。水泥中含有过量的游离氧化钙、氧化镁,或者产生水泥时加入了过量石膏,将导致水泥体积安定性不良。安定性不良的水泥凝结硬化后,游离氧化钙、氧化镁的延迟水化,以及过量石膏与水泥中C3Af反应延迟生成的钙矾石都会产生膨胀,导致混凝土开裂。安定性不良的水泥实际上是废品,因此,由于导致的开裂在实际工程中很少发生。碱集料反应是混凝土中的碱与集料中活性SiO2发生的一种化学反应。其反应物为无胶凝性能的凝胶体,体积膨胀3~4倍,可产生很大的内应力导致混凝土开裂。(6)钢筋锈蚀裂缝 混凝土内部的碱性环境使钢筋表面形成钝化膜,起保护钢筋,防止锈蚀的作用。混凝土处于腐蚀环境下,或者在空气中的CO2的作用下,内部的Ca(OH)2将不断被消耗,称中性化。中性化将使混凝土碱度降低,若中性化深度超过钢筋保护层厚度时,会使钢筋表面敦化膜破坏,钢筋锈蚀膨胀,导致混凝土开裂。混凝土中性化发展速度与外部环境、混凝土组成材料以及密匙程度有关,因此,混凝土材料选择和制备不当,或混凝土保护层太薄时,因此,当混凝土中含有过量的氯离子,或者建筑物处于氯离子介质环境中时,也易产生钢筋锈蚀裂缝。(7)冻融裂缝 寒冷或严寒地区,处于潮湿环境下的混凝土结构,混凝土内部水分结冰将产生体积膨胀,在反复冻融循环作用下,混凝土将产生冻融裂缝。有时地基土体的冻胀也可能导致混凝土开裂。冻融裂缝的产生于混凝土的密实程度和长期受潮有关。一般工业与民用建筑,冻融裂缝大部分出现在顶层混凝土挑槽、女儿墙、混凝土压顶等部位,少部分在底层勒脚部位出现。卫生间、盥洗室靠近外墙的混凝土,因长期受潮多次冻融,有时也会出现裂缝。冻融裂缝的特点是裂缝附近混凝土酥松、表面砂浆剥落、钢筋裸露,产生锈蚀。同时开裂情况伴随时间的推移将不断恶化。(二)钢混凝土结构裂缝危害钢筋混凝土结构是多组分复合材料,在各种条件变化和各种材料变形不一致的情况下,微观裂缝的产生几乎是不可避免的,这种细微裂缝如果不扩展或在一定范围内扩展的话,它对一般的工业与民用建筑的正常使用是不会造成危害的,有害与无害的界限由结构使用功能 决定的。对钢筋混凝土,特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝,不会迅速导致破坏,只是限制裂缝宽度的问题,使其达不到有害程度。但实际使用过程中,钢筋混凝土结构在荷载作用下或是进一步温差和干缩的情况下,细微裂缝会开始开展并相互贯通,从而发展成较大裂缝,对结构造成极大的影响,形成危害。常见危害有:(1)影响钢筋混凝土结构的承载能力;(2)引起钢筋锈蚀,使保护层崩落;(3)影响钢筋混凝土结构的正常使用;(4)降低结构刚度,影响建筑物的整体性;(5)影响钢筋混凝土结构的耐久性能和使用寿命;(6)影响建筑物的美观;(7)裂缝大的可能使结构或构件彻底报废、造成工程返工、材料浪费、延迟工期以及较大 的经济损失。(三)钢筋混凝土结构裂缝的成因混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用过程中,当温度、湿度发生变化,地基产生不均匀沉降时,极容易产生裂缝。裂缝的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。1.材料因素(1) 粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大;集料颗粒级配不良容易增大混凝土收缩,使混凝土产生裂缝。(2) 骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土用灰量、用水量增多,收缩量增大。(3) 混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。(4) 水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。(5) 水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高2.施工因素(1) 混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接成因。(2) 水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。(3) 模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中,钢筋表面污染,混凝土保护层太小或太大,浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。(4) 混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。(5) 避免在极端天气条件下施工,可以减少砼结构的开裂情况。3.设计因素(1) 设计结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中,构造处理不当,所产生的构件裂缝。(2) 设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。(3) 设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。(4) 设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。(5) 设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。4.外界因素(1) 地基变形在钢筋砼结构中,造成开裂主要原因是地基的不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。