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沈陽德美斯防水堵漏工程有限公司

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結構裂縫加固
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常見3類結構裂縫成因
2019-07-22 13:40:39    點擊:100
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業務展示

【德美斯結構裂縫加固】對于在加固工程中,常見的則是結構裂縫加固和結構蜂窩加固。俗語道:知己知彼百戰百勝。自此,德美斯防水特從鋼筋砼常見裂縫及預應力通裂縫的產生的原因進行了全面的剖析和整理:

 

鋼筋砼常見裂縫原因分析
 

砼是一抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用過程中,當發生溫度、濕度變化、地基不均勻沉降時,極容易產生裂縫。

1、 材料質量。材料質量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質量不好,若工程上用了這等不合格的材料就會產生“豆腐渣工程”。所以說只有材料的質量關把好了,工程質量才會在根本上得到保證。
 

2、 施工工藝。施工工藝涉及的面很廣,不可能一一敘述,一般常涉用到的有:

 ?。?)、水分蒸發、水泥結石的砼干縮通常是導致砼裂縫的重要原因。

 ?。?)、砼是一種人造混合材料,其質量好壞的一個重要標志是成型后砼的均勻性和密實程度。因此砼的攪拌、運輸、澆搗、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產生的直接或間接原因。

 ?。?)、模板構造不當,漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成砼開裂。施工過程中,鋼筋表面污染、砼保證層太小或太大,澆筑中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

 ?。?)、砼養護,特別是早期養護質量與裂縫的關系密切,早期表面干燥或早期內外溫度較大更容易產生裂縫。

 ?。?)、避免在極端天氣條件下施工,可以減少砼結構的開裂情況。


3、 地基變形

  在鋼筋砼結構中,造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況,由于地基變形造成的應力相對較大,使得裂縫一般是貫穿性的。


4、 溫度變形

  砼具有熱脹冷縮的性質,其線膨脹系數一般為1×10-5/0C.當環境溫度發生變化時,就會產生溫度變形,由此產生附加應力,當這種應力超過砼的抗拉強度時,就會產生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現澆屋面板上的裂縫,大體積砼的裂縫等。


5、 濕度變形

  砼在空氣中結硬時,體積會逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見于現澆墻板式結構、現澆框架結構等,通常是因為養護不良造成。砼的收縮值一般為0.2~0.4‰,其發展規律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物,通常是摻加微膨脹劑等,這樣可基本解決砼的早期干縮問題。


6、 結構受荷

  結構受荷后產生裂縫的因素很多,施工中和使用中都可能出現裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等均可能產生裂縫。而常見的是鋼筋砼梁、板受彎構件,在使用荷載作用下往往會出現不同程度的裂縫。普通鋼筋砼構件在承受了30~40%的設計荷載時,就可能出現裂縫,肉眼一般不易察覺,而構件的極限破壞荷載往往是在設計荷載的 1.5倍以上,所以在一般情況下鋼筋砼構件是允許帶裂縫工作的(有些資料上稱無害裂縫)。在鋼筋砼設計規范中,分別不同情況規定裂縫的大寬度為0.2~0.3mm.對那些寬度超過規范規定的裂縫,以及不允許出現裂縫則應認為有害,需加以認真分析,慎重處理。


7、 設計構造

  結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中,構造處理不當,現澆主梁在擱次梁處如沒有設附加箍筋,或附加吊筋以及各種結構縫設置不當等因素均容易導致砼開裂。


8、 徐變

  砼徐變造成開裂或裂縫發展的例子工程中也和很常見。據文獻記載受彎構件截面砼受壓徐變,可以使構件變形增大2~3倍,預應力結構因徐變會產生較大的應力損失,降低了結構的抗裂性能。

 

預應力砼裂縫的產生


空心板在混凝土澆筑完成拆模后,沿連接筋豎向產生長度50~150mm,寬度為0.02~0.08mm的裂縫,頂面也出現50~100mm,寬度為0.02~0.12mm的裂縫。鑿開混凝土裂縫發現,裂縫深度在0~5 mm之間,初步判定為收縮裂縫或溫度裂縫。不影響空心板的正常使用,但考慮預應力鋼絞線放張后,有使混凝土頂面抗拉強度降低,致使裂縫長度、寬度和深度增長的可能,為此,分析裂縫產生的原因和改進措施是完全必要的?;炷亮芽p在澆筑后第24h內產生,這時混凝土敏感產生震動裂縫、收縮裂縫和沉陷裂縫。早期裂縫一旦發生,會增加混凝土的滲透性,并使混凝土暴露于易損傷環境的表面增加,這使混凝土早期老化, 裂縫的產生使混凝土滲水性增大,嚴重降低混凝土的強度,從而影響其耐久性。并縮短其使用壽命。


