摘要:混凝土構(gòu)件裂縫的控制嚴重影響著建筑物的長期耐久性和正常使用性,是混凝土結(jié)構(gòu)研究的一個重大課題,隨著混凝土材料技術(shù)發(fā)展,裂縫產(chǎn)生的因素逐漸復(fù)雜化,混凝土裂縫的控制難度逐漸增大。本文從裂縫形成的原因,影響因素,裂縫的控制和裂縫的鑒定與檢測進行全面論述分析。
關(guān)鍵詞:混凝土裂縫 裂縫鑒定 裂縫檢測
混凝土結(jié)構(gòu)是有水泥、水、細集料(砂)及粗骨料(石子)及摻加劑按一定的比例混合澆筑,振搗,養(yǎng)護而成的結(jié)構(gòu)。但是由于施工技術(shù)、構(gòu)件的形狀、氣候溫度條件、人為因素等因素的影響,混凝土構(gòu)件常常出現(xiàn)各種程度不同的裂縫;炷翗(gòu)件的裂縫不僅嚴重影響著構(gòu)件的外觀,甚至對構(gòu)件的安全穩(wěn)定性也有成很大程度的影響。要有效地控制裂縫必須從裂縫形成的原因、裂縫的形成入手,鑒定檢測裂縫。
一、 混凝土構(gòu)件裂縫形成的原因
首先裂縫按形成原因可以分為:變形裂縫和荷載裂縫兩大類。
變形裂縫是由于地基不均勻沉降溫度變化的因素引起的混凝土力學(xué)性能的改變而導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的變形。變形受到約束時在混凝土內(nèi)部就會產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土內(nèi)部抗拉強度等級時就會有裂縫產(chǎn)生,隨著裂縫的產(chǎn)生而這樣應(yīng)力逐漸減小或消失。
荷載縫是由彎矩、剪應(yīng)力、和扭矩等外部荷載引起的混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過了混凝土內(nèi)部的抗拉強度等級,從而產(chǎn)生裂縫。荷載裂縫的產(chǎn)生預(yù)示著設(shè)計混凝土構(gòu)件可能不滿足設(shè)計強度等級。
二、混凝土構(gòu)件的裂縫形式
不同原因引起的裂縫形式有較大的不同,認清裂縫形式對有效控制裂縫有很重要的意義。荷載裂縫規(guī)律性很強,通常能通過精確的計算得出裂縫的大小,位置。
軸心受壓柱在荷載的作用下裂縫沿軸縱向分布,中間較密。大偏心受壓時受拉一側(cè)的裂縫水平向內(nèi)延伸,垂直梁軸,受拉一側(cè)有壓碎現(xiàn)象出現(xiàn)。典型簡支梁跨中截面出現(xiàn)的受彎裂縫下部比上部大,兩端斜截面為剪切裂縫。牛腿受力構(gòu)件中,裂縫從集中荷載點開始向外斜面延伸。大型屋面板張拉時裂縫垂直與長軸分布板面,并向下延伸,加有預(yù)應(yīng)力鋼筋時端部會出現(xiàn)局部裂縫現(xiàn)象。地震作用時窗間墻容易產(chǎn)生裂縫,呈雙向剪切破環(huán),形狀為X裝。地基變形引起的裂縫是由于地基的埋深和類型不同,以及地基的不均勻沉降,建筑物交界處會出現(xiàn)豎向裂縫和傾斜裂縫。除了這幾種常見的裂縫外,火災(zāi)后模版的變形也會引起混凝土的開裂,這種裂縫通常為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于混凝土用料的不同裂縫的形式也有所差別。
三、裂縫的危害
混凝土構(gòu)件拉壓強度比較低,調(diào)節(jié)變形能力差,再加上混凝土材料的非勻質(zhì)性,實際施工過程中很控制混凝土構(gòu)件免裂縫的產(chǎn)生。裂縫對建筑物的危害主要體現(xiàn)在對結(jié)構(gòu)持久承載力和正常使用功能兩個方面。無筋構(gòu)件中一旦出現(xiàn)裂縫就預(yù)示著構(gòu)件的承載力存在很大的問題;配筋構(gòu)件中裂縫存在過多會使鋼筋銹蝕腐化,從而降低結(jié)構(gòu)的耐久性,嚴重時構(gòu)件的承載力耗盡鋼筋被拉斷,建筑物坍塌。
實際工程中有很多建筑物雖然出現(xiàn)很多裂縫,對建筑物本身并沒有安全性的影響。裂縫的產(chǎn)生對建筑物的主要正常使用功能有很大的副作用,因為它不僅降低了結(jié)構(gòu)的防水、防滲和氣密性作用,甚至嚴重時會給人造成一種心理壓力,影響建筑外觀的美觀。
