混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展

郄玉良

摘? ? 要：對于混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫問題是不可避免的。目前，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的研究集中在大體量構(gòu)件（如混凝土壩和水力結(jié)構(gòu)）上，普通橋梁結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫研究相對較少。對于混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫主要有施工階段和運(yùn)營服務(wù)階段，現(xiàn)在通常以外觀質(zhì)量對橋梁結(jié)構(gòu)施工評估進(jìn)行測量，因此存在裂縫對施工效果和運(yùn)營服務(wù)都會產(chǎn)生不利影響。為此，本文分析了混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：混凝土;裂縫;抑制措施

1? 引言

對于混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，裂縫是影響結(jié)構(gòu)承載力的關(guān)鍵因素。本文系統(tǒng)地研究了裂縫的原因和預(yù)防措施以及加固處理方法，為未來類似項(xiàng)目的裂縫預(yù)防和加固處理提供了參考經(jīng)驗(yàn)。

2? 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因

2.1? 溫度應(yīng)力

混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫多與溫度、環(huán)境相關(guān)，如澆筑時(shí)混凝土因水化反應(yīng)引起結(jié)構(gòu)溫度上升，且熱量在混凝土內(nèi)聚集量明顯。前期內(nèi)部溫度上升明顯，造成內(nèi)部膨脹并產(chǎn)生內(nèi)外應(yīng)力。薄壁混凝土結(jié)構(gòu)因不同部位應(yīng)力不同，導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂縫。此類裂縫多出現(xiàn)于澆筑體中間位置。

2.2? 混凝土振搗的問題

對于混凝土工程來說，對混凝土進(jìn)行振搗也是極為關(guān)鍵的一點(diǎn)，且其振搗的品質(zhì)也直接關(guān)系著工程整體的質(zhì)量。因此，如果振搗出現(xiàn)了問題，那么極有可能導(dǎo)致混凝土溫度裂縫問題的出現(xiàn)。在實(shí)際的振搗操作中，振搗技術(shù)不夠完備或出現(xiàn)操作上的失誤，會使得混凝土的內(nèi)部氣體沒有徹底排除，如果在實(shí)際施工過程中使用這些含有氣體的混凝土，很有可能導(dǎo)致溫度裂縫的出現(xiàn)，甚至可能嚴(yán)重威脅頂層建筑的房屋安全。

2.3? 混凝土的養(yǎng)護(hù)問題

對混凝土進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)是高層建筑房屋施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?；炷恋臏囟攘芽p與其養(yǎng)護(hù)有著緊密的關(guān)聯(lián)，倘若對于混凝土的養(yǎng)護(hù)措施不夠完善，那么必定會使混凝土在一定程度上出現(xiàn)質(zhì)量問題。尤其是，在完成初期的澆蓋之后，必須采用科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)手段來實(shí)施養(yǎng)護(hù)的工藝。其中主要包括對于混凝土溫度的監(jiān)測與控制，對于混凝土內(nèi)外溫度梯度問題的處理，減少混凝土嚴(yán)重脫水問題的產(chǎn)生。然而，如果選擇了錯(cuò)誤的養(yǎng)護(hù)工藝，就會使得混凝土產(chǎn)生嚴(yán)重的脫水現(xiàn)象，進(jìn)而最終出現(xiàn)溫度裂縫問題。

2.4? 荷載引起混凝土裂縫

（1）直接應(yīng)力裂縫，對混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力有重大影響。對于橋梁混凝土結(jié)構(gòu)而言，直接應(yīng)力裂縫是由外部荷載引起的裂縫，根據(jù)外部荷載的原因可分為以下幾類：①設(shè)計(jì)階段模型計(jì)算中出現(xiàn)的問題，結(jié)構(gòu)應(yīng)力模擬分析與實(shí)際應(yīng)力情況有很大差異，荷載部分計(jì)算考慮不足，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)選擇不充分是混凝土結(jié)構(gòu)在使用期間出現(xiàn)裂縫的原因。②在施工階段，由于施工環(huán)境的影響，混凝土結(jié)構(gòu)必須有大規(guī)模的施工活荷載。如果荷載超過設(shè)計(jì)活載，結(jié)構(gòu)可能會開裂。（2）二次應(yīng)力裂紋。二次應(yīng)力裂縫是結(jié)構(gòu)的內(nèi)力裂縫，混凝土結(jié)構(gòu)的二次應(yīng)力是由外部荷載引起的。二次應(yīng)力開裂是施工過程中荷載開裂的主要原因。混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)行過程中的裂縫主要發(fā)生在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的拉伸區(qū)、剪切區(qū)和振動區(qū)。

