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砌体裂缝产生的原因范文

来源:盘古文库作者:漫步者2026-01-071

砌体裂缝产生的原因范文第1篇

1、房屋外墙的裂缝:①在墙体中呈现斜向裂缝,且裂缝走向凹陷处。②在建筑下部比较明显,由下向上发展,呈“八”字,倒“八”字﹑水平、竖缝。

2、承重墙上的裂缝:①裂缝贯穿整个墙面且穿到背后,呈倾斜性。②在不同楼层墙体的同一位置均出现有方向、有规则的裂缝。

3、楼板(地面和顶板)的裂缝:①呈对穿性的裂缝(与房屋横梁平行的裂缝)。按有关验收规范,裂缝允许在(0.3mm)范围内,但裂缝对结构的耐久性有不利影响。②受力裂缝:这种裂缝表现为墙角呈45°的裂缝或与横梁垂直的裂缝。裂缝往往不对穿,形状外宽内窄。

4、结构梁底部的墙体(窗间墙),产生局部竖直裂缝。

5、阳台、雨蓬等悬挑结构板的裂缝:这种裂缝通常是整个贯穿。大家都应该知道如果阳台和其他悬空的结构板出现裂缝,后果是很严重的。

以上是比较严重的裂缝情况, 二,按照装饰层-结构层分:

1、表面乳胶漆裂缝 壁纸裂缝:表面装饰层没有干透就遭遇温度、湿度变化,乳胶漆 壁纸会出现裂缝。

2、腻子找平层裂缝:基层有浮灰 油污,找平层没有干透就遭遇温度、湿度变化,腻子会出现裂缝。

3、水泥砂浆抹灰层裂缝:如果抹灰层和墙体基体黏合不紧密则会导致抹灰层空鼓、掉粉,造成墙体开裂。

4、接缝处裂缝:钢筋混凝土剪力墙与陶粒砖(空心砖)接缝处;钢筋混凝土梁与陶粒砖(空心砖)接缝处;后堵砌的门口处;石膏板隔墙与原有墙体接缝处;受周边环境或者外力影响,石膏板、预制隔墙板和预制楼板会出现材料收缩或位置变动,这种原因会导致接缝处出现裂缝,一般为垂直缝或者水平缝。

5、结构性裂缝:结构性裂缝是由房屋主体结构引起的基体(水泥浇筑墙体)开裂、上部荷载过大引起墙体裂缝、地基下沉(如果地基下沉严重则属于房屋质量问题)、施工洞未处理等造成的。 三,按照产生原因分:

1、温度性裂逢:这种裂逢是墙体中最常见的,这种裂逢常见于不同材料的交接处,如圈梁和砖砌体交接处的水平裂缝。一般材料都有热胀冷缩的性能,房屋结构由于周围温度变化引起变形,不同材料的膨胀系数不一样,导至产生温度性的裂逢。这种裂缝,只影响房屋室内的外观,不会影响房屋的安全性,可适当采取一些补救措施:在裂缝处贴无纺布、安装钢板网片或用砂浆堵缝,再用涂料进行粉刷修补。

2、地基不均匀沉降引起的裂逢:房屋在建成后,地基一般都会下沉。如果地基沉降不均匀,沉降大的部位与沉降小的部位发生相对位移,在墙体中产生剪力和拉力,当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时,就会产生裂缝,且这些裂逢会随地地基的不均匀沉降的增大而增大。这种裂逢一般成斜裂逢,且裂缝走向凹陷处。这种裂缝在建筑物下部比较明显,由下向上发展,呈“八”字,倒“八”字﹑水平、竖逢等。当长条形建筑物中部沉降过大,则在房屋二端由下往上呈“八”字形裂逢,且首先在窗角上突破;反之,当两端沉降过大时,则形成两端由下往上倒“八”字型裂缝,也首先在窗角上突破,也可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,刚在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当纵横墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致产生水平推力而形成力偶,从而导致交接处的竖缝。

3、结构设计有差错,由于计算荷载时有遗漏,构造不合理造成结构不合理而引起的裂缝。

4、砌体施工质量差,墙体砌筑时灰逢不饱满,厚度不均匀,组砌方式不符合要求等,砌筑砖墙时,未对砖块湿水,采用干砖上墙等都会降低砌体承载力,使墙体日后出现裂缝。

5、在实际生活中经常因为在房屋建成后埋设各种管线穿过墙体,破坏墙体整体性,减少了墙体载面面积,削弱了墙体承载力,从而引起墙体裂缝。

6、改变房屋用途,加大使用荷载或增加振动力,从而使墙体受到破坏,引起墙体裂缝。

判断裂缝种类:

一,从外观上判断:

1.结构性裂缝往往是不规则的;

2.接缝处裂缝则多是上下垂直或者水平的直缝;

3.裂缝如果呈放射状说明是抹灰层裂缝;

4.墙体表面漆膜或壁纸的龟裂则属于是装饰层裂缝。

二。刮开面层判断:

1.如果还是无法判断裂缝种类,可以先刮开墙面进一步检查,仅漆膜开裂,那就是装饰层裂缝;

2.如果水泥砂浆空鼓、粉砂,说明是抹灰层裂缝;

3.刮开开裂的腻子层后,如果看见板缝,说明是接缝处开裂;

4.如果墙体基体也出现了开裂则属于是结构性开裂。

水泥砂浆抹灰墙面裂缝产生的主要原因: 水泥砂浆收缩是引起墙面裂缝最常见的因素之一,它主要包括化学减缩、干燥收缩、自收缩、温度收缩及塑性收缩。每种收缩都有其自身特点,在引起抹灰墙面开裂时表现各不相同。

(1)化学减缩,又称水化收缩。水泥水化会产生水化热,使固相体积增加,但水泥-水体系的绝对体积减小。所有胶凝材料水化后都有这种减缩作用。大部分硅酸盐水泥浆体完全水化后体积减缩量为7%-9%,在硬化前,抹灰砂浆水化所增加的固相体积填充原来被水所占据的空间,使水泥石密实,而宏观体积减缩;硬化后的抹灰砂浆宏观体积不变,而水泥-水体系减缩后形成许多毛细孔缝,影响了抹灰砂浆的性能;

(2)干燥收缩是指抹灰砂浆停止养护后,在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩;

(3)自收缩是指抹灰砂浆初凝后,水泥继续水化,在没有外界水分补充的情况下,抹灰砂浆因自干燥作用产生负压引起的宏观体积减小。自收缩从初凝开始,主要发生在早期;

(4)抹灰砂浆的温度收缩又称冷缩,是抹灰砂浆内部由于水泥水化温度升高,最后又冷却到环境温度时产生的收缩。温度收缩的大小与热膨胀系数、抹灰砂浆内部最高温度和降温速率等因素有关;

(5)抹灰砂浆的塑性收缩是指抹灰砂浆硬化前由于表面的水分蒸发速度大于内部从上至下的泌水速度,而发生塑性干燥收缩。抹灰砂浆表面发生塑性干缩受时间、温度、相对湿度及抹灰砂浆自身泌水特征的影响。一旦抹灰砂浆具有一定的强度,不能通过塑性流动来适应塑性收缩,此时就会发生塑性收缩开裂,抹灰砂浆的塑性收缩缝,无论是否可见,都会影响抹灰砂浆的耐久性。由于水泥砂浆的这些收缩,产生了强度增长周期短(主要强度在10多个小时便已完成)与体积收缩周期长(几个月甚至上百天,收缩率为8%-10%)的矛盾,将使抹灰墙体中产生拉应力,当拉应力超过水泥砂浆的抗拉强度时,就会出现裂缝。

空心砖墙体裂缝原因分析及防治措施:

目前,施工中常用的墙体空心砌体有烧结空心砖(即泥土烧结红砖)和水泥砂浆空心砖(即碎石屑掺水泥蒸养砖)两种,采用这两种薄壁大孔砌块作为填充墙体材料的主要优点是节约土地资源和减轻墙体荷载。

但是,通过多年的使用观察表明多孔砖墙体裂缝问题较为突出,这种裂缝现象在粉刷完成后更为明显,甚至在交工验收后的工程质量回访中还时有发现。

一、裂缝产生的原因分析

对该商住楼的内填充墙裂缝进行了调查,鉴定裂缝产生的主要原因为:

(一)单排通孔小砌块填充墙的抗拉、抗剪强度偏低:通孔小砌块的空心率约为45% ,是薄壁大孔构件,其水平灰缝的砂浆结合面小;竖缝的砂浆饱满度差,施工时仍采用普通粘土砖砌筑砂浆则无法满足小砌块砌筑强度要求。尤其在非承重的小砌块填充墙中,墙体自重产生的竖向压应力很小,更降低了墙体的抗剪、抗拉强度。当小砌块填充墙体内产生较大的拉应力时则造成墙体裂缝。

(二)填充墙体与混凝土柱连接措施不当:室内混凝土柱与砌体交接处的小型空心砌块随干燥产生较大的收缩应力,当墙、柱结合处连接薄弱时,即在结合处出现竖向裂缝;当连接强度较高时,则可能在墙体中部产生竖向裂缝。

(三)填充墙顶与混凝土梁、板间未顶紧:混凝土梁底与填充墙顶结合处出现水平贯通裂缝,主要是因为填充墙顶与梁底结合不实,砌体干燥产生收缩,使墙顶下沉,从而在梁底产生水平裂缝。

(四)小型空心砌块有较大干缩变形:如烧结粘土多孔砖对温湿度的敏感性大,其收缩范围为(2~3.5)10-4,且28天龄期时干缩才完成40%,后期会继续干缩,尤其是湿胀后会产生新的收缩。该商住楼需用砌块量较大,部分砌块未到28天龄期即运到工地上墙,且砌块强度等级仅为MU2.5;砌筑后必然产生较大的干缩,从而引起墙体较多裂缝。

(五)施工质量原因:部分室内填充墙中间部位出现水平或竖向裂缝,是由于施工时在填充墙上留有门洞,后期进行封堵时原先砌体与后砌砌体收缩变形不同所致;也有的是因为砌块干缩大,裂缝在沿砌块周围砌筑砂浆最薄弱的部位产生。

二、防治填充墙体裂缝的主要措施

(一)选择干缩率小、含水率合适的砌块:砌块应有较小的干缩率,较高的密实度,出厂龄期应大于28天,其相对含水率应略低于当地的环境湿度,使砌块内所含水分与大气中的水分接近平衡,从而减少砌块墙体的干缩变形。对砌块含水率的控制应贯穿于砌块生产、储存、运输的全过程。

(二)采用封底多排孔小砌块:目前常用的单排通孔烧结小砌块,存在砂浆接触面小,抗剪强度低等不足,改用封底多排孔混凝土小砌块后,封底面朝上,便于水平灰缝砂浆铺设及竖向灰缝砂浆的座实,以提高灰缝的砌筑质量。水平灰缝砂浆嵌入砌块孔内可起到销键作用,以提高抗剪、抗拉强度。

(三)采用烧结小型空心砌块专用砌筑砂浆:由于烧结小型空心砌块为薄壁大孔构件,水平灰缝砂浆粘结面小,竖向灰缝是粘土砖的3倍多,故要求采用专用砌筑砂浆其要满足强度、密度、稠度、保水性和抗冻性要求。同时,还应具有粘附力强、低收缩和柔软性好等优点。

(四)加强填充墙与混凝土柱的连接:填充墙和混凝土柱连接处应采用实心混凝土砌块砌筑,并与封底多孔砌块咬合组砌,柱内预留2Φ6钢筋与填充墙拉结,钢筋竖向间距 400mm;顶层及底层的门窗洞下设70mm厚通长现浇钢筋混凝土带。

(五)填充墙顶与混凝土梁、板间的连接:待填充墙沉实后,一般在墙体完成7天后,再进行墙体顶砖砌筑,填充墙顶部采用实心水泥砂砌块斜砌,且必须逐块敲紧密实,用8~12mm的砂浆填满挤实。当墙长大于5m时,墙顶应用预埋钢筋拉结;墙高大于4m时,墙体中应设钢筋混凝土圈梁。

(六)墙体内设置构造钢筋:考虑到顶部2层温度影响较大,故在墙体内设置通长2Φ4焊接钢筋网片,竖向间距500mm,其余各层可为700mm,钢筋网片均与混凝土柱伸出的拉结筋搭接。

(七)墙体抹灰要求:墙面抹灰前,在填充墙体与钢筋混凝土构件周边接缝处设置高度不小于500mm的粘贴网布,长度随接缝粘贴,网片张紧后固定。墙面抹灰应在墙体砌筑15天后方可进行,抹面施工按规范要求进行。

空心砌块墙体裂缝是建筑施工中不可避免的普遍现象,只有通过改进施工工艺,并采取一定的技术措施和方法,才能有效的防止和减少裂缝的产生。而要彻底解决这个问题则是一个综合性的研发课题,有待建筑材料、建筑构造、施工工艺等多方面得到改进和不断完善才能逐步解决。

各种不同裂缝的处理方法:

1、温度性裂缝-最常见的房屋裂缝,对房屋结构安全影响不大,这种裂缝,只影响房屋室内的外观,不会影响房屋的安全性,可适当采取一些补救措施:在裂缝处贴无纺布、粘贴PVC网格布或用砂浆堵缝,再用涂料进行粉刷修补。

2、沉降裂缝-当沉降裂缝发生后沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时,应在裂缝稳定后对裂缝修复。新建房屋的地基在2-5年内才会逐渐稳定,修补好裂缝后,这其间墙体还是有可能会由于地基下沉而开裂,对此您也不必过于担心。如果裂缝对房屋整体美观影响不大,第一次修补后可隔久一点再修补。 修复一般用水泥砂浆、聚合物砂浆填缝或弹性腻子、石膏填充,嵌缝带粘贴。

3、结构性裂缝-普通装修方法无法修复,必须找专业建筑结构人员根据实际情况,采取相应措施。

4、表面乳胶漆裂缝 壁纸裂缝:如果只是表面漆膜的龟裂,用细砂纸将裂纹打磨掉,重新涂刷就可以了。 壁纸如果是接缝处开裂,用温水湿润,重新涂刷壁纸胶粘贴即可。

5、腻子找平层裂缝:如果裂缝已经深入腻子层,可先用尖锐工具将裂缝扩大到一个改锥大小,填入嵌缝石膏并进行打磨找平,贴上网格布或牛皮纸后用腻子进行找平,最后按照正常的工序刷漆或者贴壁纸都可。

6、水泥砂浆抹灰层裂缝:如果抹灰层出现大面积空鼓,应该敲掉原有抹灰层,重新做一次水泥沙浆的抹灰层,找平后再按正常工序刷漆或者贴壁纸。不过,这样处理后造价会相对提高,业主可根据自己的经济能力选择修补方式。如果只是出现大面积开裂,没有翻砂、空鼓、脱落情况,可以满墙贴的确良布,再按正常工序刷漆或者贴壁纸。 造价相对较低的方式是,直接在原有墙面上钉一层石膏板,需要环保乳白胶和钢钉同时使用。

7、接缝处裂缝:建议等整个楼体变形趋于稳定之后修复,短时间之内的修复容易出现反复。

施工时要留意室内温度 湿度 室内温度低于5℃时,腻子、涂料等墙体材料很难干透,建议停止施工。对时间有要求的业主,可以用电暖器烘干墙面,但要注意保持适度的距离。 上一道施工程序必须完全干燥之后,再进行下一道施工程序的施工。乳胶漆施工完毕之后要关闭门窗3-5天,完全阴干之后,才能开窗通风,严禁强通风,避免皱干出现开裂情况。

装修材料对裂缝的影响

在家庭装修中,吊棚、轻质隔墙目前主要采用轻钢龙骨和木龙骨两种材料,这两种材料各有优缺点。木龙骨-容易受到环境湿度的变化产生膨胀和收缩变形,轻工龙骨容易受环境温度的变化产生膨胀和收缩变形。。

结束语

砌体裂缝产生的原因范文第2篇

摘要:现浇钢筋混凝土楼板裂缝是常见的质量问题,裂缝的存在不仅会影响居民的日常生活,也直接影响到房屋建筑的正常使用以及结构安全性,已经成为房屋建筑工程施工迫切需要解决的质量通病。本人长期工作在施工第一线,结合自己多年施工实践经验就现浇钢筋混凝土楼板裂缝形成原因从混凝土的特性、原材料质量、设计和施工等方面进行了分析,旨在施工过程中预先制定专项裂缝预控措施和方案,减少裂缝的产生作一些探讨,并提出了预防楼板裂缝产生的相应措施和处理方法。

