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钢筋混凝土结构构件受力裂缝分析及加固处理方法

来源:用户上传      作者: 黄红民 蔡爱霞

  摘要: 墙体裂缝是一种常见的建筑工程质量通病,它不仅影响建筑物的美观和使用功能要求,还会破坏墙体的整体性,影响结构安全,甚至会降低结构的耐久性。鉴于此,本文对钢筋混凝土结构构件受力裂缝及加固处理方法进行了分析。
  关键词: 钢筋混凝士;受力裂缝;处理
  
  一、前言
  
  建筑物的裂缝,特别是砖混结构住宅楼的现浇板裂缝、墙体裂缝、多层现浇框架填充墙裂缝,属于当前建筑物多发性、普遍性的质量顽症。许多混凝土结构、砌体结构等建筑物在建设和使用的过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。对于钢筋混凝土结构,裂缝使大气中的二氧化碳很快渗透到混凝土中去,加快了裂缝处混凝土的碳化速度,从而缩短了结构从制作到钢筋开始锈蚀(即碳化历程)所经历的时间。而化学介质、气体、氧分子及水分子等也同时侵入裂缝,破坏钢筋的钝化膜,在钢筋表面发生电化学反应,弓}起钢筋锈蚀,一影响结构的使用寿命。如:钢筋混凝土梁、柱构件出现胀锈裂缝时(纵向裂缝)表明混凝土保护层内钢筋己严重锈蚀,结构的安全度随之迅速降低,结构的使用寿命大大缩短。
  
  二、现浇钢筋混凝士结构构件裂缝的常见形态
  
  目前的建筑基本上都采用现浇钢筋混凝土楼面。现浇钢筋混凝土楼板对房屋的整体性、抗不均匀沉降性和结构安全性均有很大提高,但也伴随产生了一些裂缝的情况,大部分裂缝表现为:表面龟裂,纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。虽然,这些裂缝一般被认为对使用无多大危害,但在实际设计与施工中仍有必要对其进行有效控制,特别是避免有害裂缝的产生。钢筋混凝土构件开裂的原因很多,但可归结成两大类:第一类:由外荷载引起的裂缝,也称为结构性裂缝、受力裂缝,其裂缝与荷载相应,预示结构承载力可能不足或存在严重问题。第二类:由变形引起的裂缝,也称非结构性裂缝,如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的变形,当此变形得不到满足,在结构构件内部产生自应力,当此自应力超过混凝土抗拉强度时,即会引起混凝土裂缝。对于现浇钢筋混凝士,由变形为主引起的裂缝所占的比例更大,几乎所有的现浇混凝土裂缝都是由变形为主引起的荷载所引起的,而在当前大量工程中都采用外墙有机聚合物外保温的情况下,温度裂缝有所减少,混凝土的收缩作用就成了引起裂缝的主要因素。按出现的位置划分,混凝土现浇裂缝的形态主要有以下6种类型:1)45度角斜裂缝:该类裂缝主要分布在房屋四角及内外墙交接角部,且大多数裂缝穿透楼板,裂缝形态一般呈中段宽,两端窄,端头消失在圈梁边,与外墙夹角约成45度,宽度不大于1mm。2)平行于楼板短边和长边的裂缝:这类裂缝常出现在楼板中部,多发生于楼板整体连续浇注的工程中,通常贯通楼板,宽度可达0.5一1.5~。3)穿线管位置裂缝:这类裂缝位于板内埋设线管的地方,裂缝分布沿线管走向。裂缝常常上下贯通,缝宽较大。4)异性板拐角处裂缝。5)板面顺钢筋方向的裂缝。6)板面分布的不规则裂缝,裂缝宽度较小,深度也较浅。
  