(2) 温度变形砼具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/0C°当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过砼的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积砼的裂缝等。(3) 湿度变形砼在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为0.2~0.4‰,其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是掺加微膨胀剂等,这样可基本解决砼的早期干缩问题。(4) 结构受荷结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。如:拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%~40%的设计荷载时,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2mm~0.3mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现裂缝,则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。(5) 徐变砼徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也和很常见。据文献记载受弯构件截面砼受压徐变,可以使构件变形增大2~3倍,预应力结构因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。(6) 周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。(7) 意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。(8) 野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。三、钢筋混凝土结构裂缝的预防措施(一)材料措施1.材料选用(1) 水泥:根据工程条件不同,尽量选用水化热较低、强度较高的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。(2) 粗骨料:适用表面粗糙、级配良好、空隙率小、无碱性反应;有害物质及泥土含量和压碎指标值等满足相关规范及技术规范规定。(3) 细骨料:一般采用天然砂。宜用颗粒较粗、空隙较小的2区砂、对运送混凝土宜选用中砂;所选的砂有害物质及混凝土含量和坚固指标等应满足相关规范及技术规程规定。(4) 外掺加料:宜采用减水剂及膨胀剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。(5) 极采用掺合料和混凝土外加剂,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。(6) 正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。(7) 钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对构件抗裂性能的影响。(8) 钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致砼开裂,钢筋间距过大,易引起钢筋之间的砼开裂。2.配料(1) 配合设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确,搅拌时间应保证;禁止任意增加水泥用量。(2) 混凝土运输过程中,车鼓保持在每分钟约6转,并到工地后保持搅拌车高速运转到4至5分钟,以使混凝土浇筑前充分再次混合均匀。如遇塌落度有所损失,可以掺一定的外加剂以达到理想效果。(3) 浇筑分层应合理,振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝。3.配筋(1) 混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用。结构设计中经常忽略构造钢筋的重要性,因而经常出现构造性裂缝。合理的配筋,特别是构造配筋,细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸,可有效避免构造性裂缝的产生。(2) 施工中对钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对构件抗裂性能的影响。(3) 钢筋绑扎位置要正确,保护层厚度要尽量准确,不要超出规范规定;钢筋表面应洁净,钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。(二)施工措施1.混凝土浇筑(1) 混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度;加强混凝土温度的监控,及时采取防护措施,优化混凝土配合比。(2) 加强混凝土的早期养护,并适度延长养护时间,在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护,在浇水养护有因难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保湿材料等方法。