关键词:现浇钢筋混凝土楼板裂缝原因、预防措施、处理方法

混凝土是由水泥、掺合料、外加剂与水配制的胶结材浆体将分散的砂、石子搅拌粘结在一起的工程常用材料,是一种多元、多相、分均匀的水泥基复合材料,弹性模量较高而抗拉强度较低,在受约束条件下只要发生少许收缩,产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土的抗拉强度,导致混凝土开裂。现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是十分普遍的现象,是工程常见的质量通病,也是长期困扰建筑施工的一个难题。其特点是:第

一、具有广泛的普遍性。无论是砖混结构、框架结构还是剪力墙结构,由于近年来住宅结构施工周期缩短,劳务作业人员的技术素质下降,楼板结构裂缝成为多发性的质量问题。第

二、危害性较大。楼板裂缝不仅对结构安全构成威胁,还会降低建筑物的整体性、耐久性和抗震性,也降低了建筑物的使用寿命。第

三、处理难度大。一旦出现楼板裂缝,单纯从技术角度无法处理达到正常水平。因此分析其开裂的原因,既不能忽视隐患的存在,也不能对裂缝产生恐惧感,采取科学的态度进行认真的分析和处理,具有重大的经济效益和社会价值,对于完善混凝土结构设计、施工技术具有极强的现实意义。

一、现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生原因分析

1、混凝土的收缩变形使楼板产生裂缝

1.1浇筑初期(终凝前)的凝缩变形

凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内,通常浇后24h即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝,在梁、板、墙中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝呈不规则的鸡爪状或地图状。凝缩变形产生的裂缝多与混凝土的泌水现象有关。新浇筑的混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体颗粒向下沉,迫使轻的水向上移,即所谓“泌水”。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥

结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固体颗粒能不受阻碍地自由下沉,则仅使结硬后混凝土的体积减少,并不会产生裂缝。

塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响,影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度,当水分蒸发速度超过了泌水速度时,就会产生这种裂缝。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达1~2mm.这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现,因为角部的干缩不受约束;相反,如板的边缘受到约束(砖墙等),则将出现与板边呈45°的一系列平行裂缝。

1.2硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩

自身收缩与干缩一样,在浇筑后相当长的时间约1~3 周才会出现,它是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓自干燥作用,使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少,而自身收缩增大。如当水灰比大于0.5时,其自身干燥作用和自身收缩与干缩相比可以忽略不计;但是当水灰比减少到0.35时,混凝土内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则相接近。在硬化混凝土收缩受约束的条件下,收缩应变将导致弹性拉应力,拉应力可被近似看作弹性模量与应变的乘积;当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,材料出现开裂。但是由于混凝土的粘弹性(徐变),部分应力释放,徐变产生的应力松驰后的残余应力才是决定混凝土是否开裂的关键。

2、材料特性及材料质量问题产生的裂缝

2.1混凝土收缩变形

混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料,在施工成型后随着水分的大量蒸发,混凝土体积势必随之收缩产生变形。但是由于现浇混凝土楼板受到梁、柱、墙等周边支座的约束力,并不能自由收缩变形。当约束应力超过混凝土的极限承受能力时,就会造成现浇混凝土楼板的开裂。这样的裂缝通常出现在板角等应力相对较为集中区域。 2.2混凝土温度裂缝

钢筋混凝土楼板浇筑初凝过程中,由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高,根据相关监测数据发现温度差最高可达50℃以上。在养护期14 天内,混凝土内外温差一般处于较大水平。混凝土楼板表面由于具有较好的热量散失条件温度基本相对较低,现浇钢筋混凝土楼板的内外温差导致温度应力的产生,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,便会导致裂缝的产生。

2.3水泥质量和使用上的问题

水泥品种混乱,大量打着普通硅酸盐水泥的水泥在混合材料的使用上存在诸多问题,掺杂使假、违规生产盛行;建设、设计、施工单位对于水泥产品不熟悉,致使水泥品种单一,促成水泥厂造假。中小型水泥厂管理跟不上,盲目提高混合材的掺量,出厂水泥质量难以保证。在任何工程、任何部位、任何施工气候条件千篇一律的使用普硅水泥,无论对于确保工程质量还是降低造价都没有好处。

2.4商品砼自身特点

目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑,但受剧烈的市场竞争,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼外掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,水、水泥、外掺混合材料等计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送砼坍落度大,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。

3、施工技术和方法不当产生的裂缝

3.1模板支撑体系施工措施不当

在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,模板支架没有设计计算或设计达不到规范要求也是导致现浇混凝土楼板开裂的主要原因。近年来现浇钢筋混凝土楼板施工多采用大规格竹胶板(五合板)做模板,铺设后应用钉子与下面的木方支撑肋钉牢固,否则大规格模板与木方档之间会产生空隙,当受到上部压力时,模板会下陷变形(俗称“喘气”)。混凝土浇注过程中因荷载较小,有时模板不变形,当楼板再承受施工活荷载时,就会产生变形,从而导致楼板混凝土裂缝。另外支模过程中模板下方木档的间距过大,上下层之间的支撑不垂直,垂直支撑面与现浇楼板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形,使混凝土楼板内产生过大的应力变形,造成裂缝的发生。此外由于拆模板过早,现浇钢筋混凝土尚未达到设计强度等级时,在荷载的作用下楼板结构受荷超过承载能力也会造成楼板的开裂。拆除墙角模板方法不当,当上层墙体拆除角部钢模板时,施工人员往往图方便,将拆下的角模板直接推倒砸在楼板上,巨大的冲击力经常导致楼板角部出现环状的密集微裂缝。 3.2管线埋设处理不当

现代建筑设计中多采用将各类强电、弱电管线在楼板内暗敷的方式,局部会出现楼板内电气埋管(PVC)集中的现象,集中的PVC埋管占据了较大的楼板截面,形成局部薄弱带,这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小,而且PVC埋管与混凝土两种材 3

料的线性膨胀系数差别较大,粘结力不强,造成现浇钢筋混凝土的密实度不足,极易导致由于应力集中而造成楼板在PVC埋管弹性力作用下产生与管线走向一致的楼板裂缝。 3.3混凝土泵送浇捣施工存在质量问题

在房屋建筑工程施工过程中,现浇钢筋混凝土一般采取泵送的方式,这就要求混凝土的坍落度在120-220MM 之间,水泥用量以及水灰比均较大。同时为了缓解运输过程中出现初凝,部分混凝土中还掺加了缓凝剂,极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆,造成浇筑混凝土的均匀性较差,表面收缩量增加,因而出现裂缝,浇捣方法不当和浇捣速度过快也是砼产生裂缝的因素之一。 3.4施工荷载过于集中

在楼板混凝土刚刚失去塑性但强度还没有达到一定程度时,最容易受到损害,造成无法修复的缺陷,需要很好的保护。现代施工节奏较快,往往在混凝土刚刚终凝时即开始上层施工,大量的施工材料、机具、人员等施工荷载,特别是高层结构使用的钢制大模板,经常在楼板中间位置集中堆放,造成楼板中间部位出现大量不规则的微小裂缝。

3.5上人操作时间过早

有时为了抢工期,施工人员往往在楼板混凝土强度尚未达到规范要求的1.2MPa时,即开始在上面施工作业,这时楼板受到动荷载的作用,必然在混凝土内部产生微裂缝。

3.6操作工艺及养护措施

经过多年的实践,发现商品混凝土浇捣后二次抹压十分重要。初凝前进行二次振捣和抹压并及时覆盖薄膜对表面裂缝效果很好。规范合理的养护措施可以有效降低混凝土的收缩量,试验研究表明混凝土保湿养生两周相比于不足一周的养护时间,收缩量可以降低25%左右,这对于控制混凝土现浇楼板的裂缝具有重要的作用。但是部分施工单位对于混凝土浇筑结束后的保湿养生重视不足,难以按照相关规范要求进行养护,造成现浇钢筋混凝土裂缝的出现。

3.7过早加载或施工超载

在新浇的板面过早加载或施工超载,在使用塔吊向新浇筑的楼板上吊运钢筋、料箱(斗)等重量较大的物体时,经常由于指挥控制不当以及下部未垫方木等原因,物体下落速度较快,导致重物直接冲击楼板而产生楼板裂缝。

