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      鋼筋混凝土樓板裂縫的成因及加固處理方法
      發布時間:2014-05-16
      摘 要:文章主要介紹鋼筋混凝土樓板裂縫產生的原因、 危害及其加固處理的方法,可供設計與施工參考。
      關鍵詞:鋼筋混凝土樓板;裂縫;危害;補強
      中圖分類號:TU7557  文獻標識碼:A  文章編號:1007—6921(2010)21—0119—02
      近年來,隨著房地產業的飛速發展,全國各地每年有大量的建筑建成。由于結構抗震的需要,大部分建筑全部采用全現澆鋼筋混凝結構,為提高施工速度,縮短建筑建 設周期,保證混凝土結構的質量,大批工程全部采用商品混凝土。隨之而來的問題是,剛剛 澆筑完的混凝土出現裂縫,剛交工的建筑,樓板出現多條裂縫,引起開發商和業主的恐慌和 不滿;炷翗前宓牧芽p問題成了全國各地建筑行業的普遍問題。本文通過分析鋼筋混凝土 樓板裂縫產生原因及其危害,提出補強措施及解決辦法,最大限度減少鋼筋混凝土板裂縫的 產生,保證工程質量的安全可靠。
      1 裂縫的形式及產生的原因
      11 裂縫的形式
      裂縫的形式是多種多樣的,從裂縫的寬度來分,可分為微裂縫和宏觀裂縫。
      一般將混凝土材料在化和過程中產生的寬度小于005mm的裂縫稱之為微裂縫,它是混凝土材 料固有的一種物理性質,微裂縫的產生幾乎是不可避免的,它的分布不規則且不貫通,這種 細微裂縫如果不擴展或是擴展在一定范圍的話,它對一般的工業和民用建筑的正常使用是不 會造成危害的,故這類裂縫又稱為無害裂縫。但是,在實際使用過程中,因為混凝土結構的 抗拉強度要比抗壓強度低得多,所以在荷載作用下或是進一步產生溫差和干縮的情況下,微 裂縫會開始擴展并逐漸相互貫通,從而出現較大的、肉眼可見的裂縫,這種裂縫稱之為宏觀 裂縫,這種裂縫的寬度一般大于005mm。
      按裂縫對結構影響的不同,裂縫又分為受力裂縫和非受力裂縫,非受力裂縫主要是由于水泥 硬化干縮、外界溫度和溫度變化、施工縫處理不當、鋼筋腐蝕等原因造成的;而受力裂縫主 要是由受力引起的,所以受力裂縫又叫荷載裂縫。近年來,結構的非受力裂縫比較常見,裂 縫較普遍。受力裂縫發生的較少,大多為施工質量較差或是設計失誤。
      12 裂縫的成因
      121 非受力裂縫產生原因。非受力裂縫主要包括水泥硬化造成的干縮裂縫、外界溫度和溫度變化引起的溫度裂縫、混凝 土收縮造成的收縮裂縫、鋼筋腐蝕等原因造成的銹脹裂縫等。
      溫度裂縫和收縮裂縫發生較多,目前來說相當普遍,造成溫度和收縮裂縫的主要原因有以下 因素:①泵送混凝土的水灰比較大,造成混凝土有較大的收縮應力,引起混凝土開裂;②水 泥及粉煤灰等細料的摻量大,造成混凝土有較大的收縮應力,引起混凝土開裂;③砂率大, 造成混凝土的收縮大;④養護不到位造成混凝土脫水過快引起收縮。
      鋼筋銹蝕裂縫主要是混凝土結構內部由于鋼筋銹蝕引起的銹脹裂縫,該裂縫為順筋裂縫,裂 縫較淺,主要發生在年限較長的老混凝土中。
      干縮裂縫一般較小,但干縮裂縫加劇溫度裂縫和收縮裂縫的發展。尤其是空置房屋的樓板。