(3) 大体积混凝土施工,应做好温度测控工作,采取有效的保温措施,保证构件内外温差不超过规定。(4) 开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。(5) 加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收,对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利的地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。(6) 合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时,一般应施工重、高部分,后施工轻、低部分。(7) 避免在雨中或大风中浇灌混凝土。(8) 对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利。(9) 夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温人模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。2.模板工程(1) 模板构造要合理,以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝。(2) 模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。(3) 合理掌握拆模时机。拆模时间不能过早,应保证早龄期砼不损坏或不开裂;但也不能太晚,尽可能不要错过砼水化热峰值,即不要错过最佳养护时机。(三)设施措施(1) 建筑平面造型在满足使用要求的前提下,力求简单,平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂;控制建筑物的长高比,增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。(2) 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。(3) 控制建筑物的长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。(4) 正确设置变形缝,位置和宽度选择要适当,构造要合理。(5) 合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。(6) 限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,可以和其它结构缝合并使用。(7) 部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋砼梁,以适应窗台的变形,防止窗台处产生竖直裂缝。(8) 构件配筋要合理,间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处,宜增加附加横向钢筋。(9) 减少地基的不均匀沉降,在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。(10) 层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝。(11) 积极采用补偿收缩混凝土技术:在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。(12) 重视对构造钢筋的认识:在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量。四、钢筋混凝土结构裂缝处理措施(一)表面修补法适用于对承载力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理,亦使用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。具体方法有:(1)表面涂抹水泥砂浆,(2)表面涂抹环氧胶泥。,(3)表面涂刷油漆、沥青,(4)表面凿槽嵌补。(二)内容修补法用压浆泵将胶结材料压入裂缝中,由于其凝结、硬化而起到补缝作用,以恢复结构的整体性。这种方法适用于对结构整体性有影响,或有防水、防渗要求的裂缝修补。常用的灌浆材料有水泥和化学材料,可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。一般对宽度大于0.5mm的裂缝,可采用水泥灌浆,对宽度小于0.5mm的裂缝,或较大的温度收缩裂缝,宜采用化学灌浆。1.水泥灌浆一般用于大体积混凝土结构的修补,主要施工程序是钻孔、冲洗、止浆、堵漏、埋管、试水、灌浆。2.化学灌浆化学灌浆能控制凝结时间,有较高粘结强度和一定的弹性恢复力,结构整体性效果好,适用于各种情况下裂缝修补及堵漏、防渗处理。灌浆材料应根据裂缝性质、裂缝宽度和干燥情况选用。环氧树脂浆液具有粘结强度高、施工操作方便、成本低等有点,应用最广。灌浆操作主要工序是表面处理(布置灌浆嘴和试气)、灌浆、封孔,一般采取骑缝直接用灌浆嘴施喷,不另设钻孔。(三)结构补强加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构作补强加固,可扼制裂缝进一步发展,恢复结构的整体性。(1)锚杆常用水泥砂浆或树脂灌注,锚杆与缝面夹角越大越好。浆液凝固后,锚杆成为结构的一部分,能增强结构的承载能力。采用预应力锚杆,锚固作用更明显,甚至能使混凝土弥合。(2)钢板补强法,是将钢板用粘合剂粘结在混凝土表面上,再用锚杆安装固定。