4、结构设计方面产生的裂缝 4.1建筑和构造

平面布局不合理,结构构造措施不力,变形缝(后浇带)位置不合理,构造钢筋不足。设计无抗裂要求,抗扭、抗冲切和抗剪强度不足。地基变形或沉降过大等。

4.2设计中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支,由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强,但所配置的构造钢筋有往往存在直径过细,间距过大。

4.3楼板配筋设计中,仅在楼板轴线承重梁处配置了负弯筋,这些钢筋在楼板挠度应变产生负弯矩时起抗力作用,刚性较大;而在楼板中间的配筋设计仅计算支撑平板的正压力负荷,数量较少所以就显得相对薄弱,容易出现裂缝。

4.4对楼板来说,约束最大的位置在阳角和阴角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,也是楼板收缩变形最大的部位;一般来说,板内配筋都按平行于板的两条相邻边设置,使得转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱,沿外墙转角处的楼板容易出现45°斜向放射状裂缝。

综上所述,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,在设计和施工过程中要充分考虑到上述因素,有针对性的加以预防和解决,采用合理的技术措施,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是可以得到有效控制和预防的。

二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施

1、严格控制混凝土原材料质量

由于钢筋混凝土现浇楼板大多使用商品混凝土,因此为避免由于混凝土材料原因出现裂缝,必须严格控制水泥、砂石等原材料的质量,严格按照设计以及规范要求进行配合比设计及计量。对于进场使用的混凝土,除进行坍落度等必要的试验验收外,仍需留置混凝土试块,以确保用于浇筑施工的混凝土质量。

2、完善钢筋混凝土现浇过程施工工艺,规范混凝土养护作业。

对于模板支撑体系施工作业,首先应该根据工程不同情况及相关要求进行设计验算,综合考虑施工过程中吊装等各种荷载对模板稳定性的影响。对于钢筋的绑扎,应该确保保护层的厚度与设计要求一致,避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。电暖等管线的铺设应尽可能的与钢筋交叉布置或者与现浇板短跨方向平行铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中,如不得已需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。对于混凝土的浇筑捣实作业,应根据不同季节混凝土的初凝时间,确保初凝前完成捣实以及找平。在现浇混凝土终凝时间之前应完成板面的二次抹压工作,以便于及时进行混凝土保湿养生。规范合理的混凝土养护措施,是提高钢筋混凝土现浇板整体强度,预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下,避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下二次抹平后及时对混凝土采用覆盖塑料薄膜或者使用薄膜养生液,保湿养生时间不得低于一周,有抗渗要求的不少于14天,对其它使用外掺剂的混凝土应适当延长养生时间。在混凝土强度没有达到7.2N/mm2前,不得上去踩踏或进

行施工作业。

三、现浇钢筋混凝土楼板裂缝常用的处理方法

现浇钢筋混凝土楼板裂缝常用的处理方法有表面修补法、局部修补法(部分凿除重浇)、水泥压力灌浆(≥0.5MM的稳定裂缝)、化学灌浆(≥0.5MM的裂缝)、减小结构内力及卸载或控制荷载、结构补强、改变结构方案及拆除重做等方法,具体应根据不同建筑类型和用途按照实际情况慎重选用,下面就一般常用做法作简单的介绍。

1、表面封闭法

对于混凝土裂缝小于 0.15mm 难以使用填充材料的微缝,可以通过表面封闭的方式进行处理,以提高钢筋混凝土现浇板的防水性,避免水分浸入对钢筋的锈蚀。表面封闭法的施工工艺为首先清洗处理干净现浇楼板表面(包括迎水面和背水面),待充分干燥后使用黏度相对较低的液态树脂或者是表面涂料胶均匀的填充涂刷裂缝表面,形成对裂缝的封闭处理。

2、压力灌浆法

压力灌浆主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式,一般情况下用于处理宽度介于0.15-0.5mm 之间的裂缝,其处理方式为通过一定的压力条件将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部实现混凝土现浇楼板裂缝的修复。压力灌浆法施工步骤主要包括:清洁裂缝、确定灌浆口、裂缝封闭、安设底座及灌浆设备、压力灌浆及封口,最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。

3、开槽填补法

对于宽度超过 0.5mm 而且较长的现浇混凝土楼板裂缝,一般采用开槽填补的方式处理。首先利用切割机沿裂缝发展方向将裂缝扩大,使其形成v 型槽的形式,之后将处理后的裂缝清洗干净,将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料,密封裂缝后将现浇楼板表面抹平压实。

4、压力灌浆法施工工艺 4.1材料选用

①水溶性聚氨酯灌浆液与丙酮化学分析醇

适用于地下室底板及地下室顶板裂缝长度大于2米或裂缝宽度大于0.2mm的裂缝。水溶性聚氨酯是由环氧乙烷或环氧丙烷开环共聚的聚醚与异氰酸合成制得的一种不溶于水的单组分灌浆材料,该材料适用范围广泛,无污染。

②速凝微膨胀水泥

适用于地下室顶板裂缝长度小于2米或裂缝宽度小于0.2mm的裂缝。

③水泥基聚合物防水剂

在地下室顶板裂缝修补后的迎水面进行防水处理,原卷材防水照常施工。 4.2施工工艺流程

将照明灯引入施工面寻打出裂缝部局并做好标记在地下室架好通风设备凿去缝表面的松动混凝土及杂物,并用水清洗干净缝口用速凝微膨胀水泥补平每一定距离用冲击电钻钻孔深100mmΦ12mm孔用12mm灌浆咀埋入孔中(孔深及灌浆咀直径应根据板确定)再用电动压力机将水溶性聚氨酯,从灌浆咀注入渗水裂缝内注浆时缓慢进行直至有浆料开始从裂缝渗出来为止检查清理。

4.3施工步骤

①检查:仔细检查漏水部位,清理渗漏部位附近的污物,以备灌浆。

②寻找裂缝是一项繁琐、细致的工作,如表面不易干燥,可以用喷灯烘干,用角磨机磨光周边,裂缝处因含有水份,立即可以发现,此办法即提高了工作效率,又可确保每一分区无遗漏。

③布孔:在漏水部位打灌浆孔,对深层裂缝可钻斜孔穿过缝面,一般孔距为200MM500MM。

④埋嘴封缝:埋设注浆嘴,用快干水泥封闭。

⑤裂缝修补:灌浆液应从每一枚针头开始(结构立面由下往上灌注),当浆液从微孔处冒出时,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻的针头位置,可以跳开不注;如注浆后发现裂缝两端仍有继续延伸、或有裂缝与其相交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。

⑥灌浆:根据渗漏部位的具体情况确定灌浆压力、灌浆量。用堵漏注浆泵将水溶性聚氨酯灌入裂缝,当全邻孔出现纯浆液时,移至邻孔,在规定的压力下灌浆,直至压不进为止(注入率0.01L/min),随即关闭阀门。(一般灌浆压力0.3Mpa)。

⑦72小时后检查渗漏部位有无渗水,无渗水将灌浆嘴折断,用快干水泥将基面封闭、抹平。

⑧先做样板经监理甲方确认后再大面积施工。 4.4注浆时应注意的问题

①当一枚针头在灌注较长时间后(约5分钟后),浆仍未从裂缝内冒出,应停止灌注,间隔一段时间后再进行,如仍未灌满,应检查钻孔是否与埋管线交叉、板底是否有孔洞等情况,待查明原因后再进行灌浆。

②灌注时应严密注视灌注机的工作压力表,如超过额定压力(350kg以上),应停机后再进行,如压力仍居高不下,应检查钻孔是否与裂缝完全交叉。

③聚氨酯是遇水膨胀材料,工作时应穿戴好防护用具,如手套、护目镜等。表面清理及设备维护。

④待浆液凝固后,表面应及时清理。

⑤灌注机连续使用最多不超过10小时,如中途停止工作超过30分钟,应及时清理机械,清洗可用专用清洗剂或丙酮等。

4.5资料整理

①对于地下室渗漏的部位,必须在图纸中标注清楚,注明裂缝方向、部位、裂缝宽度等。

②做好施工纪录,详细注明裂缝修复部位、长度、裂缝宽度及施工时间及其施工方法。 ③对原材料厂家证明、合格证及有关检验报告进行收集与整理。 4.6施工中应注意的问题

①在寻找裂缝前,首先应对裂缝进行分析,并按裂缝宽度、长度的不同分别取蕊,以确定裂缝深度发展规律。如非贯穿裂缝且深度较浅,可以作表面处理。

②裂缝修补:灌浆液应从每一枚针头开始(结构立面由下往上灌注、平面一般由板底面向上灌注),当浆液从微孔处冒出时,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻的针头位置,可以跳开不注;如注浆后发现裂缝两端仍有继续延伸、或有裂缝与其相交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。

