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    预制混凝土构件裂缝成因分析及预防措施

    发布时间:2016-06-15

    核心提示:钢筋混凝土结构裂缝扩展往往是破坏倒塌工程质量事故的主要原因之一,为此对研究裂缝的形态、分析裂缝的产生原因和裂缝对结构功能的影响具有重大的意义。
    引言
       钢筋混凝土结构裂缝扩展往往是破坏倒塌工程质量事故的主要原因之一,为此对研究裂缝的形态、分析裂缝的产生原因和裂缝对结构功能的影响具有重大的意义。 其实,普通的钢筋混凝土结构一般都是带裂缝受力工作的,随着裂缝的发展变化,结构构件的耐久性和适用性会不同程度的降低,严重的甚至会导致结构构件的破 坏,但是不通过观测仪器仔细观察钢筋混凝土裂缝一般很难发现。
    1.裂缝对结构的危害
      当钢筋混凝土裂缝的宽度超过规范限值就成了有害裂缝;有害裂缝的存在对结构的耐久性和适用性又造成严重影响,裂缝对结构的危害一般主要表现三方面:
    1.1引起建筑物渗漏。
      由于裂缝渗漏未及时处理或处理不当,既影响建筑物的美观,又对使用功能带来缺陷。
    1.2冰冻的影响。
      钢筋混凝土一旦产生裂缝水分就会乘虚而人,即使渗入不是很深,但当外界气温降到0℃以下时,水分便会凝结成冰。若经过多次冰融循环,裂缝表面边缘会形成散裂,随着时间的推移,裂缝将逐渐加宽,结构物受力也将发生变化。较终将会造成结构破坏。
    1.3钢筋的锈蚀。
       可分为两种情况:有“先裂后锈”和“先锈后裂”。先裂后锈即由于钢筋混凝土收缩和施工质量等原因引起的裂缝,常常成为空气、水分等其它侵蚀介质的通道, 裂缝时间长久以后,会使钢筋产生锈蚀,从而削弱了钢筋的受力截面积,破坏混凝土对钢筋的握裹力。先锈后裂即由于钢筋混凝土自身的化学变化作用,使钢筋发生 锈蚀,锈蚀物体体积膨胀,因此会造成沿钢筋长度的混凝土产生劈裂裂缝,破坏钢筋混凝土保护层,使钢筋与外界空气接触,导致钢筋锈蚀速度迅速加快。
    2.预制混凝土构件裂缝的成因
       所谓裂缝增多是指前两类,也就是裂缝增多的两类发生在混凝土的早期,这一阶段对于混凝土的开裂过程来说是非常关键的。在混凝土加水搅拌的早期,混凝土的 体积变化较剧烈,水化热集中释放,由于此阶段混凝土的抗拉强度和极限拉应变相对来说都较低,早期的约束变形而产生的应力极易使混凝土产生裂缝,这些裂缝形 成的微裂缝缺陷又在后期造成拉应力集中,裂缝易扩展影响构件的外观质量、实际有效的保护层厚度减少、钢筋锈蚀造成耐久性下降、严重的还可能造成构件结构承 载力下降等严重的质量问题。
      早期裂缝增多的原因主要有:构件按设计图要求生产,现场施工效率提高,工期要求紧,不足28天养护龄期,需提高混凝土早期强度,可提前预应力张拉或放张,提前出厂。使用早强水泥及增加水泥用量,导致凝结时间,水泥水化热等问题。
      除胶凝材料外,细集料的品种变化也是增加开裂的原因之一,在天然砂资源日渐减少的情况下,特别是适合构件生产的中砂难以采购的情况下,使用细砂、山砂及人工机制砂就不可避免,也是社会发展的趋势。但随之而来的应用技术没有同步,这也是裂缝增多的原因之一。
    3.各种裂缝成因和防治措施
    3.1混凝土的塑性变形引起的裂缝
      混凝土的塑性变形引起的裂缝一般是不连续的,在构件上部,较浅。有时脱模后即可发觉。
      原因分析:混凝土拌和时太干,流动性、和易性太小;在施工时振捣不够密实;覆盖不及时,养护不好,水分蒸发过快。
      预防措施:严格控制水灰比,凝结时间不宜过快,必要时可掺缓凝剂;混凝土振捣应均匀分布,且上下层结合良好;加强养护,防止因混凝土的水分蒸发过快而发生混凝土硬化不均匀。
