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钢筋混凝土楼板裂缝的成因及加固处理方法
发布时间:2014-05-16
摘 要:文章主要介绍钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因、 危害及其加固处理的方法,可供设计与施工参考。
关键词:钢筋混凝土楼板;裂缝;危害;补强
中图分类号:TU7557  文献标识码:A  文章编号:1007—6921(2010)21—0119—02
近年来,随着房地产业的飞速发展,全国各地每年有大量的建筑建成。由于结构抗震的需要,大部分建筑全部采用全现浇钢筋混凝结构,为提高施工速度,缩短建筑建 设周期,保证混凝土结构的质量,大批工程全部采用商品混凝土。随之而来的问题是,刚刚 浇筑完的混凝土出现裂缝,刚交工的建筑,楼板出现多条裂缝,引起开发商和业主的恐慌和 不满。混凝土楼板的裂缝问题成了全国各地建筑行业的普遍问题。本文通过分析钢筋混凝土 楼板裂缝产生原因及其危害,提出补强措施及解决办法,最大限度减少钢筋混凝土板裂缝的 产生,保证工程质量的安全可靠。
1 裂缝的形式及产生的原因
11 裂缝的形式
裂缝的形式是多种多样的,从裂缝的宽度来分,可分为微裂缝和宏观裂缝。
一般将混凝土材料在化和过程中产生的宽度小于005mm的裂缝称之为微裂缝,它是混凝土材 料固有的一种物理性质,微裂缝的产生几乎是不可避免的,它的分布不规则且不贯通,这种 细微裂缝如果不扩展或是扩展在一定范围的话,它对一般的工业和民用建筑的正常使用是不 会造成危害的,故这类裂缝又称为无害裂缝。但是,在实际使用过程中,因为混凝土结构的 抗拉强度要比抗压强度低得多,所以在荷载作用下或是进一步产生温差和干缩的情况下,微 裂缝会开始扩展并逐渐相互贯通,从而出现较大的、肉眼可见的裂缝,这种裂缝称之为宏观 裂缝,这种裂缝的宽度一般大于005mm。
按裂缝对结构影响的不同,裂缝又分为受力裂缝和非受力裂缝,非受力裂缝主要是由于水泥 硬化干缩、外界温度和温度变化、施工缝处理不当、钢筋腐蚀等原因造成的;而受力裂缝主 要是由受力引起的,所以受力裂缝又叫荷载裂缝。近年来,结构的非受力裂缝比较常见,裂 缝较普遍。受力裂缝发生的较少,大多为施工质量较差或是设计失误。
12 裂缝的成因
121 非受力裂缝产生原因。非受力裂缝主要包括水泥硬化造成的干缩裂缝、外界温度和温度变化引起的温度裂缝、混凝 土收缩造成的收缩裂缝、钢筋腐蚀等原因造成的锈胀裂缝等。
温度裂缝和收缩裂缝发生较多,目前来说相当普遍,造成温度和收缩裂缝的主要原因有以下 因素:①泵送混凝土的水灰比较大,造成混凝土有较大的收缩应力,引起混凝土开裂;②水 泥及粉煤灰等细料的掺量大,造成混凝土有较大的收缩应力,引起混凝土开裂;③砂率大, 造成混凝土的收缩大;④养护不到位造成混凝土脱水过快引起收缩。
钢筋锈蚀裂缝主要是混凝土结构内部由于钢筋锈蚀引起的锈胀裂缝,该裂缝为顺筋裂缝,裂 缝较浅,主要发生在年限较长的老混凝土中。
干缩裂缝一般较小,但干缩裂缝加剧温度裂缝和收缩裂缝的发展。尤其是空置房屋的楼板。
122 受力裂缝产生原因。受力裂缝根据裂缝的位置、形式分为正截面承载能力不足产生的正应力裂缝和斜截面承载能 力不足产生的剪切裂缝。产生的原因一般有以下几种:①设计失误造成构件承载能力不足,引起构件出现裂缝。此类裂缝如果是正截面承载力不 足产生的正应力裂缝,可根据受力主筋处的裂缝宽度,确定该构件的裂缝评级,根据评级结 果采取相应的加固措施;如果是斜截面承载能力不足产生的剪切裂缝,则不论裂缝大小,必 须进行加固。裂缝评级依据《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-1999的有关规定进行评级 ,根据裂缝宽度及部位分为A、B、C、D4个等级。②施工时造成钢筋位移,致使构件有效截面高度降低,构件承载能力降低,引起构建出现 裂缝。