      122 受力裂縫產生原因。受力裂縫根據裂縫的位置、形式分為正截面承載能力不足產生的正應力裂縫和斜截面承載能 力不足產生的剪切裂縫。產生的原因一般有以下幾種:①設計失誤造成構件承載能力不足,引起構件出現裂縫。此類裂縫如果是正截面承載力不 足產生的正應力裂縫,可根據受力主筋處的裂縫寬度,確定該構件的裂縫評級,根據評級結 果采取相應的加固措施;如果是斜截面承載能力不足產生的剪切裂縫,則不論裂縫大小,必 須進行加固。裂縫評級依據《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292-1999的有關規定進行評級 ,根據裂縫寬度及部位分為A、B、C、D4個等級。②施工時造成鋼筋位移,致使構件有效截面高度降低,構件承載能力降低,引起構建出現 裂縫。此類裂縫大多為正截面承載能力不足產生的正應力裂縫,可根據受力主筋處的裂縫寬 度,確定該構件的裂縫評級,根據裂縫評級結果及降低有效高度后的截面尺寸對結構構件重 新進行結構計算,根據計算結果采取相應的加固措施。③構件使用過程中超載造成構件承載力不足,引起構件裂縫。對超載產生的裂縫,可根據 結構構件破壞程度,從裂縫、變形等幾方面對原構件進行鑒定,根據鑒定結果提出有效加固 措施。④施工時砼強度未達到設計要求,引起構件承載能力不足而開裂。由于砼強度不足致使構 件產生的裂縫多為剪切裂縫,此裂縫不論大小一經發現必須進行加固。
      2 裂縫對結構的危害
      當裂縫的寬度超過了一定的限值就成了有害裂縫;有害裂縫的存在嚴重影響結構物的耐久性 和適用性,而裂縫對結構的危害主要表現如下:
      21 對結構耐久性的影響
      混凝土結構一旦產生裂縫,水分就會乘虛而入,即使滲入不是很深,但當外界氣溫降到0℃ 以下時,水分便會凝結成冰,水分結冰后體積膨脹約9%,導致邊緣的散裂,而凍融循環一次 這種散裂就發生一次,這樣,裂縫將逐漸加寬。同時由于裂縫的存在,加大了混凝土的碳化 速度,直接影響結構的耐久性。
      22 裂縫對鋼筋的銹蝕影響
      裂縫與鋼筋銹蝕的關系比較復雜,有“先裂后銹”和“先銹后裂”兩種情況。先裂后銹即由 于鋼筋混凝土收縮,塑性下降;同時,由于施工質量等原因引起的沿鋼筋縱向裂縫和梁中沿 箍筋的裂縫,常常成為空氣、水分及其他侵蝕介質的通道,久而久之,使鋼筋產生銹蝕,而 削弱了鋼筋的受力截面積;特別是高強鋼絲,因其表面積大而截面積小,銹蝕對其危害更大 。
      先銹后裂即由于鋼筋混凝土的氯鹽或硫酸鹽的作用,使鋼筋發生銹蝕;銹蝕物體積比原體積 增大3~4倍,使鋼筋周圍的混凝土產生很大的拉力,從而引起沿鋼筋長度方向的混凝土產生 縱向劈裂裂縫,一旦保護層混凝土劈裂,鋼筋與外界接觸,甚至完全裸露于空氣當中,導致 銹蝕速度迅速加快。
      在實際結構中,這兩種情況是相互作用且同時進行的,裂縫的產生使鋼筋銹蝕,鋼筋銹蝕的 發展又促進了裂縫的擴展;如此銹—裂—銹的惡性循環,最終導致混凝土保護層完全脫落, 致使鋼筋失去抵抗銹蝕的保護,甚至結構徹底破壞。
      23 裂縫影響建筑物的美觀和使用功能
      依據《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292-1999規定,當裂縫寬度>04mm時,按使用性鑒定 標準,裂縫子項評級為Cs級,顯著影響結構的使用功能,必須采取措施。
      3 裂縫的修補和加固
      31 非受力裂縫的修補方法
      對于對結構影響不大的混凝土非受力裂縫,為了滿足美觀和使用上的要求、防止鋼筋銹蝕、 減少滲漏、提高結構與耐久性,常用的修補方法分為表面修補和內部灌注兩類。