③为使裂缝内注满浆液,应进行第二次注浆,第二次灌注应与第一次间隔一段时间(约30分钟),必须在浆液凝固前完成,如第二次灌注后,浆液仍不能愈合,应在该位置重新钻孔注浆。

④裂缝内注满浆液后拨下高压注浆管,其止水针在没有压力的情况下能自动封闭。

⑤注浆完后,剔除止水针头,用避水通防水砂浆抹平压光,恢复成板面平。 结束语

现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,只有在设计过程中针对各种影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计规范,设计合理;同时对于混凝土楼板施工做好事前、事中和事后控制,施工前做好各种专项施工方案的编制、审核,确保方案可行,切合实际;施工中加强对钢筋质量的检查、验收和过程保护,加强混凝土施工工艺控制;施工完成后 8

做好楼板混凝土的养护工作,总之只有在施工中加强管理、责任到人、措施到位,这样才能有效的预防和减少裂缝的产生,真正做到安全防患于未然。

容易出现的一些非结构性裂缝现象,国内外专家虽有很多的预防措施和处理的方法,但混凝土结构带裂缝工作是绝对的,无裂缝工作是相对的,重要的是在施工过程中要避免可见的、能够预控的、特别是对结构安全有影响的裂缝产生。现阶段只能采取以“预防为主,修补为辅”的裂缝控制方案,要想在实际施工中彻底杜绝裂缝的产生,仍需要科技的不断创新、施工技术的不断提高。全面保证混凝土现浇构件的质量,关键在于混凝土形成过程中的一系列阶段的控制,从平面布置、设计构造、原材料、配合比、混凝土的开盘鉴定、混凝土的拌制和运输,入模振捣、施工缝及后浇带的处理、养护等各个环节都会影响混凝土的质量。因此,施工单位要提高认识,加强管理,控制好工序的质量,而监理工程师也要对混凝土施工实行旁站监理,加强对施工工艺及措施的监督,针对裂缝形成的不同原因,有目的性的采取预防处理办法,加强施工过程中的质量控制管理,完善施工监管及质量验收手段,可以有效的缓解现浇钢筋混凝土裂缝的发生。

参考文献:

[1] 混凝土结构工程施工规范 GB 506666-2011中国建筑工业出版社 [2] 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 502042002(2011年版) [3] 混凝土结构设计规范 GB 500102010 中国建筑工业出版社 [4] 工程结构裂缝控制 王铁梦著 中国建筑工业出版社 2001.5 [5] 建筑工程事故处理手册 王赫主编 中国建筑工业出版社 [6] 建筑工程事故分析及处理实例应用手册 范锡盛 王跃 主编

砌体裂缝产生的原因范文第3篇

摘 要: 通过多现场观察,并查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、预防裂缝的措施进行等进行阐述。 关键词: 混凝土 温度应力 裂缝 控制

在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,但裂缝仍然时有出现。究其原因,混凝土温度应力的变化是其中之一。

在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。 1 温度裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或先凝混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。 根据温度应力引起的原因可分为两类:

(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。 3 温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。 控制温度的措施如下:

(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;

(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度; (3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热; (4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温; (5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施; 改善约束条件的措施是: (1)合理地分缝分块; (2)避免基础过大起伏;

(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;

此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。 加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm.因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一

4 混凝土的早期养护

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。 从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。

2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。

5 结束语

砌体裂缝产生的原因范文第4篇

一、混凝土结构裂缝产生的原因

钢筋混凝土结构的裂缝产生的原因主要有三种:(1)由外部荷载引起的裂缝隙,按常规计算的各种荷载引起的;(2)由于结构的实际工作状态与设计模型的不同而产生的结构次应力引起的裂缝;(3)由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素产生的变形应力引起的裂缝,施工中可采取措施避免。(4)大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用,是导致大体积混凝土温度裂缝的主要原因。

1.水化热产生裂缝的机理

大体积混凝土结构的截面尺寸较大,在施工过程中,由水泥水化过程中释放出大量水化热,由于体积大,热量不易散发,造成较大温升,从而导致体积增大。当这种变形不受约束时,混凝土结构内部不会产生应力。但实际上这种变形肯定会受到约束,约束有两种。一是混凝土与外部环境温度差异引起的约束;另一种是由于内部的条件不同产生的约束,以上两种约束产生的应力为温度应力。

其次,湿度变化引起的混凝土内部各单元体之间相互约束,产生的应力为干缩应力。因为湿度传导率远小于热度传导率(约为1/1600),所以,它主要在混凝土表面附近:另外,混凝土自身体积变形不能自由伸缩所产生的应力,称为自身体积变形应力;还有地基非均匀沉降、模板走样也会产生变形应力。在以上非结构荷载作用下所产生的应力中,主要是温度应力和变形应力。对于大体积混凝土结构施工,当混凝土浇筑体边界无约束时(如底、顶板顶面),在早期水化热温度迅速升高阶段,由于混凝土内、外散热条件不同,形成温度梯度,表面受拉,内部受压。当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。在混凝土的降温阶段,混凝土的温差引起的变形加上混凝土的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束时,在浇筑体中央断面产生内部拉应力,当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土整个截面就产生贯穿裂缝。 2.温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)初期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3)后期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。根据温度应力引起的原因可分为两类:

一是自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身、结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

二是约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。

二、裂缝控制的基本原理及措施

大体积混凝土的裂缝控制是指杜绝有害裂缝,同时减少或避免不影响使用的混凝土表面裂缝。裂缝控制原理是:降低混凝土外约束与非线性降温和收缩所产生的拉应力,提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸,以确保抗裂安全度要求。裂缝控制方法采取温差与温度应力双控制方法,避免结构物出现温度裂缝,同时调整混凝土表面湿度以防止表面干缩裂缝。结构裂缝产生的主要原因是降温和收缩。任一降温差包含水化热引起的温差和收缩当量温差,又都可以分解为均匀降温差和非均匀降温差两类。前者产生外约束力,它成为贯穿性裂缝的主要原因;后者引起自约束力,形成表面裂缝;只有同时控制好这两类降温差,才能减小和避免裂缝的产生。

控制混凝土裂缝,必须从混凝土产生裂缝的几个主要原因入手,才能有效地将裂缝控制在充许范围内。一般分为两个控制阶段,设计阶段和施工阶段。设计阶段由设计人员对混凝土强度等级、钢筋的品种、规格、建筑物的结构形式等统筹设计,有效进行裂缝控制。施工阶段采取加入外加剂改善混凝土性能、降低水泥水化热、降低混凝土内外温差、设置施工缝或变形缝、加强混凝土中的配筋率等措施来减少混凝土的收缩,防止混凝土产生有害裂缝。 1.合理设计施工配合比

由于大体积混凝土各项指标要求较高,并普遍采用泵送混凝土,因此合理设计配合比是有效控制和预防混凝土裂缝发生的基础。应根据工程所处条件,对砂率、水灰比、水泥用量及掺合料用量等进行优化设计,选择最优方案。

(1)砂率的选择。适当砂率的选择对控制混凝土的裂缝有积极作用,混凝土的干燥收缩随砂率的增大而增大。由于砂率减小使粗骨料含量增大,在相同条件下混凝土的弹性模量较高,收缩量较小,而且由于粗骨料对收缩的约束作用,可减少开裂的可能。使用粗骨料,尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料,在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中,掺总量不超过20%的大石块,减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。

(2)选用中低水化热水泥,可使水泥在拌和过程中水化热释放较小,显著减少混凝土升温,如选用矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥、普硅非早强型水泥。充分利用混凝土后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。

(3)采用混凝土双掺技术,即在混凝土中加入优质粉煤灰,掺入量一般为水泥用量的20%左右,掺入缓凝型减水剂,用量为水泥用量的 1.0%左右。通过采用双掺技术,减少水泥用量,降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。