 

裂縫產生的原因分析
 

鑒于預應力混凝土空心板產生裂縫,技術人員立即對施工中的各個環節進行了分析。


1、 原材料因素

  高強混凝土由于其水泥用量大多在(450~600kg/m3),是普通混凝土的1.5~2倍。這樣在混凝土生成過程中由于水泥水化而引起的體積收縮即自縮就大于普通混凝土,出現收縮裂縫的機率也大于普通混凝土。
 

  高強混凝土因采用高標號水泥且用量大,這樣在混凝土硬化過程中,水化放熱量大,將加大混凝土高溫升,從而使混凝土的溫度收縮應力加大。在疊加其他因素的情況下,很有可能導致溫度收縮裂縫。由于高強混凝土中水泥石含量是普通混凝土的1.5倍,在硬化早期由于水分蒸發引起的干縮也將大于普通混凝土。
 

  碎石級配符合規范要求,壓碎值8.3%<12%(規范指標),含泥量0.7%不符合規范要求。
 

  砂含泥量4.2%>3%,不符合規范要求,細度模數Mx=2.7,級配符合規范要求。
 

  水采用機井水,屬飲用水。
 

  減水劑為FDN-5,符合規范要求。
 

  碎石和砂含泥量超標,對混凝土表面裂縫有一定影響,水泥用量過大,達到了規范要求的高限,這是混凝土表面產生裂縫的主要因素。
 

2、 設備因素

  對張拉設備進行校驗,如果張拉用的千斤頂油表度數不準,張拉力超過設計值,造成臺座變形位移,假如澆注完混凝土后,臺座發生變形,混凝土表面就會產生裂紋。經檢查,設備符合要求,臺座地基滿足要求,沒有發現臺座變形、位移、下沉現象。
 

3、 施工工藝因素

 ?。?)、混凝土的拌制。拌和設備是500型強制式攪拌機,操作方面,拌和時間為1min左右,時間過短,從而影響混凝土的均勻性,取其坍落度為3.5,判定水灰比超過了設計用量,水灰比過大,混凝土干縮量加大,產生干縮裂縫。

 ?。?)、混凝土澆注。工地采用插入式振動器振密,振搗過程出現過振現象,致使混凝土表面粗細集料離析,靠近模板的混凝土表面細集料集中。

 ?。?)、混凝土養生?,F場操作往往是等混凝土脫模后才開始養生,空心板頂面裸露在大氣中,夏季高氣溫達35℃,加快了水份的蒸發,致使表面干縮裂縫。


4、 混凝土內箍筋的影響因素

  由于鋼筋和混凝土膨脹率的差異,鋼材的膨脹率大于混凝土的膨脹率,混凝土表面的拉應力小于鋼筋膨脹所產生的應力,從而使混凝土表面拉裂。


5、混凝土自身應力形成的裂縫。

 ?。?)、收縮裂縫?;炷聊虝r,一些水份與水泥顆粒結合,使體積減少,稱為凝縮。另一些水份蒸發,使體積減小,稱為干縮,凝縮和干縮合稱為收縮?;炷恋母稍镞^程是由表面逐步擴展到內部的,在混凝土內呈現含水梯度。因此產生表面收縮大,內部收縮小的不均勻收縮,致使表面混凝土承受拉力,內部混凝土承受壓力。當表層混凝土所產生的拉力超過其抗拉強度時,便產生收縮裂縫。


 ?。?)、溫度裂縫:混凝土受水泥水化放熱、陽光照射、夜間降溫等因素影響而出現冷熱變化時,將發生收縮和膨脹,產生溫度應力,溫度應力超過混凝土抗拉強度時,即產生裂縫??梢猿醪酵茢嗍怯捎谒療徇^大引起的溫度裂縫。由于水化熱作用,使混凝土內部與外表面溫差過大,這時內部混凝土受壓應力,表面混凝土受拉應力。由于混凝土抗壓強度遠大于抗拉強度,表面拉應力可能先達到并超過混凝土抗拉強度,而產生間距大致相等的直線裂縫(稱溫差裂縫),該結構裂縫形態正是如此。


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