      311 表面修補法。此方法是沿構件表面涂刷水泥漿、瀝青、環氧樹脂等材料來修補構件 表面細小的混凝土裂縫,對于混凝土干縮裂縫?梢圆捎眠@種辦法來進行修補。
      312 內部灌注法。內部灌注法是采用壓力灌漿,它不僅修補混凝土表面的裂縫,而且能 注入構件的內部,對裂縫進行黏合封閉和補強。為了提高灌漿的飽和度,一般采用壓力灌 漿。對于施工裂縫和較大寬度裂縫,大多采用此方法進行修補。灌漿材料一般為環氧類樹脂 。
      32 受力裂縫的加固方法
      如前所述,受力裂縫主要是由于構件在荷載作用下引起的,所以對于這類裂縫的加固,必須 根據實際情況,通過計算分析方能確定其加固的方案,常用的加固方法有。
      321 加大截面法。這種方法是采用增大原結構或構件的截面積,以提高其承載力和滿足 正常使用的加固方法。這種加固方法用于加固混凝土結構中梁、板、柱和屋架等混凝土構件 ,起到良好的作用。對于鋼筋混凝土板而言,可以在板底或板面增加3mm~10mm厚的混凝土 ,鋼筋要有可靠的連接,為增加新舊混凝土之間的黏結力,在澆灌混凝土之前,先刷混凝土 界面劑。也可采用噴射混凝土的方法進行施工。增加的板厚、鋼筋的面積應通過計算確定。
      322 增加支撐減少構件跨度的加固法。這種加固方法是在不影響結構使用功能的情況下 ,在結構構件上增加梁、柱等支撐構架,縮小原結構構件跨度的方法進行加固。
      323 外部粘貼鋼板加固法。粘貼鋼板加固法是指用高強度的結構膠粘劑把鋼板貼在構件 外部的一種加固方法,這是一種新型的加固技術。
      粘鋼施工要求:首先對補強構件混凝土表面進行處理,鑿去粉刷層在混凝土表面進行打磨, 清洗干凈,并用丙酮擦拭;對鋼板進行除銹和粗糙處理,打磨紋路應與鋼板受力方向垂直; 對加固構件卸荷,可采用千斤頂頂升;按要求配置膠粘劑,用抹刀同時涂抹在已處理好的混 凝土表面和鋼板表面上,將鋼板粘貼于預定的位置上,并用夾具或支撐固定,24h后即可卸 除支撐;最后必須用小錘輕敲鋼板檢查是否有空鼓,如發現有空鼓應剝下鋼板補膠重貼。鋼 板表面必須用1∶3水泥砂漿保護,厚度25mm,如果沒有砂漿粉面層,應做防銹處理,涂紅丹 兩道,再涂面漆一道。
      324 粘貼碳纖維布加固法。這種加固方法和粘貼鋼板加固法有些類似,與混凝土表面處理方法相同。碳纖維布、膠粘劑 等必須滿足《混凝土結構加固設計規范》(GB 50367—2006)的質量要求,對于混凝土表面 凹凸不平處宜用底膠填平,碳纖維布用輥筒在同一方向滾壓,碳纖維布在延伸長度范圍內通 常設置垂直于纖維方向的壓條。碳纖維布貼好后,在其表面再刷兩道膠粘劑,撒一些大粒沙 子。
      當然對于結構裂縫的修補或補強加固措施還有很多,只有在實踐過程中,根據各個工程實際 情況,綜合考慮安全性、適用性、經濟型,在加固設計中提出相應的處理對策隨后在進行加 固;避免裂縫對構件造成進一步的危害,保證結構的安全使用。
      [參考文獻]
      [1] GB50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準[S]
      [2] GB 50010—2002混凝土結構設計規范[S]
      [3] GB 50367—2006混凝土結構加固設計規范[S]
      [4] 王鐵夢建筑物的裂縫控制[M]上海:上?茖W技術出版社,1989

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