(4)加入UEA或AEA膨胀剂,用量为水泥用量的14%左右,使混凝土在凝固过程中不产生收缩,还可以提高混凝土自防水能力。 2.混凝土结构原料的控制

(1)材料的选择,应优先采用水化热低的水泥配制大体积混凝土,如矿渣硅酸盐水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料,因使用含泥量高的集料会导致集料表面与水泥石的机械粘结力降低,而且会增加混凝土拌合物的用水量,不仅增加了混凝土的收缩,同时降低了混凝土的抗拉强度,导致收缩裂缝发生。

(2)采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值,可以使混凝土浇筑后的内外差和降温速度控制的难度降低。

(3)掺合料和外加剂的控制。掺合料的质量对混凝土裂缝有显著的影响, 当前用的掺合料主要是粉煤灰或矿粉,它们可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性,粉煤灰对混凝土的早期干缩影响很大,使用细度较粗或含碳量高的粉煤灰会大幅度增加混凝土的需水量,从而加大混凝土的收缩导致开裂。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入减水剂,不仅使混凝土工作性能有了明显的改善,同时又减少拌和用水,节约水泥,从而降低了水化热。若是泵送混凝土,同时在炎热的夏天,为了延缓凝结时间,要加缓凝剂,反之凝结时间过早,将影响混凝土的输送和浇筑面的粘结,易出现层间缝隙,使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝,可掺加膨胀剂,如UEA膨胀剂等。 3.浇筑时的控制措施

(1)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。

(2)混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。

(3)采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性

(4)加强混凝土的养护及测温工作。混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,保温养护是大体积混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力;其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体的抗裂能力,同时,在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护。具体应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求,保温养护的持续时间应根据温度应力加以控制、确定,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施,如采用蓄水法保温养护等。

三、结论

混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的,混凝土裂缝的防治重点在于“防”,而不在于“治”在采取了上述综合性控制措施后,由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些裂缝发生后,必须先查明裂缝产生的原因,判明裂缝的类型,才能选择正确的处理方法,同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平,这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生,把裂缝宽度控制在设计范围内,尽量减少裂缝造成的危害。

参考文献

砌体裂缝产生的原因范文第5篇

近年来,由于建筑工程施工技术的不断发展,现浇钢筋混凝土技术已经发展到了一个较为成熟的地步。但由于商品混凝土的品质、混凝土搅拌运输、结构设计、施工管理等多方面因素导致现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝,对建筑结构整体性和使用功能产生了一定的影响,因此分析楼板裂缝产生的原因和合理的控制处理,对保证钢筋混凝土建筑结构的整体性及正常使用具有重要的意义。 本文主要根据自己个人的施工经验,结合各方面的理论知识,在施工管理方面对楼板裂缝的原因和控制处理进行简单的分析归纳。

[关键词] 现浇钢筋混凝土楼板;裂缝;施工技术;质量控制;裂缝处理办法

一、现浇钢筋混凝土楼板常见裂缝的种类

1、斜向裂缝:多分布在房屋外墙转角所在房间的楼板上,裂缝一般成45°斜向,有时一只角同时出现两条裂缝,裂缝基本上为上下贯通。如某七层框架商住楼工程,结构总长度约为100m,设有两道温度缝,其基础一侧为条形基础,其余为独立承台基础。在工程交接时后两个月左右突然发现在靠其中一条温度缝的一跨柱角楼板有45°裂缝,从三层至六层楼板每层均有3条,但均未贯穿楼板。

2、纵横向裂缝:主要表现为纵横向裂缝。如某教学楼,其现浇钢筋混凝土楼板大面积出现宽度0.1-0.3mm不等的纵横向裂缝。

3、表面龟裂:此类裂缝主要表现在施工过程中产生的裂缝,容易控制与处理。如某在建工程,因板面面积大,在晚上浇混凝土,第二天早上派人浇水,但前面浇,后面就干掉,到中午时板面出现龟裂缝,用肉眼可辩识。

二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝原因分析

1、商品混凝土引起楼板裂缝的原因分析 如今建筑施工都基本采用商品混凝土,由于商品混凝土采用泵送,要求混凝土的流动性要好,因此一般商品混凝土的水灰比、坍落度比较大。如果混凝土水灰比、坍落度偏大,经过振捣后楼板表面会形成一层水泥含量较多、收缩性较大的水泥浮浆层或砂浆层。一方面由于混凝土初凝时表面游离水分蒸发过快产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度较低,面层为浮浆或砂浆层强度更低,不能抵抗这种变形应力而导致混凝土表面裂缝。另一方面由于面层浮浆或砂浆的收缩值比基层混凝土大许多,变形值不同也导致混凝土表面裂缝。

2、模板及支撑体系引起楼板裂缝的原因分析

浇捣混凝土前模板不洒水润湿,过于干燥,模板吸收混凝土中大量的水分,造成楼板混凝土塑性收缩,产生裂缝。 模板支撑体系未完全按规范和方案要求进行搭设,导致梁板支撑刚度不够或模板挠度过大,在荷载作用下沉陷变形,造成楼板混凝土裂缝。

3、钢筋成品保护引起楼板裂缝的原因分析

在楼板混凝土浇捣时,不注重钢筋的成品保护,上部负弯矩钢筋被操作工人踩弯、踩倒、下沉,由于变形破坏的钢筋没有及时得到调整归位,导致楼板钢筋保护层过厚,使其不能有效地发挥抵抗负弯矩的作用,降低了楼板结构抵抗外荷载的能力,楼板很容易产生裂缝。

4、混凝土振捣引起楼板裂缝的原因分析

混凝土过分振捣,将使骨料沉落挤出水分和空气,表层呈现泌水,造成比下层混凝土收缩性大的表面砂浆层,待水分蒸发后,极易形成混凝土表面收缩裂缝。混凝土振捣后过度抹平压光也会使混凝土中骨料下沉,楼板表面也会形成收缩性大的表面砂浆层,造成楼板表面混凝土收缩裂缝。

5、过早拆模和上荷引起楼板裂缝的原因分析

施工单位为了节约模板成本,现场只配备二套模板周转使用,同时为抢工期,施工进度达到四至五天一层,这样过早拆除下层模板时,楼板混凝土还远远没有达到拆模强度要求。加之施工单位不科学安排施工工序,在楼板混凝土浇捣完成后第二天就上人上材料进行下一道工序施工,混凝土未达到终凝时间强度就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,导致混凝土早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,造成楼板产生裂纹或断裂。

6、混凝土养护引起楼板裂缝的原因分析

在现浇混凝土楼板的施工过程中,由于一次性浇捣面积大,表面与空气接触面积也大,水化过程较快,致使楼板表面温度较高。受太阳照射后,更加快了混凝土表面的游离水分蒸 发,水泥缺乏必要的水化水,从而产生急剧的体积收缩。此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生裂缝。特别是夏、冬两季,因昼夜温差大,养护不当更容易产生裂缝。

二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝的施工管理控制

1、商品混凝土引起楼板裂缝的施工管理控制

搅拌站要根据实验室配合比要求,控制好水泥、水、砂石的级配,从而控制混凝土水灰比、塌落度,提高混凝土的抗裂性能。 施工时严把商品混凝土进场质量,混凝土进场后,如混凝土有离析现象,必须进行二次搅拌,如检测混凝土塌落度过大,一律退场,严禁使用。在施工过程中,混凝土要在初凝前浇捣完成,超过初凝期的混凝土不能随意加水再使用。

2、模板及支撑体系引起楼板裂缝的施工管理控制 在楼板混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免模板过多吸收混凝土中的水分。模板支撑体系的搭设必须符合规范和方案的要求,保证模板及支撑体系有足够的刚度,在施工井架或施工运输工具频繁经过的位置,适当增加模板支撑。

3、钢筋成品保护引起楼板裂缝的施工管理控制 浇捣楼板混凝土时,必须设置马道或铺设操作平台,防止操作工人直接踩踏负弯矩钢筋,同时在浇捣楼板混凝土的整个过程中,要指派专人调整钢筋,恢复踩踏变形、移位的钢筋,确保负弯矩筋发挥应有的作用。

