浅谈混凝土局部开裂原因及修复措施
2015-03-23鲍烨超赵鹏
鲍烨超 赵鹏
(郑州大学土木工程学院, 河南 郑州 450001)
钢筋混凝土结构作为目前土木工程行业应用最为普遍的结构形式,具有整体性好、施工方便、经济性好等优点,因此一些民用建筑大多采用钢筋混凝土结构。但是钢筋混凝土的开裂也是工程中十分常见的现象,因此混凝土的局部开裂的修补也是一个亟待解决的问题,因此在满足结构安全性的前提下,修补也必须考虑经济性与修补方法、规模。
1 混凝土开裂的危害
由于钢筋混凝土属于复合材料,由于多种材料的材料性能不同,所以在荷载或是其他外部环境的影响下,混凝土内部微裂缝的产生是不可避免的。但是如果对裂缝的扩展不加以控制,任由其发展,结构自更大荷载作用或是剧烈温差变化的情况下,随着细裂缝的不断发展扩大,相邻几条细裂缝逐渐相互贯通,形成较大的粗裂缝,对结构的正常使用造成极大的影响,对结构安全产生不确定因素,可能造成较大的危害。常见的危害主要有以下几个方面:
1.1 导致混凝土结构的受力性能与强度下降。随着裂缝的不断发展,导致混凝土材料的强度下降,内部缺陷不断放大甚至威胁建筑安全。
1.2 引起钢筋锈蚀:空气中的氧气与水分通过裂缝进入结构内部从而造成钢筋的锈蚀,影响结构安全性。
1.3 使结构的整体刚度,整体性与外部美观度下降。
1.4 造成混凝土的碳化,混凝土的保护层加速脱落,使结构的抗疲劳能力下降。
2 混凝土开裂的原因
混凝土结构裂缝一般分为荷载裂缝与变形裂缝,变形缝又可以分为伸缩裂缝、沉降裂缝、温度裂缝。
2.1 由于钢筋混凝土结构抗压强度高但是抗拉强度十分低,约为抗压强度的十分之一左右。因此在各种荷载作用下,随着混凝土的变形与挠度不断变大,结构内部应力超过混凝土抗拉强度,导致内部细微裂缝不断扩展形成较大宽荷载裂缝。
2.2 在建筑建成的3-5年甚至更长的时间里,由于建筑一般的自重比较大,因此会产生沉降的问题,由于工程地质条件比较复杂,很有可能建筑沉降不是均匀沉降而更多的是不均匀沉降,较大的不均匀沉降就会导致建筑结构产生沉降裂缝。
2.3 建筑在施工过程中,施工质量的高低与混凝土的养护不当也会导致混凝土结构产生裂缝。
2.4 在一些日夜温差较大或是季节温差较大的地区,由于钢筋混凝土材料也具有热胀冷缩的性质,而且钢筋的膨胀系数与混凝土的膨胀系数也不完全相同,因此较大的温差变化会导致结构开裂产生温度裂缝与伸缩裂缝。
2.5 施工过程中,混凝土配合比不合适或是钢筋的配筋率不合适也会导致结构的受力性能不能达到设计水平,从而导致在正常设计荷载作用下产生裂缝。
3 裂缝的修复措施
对于混凝土结构内部的细微我们是无法避免的,但是对于外部的一些宏观裂纹,我们则希望把它限制在国家建筑规范的范围内,因此我们需要一些科学的方法去实现这个目标。
3.1 首先我们需要在施工过程中对施工质量严格把关,保证混凝土结构的配合比与配筋率达到设计要求,同时在养护时也要严格遵循混凝土结构养护条件。
3.2 对于不影响结构安全的裂缝,我们可以采用表面涂抹砂浆法,贴面法等等。
3.3 如果裂缝导致结构的整体性下降或是不满足防水要求,我们可以从内部进行修复,使用水泥灌浆法等等。
3.4 如果裂缝已经威胁到结构的安全性,导致结构的承载能力下降或是大幅度降低,我们则需要对该结构或是构件进行及时的加固及修复。比如贴钢板加固法,钢箍加固法都是现在建筑修复时比较常用的方法。
4 结语
混凝土结构因其整体性好,整体刚度大,强度高,经济性好等优点。而在目前土木建筑中被普遍运用,但是其耐久性、美观性经常会由于结构出现各种大大小小的裂缝而降低,因此对混凝土结构裂缝产生的危害进行有效的认识,并认真分析其裂缝产生的原因与不断完善裂缝修复的方法使混凝土结构更加趋于完善显然具有举足轻重的意义。