裂縫的危害性與裂縫的具體形狀、位置、構(gòu)件的功能要求以及周邊環(huán)境有很大關(guān)系。荷載裂縫還要進行承載力驗算同時考慮裂縫運動的穩(wěn)定性,綜合考慮裂縫存在的危害程度。例如裂縫寬度是危害中的一個重要變量,裂縫過寬就會使鋼筋腐蝕,然后形成一個惡性循環(huán);裂縫密度分布則是構(gòu)件內(nèi)部裂紋積累造成的,最終也會在一定范圍內(nèi)達到平衡。化學(xué)反應(yīng)引起的膨脹裂縫要格外重視,這種裂縫通常不屬于穩(wěn)定性裂縫,很難預(yù)料它的發(fā)生與發(fā)展,應(yīng)盡可能的避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,地基沉降造成的裂縫同時也要及時的處理。
四、混凝土的構(gòu)件的裂縫鑒定與檢測
混凝土的檢測鑒定過程主要有立項階段、方案階段、調(diào)查階段、檢測階段、整理階段和結(jié)論階段。其中檢測階段在整個分析過程中起著決定性的作用,屬于硬件工作的范疇,檢測的工作有兩類,一類是直接對裂縫形態(tài)進行檢測,一類是間接的對裂縫的產(chǎn)生有影響的項目檢測。
1、尋找標注裂縫
比較寬度的裂縫可以直接肉眼觀察,并進行標注,比較細的裂縫要仔細靠近表面觀查,難以辨認時濕潤構(gòu)件表面,擦干后根據(jù)潮濕的水印來辨認裂縫。觀測時注意區(qū)分表面抹灰層和維護結(jié)構(gòu)界面的裂縫與混凝土裂縫,前兩者不屬于混凝土構(gòu)件本身的裂縫,對結(jié)構(gòu)沒有太大的影響。
2、描繪裂縫的形態(tài)
進一步的描繪典型裂縫的形態(tài),包括裂縫出現(xiàn)的位置、擴展方向、寬度的變化,統(tǒng)計裂縫的數(shù)量,并列表表達。
3、裂縫的檢測
通常檢測裂縫最大寬度,深度,判斷是否存在貫通面,觀測是否滲水,檢測裂縫是否已經(jīng)處于穩(wěn)定,必要時對裂縫進行原位加載試驗。
4、與裂縫相關(guān)項目的檢測
包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際參數(shù)、相關(guān)區(qū)域的其他缺陷、結(jié)構(gòu)的環(huán)境條件和使其時間等,只要是對裂縫的控制和修補以及成因有聯(lián)系的都要進行相應(yīng)的檢測。
五、混凝土裂縫檢測的原則
1、公正性
檢測和處理裂縫時要排除各種干擾和壓力;根據(jù)檢測結(jié)果做出不帶有任何傾向性的結(jié)論。盡可能的做到公正,不違背自己的職業(yè)道德。
2、客觀性
積極主動的聽取有關(guān)人員各方面的信息和意見,但不盲目的偏信。以測量的數(shù)據(jù)為客觀依據(jù)和真實信息,排除主觀判定的因素,只有建立在檢測數(shù)據(jù)、現(xiàn)象觀測的客觀事實才能真實情況的結(jié)論。
3、科學(xué)性
根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)最裂縫的產(chǎn)生和解決方案提出科學(xué)的判斷,堅持嚴謹?shù)膽B(tài)度認真對待每一個工作步驟,嚴格按照相關(guān)的規(guī)范進行操作計算,在缺少把握時向有關(guān)的專家學(xué)者請教。
4、全面嚴密性
檢測結(jié)論充分考慮產(chǎn)生裂縫的可能性,工程結(jié)構(gòu)中裂縫產(chǎn)生的原因相當(dāng)復(fù)雜,單一原因造成的裂縫基本不存在,全面考慮差生原因可以避免片面的誤判。明確的表達關(guān)鍵問題,結(jié)論中不能存在回避、含糊的問題。不然會帶來很多的不良因素,甚至造成重新檢測的發(fā)生。
5、公開性
裂縫涉及到住戶的切身利益,檢測結(jié)果要得到別人的信任,所以檢測結(jié)果要公開公正,并向有關(guān)人員宣傳裂縫的基本知識,并允許他們旁觀檢測過程,使其了解裂縫產(chǎn)生的真相,這是真誠認真的態(tài)度是解決任何建筑問題的必備條件。
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