4、混凝土振捣引起楼板裂缝的施工管理控制 施工中混凝土充分振捣,可使骨料和水泥浆在模板中致密排列,有助于混凝土的密实性和抗裂性,对浇捣后的混凝土进行二次振捣可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成孔隙,减少内部微裂缝的形成和发展,提高混凝土与钢筋

的握裹力,增加混凝土的密实度,从而提高混凝土的抗裂性,但要注意掌握二次振捣时间,振捣时间不宜过长。 在混凝土硬化前,混凝土还未终凝时表面进行二次抹压,消除混凝土的收缩应力,闭和泌水收缩裂缝。

5、过早拆模和上荷引起楼板裂缝的施工管理控制

施工单位现场要配备多套模板循环使用,当拆除最下层模板时,楼板结构混凝土强度已达到设计拆模强度。同时施工单位在浇捣混凝土时多留置几组同条件养护试块,根据实际情况随时送实验室测试强度,保证混凝土达到规定拆模强度后再拆模。如确实需要提早拆模,可以在楼板混凝土中掺用复合高效减水早强剂,其3d强度比普通混凝土增加30%,7d强度可达90%。 科学、合理地组织施工,严格施工操作程序,不盲目抢工期。在混凝土强度未达到1.2MPA之前,不准随便上人和集中堆放钢筋等重物,混凝土强度达到1.2MPA之后,堆放重物也要在两根梁之间放上方木,将重量通过方木传递到梁上。

6、混凝土养护引起楼板裂缝的施工管理控制

施工单位要重视混凝土早期养护,楼板混凝土要在二次振捣后及时养护,随抹随覆盖塑料薄膜,在不易覆盖塑料薄膜的部位涂刷养护剂,防止在混凝土表面撒干水泥抹压。楼板混凝土严禁在经太阳直晒后直接浇水养护,以防止温度骤降导致楼板表面裂缝。混凝土终凝后,指派专人浇水养护,使混凝土一直处于湿润状态,养护时间不少于7d。

四、裂缝的处理

修补前需要对楼板裂缝进行检测与研究以确定裂缝部位、开裂程度和裂缝产生的原因等。根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:

1.树脂灌注法。环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度,并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀,树脂可以灌入到0.05㎜的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外,当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时,通常不易采用树脂灌注法。

2.钉合法。当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时,使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。用相对薄而长的金属“缝合u形钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中,用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。

3.表面封闭法。这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝,通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。 4.灌浆法。(1)普通水泥灌浆大体积水坝、厚混凝土墙、或者水工结构的岩石基础上的裂缝,有时通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。(2)聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料,和水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料,起到封闭裂缝的作用。可在潮湿环境中使用。

5.钻孔嵌塞法。这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。如果要求密封防水,孔中应填入柔性沥青来代替砂浆;如果灌注栓塞的作用比较重要,孔中则要灌注环氧树脂。

6.柔性密封法。通常将活动裂缝转变为运动节缝是比较适宜的办法。沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。节缝底部使用隔离层。

7.粘贴法。当运动不止作用于一个平面时,或者过度的运动已超过一个普通尺寸的凹槽所允许的范围时,或者不可以切割出槽时可使用这个方法。用柔性的密封带盖住裂缝,仅将带的边缘部分粘住。 8.附加钢筋法。(1)普通钢筋首先将裂缝密闭,然后贯穿裂缝平面大约90°的方向钻孔,将环氧树脂注入孔内,再将钢筋插入孔中使之粘合成整体。(2)外部施加预应力通过后张法施加应力,来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。 9.自闭合法

混凝土依靠自身合拢裂缝称为“自闭合”,这是在存在湿气并且没有拉应力作用时发生的一种现象。机理:由于周围空气和水中存在二氧化碳,使水泥浆中的氢氧化钙发生碳化作用,结果碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长。晶体组合交织产生一种机械粘接作用,又被邻近晶体之间以及晶体和水泥浆及骨料表面间的化学粘接作用所增强,最后混凝土裂缝部位的抗拉强度得到一定的恢复,裂缝也被密闭了。主要用于修补潮湿环境的结构。整个自闭合时期的水饱和必须连续保持。

五、结束语

现浇钢筋混凝土楼板裂缝是建筑工程中常见的质量通病,大量的工程实践说明,弄清钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因,在施工过程中,全面、细致地考虑到各种楼板裂缝影响因素,严格遵守施工规范,加强现场混凝土施工的管理,就可以有效地预防和控制楼板裂缝的发生。一旦楼板产生裂缝,应分析裂缝产生原因,对症下药,采取合理的修补措施。

参考文献

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2、 建筑材料 中央广播电视大学出版社

3、 混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2002 中国建筑工业出版社

4、

赵爱书、赵浩,探讨混凝土裂缝产生原因及控制措施[j],科技信息,2010年08期

5、

砌体裂缝产生的原因范文第6篇

近年来, 新疆交通基础建设迅猛发展, 各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中, 有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂经常困扰着桥梁工程技术人员。其实, 如果采取一定的设计和施工措施, 很多裂缝是可以克服和控制的。本文对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面地分析、总结, 以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法, 以防范于未然。

混凝土桥梁裂缝种类、成因:实际上, 混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多, 甚至多种因素相互影响, 但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类, 就其产生的原因, 大致可划分如下几种:

1 荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝, 归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有:

(1) 设计计算阶段, 结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。

(2) 施工阶段, 不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构结构受力特点, 随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工, 擅自更改结构施工顺序, 改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

(3) 使用阶段, 超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有:

(1) 在设计外荷载作用下, 由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑, 从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“x”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰, 理论计算该处不会存在弯矩, 但实际该铰仍然能够抗弯, 以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

(2) 桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等, 在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算, 一般根据经验设置受力钢筋。研究表明, 受力构件挖孔后, 力流将产生绕射现象, 在孔洞附近密集, 产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中, 经常在跨内根据截面内力需要截断钢束, 设置锚头, 而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此, 若处理不当, 在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

实际工程中, 次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起, 仅是按常规一般不计算, 但随着现代计算手段的不断完善, 次应力裂缝也是可以做到合理验算的。在设计上, 应注意避免结构突变 (或断面突变) , 当不能回避时, 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, 对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出, 如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝, 往往是结构达到承载力极限的标志, 是结构破坏的前兆, 其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式, 产生的裂缝特征如下:

(1) 中心受拉。裂缝贯穿构件横截面, 间距大体相等, 且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时, 裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

(2) 中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

(3) 受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝, 并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时, 裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时, 裂缝少而宽, 结构可能发生脆性破坏。

(4) 大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件, 类似于受弯构件。

(5) 小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件, 类似于中心受压构件。

(6) 受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏, 沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏, 沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

(7) 受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝, 并向相邻面以螺旋方向展开。

(8) 受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂, 形成冲切面。

(9) 局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

2 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:

(1) 年温差。一年中四季温度不断变化, 但变化相对缓慢, 对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移, 一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调, 只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝, 例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性, 年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

(2) 日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后, 温度明显高于其它部位, 温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用, 导致局部拉应力较大, 出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

(3) 骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降, 但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行, 混凝土弹性模量不考虑折减。

(4) 水化热。出现在施工过程中, 大体积混凝土 (厚度超过2.0米) 浇筑之后由于水泥水化放热, 致使内部温度很高, 内外温差太大, 致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况, 尽量选择水化热低的水泥品种, 限制水泥单位用量, 减少骨料入模温度, 降低内外温差, 并缓慢降温, 必要时可采用循环冷却系统进行内部散热, 或采用薄层连续浇筑以加快散热。

(5) 蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当, 混凝土骤冷骤热, 内外温度不均, 易出现裂缝。

(6) 预制t梁之间横隔板安装时, 支座预埋钢板与调平钢板焊接时, 若焊接措施不当, 铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时, 预应力钢材温度可升高至350℃, 混凝土构件也容易开裂。试验研究表明, 由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低, 钢筋与混凝土的粘结力随之下降, 混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%, 抗压强度下降60%, 光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%;由于受热, 混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。

3 收缩引起的裂缝

在实际工程中, 混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中, 塑性收缩和缩水收缩 (干缩) 是发生混凝土体积变形的主要原因, 另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右, 此时水泥水化反应激烈, 分子链逐渐形成, 出现泌水和水分急剧蒸发, 混凝土失水收缩, 同时骨料因自重下沉, 因此时混凝土尚未硬化, 称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大, 可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡, 便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如t梁、箱梁腹板与顶底板交接处, 因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩, 施工时应控制水灰比, 避免过长时间的搅拌, 下料不宜太快, 振捣要密实, 竖向变截面处宜分层浇筑。

