陳士忠

摘 要:從混凝土常見(jiàn)裂縫特性、成因著手,論述了各種裂縫的防治措施,并提出簡(jiǎn)單的裂縫修補(bǔ)方法。以便工程技術(shù)人員采用有效措施,避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫。

關(guān)鍵詞:混凝土裂縫特性及原因防治措施

中圖分類(lèi)號(hào):U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0059-01

橋梁施工、使用過(guò)程中,大小程度不一的混凝土裂縫經(jīng)常出現(xiàn)。其形成多是由混凝土內(nèi)部應(yīng)力和外部荷載相互作用引起,以及內(nèi)外部環(huán)境溫度的變化引發(fā)。正常環(huán)境氣溫條件,的寬度小于0.2mm混凝土裂縫基本都是由荷載組合I作用引起,而寬度小于0.25mm的混凝土裂縫則是由荷載組合Ⅱ、Ⅲ作用引起,另外由于嚴(yán)重暴露產(chǎn)生的寬度小于0.1mm的混凝土裂縫,都被界內(nèi)認(rèn)為是正常裂縫。對(duì)于超出以上原因、范圍的引起的混凝土裂縫,都被認(rèn)為是非正常裂縫,長(zhǎng)期存在會(huì)嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)物的耐久使用性。并且有些裂縫會(huì)在荷載及外界因素作用下,發(fā)生進(jìn)一步擴(kuò)展,一方面影響混凝土外觀美觀、減少鋼筋混凝土的外保護(hù)層厚度;另一面則會(huì)加速混凝土脫落,引發(fā)與加速混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕,嚴(yán)重者可導(dǎo)致橋梁垮塌事故,因此需要加以嚴(yán)格控制及進(jìn)行必要的修復(fù)。

1混凝土裂縫特性及產(chǎn)生的原因

1.1 荷載引起裂縫

引起荷載裂縫的結(jié)構(gòu)原因有多個(gè)方面,一是橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中計(jì)算模型選擇的不合理,少算或者漏算荷載,導(dǎo)致橋梁實(shí)際受力小于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受力;二是橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力、鋼筋數(shù)量計(jì)算錯(cuò)誤等導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)不足;三是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中缺乏對(duì)施工可行性的充分考慮,導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)存在剛度缺陷。除結(jié)構(gòu)原因外,還存在外部原因引起,一是未正式交付使用前的施工中隨意的堆放機(jī)械、工具、建筑材料;在沒(méi)有充分了解橋梁結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)情況下,隨意的起吊、安裝、運(yùn)輸機(jī)械,大幅度的改度橋梁外部受力引發(fā)裂縫;二是橋梁施工中隨意更改程序、結(jié)構(gòu)受力模式,不按施工圖紙施工,導(dǎo)致橋梁存在受力缺陷;三是使用過(guò)程中不注意對(duì)橋梁進(jìn)行保護(hù),超載重型車(chē)輛過(guò)橋、或者遭受車(chē)輛撞擊,以及地震環(huán)境自然災(zāi)害影響,使混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.2 溫度變化引起裂縫

溫度變化引起的混凝土裂縫,可以分為表面裂縫和深層、貫穿性裂縫。表面裂縫走向一沒(méi)有規(guī)律性;深層、貫穿裂縫走向有一定的規(guī)律性,基本是平行或者接近平行于主筋方向。溫度裂縫產(chǎn)生原因主要有兩個(gè)方面,一是由于大的的溫差變化引起。如由水泥水化作用放熱引起的混凝土部溫度急劇升高,內(nèi)外溫差加大,產(chǎn)生裂縫,這些裂縫多為表面裂縫,特別是冬季環(huán)境下較容易出現(xiàn);二是同樣由于溫差值過(guò)大,但外界給予了過(guò)多約束,引起混凝土的深度開(kāi)裂形成深層、貫穿裂縫。

1.3 地基變形引起裂縫

地基變形裂縫多出現(xiàn)在混凝土澆筑10min～3h內(nèi),位置在鋼筋上方。地基變形多是指地基不均勻沉降。原因主要有以幾個(gè)方面,一是混凝土塑性狀態(tài)下其基礎(chǔ)、支架等發(fā)生不均勻沉降,導(dǎo)致局部混凝土受約束變形而產(chǎn)生裂縫;二是混凝土重力作用導(dǎo)致混凝土中較重成分顆粒快速下沉、泥漿上浮,導(dǎo)致鋼筋急劇受力或者急劇擠壓模板,導(dǎo)致鋼筋、模板變形,引發(fā)混凝土裂縫。