  三、钢筋混凝土受力裂缝的加固施工
  
  1、加强钢筋工程的隐蔽验收,注意检查钢筋的直径、间距、上下层钢筋之间的有效高度、钢筋的锚固长度、下层钢筋的保护层垫板厚度及分布等是否符合设计要求。2、浇捣混凝土时,必须安排专门的护筋人员,以免上层负筋被踩压下沉。3、预埋线管铺设应有可靠合理的固定措施,使之从板件中部穿越;避免在同一位置布置多条管线。4、严禁在现浇混凝土未达到设计强度之前拆模,楼板不得过早上人、堆放材料,板上施工堆载应均匀分布,且避免过重,确保板件厚度及混凝土强度达到设计要求。5、保证模板具有足够的刚度和支撑的可靠,对底层模板支撑点地基要夯实。6、混凝土浇筑时布料、振捣要均匀,不得漏振或过振。泵送混凝土要在浇筑后1-1.5小时最好复振,防止早期塑性沉降裂缝的产生,并注意观察,若己出现裂缝,要及时用木模拍打、抹平、搓毛。7、加强楼板湿养护。混凝土浇筑成型后,适时覆盖浇水养护,防止曝晒和大风袭击,确保湿养护时间满足规范要求,一般要湿养护时间不得少于7天。8、采用商品混凝土时,严禁在泵送过程中加水。
  
  四、钢筋混凝土受力裂缝的治理方法
  
  1、表面处理法
  表面处理法包括涂膜封闭法、喷涂聚合物水泥砂浆法和开槽填补裂缝法。涂膜封闭法通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜。在裂缝宽度有可能变动时,可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。混凝土表面的微细裂缝可以采用涂刷混凝土涂料形成防水膜的方法来封闭裂缝。这种方法施工简单,成本较低,而且还有装饰效果,适合于宽度小于0.2mm的微细裂缝。涂膜封闭法适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。喷涂聚合物水泥砂浆法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。该方法是在水泥砂浆中掺入ZV型混凝土修补胶成为聚合物水泥砂浆。由于其中聚合物材料对水泥砂浆的改性作用,聚合物水泥砂浆粘结强度、抗拉强度大幅度提高,防水性和抗裂性增强,特别适用于混凝土缺陷缝的修补。采用快硬硫铝酸盐水泥和ZV型修补胶配制的聚合物快硬水泥砂浆,由于早期强度很高,收缩量很小,更适合于快速施工。另外还有开槽填补裂缝法。
  2、压力灌浆法
  此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭,仅留出进浆口及排气孔,然后将配制的较低粘度的浆液通过压浆泵以一定的压力压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化,以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目的。通常有水泥灌浆修补法和化学灌浆修补法两种。
  3、碳纤维布加固法
  对于通长、贯通的危险结构裂缝,宜委托专业加固单位采用复合增强纤维等材料对裂缝做粘贴加强处理(如碳纤维粘贴加强)。复合增强纤维的粘贴宽度以350一400~为宜,既能起到良好的抗拉裂补强作用,又不影响粉刷和装饰效果。
  4、其他处理措施
  结构补强法主要适用于因超荷载产生的裂缝的修补加固,较常见的是粘贴钢板施工法。粘贴钢板施工法是将整个钢板粘贴于待修补的裂缝位置上,使其与原有的混凝土成为整体,从而提高对活载的抵抗力。用于粘贴的钢板厚度,一般为4.5-6mm,而混凝土与钢板的粘结剂一般采用环氧基液粘结剂。也可用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝(大于0.3mm),其作业简单,费用低。对于宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝,或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝,可采取开V型槽,然后洗掉浮灰,先涂上一层界面处理剂或低粘度的树脂,以增加其填充料与混凝土的粘结力,然后作填充处理。锚固加固法是以钢锚栓沿混凝土裂缝隔一定距离将裂缝锚紧,锚栓孔需用机械事先钻好,待锚栓锚固之后,再用水泥浆或树脂砂浆固结。该法多用于混凝土及钢筋混凝土的补强加固,以恢复结构承载力为目的的修补工程。同时可锁住活缝,使建筑物不再出现新的破坏。
  
  参考文献:
  [1]邹时畅,加气混凝土填充墙裂缝原因及防治。重庆建筑,2002年2月.
  [2]尹宁,周建军,框架结构加气混凝土砌块墙体裂缝的研究,混凝土与水泥制品,2002年6月.


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