現澆混凝土結構的裂縫成因和防治措施
2020-07-14 15:26:15
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摘要：現澆筑混凝土結構的裂縫出現以及更進一步的發展在一定程度上會對內部鋼筋造成腐蝕，在抗滲性能和耐久性、承載力方面對鋼筋混凝土構件造成影響，使鋼筋混凝土的構件縮短使用壽命，更有甚者會造成安全事故，所以現澆混凝土結構的裂縫是必須要注意的施工質量問題。本文結合相關參考資料，分析裂縫是如何形成的，并相對應的提出防治措施。
關鍵詞：現澆混凝土結構；裂縫；成因
引言：有多種原因都會造成現澆混凝土結構出現裂縫，比如說環境的影響、材料的質量問題、施工的工藝差異、施工的質量問題、地基的沉降差異以及結構設計等方面。除此之外，在直接受到外部荷載的作用力影響之后，由于剛度或者強度的缺乏而導致結構變形就會產生裂縫，由于在構建時受到溫差的影響，長此以往，如果出現構建的抗拉強度極限不足以抵抗因為溫差而導致膨脹應力的時候，就會出現裂縫。
一、現澆混凝土結構裂縫的形成原因
1.濕度裂縫
如果混凝土在外加劑、拌合水、骨料以及水泥等方面用料不準就會導致混凝土出現干縮裂縫。這種干縮裂縫的出現是由于混凝土內部和外部濕度存在差異，進一步的引起內外表面的收縮，與此同時，受到樓板四周的條件約束，讓干縮裂縫的水泥出現熱量進而導致混凝土水分的流失，引起砼干縮，因為結構支撐的限制，樓板的構建內部生成了拉應力。這時如果抗拉的極限強度不足以抵抗拉應力時，裂縫就自然而然形成了，并且裂縫會伴隨著拉應力的影響而繼續擴大加深。
2.溫度裂縫
從溫度裂縫角度來講，其裂縫的走向并不一致，與短邊平行的裂縫，大多是采用有較大長度尺寸或者梁板形式的結構，而交錯縱橫樣子的裂縫，大多是采用的面積較大的結構。
沿著全長的裂縫并且分段似的出現并且于短邊近似平行并且中間密集的裂縫，大部分是貫穿形式的或者深進形式的溫度裂縫。從寬度來說，裂縫也不一樣，通常情況下為0.5mm以下。從整體角度來看，裂縫在寬度方面很少有過多變化。
從全長來說裂縫的寬度并不會出現太大變化。要注意的是，施工期間是溫度裂縫經常發生的時期，由于溫度的變化讓裂縫的寬度也明顯的發生了改變，具體表現為溫度較高則裂縫較窄，溫度較低則裂縫較寬。從巖斷面來說，裂縫大多數呈現的形態是上部寬而下部窄，但是有極少數情況會出現相反的狀態。
3.因為構件施工質量問題而引起的裂縫
第一，裂縫是由于鋼筋綁扎安裝質量問題。對于樓板混凝土的開裂來說，鋼筋所起的作用是約束和限制。而這種約束和限制大多是通過摩擦力和膠結力的作用而引起的。第二，最佳的約束作用是間距均勻的鋼筋，并且間距均勻的鋼筋也可以避免個別處裂縫寬度的增加。但是從實際的日常施工來看，因為鋼筋綁扎不牢固的問題，普遍會出現鋼筋分布不均勻出現偏位的現象，這從一定程度上對鋼筋的約束作用進行了削弱。第三，對變形的鋼筋而言，為了讓平均的凝結強度增大，只有讓變形的鋼筋相對保護層厚度增加。但是在進行實際施工操作過程中，因為鋼筋的保護層墊塊所布置的表面呈現出梅花型，所以在混凝土進行澆筑之后，大多數的部位保護層都難以達到設計要求，這里也在一定程度上使鋼筋對混凝土開裂所產生的約束作用喪失。
4.設計不到位而引起的裂縫
1.1 設計原因未充分考慮引起的裂縫