1.4 鋼筋銹蝕引起裂縫

鋼筋銹蝕多是由于其表面碳化引起,而鋼筋表面碳化則是因?yàn)榛炷翂A度改變,原因可能是氯化物滲入、鋼筋周?chē)入x子濃度升高,破壞鋼筋外表氧化膜,鐵離子與空氣中的氧氣、水分反應(yīng),發(fā)生銹蝕。發(fā)生銹蝕的鋼筋會(huì)增大凝土外表面的張力,使混凝土保護(hù)層開(kāi)裂,產(chǎn)生縱向貫穿裂縫。

1.5 凍脹引起裂縫

凍脹裂縫多發(fā)冬季,當(dāng)環(huán)境溫度下降至零度以下時(shí),混凝土中的水由于冰凍發(fā)生游離變成冰,一般情況下水變成冰體積約增大9%,增大混凝土內(nèi)部張力。

混凝土凝膠孔中存在的過(guò)冰水也會(huì)在微觀結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化,產(chǎn)生遷移或者重分布,增大混凝土膨脹力,降低混凝土強(qiáng)度,導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

2混凝土主要裂縫防護(hù)處理措施

2.1 荷載裂縫的防護(hù)處理

使用合理的計(jì)算模型計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu);施工場(chǎng)地禁止堆放大型施工器具,限制超載車(chē)輛過(guò)橋,特別是新澆筑混凝土橋梁工程。

2.2 溫度裂縫的防護(hù)處理

合理安排混凝土澆注整度、順序,避免澆注內(nèi)外部環(huán)境出現(xiàn)大幅溫差,特別冬季施工,有對(duì)其采取覆蓋等保溫措施,而夏季施工則需要對(duì)骨料灑水及時(shí)降溫。

2.3 基礎(chǔ)變形裂縫的防護(hù)處理

對(duì)由于基礎(chǔ)變形引起的混凝土裂縫的防護(hù)、處理,可以改進(jìn)設(shè)計(jì)支架結(jié)構(gòu)、科學(xué)的搭設(shè)支架,妥善處理支架預(yù)壓、非彈性變形問(wèn)題;防止混凝土裂縫發(fā)生。同時(shí),可以通過(guò)適當(dāng)減少摻水量,防止混凝土發(fā)生泌水。在保證混凝土保護(hù)層厚度的基礎(chǔ)上,要進(jìn)行必要的二次抹面等。

2.4 鋼筋銹蝕裂縫的防護(hù)處理

首先,科學(xué)控制混凝土的水灰比,澆筑過(guò)程中加大振搗力度,保證混凝土澆筑密實(shí)、完好;其次,防止高堿度、有害元素離子入侵至混凝土內(nèi)部,特別是對(duì)氯鹽及其它外加劑的預(yù)房;第三,在混凝土用水上要注意水質(zhì)腐蝕性,腐蝕性過(guò)強(qiáng)的水會(huì)加速鋼筋氧化銹蝕。

2.5 凍脹裂縫的防護(hù)處理

凍脹裂縫的預(yù)防,主要是保證施工過(guò)程中混凝土的溫度,使其能良硬化。具體方法,如:暖棚法、電氣加熱法、蒸汽加熱法、地下蓄熱法等;也可以將適量的防凍劑放入混凝土中,提高防凍能力,在冬季施工條件下,要特別加強(qiáng)保溫防護(hù)措施力度。

3結(jié)語(yǔ)

混凝土裂縫已經(jīng)橋梁施工、使用過(guò)程中最常見(jiàn)現(xiàn)象之一,其也一直困擾著相關(guān)橋梁工程設(shè)計(jì)、施工人員。針對(duì)此問(wèn)題,對(duì)其產(chǎn)生原因及有效防護(hù)處理進(jìn)行分析研究,旨在促使相關(guān)人員更加科學(xué)正確地認(rèn)識(shí)、分析橋梁工程混凝土裂縫成因,采取必要的防治措施,避免裂縫產(chǎn)生,具有重要意義。

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