2018年1月24日星期三

混凝土結構裂縫的成因


  在施工和使用過程中,引起建築混凝土結構開裂的原因很多,當發生溫度和濕度變化、結構受荷、地基不均勻沉降、施工方式不當時,都非常容易產生裂縫,鋼筋外露具體原因有以下幾方面:
  (1)設計構造
  在設計時考慮不周,裂縫灌注結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中;在構造處理不當時,現澆主梁在擱次梁處如果沒有設置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混凝土開裂。
  (2)地基變形
  建築工程基礎不均勻沉降是造成鋼筋混凝土開裂的主要原因:
  ①房屋建於土質差別較大或軟弱土質上。
  ②建築物基礎深淺不一。
  ③房屋相鄰部分的高度、荷重、結構剛度差別較大。
  ④建築物平面形狀複雜、立面變化過大、長度過大等原因造成基礎不均勻沉降。結構補強裂縫的大小、形狀、方向與地基變形的情況有關,由於地基變形的應力相對較大,使得裂縫一般是貫穿性的,危害較大。
  (3)施工方面
  施工工藝不當是造成鋼筋混凝土開裂的另一個主要原因。由於施工原因造成裂縫出現的因素很多,主要有:
  ①水泥、砂、石等質量不好是引起裂縫較常見的因素。若工程上用了這些不合格的材料就會導致“豆腐渣工程”,所以說只有把好材料的質量關,隔震工程質量才會在根本上得到保證;
  ②混凝土是一種人造混合材料,其質量好壞的一個重要標志是成型後混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂縫產生的直接或間接原因;
  ③水分蒸發、水泥結石和混凝土幹縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。混凝土養護,特別是早期養護質量與裂縫關系密切。早期表面幹燥可使其內外濕度較大更容易產生裂縫;
  ④模板構造不當,漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都有可能造成混凝土開裂。施工過程中,鋼筋表面汙染,混凝土保護層太大或太小,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。
  (4)結構受荷
  在施工中和使用中由於結構受荷都可能出現裂縫。例如早期受震、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應力值過大等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件,在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30-40%的設計荷載,就可能出現裂縫,肉眼一般不能察覺,而構件的極限破壞荷載往往都在設計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫也稱為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規范中,分別不同情況規定裂縫的最大寬度為0.2-0.3mm,對那些寬度超過規范規定的裂縫,以及不允許開裂的構件上出現裂縫則是有害的,需加以認真分析,慎重處理。
  (5)溫濕度變化

  當溫度變化時,由於材料熱脹冷縮,房屋各部分構件將產生各自不同的變形,引起彼此制約而產生應力。因屋面混凝土與牆體的線膨脹系數不一致,屋面變形較大,當屋蓋和牆體之間構造處理不當,會使牆體受拉,當其剪力和拉應力大於砌體的抗剪抗拉強度時,產生溫差裂縫。普通混凝土在空氣中硬結,濕度發生變化時,體積會有所收縮,由此而在構件內產生拉應力,在早期混凝土強度較低時,混凝土收縮值最大。因此,若構件早期養護不良,極易產生收縮裂縫。

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