根據簡支梁的受力彎矩圖和受力構件的抽象力學模型，為了抵抗負彎矩，在樓層的上部分應當配置承受力的鋼筋。而在設計人員進行實際施工圖的設計過程中，需要對成本問題、施工技術問題和人員管理問題等等進行綜合性的考量。通常情況下分離式是現澆樓板負彎矩筋常用的方式，也就是在彎矩圖中將負筋進行斷開處理，進行單獨的配筋。采用這種設計方式很容易造成斜向裂縫，雖然這種斜向裂縫可能不會對結構安全產生太大影響，但是容易出現部分滲露的現象，這種斜向裂縫也成為了現澆混凝土結構裂縫治理的重點內容。
二、現澆混凝土結構裂縫的防治措施
首先，在進行設計的過程中，要注意對溫度的考量，在載荷及應力的綜合影響之下注意樓板的受力情況，并且針對重點部位要注意對配筋構造措施進行增強。對于出現的溫度裂縫，可以適當的對分布鋼筋的間距進行減小處理。進行通常布置或者是加強配筋，對普通開間的樓板的面筋來說。可以以雙層雙向的方式對建筑物懸跳板的放射筋進行配置加密，通過這樣的方式來避免因為干縮或者濕度差異而導致的裂縫。
其次，相關工作人員要在外加劑、拌合水、骨料以及水泥等原料質量方面注意嚴格控制。必須要嚴格檢驗水泥的性能，檢驗骨料中所含雜質的含量，檢驗砂石級配以及沙子的含泥量，并且將檢驗記錄下來。在水泥的選取方面，工作人員應當采用有較小收縮量的水泥，并且不能有較大用量，使用粉煤灰的水泥和中低熱的水泥。再進行澆筑時，工作人員還要嚴格注意控制水灰比和配合比。
再次，對于溫度的裂縫預防而言，除了使用粉煤灰的水泥以及中低熱的水泥或者對水泥用量進行控制之外，還要注意對施工中的配合比以及混凝土攪拌進行管控。在塑性收縮裂縫和濕度裂縫的預防方面，工作人員應當使用具有較高早期強度和腳小干縮值的普通硅酸鹽水泥或者硅酸鹽水泥，以及注意水灰比的嚴格控制，為了對混凝土的塌落度以及和易性進行增加，可以摻入高效的減水劑。在工作人員進行澆筑時，要嚴格避免因為過振而造成的混凝土泌水和離析的現象產生，因為如果出現這種情況就會讓混凝土的表面出現水泥漿層，這種水泥漿層含有水泥量較多，非常容易產生干縮裂縫。
最后，有些裂縫的形成是由于瞬時位移或者支撐體系的輕微沉陷造成的。所以在進行施工之前，相關工作人員應當編制模板專項的施工方案，驗算模板的剛度及強度和架體的受力能力。在進行施工過程時，施工人員必須嚴格按照控制樓板的支撐體系方案進行，確保支撐模板的剛度和強度必須符合標準。以降低在市中過程中可能出現的震動以及在進行材料吊卸過程中而生成的沖擊載荷，在有必要的時候可以增加設置縱橫向剪刀撐和掃地桿，以確保整體架體的穩定。
三、現澆混凝土結構出現裂縫的處理方式
1.簡單的處理方法
從開始來說，在承載力不降低的情況下，相關工作人員在進行充分調查分析之后，需要對裂縫進行確認，并且以填充、注入或者表面處理的方式來修補裂縫。
第一，填充法。如果裂縫呈現的狀態較為寬，那么可以利用樹脂砂漿材料將混凝土表面以U形槽或者V形槽的形式進行局部填充。除此之外，還可以更換填充材料，使用瀝青或者水泥砂漿。在相關工作人員進行施工的過程中，首先要做的是對槽內的碎片進行清潔和處理，也可以在底層涂抹結合料，在填充滿裂縫之后，還需要等待一段時間使填充物硬化，最后拋光表面。
