裂缝产生的原因及防治措施.doc

对钢筋混凝土梁裂缝的分析与解决裂缝是固体材料中的某种不连续现象，属于材料强度理论范畴。工程裂缝现象是各类建(构)筑物中普遍存在的一种质量缺陷。裂缝及其扩展是结构破坏和倒塌的先兆，裂缝减少了结构的承载力，裂缝引起钢筋锈蚀、混凝土碳化、保护层脱落、渗漏及构件持久强度的减少等。对混凝土的细观研究及工程实践证明，裂缝是难于避免的，是一种材料特性，如对建筑物抗裂规定过高，将会付出巨大的经济代价。结构设计是以极限承载力为基础，但大多数工程的合用标准却是由裂缝控制，世界上绝大多数国家都是以其经济能力来决定对建筑物裂缝控制的宽严限度。裂缝按成因分为主应力裂缝、次应力裂缝和变形(温度、湿度、地基变形)裂缝；按形状分为表面裂缝、贯穿裂缝、竖向裂缝、水平裂缝、斜裂缝、外宽内窄裂缝、上宽下窄裂缝、上窄下宽裂缝、枣核形裂缝和对角线式裂缝；按裂缝扩展状态分为愈合裂缝、闭合裂缝、运动裂缝、稳定裂缝和不稳定裂缝。按极限状态设计理论，工程设计必须满足承载力极限状态和正常使用极限状态。承载力极限状态是建筑物安全需要，正常使用极限状态是从生产、生活、精神方面的规定。混凝土结构最大裂缝宽度控制标准根据环境和使用条件来制定(无腐蚀介质、无防渗规定期为0.3—0.4mm；轻微腐蚀、无防渗规定期为0.2—0.3mm；严重腐蚀、有防渗规定期为0.1—0.2mm)。普通钢筋混凝土构件内力接近30％极限荷载(混凝土应力达成抗拉强度、钢筋应力达成50一60MPa)时出现裂缝，裂缝宽度在0.05—0.1mm，这种裂缝不影响结构安全，还可承受70％-一80％极限荷载；许多工程的梁式结构、框架结构仅在自重作用下出现受拉区开裂或剪力区主拉应力裂缝；有的因拆模过早、抗拉强度局限性，裂缝是常见的，但其极限承载力不会减少，总的安全度不变。变形裂缝较多余现在刚架、特种结构、组合结构等超静定结构中，但这类结构承载力安全储备充足，韧性良好，能适应较大变形而不致倒塌。解决这类裂缝时，可根据裂缝出现后应力衰减情况从宽控制。实践表白，有些裂缝是无害的，或者其害处是可为人类所控制的。对工程结构裂缝特性、机理和控制的研究，是有现实意义的。虽然，国内外的专家、学者在这方面积累了一些经验和技术资料，但尚嫌局限性，为此，本文作者经长期系统地实验和整理，并提高到理论高度进行了综合分析。现就对于混凝土梁裂缝特性、开裂因素的分析和裂缝解决方法总结如下。2钢筋混凝土梁式构件裂缝与解决2．1钢筋混凝土梁侧面竖向裂缝和龟裂缝钢筋混凝土梁侧面竖向裂缝和龟裂缝如图1所示。这类裂缝特性：竖向裂缝一般沿梁长度方向基本等距，裂缝高度多在梁高中部，呈中间大两头小的趋势，深浅不一，严重时，裂缝深度可达100—200mm，更严重时，则出现穿透裂缝；龟裂缝多在梁上下边沿出现，且沿梁长非均匀分布，裂缝深度浅，为表层裂缝。开裂因素：产生竖向裂缝的因素是混凝土养护时浇水不够，特别是在拆模后未做潮湿养护，夏季施工时易于发生，是一种干缩裂缝；产生龟裂缝的因素是模板浇水不够，特别是采用未经水湿透的木模时，容易产生这种裂缝。控制解决：对这类裂缝，裂缝宽度小于0.1mm的可不解决；裂缝宽度为0.1～0.3mm的作表面封闭解决；裂缝宽度为0.3～1.0mm的可用环氧树脂浆液灌注；裂缝宽度大于1．0mm的可用微膨胀水泥浆液修补，修补前，应在裂缝表面涂刷一层水泥浆界面剂。对比较严重的龟裂缝，因其混凝土强度较低，甚至出现剥皮掉角现象，则应将疏松部分清除并凿毛，用高强度水泥砂浆嵌补。钢筋混凝土梁水平顺筋裂缝如图2所示。这类裂缝特性：裂缝与钢筋方向一致，较多余现在已交工使用一段时间后的钢筋混凝土梁上，随着时间的推移，有逐渐发展的趋势。裂缝因素：钢筋锈蚀、氧化铁膨胀所致，更进一步是混凝土保护层过薄，使用了含氯外加剂，使用环境中富含腐蚀性气体或液体侵入混凝土，工业厂房中常见这种裂缝。钢筋混凝土梁水平顺筋裂缝会导致钢筋和混凝土之间的粘结率减少，甚至危及结构安全和耐久性，因此，需进行补强加固解决。防止措施涉及：设计时，考虑加大保护层厚度；施工时，将钢筋骨架固定好后，主筋下部加垫块，保证混凝土保护层厚度；使用不含氯化物的外加剂；对钢筋混凝土梁做好防腐解决并做好维护。加固解决：一般情况下，先将裂缝用环氧胶泥嵌补，然后，采用外包型钢加固、外包钢筋混凝土套加固、预应力水平拉杆加固、预应力下撑式拉杆加固、粘钢加固等技术措施进行加固解决。2．3钢筋混凝土梁集中荷载处的裂缝钢筋混凝土梁集中荷载处的裂缝如图3所示。这类裂缝特性：在次梁与主梁交接处，次梁下面两侧出现斜向裂缝，属荷载作用裂缝。裂缝因素：设计或施工混凝土强度过低，设计加密箍筋或吊筋配筋局限性，施工时钢筋上移。防止措施：按规范规定设计横向钢筋，施工时，应保证混凝土施工质量和钢筋定位准确。这类裂缝通常需进行加固解决。解决方法：采用粘钢板加