为了结合紧密,也就可先将钢板固定,再灌浆充填钢板与混凝土之间的孔隙。(3)钢筋混凝土补强法,是在原结构表面浇筑一层钢筋混凝土,起到封闭裂缝,提高承载力,阻止裂缝发展的作用。(四)混凝土置换法混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。(五)电化学防护法电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。(六)仿生自愈合法仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。五、结合实例对混凝土结构裂缝的控制进行阐述(一)工程概括新乡第四水厂一期工程位于红旗区西南角,北临道清路,占地70000平方米,属群体工程,其中包括沉淀池、清水池、废水池、吸水井、液铝池等多个大型现浇钢筋混凝土水池。这些大型水池池壁高4~7.6米,均为10万m2/d处理能力规模,设计要求水池完全无渗漏。大型水池池壁高,迎水面延长米极长沉淀池长宽分别为107米和26米、清水池长为40米,但池壁厚度不厚,仅在260~300毫米之间,均为现浇钢筋混凝土板壁。水池储水量大,水压力高,若施工技术措施不完备或施工不当,极易造成大面积渗漏水。(二)工程设想1.为防止因地基不均匀沉降而导致水池结构性开裂渗漏水,基础地基加固采用砂垫层方法处理。2.防止大体积现浇钢筋混凝土的收缩裂缝出现,在抗渗混凝土内掺入HEA高效防水剂和延长大型水池长度方向设置垂直伸缩缝。3.为提高现浇混凝土的抗渗性能,在混凝土池壁内外侧涂抹防水剂。4.在工程施工过程中,采用一些技术措施进一步保证现浇钢砼水池的抗渗性能。(三)工程抗裂施工措施1.基础地基加固为减少基础沉降,提高地基承载力,地基加固处理采用换填法,即采用砂垫层的方法。以保证结构沉降为柔性均匀沉降。(1)根据地质勘察报告水池基底标高位于②3层黑灰色黏土层,流塑,土层较差,故基础挖至④1层暗绿-黄色黏土层,土层性质硬塑-可塑,中压缩性,土层较好;以④1层土层作为持力土层,其上的土层均用密实的砂垫层置换。(2)砂垫层施工时先砌筑挡砂墙,再分层分皮(25毫米一皮,30米长一段)铺砂,再浇水、振捣(平板振动机),经过贯落度检测合格,进行环刀试验,数据合格后再进行下一层施工。(3)砂垫层干密度经测试为平均值为1.74×103kg/m3大于设计要求的1.6×103kg/m3。2.优化混凝土配合比为防止混凝土自身渗漏,采用抗渗混凝土,抗渗等级S6。由于大体积现浇钢筋混凝土易出现收缩裂缝,为提高混凝土的抗裂性能,在抗渗混凝土内掺入适量的HEA高效防水剂和设置垂直伸缩缝间距,沉淀池伸缩缝间距约为45米。由于HEA具有与自身相容性的高效减水成份,搅拌时间控制应比普通混凝土延长30~60秒。保湿养护至关重要,混凝土初凝后即开始浇水和盖麻袋养护,养护期不少于14天,要始终保持表面湿润状态。振捣必须密实,不能过振或漏振,采用专人专区负责制,以混凝土开始泛浆和不冒泡为原则。3.内外防水剂(1)池壁迎水面涂JK2050水性高效有机硅防水剂。JK2050直接喷涂在混凝土表面,渗透到混凝土表层内5~8毫米,通过其于混凝土的浇合固化作用完全填补了混凝土表面的水化热细微裂缝在混凝土表面形成永久性的不透水层,保证了混凝土池壁的抗渗性能。(2)池壁外侧涂刷氰凝池壁外侧±0.00以下及垫层面涂刷JK-19A优质改性氰凝,以阻隔地下水同混凝土池壁的接触,该防水剂抗渗性能优良,耐冲刷,弹性好,抗裂性优异,且耐化学品介质腐蚀,最适合地下及室外防水涂膜。(3)防水剂施工需要先进行基层处理,保证混凝土表面无孔隙、无其它附着物,然后在清洁的表面上涂刷防水剂。五、小结钢筋混凝土结构裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面,建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现,是不可避免的,其有害程度是可以控制的,有害与无害的界限是由结构使用功能决定的。因此加强钢筋混凝土结构出现裂缝原因的分析是非常重要的,设计、施工、材料等方面因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的,必须全面系统的考虑。从裂缝的分类入手,弄清裂缝出现的原因,对裂缝采取措施加以正确的处理,能够避免钢筋混凝土结构裂缝的产生或者使裂缝尽可能将其有害程度控制在允许范围之内,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,钢筋混凝土结构裂缝问题将会逐渐得到圆满的解决。保证建筑物和构件安全、稳定地工作。参考文献[1]王铁梦.《工程结构裂缝控制》.中国建筑工业出版社.1999[2]国家基本建设委员会建筑科学研究院编.《钢筋混凝土结构设计规范》. 北京. 中国建筑工业出版社.1974.[3]钟振武.现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及处理[J].山西建筑,2003[4]钢筋混凝土裂缝机理与控制措施.工程力学,1/1/,23[5]钢筋混凝土裂缝原始分析及预防措施.中国高新技术企业,2/1/(13)[6]徐有邻和顾祥林 编著《混凝土结构工程裂缝的判断与处理》 中国建筑工业出版社出版 2010.3[7]张海峰.浅析混凝土裂缝产生原因及预防措施[J].今日科苑, 2008[8]曾力军.浅析混凝土裂缝的原因、预防和处理[J].江西建材,2007[9]刘津明 编著 《混凝土结构施工技术》 北京:机械工业出版社,2009.
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