3? 混凝土中裂縫的防范措施

3.1? 溫度裂縫的防范對策

對混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的預(yù)防措施應(yīng)該在溫度產(chǎn)生源方面采取對策，如選擇低水合熱水泥，科學(xué)地控制水泥使用量，并最大限度地減少水泥比。澆筑大體積混凝土?xí)r，為了避免產(chǎn)生大量水化熱，需要采取水冷措施，通過水循環(huán)帶通過水化熱流減少混凝土內(nèi)外的溫差，減少溫差裂縫的產(chǎn)生。

3.2? 對于混凝土合理的養(yǎng)護(hù)

在實(shí)際的混凝土工程中，為了避免因內(nèi)外溫度差異過大，產(chǎn)生溫度應(yīng)力遠(yuǎn)超出同一時(shí)期的極限抗拉能力進(jìn)而導(dǎo)致的裂縫問題，時(shí)常采用蓄水的方式來養(yǎng)護(hù)混凝土，對于蓄水的深度時(shí)常設(shè)定為5cm?；炷磷o(hù)養(yǎng)的主要程序：在其即將要終凝時(shí)，提早覆蓋一層塑料材質(zhì)的薄膜來預(yù)防其干縮，對地板的澆筑持續(xù)約24h，然后開始進(jìn)入蓄水的養(yǎng)護(hù)階段，在白天能夠起到減少太陽直射從而降低混凝土表層溫度的作用，到了晚上還能夠起到一定的保溫效果，放緩熱量在混凝土表層的擴(kuò)張速度，進(jìn)而將其內(nèi)外的溫度差控制在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)。

3.3? 控制薄壁混凝土結(jié)構(gòu)自收縮應(yīng)力

混凝土自收縮應(yīng)力的出現(xiàn)有兩種因素，其一，混凝土自身物理結(jié)構(gòu)特性。混凝土各種物理膨脹與形變量;其二，薄壁混凝土的現(xiàn)場工程環(huán)境。該因素會直接造成溫濕度的變化，進(jìn)而影響混凝土的凝固速度?？紤]到形變和收縮，還需通過調(diào)整水灰比，添加劑等進(jìn)行調(diào)整。如添加粉煤灰可有效增強(qiáng)薄壁混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和韌性。薄壁混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的水化物含量與粉煤灰含量成反比關(guān)系。如粉煤灰摻加量介于10%～20%時(shí)，粉煤灰含量與混凝土結(jié)構(gòu)自收縮應(yīng)力之間呈現(xiàn)出線性關(guān)系，從而有效控制裂縫的出現(xiàn)。

4? 常見裂縫的處理方法

4.1? 表面修補(bǔ)法

混凝土結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)裂縫大部分是使用表面修復(fù)方法修復(fù)的，因?yàn)榱芽p對結(jié)構(gòu)的承載力影響不大。因此，在有混凝土非結(jié)構(gòu)裂縫的表面上涂抹水泥漿或環(huán)氧砂漿，同時(shí)為了防腐蝕，擦掉裂縫，然后用刷子防腐蝕油漆處理。

4.2? 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

裂縫發(fā)展到一定程度后，需要結(jié)構(gòu)加固方法來大大影響混凝土結(jié)構(gòu)的承載力，抑制結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性能。目前，預(yù)應(yīng)力錨桿也已應(yīng)用于某些結(jié)構(gòu)加固中，以提高結(jié)構(gòu)的完整性，并使結(jié)構(gòu)裂縫得到修復(fù)，主要采用錨桿結(jié)構(gòu)。對于結(jié)構(gòu)裂縫處理，粘貼鋼板的方法是使用當(dāng)前最多的方法：使用粘結(jié)劑將鋼板粘貼到混凝土表面，然后用安裝錨固定。

5? 結(jié)束語

總之，本文介紹了裂縫產(chǎn)生、溫度變化和自收縮，然后分析了溫度和自收縮中的裂縫預(yù)防措施，最后分別介紹了表面修復(fù)方法、內(nèi)部修復(fù)方法和結(jié)構(gòu)加固方法，從而提供了混凝土結(jié)構(gòu)防止和處理裂縫的理論和工程經(jīng)驗(yàn)。

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