    3.2荷载作用下的裂缝
      荷载裂缝是由于结构在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。
      产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足、地基不均匀沉降等,往往人为因素影响较多,谨慎的控制人为错误可减少荷载裂缝产生。
      预防措施:使用中不得改变使用荷载范围,特别是未成形的结构物,不许重型车辆行驶。其填土厚度严格按验标要求进行;提高设计人员的素质,提高图纸的设计质量,保证必要的构造配筋;加强施工人员的质量观念,严格按图纸及国家规范验收钢筋。
    3.3由于温度产生的裂缝
      温度裂缝是由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等多种因素造成,自然界气候变化对温度裂缝影响较大,为此作好应对温度影响的技术措施是至关重要。
      成因分析:在混凝土温度应力、收缩应力的作用下,混凝土受周围结构的约束而不能自由变形,超过了混凝土结构的抗拉强度,此时在配筋率较低的部位抗拉强度较薄弱就产生了裂缝。转角处的裂缝是因为混凝土收缩时受到角两边结构面的约束而引起的
       预防措施:温度裂缝由气候变化而导致.往往在经过夏天或冬天后出现或加大,在使用环境高温影响下,热源温度高,即使作用时间不长也可以引起开裂。热源温 度不太高,在长期烘烤下也可能开裂。体积比较大的构件.由于水泥水化热大,构件内部温度与外部温度产生温差,而产生的裂缝的防治就是在构件表面加强覆盖, 采取一定的保温措施,使这种温差降到较低。露天台座法生产的构件,当达到剪筋强度时,应立即剪断钢筋。
    3.4自重徐变裂缝
      在未拆侧模以前,其表现形式和横向裂缝极其相似,但自重徐变裂缝在拆侧模后特别是拆除底模用垫木搁支后和上板面的横向裂缝有很大区别,这类裂缝向下扩展,发生部位为距离板端部1~2m左右,数量不一,通常为两至三条。向下扩展要视具体情况。
      成因分析:主要原因是混凝土的收缩在表面形成微裂缝,又由于模板支撑或刚度不足,桥面梁端部混凝土在重力作用下,以端承部折角处为支点形成弯距,产生拉应力,造成附近混凝土开裂。
      预防措施:一是加强二次光面及早期养护,其次是加强模板刚度并在混凝土浇灌过程中及浇灌完毕后检查模板支撑,较好在浇灌混凝土完毕紧固支撑。在拆除侧模后暂缓拆除端部模板,一般应在同条件养护强度达到设计强度70%以后再拆除模板。
    4.裂缝处理原则
      针对不同裂缝的产生制定出相应的预防措施,取得了良好的效果,总结了处理措施的原则。
      ①满足设计要求,遵守标准规范的有关规定。
      ②查清建筑结构的实际状况、裂缝现状和发展变化情况。确定裂缝性质,观测裂缝的变化,制定适当的处理措施,正确地组织施工。
      ③根据裂缝的性质和使用要求确定处理目的。
      ④对危及结构安全的裂缝,必须认真分析处理,防止产生结构破坏倒塌的恶性事故,并采取必要的应急防护措施,以防止事故恶化。
      ⑤较好在裂缝稳定后再处理:对随环境条件变化的温度裂缝宜在裂缝较宽时处理;对危及结构安全的裂缝应尽早处理。
    5.结束语
       在多年的构件生产实践中发现,采取各项措施,构件的缺陷可以很大程度减少,但类似裂缝,特别是一些细小裂缝要完全避免出现基本上没有可能,由于目前拌制 混凝土所用基本的原材料及相关技术发展情况看,在一定程度上可以说,裂缝将长期和混凝土及混凝土构件并存。裂缝现象及解决之道,应当开展多方位、多层次的 探索。
     
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