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探析談鋼筋混凝土梁裂縫的防治措施
摘要:本文分析了鋼筋混凝土梁裂縫的產生原因,并提出了相應的防治措施。}關鍵詞:鋼筋混凝土梁;裂縫;受拉區
一、前言
鋼筋混凝土梁在外荷載的直接應力和次應力的作用下,引起結構變形而裂縫。構件在使用過程中受年溫差的長期作用,當溫差的脹縮應力大于構件極限抗拉強度時就會裂縫。構件裂縫的因素是多方面的,包括結構設計、地基沉降差異、施工質量、材料質量、環境影響等,無論何種原因產生的裂縫,都會給建筑物肢體結構帶來影響。
二、裂縫的部位
(一)梁受拉區裂縫
由于澆筑混凝土時施工管理不善,使用了低劣的鋼筋,造成梁受拉鋼筋強度不足。施工中,提前拆模、施工荷載超過設計荷載或混凝土強度低于設計規定,以及使用不當,使用荷載大大超過原設計荷載,使梁受拉區產生裂縫。梁受拉區產生的裂縫一般采用水泥漿封閉,防止鋼筋銹蝕,再根據具體情況做補強加固處理。
(二)梁在支座附近的斜裂縫
梁的混凝土強度低于設計強度,抗剪鋼筋不足,箍筋沒有增加,也有的因超載,提前拆模時混凝土強度低于標準強度值,造成的抗剪能力低而產生剪切裂縫。應先用粘結漿液壓注處理,再進行加固補強,確保梁的使用安全。
(三)梁受壓區裂縫
梁的高度小,有的梁沒有抗裂驗算,混凝土振搗不夠密實,梁長期在年溫差和日溫差作用下產生溫差變形及長期處于干燥狀態的環境中干縮變形,梁在溫差和干縮的綜合作用下裂縫。縫上寬下窄,有貫穿的,不貫穿的。裂縫長度為梁高的3/5～4/5,梁底部不裂,這種裂縫可用水泥砂漿壓注、粘結密封裂縫和補強。
三、裂縫形成原因
鋼筋混凝土梁出現裂縫的原因很復雜,主要有:材料或氣候因素、施工不當、設計和施工錯誤、改變使用功能或使用不合理等。通常可歸納為以下幾種:
收縮裂縫。混凝土尚處于未完全硬化狀態時,如干燥過快,則產生收縮裂縫,通常發生在表面上,裂縫不規則,寬度小。
水泥水化硬化時的裂縫。水泥在水化及硬化的過程中,散發大量熱量,使混凝土內外部產生溫差,超過一定值時,因混凝土的收縮不一致而產生裂縫。
溫變裂縫。水泥在硬化期間,混凝土表面與內部溫差較大,導致混凝土表面急劇的溫度變化而產生較大的降溫收縮,受到內部混凝土的約束,而出現裂縫。
設計欠周全。如鋼筋混凝土梁的截面不夠,梁的跨度過大,高度偏小,或者由于計算錯誤,受力鋼筋截面偏小、配筋位置不當、節點不合理等,都會導致混凝土梁出現結構裂縫。
施工質量造成的裂縫。
① 由于混凝土標號偏低、受力鋼筋截面偏小、截面尺寸不符合設計等而導致混凝土梁出現裂縫。
② 由于施工不當、模板支撐下沉,或過早拆除底模和支撐等形成的裂縫。
③ 由于施工控制不嚴,在梁上超載堆荷,而導致出現裂縫。
預制鋼混凝土梁在運輸、吊裝過程中,由于支撐不合理、吊點位置不符,以及較大的振動或沖擊荷載,也會導致鋼筋混凝土梁出現裂縫。
在使用過程中,改變原來的使用功能,如將辦公室改為倉庫、屋面加層、使用不當、增大梁上荷載等均會出現裂縫。
四、混凝土裂縫發生的控制措施
混凝土裂縫發生與組成混凝土的水泥、凈砂、石子、摻加劑等原材料有關,也與澆筑后混凝土的保溫保濕的養護措施有關。
(一)原材料的質量控制
水泥:在混凝土路面及大體積混凝土施 中,水化熱引起的溫升較高,降溫幅度大,容易引起溫度裂縫。為此,在施工中應選用水化熱較低的水泥,盡量降低單位水泥使用量。
粗骨料:在鋼筋混凝土施工中,粗骨料的最大尺寸與結構物的配筋、混凝土的澆灌工藝有關,增大骨料粒徑可減少用水量,混凝土的收縮和泌水隨之減少,但骨料粒徑增大容易引起混凝土的離析,因此,必須調整好級配設計,并在施工中加強振搗。
對于粒徑5～40mm的石子,要求針片狀少,超規少,顆粒級配符合篩分曲線要求,這樣可避免堵泵,減少砂率、水泥用量,提高混凝土強度。試驗結果表明:采用粒徑5-40mm石子比采用粒徑5～25mm石子每立方米混凝土減少用水量l5kg左右:在相同水灰比情況下, 每立方米混凝土水泥用量減少20kg左右(水灰比0.709),同時降低了混凝土的溫升;當粒徑50mm石子滿足篩分曲線要求時,其砂率控制在42% 左右即可滿足泵送要求。
細骨料:采用中粗砂比采用細砂每立方米混凝土減少用水量20kg左右,水泥相應減少28kg左右,從而降低混凝土的干縮。
砂石料的含泥量控制:砂石含泥量超標,不僅增加混凝土的干縮,同時降低了混凝土的抗拉強度,對混凝土的抗裂十分不利,因此,在路面混凝土及大體積混凝土施工中,石子含泥量應 摻加塊石:在大體積混凝土基礎施工中,摻加無裂縫的、沖洗干凈、規格為l50～250mm的堅固大石塊,不僅可減少混凝土的總用量,又可減少單位水泥用量,從而降低水化熱,同時,石塊本身也吸收熱量,使水化熱進一步降低,對控制裂縫有利。如在濱河路防洪堤施工中,基礎混凝土摻人l5% 的塊石,使得基礎混凝土裂縫出現極少。
(二)混凝土配合比的選定
混凝土原料的配合比應根據工程的要求,如防水、防滲、防氣、防射線等進行認真分析,選擇最優方案。混凝土的水灰比應在滿足強度要求及泵送工藝要求條件下盡可能降低。
摻合料:混凝土中摻人粉煤灰不僅能替代部分水泥,而且粉煤灰顆粒成球狀,可起潤滑作用,能改善混凝土的工作性和可泵性,且可明顯降低混凝土水化熱。
外加劑:為了滿足送到現場的混凝土具有l1～l3cm坍落度,若只增加水泥使用量,則會加劇混凝土干燥收縮,明顯增大混凝土水化熱,易引起開裂。因此,除了調整級配外,可摻入適量的減水劑。
(三)利用混凝土的后期強度
對于大體積混凝土可以利用后期強度,如60d、90d、120d強度,即允許工程在60d、90d或120d達到設計強度,這樣可以減少水泥用量,減少水化熱和收縮,從而減少裂縫。
(四)混凝土的澆灌振搗技術
混凝土的澆灌振搗技術對混凝土密實度很重要,最宜振搗時間為10～30s。泵送流態混凝土同樣需要振搗,大體積混凝土在澆灌振搗中會產生大量的泌水,應及時排除,有利于提高混凝土質
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