第二，表面的修補法。這種方法多用于窄縫，表面修補并不影響結構強度，但是可能會讓鋼筋銹蝕，所以使用這種方式大部分是為了增強耐久性或者保持表面構建的美觀而進行的，并且在混凝土的裂縫表層鋪設一層薄膜材料這是最常用的處理方式，而對于使用材料方面，大部分情況下可以使用環氧類樹脂來對玻璃布進行浸漬處理，并且為了使混凝土的表面所有的氣孔都能夠填平，可以使用油灰狀樹脂，之后在上面進行薄膜的鋪設，倘若僅僅是為了防水，也可以采用瀝青涂刷的方式，在表面涂抹薄砂漿即可。
2.進行加固處理
如果混凝土梁板的裂縫情況較為嚴重，已經對梁板承載力產生了不良影響，就需要謹慎選取處理方式，分析和比較，結合成本和效率條件，采用更加適合的方式。
第一，鋼箍加固法，當彎起筋不足，抗剪無法達到正常要求以及補強梁內特長箍筋的情況出現時就需要采用鋼箍加固法。具體來說：可以使用以圓鋼或者是扁鋼為材料而制成的斜形或者是垂直的鋼箍，留下螺紋，并且通過螺母將套入鋼板之后的鋼箍進行擰緊。還可以將兩個U型鋼箍套在一起進行焊接之后楔緊。并且相關工作人員在這個過程中應當注意的是，為了防滑，需要在使用鋼箍的過程中在梁上刻槽
第二，加固粘貼法。針對出現裂縫的混凝土，可以將型鋼或者鋼板使用環氧樹脂粘結劑粘貼到裂縫處，促使任意兩者之間構成一個完整的整體，以便共同工作。在施工之前，要注意對鋼材的表層進行噴砂處理，并且對混凝土的表層進行清潔和干燥處理，從粘結層方面來說，還要注意控制其厚度。
第三，單面加大截面法。這種方法可以分為兩種形式。也就是下厚或者是上高。在梁支座抗彎強度缺乏加固的情況下可以采用在上面加高的形式，這時通過附加箍筋讓增加的混凝土與原本存在的混凝土之間合為一體，使縱筋來承受上部分的荷載。在梁跨中抗彎缺乏的加固的情況，這種情況就適用于下面加厚的形式，如果具體要求和梁截面強度之間差異不大，那么就可以將量下增加80-100mm厚度，并且為了與原來的鋼筋焊接就需要進行新的縱筋配置。
第四是注入法。倘若裂縫在寬度方面呈現出小且深的特點，那么就可以通過注入的方式來修補梁板內部，最開始要做的是在裂縫部位布置注入管，而對于裂縫的其他部分則采取簡單處理的方式來封住，使用環氧樹脂材，采用這種方式效果較好的是在裂縫寬度超過0.2mm的時候。如果使用改性環氧樹脂材料，這種材料和介質之間具有親和力強和接觸面小的特點，并且其中還包含有復合性的增強劑，這有助于稀釋劑分子轉變成網狀結構，這在某種程度上會使混凝土與漿材之間的結合更加緊密，體現出固結體優良的力學能力。使用這種灌漿材料，會使原結構的混凝土強度小于凝固化之后的強度。由于這種材料的高滲透性，其最小的滲透寬度可以為0.001mm，所以可以有效的保障材料能夠滲入裂縫之內。
四、結束語
在進行鋼筋混凝土結構施工時，現澆混凝土結構裂縫是一種非常普遍的質量問題。雖然可以簡單的處理裂縫，但是如果裂縫非常嚴重，就會影響混凝土整體抗滲和結構性能，這樣處理起就會耗費極大的財力、物力以及人力。出現現澆混凝土結構裂縫根本原因是因為現場施工環節管理沒有到位而造成的，通過對現澆混凝土裂縫的形成原因以及預防和處理措施進行分析，就可以有效避免現澆混凝土裂縫的形成以及正確進行后續的處理。也希望本文可以讓從事該項技術以及質量管理的相關人員能夠有所體會，在具體施工環節有針對性的預防和應對現澆混凝土結構裂縫的出現，并且科學的、專業的解決裂縫現象。
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