缩水收缩 (干缩) 。混凝土结硬以后, 随着表层水分逐步蒸发, 湿度逐步降低, 混凝土体积减小, 称为缩水收缩 (干缩) 。因混凝土表层水分损失快, 内部损失慢, 因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩, 表面收缩变形受到内部混凝土的约束, 致使表面混凝土承受拉力, 当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时, 便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件 (超过3%) , 钢筋对混凝土收缩的约束比较明显, 混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中, 水泥与水发生水化反应, 这种收缩与外界湿度无关, 且可以是正的 (即收缩, 如普通硅酸盐水泥混凝土) , 也可以是负的 (即膨胀, 如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土) 。

炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生, 且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝, 裂缝宽度较细, 且纵横交错, 成龟裂状, 形状没有任何规律。

研究表明, 影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:

(1) 水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高, 普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大, 则混凝土收缩越大, 且发生收缩时间越长。例如, 为了提高混凝土的强度, 施工时经常采用强行增加水泥用量的做法, 结果收缩应力明显加大。

(2) 骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小, 含水量大收缩越大。

(3) 水灰比。用水量越大, 水灰比越高, 混凝土收缩越大。

(4) 外掺剂。外掺剂保水性越好, 则混凝土收缩越小。

(5) 养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应, 获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长, 则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

(6) 外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大, 则混凝土水分蒸发快, 混凝土收缩越快。

(7) 振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定, 一般以5-15s/次为宜。时间太短, 振捣不密实, 形成混凝土强度不足或不均匀;时间太长, 造成分层, 粗骨料沉入底层, 细骨料留在上层, 强度不均匀, 上层易发生收缩裂缝。

对于温度和收缩引起的裂缝, 增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性, 尤其是薄壁结构 (壁厚20-60cm) 。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋 (φ8-φ14) 、小间距布置 (@10-@15cm) , 全截面构造配筋率不宜低于0.3%, 一般可采用0.3%-0.5%。

4 地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移, 使结构中产生附加应力, 超出混凝土结构的抗拉能力, 导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:

(1) 地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工, 这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁, 勘察时钻孔间距太远, 而地基岩面起伏又大, 勘察报告不能充分反映实际地质情况。

(2) 地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁, 河沟处的地质与山坡处变化较大, 河沟中甚至存在软弱地基, 地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。

(3) 结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下, 各部分基础荷载差异太大时, 有可能引起不均匀沉降, 例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大, 中部的沉降就要比两边大, 箱涵可能开裂。

(4) 结构基础类型差别大。同一联桥梁中, 混合使用不同基础如扩大基础和桩基础, 或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时, 或同时采用扩大基础但基底标高差异大时, 也可能引起地基不均匀沉降。

(5) 分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时, 如分期修建的高速公路左右半幅桥梁, 新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结, 均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。

(6) 地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀;一旦温度回升, 冻土融化, 地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。

(7) 桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时, 可能造成不均匀沉降。

(8) 桥梁建成以后, 原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后, 尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土, 土体强度遇水下降, 压缩变形加大。在软土地基中, 因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降, 地基土层重新固结下沉, 同时对基础的上浮力减小, 负摩阻力增加, 基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅, 受洪水冲刷、淘挖, 基础可能位移。地面荷载条件的变化, 如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等, 桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此, 使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。

对于拱桥等产生水平推力的结构物, 对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。

5 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 或由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀, 使得钢筋有效断面面积减小, 钢筋与混凝土握裹力削弱, 结构承载力下降, 并将诱发其它形式的裂缝, 加剧钢筋锈蚀, 导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀, 设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度 (当然保护层亦不能太厚, 否则构件有效高度减小, 受力时将加大裂缝宽度) ;施工时应控制混凝土的水灰比, 加强振捣, 保证混凝土的密实性, 防止氧气侵入, 同时严格控制含氯盐的外加剂用量, 沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

6 冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时, 吸水饱和的混凝土出现冰冻, 游离的水转变成冰, 体积膨胀9%, 因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水 (结冰温度在-78度以下) 在微观结构中迁移和重分布引起渗透压, 使混凝土中膨胀力加大, 混凝土强度降低, 并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重, 成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强;骨料中含泥土等杂质过多;混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不力使混凝土早期受冻等, 均可能导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时, 采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂 (但氯盐不宜使用) , 可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

7 施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。

7.1 水泥

(1) 水泥安定性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢, 在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用, 可破坏已硬化的水泥石, 使混凝土抗拉强度下降。

(2) 水泥出厂时强度不足, 水泥受潮或过期, 可能使混凝土强度不足, 从而导致混凝土开裂。

(3) 当水泥含碱量较高 (例如超过0.6%) , 同时又使用含有碱活性的骨料, 可能导致碱骨料反应。

7.2 砂、石骨料

砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大, 将导致水泥和拌和水用量加大, 影响混凝土的强度, 使混凝土收缩加大, 如果使用超出规定的特细砂, 后果更严重。砂石中云母的含量较高, 将削弱水泥与骨料的粘结力, 降低混凝土强度。砂石中含泥量高, 不仅将造成水泥和拌和水用量加大, 而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多, 将延缓水泥的硬化过程, 降低混凝土强度, 特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应, 体积膨胀2.5倍。

7.3 拌和水及外加剂

拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土, 或采用含碱的外加剂, 可能对碱骨料反应有影响。

8施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中, 若施工工艺不合理、施工质量低劣, 容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异, 比较典型常见的有:

(1) 混凝土保护层过厚, 或乱踩已绑扎的上层钢筋, 使承受负弯矩的受力筋保护层加厚, 导致构件的有效高度减小, 形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

(2) 混凝土振捣不密实、不均匀, 出现蜂窝、麻面、空洞, 导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

(3) 混凝土浇筑过快, 混凝土流动性较低, 在硬化前因混凝土沉实不足, 硬化后沉实过大, 容易在浇筑数小时后发生裂缝, 既塑性收缩裂缝。

(4) 混凝土搅拌、运输时间过长, 使水分蒸发过多, 引起混凝土塌落度过低, 使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

(5) 混凝土初期养护时急剧干燥, 使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

(6) 用泵送混凝土施工时, 为保证混凝土的流动性, 增加水和水泥用量, 或因其它原因加大了水灰比, 导致混凝土凝结硬化时收缩量增加, 使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

(7) 混凝土分层或分段浇筑时, 接头部位处理不好, 易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时, 后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑, 引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时, 先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好, 新旧混凝土之间粘结力小, 或后浇混凝土养护不到位, 导致混凝土收缩而引起裂缝。

(8) 混凝土早期受冻, 使构件表面出现裂纹, 或局部剥落, 或脱模后出现空鼓现象。

(9) 施工时模板刚度不足, 在浇筑混凝土时, 由于侧向压力的作用使得模板变形, 产生与模板变形一致的裂缝。

(10) 施工时拆模过早, 混凝土强度不足, 使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

(11) 施工前对支架压实不足或支架刚度不足, 浇筑混凝土后支架不均匀下沉, 导致混凝土出现裂缝。

(12) 装配式结构, 在构件运输、堆放时, 支承垫木不在一条垂直线上, 或悬臂过长, 或运输过程中剧烈颠撞;吊装时吊点位置不当, t梁等侧向刚度较小的构件, 侧向无可靠的加固措施等, 均可能产生裂缝。

(13) 安装顺序不正确, 对产生的后果认识不足, 导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时, 钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑, 拆架后墙式护栏往往产生裂缝;拆架后再浇筑护栏, 则裂缝不易出现。

(14) 施工质量控制差。任意套用混凝土配合比, 水、砂石、水泥材料计量不准, 结果造成混凝土强度不足和其他性能 (和易性、密实度) 下降, 导致结构开裂。

最后总结

一座桥梁从建成到使用, 牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。由上述可知, 设计疏漏、施工低劣、监理不力, 均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此, 严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理, 是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中, 进一步加强巡查和管理, 及时发现和处理问题, 也是相当重要的一个环节。

摘要:针对近年来桥梁裂缝, 本文根据现场实际施工经验并结合本地区的特点, 浅析桥梁产生的原因。

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