此类裂缝大多为正截面承载能力不足产生的正应力裂缝,可根据受力主筋处的裂缝宽 度,确定该构件的裂缝评级,根据裂缝评级结果及降低有效高度后的截面尺寸对结构构件重 新进行结构计算,根据计算结果采取相应的加固措施。③构件使用过程中超载造成构件承载力不足,引起构件裂缝。对超载产生的裂缝,可根据 结构构件破坏程度,从裂缝、变形等几方面对原构件进行鉴定,根据鉴定结果提出有效加固 措施。④施工时砼强度未达到设计要求,引起构件承载能力不足而开裂。由于砼强度不足致使构 件产生的裂缝多为剪切裂缝,此裂缝不论大小一经发现必须进行加固。
2 裂缝对结构的危害
当裂缝的宽度超过了一定的限值就成了有害裂缝;有害裂缝的存在严重影响结构物的耐久性 和适用性,而裂缝对结构的危害主要表现如下:
21 对结构耐久性的影响
混凝土结构一旦产生裂缝,水分就会乘虚而入,即使渗入不是很深,但当外界气温降到0℃ 以下时,水分便会凝结成冰,水分结冰后体积膨胀约9%,导致边缘的散裂,而冻融循环一次 这种散裂就发生一次,这样,裂缝将逐渐加宽。同时由于裂缝的存在,加大了混凝土的碳化 速度,直接影响结构的耐久性。
22 裂缝对钢筋的锈蚀影响
裂缝与钢筋锈蚀的关系比较复杂,有“先裂后锈”和“先锈后裂”两种情况。先裂后锈即由 于钢筋混凝土收缩,塑性下降;同时,由于施工质量等原因引起的沿钢筋纵向裂缝和梁中沿 箍筋的裂缝,常常成为空气、水分及其他侵蚀介质的通道,久而久之,使钢筋产生锈蚀,而 削弱了钢筋的受力截面积;特别是高强钢丝,因其表面积大而截面积小,锈蚀对其危害更大 。
先锈后裂即由于钢筋混凝土的氯盐或硫酸盐的作用,使钢筋发生锈蚀;锈蚀物体积比原体积 增大3~4倍,使钢筋周围的混凝土产生很大的拉力,从而引起沿钢筋长度方向的混凝土产生 纵向劈裂裂缝,一旦保护层混凝土劈裂,钢筋与外界接触,甚至完全裸露于空气当中,导致 锈蚀速度迅速加快。
在实际结构中,这两种情况是相互作用且同时进行的,裂缝的产生使钢筋锈蚀,钢筋锈蚀的 发展又促进了裂缝的扩展;如此锈—裂—锈的恶性循环,最终导致混凝土保护层完全脱落, 致使钢筋失去抵抗锈蚀的保护,甚至结构彻底破坏。
23 裂缝影响建筑物的美观和使用功能
依据《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-1999规定,当裂缝宽度>04mm时,按使用性鉴定 标准,裂缝子项评级为Cs级,显著影响结构的使用功能,必须采取措施。
3 裂缝的修补和加固
31 非受力裂缝的修补方法
对于对结构影响不大的混凝土非受力裂缝,为了满足美观和使用上的要求、防止钢筋锈蚀、 减少渗漏、提高结构与耐久性,常用的修补方法分为表面修补和内部灌注两类。
311 表面修补法。此方法是沿构件表面涂刷水泥浆、沥青、环氧树脂等材料来修补构件 表面细小的混凝土裂缝,对于混凝土干缩裂缝常可以采用这种办法来进行修补。
312 内部灌注法。内部灌注法是采用压力灌浆,它不仅修补混凝土表面的裂缝,而且能 注入构件的内部,对裂缝进行黏合封闭和补强。为了提高灌浆的饱和度,一般采用压力灌 浆。对于施工裂缝和较大宽度裂缝,大多采用此方法进行修补。灌浆材料一般为环氧类树脂 。
32 受力裂缝的加固方法
如前所述,受力裂缝主要是由于构件在荷载作用下引起的,所以对于这类裂缝的加固,必须 根据实际情况,通过计算分析方能确定其加固的方案,常用的加固方法有。
321 加大截面法。这种方法是采用增大原结构或构件的截面积,以提高其承载力和满足 正常使用的加固方法。这种加固方法用于加固混凝土结构中梁、板、柱和屋架等混凝土构件 ,起到良好的作用。对于钢筋混凝土板而言,可以在板底或板面增加3mm~10mm厚的混凝土 ,钢筋要有可靠的连接,为增加新旧混凝土之间的黏结力,在浇灌混凝土之前,先刷混凝土 界面剂。也可采用喷射混凝土的方法进行施工。增加的板厚、钢筋的面积应通过计算确定。
322 增加支撑减少构件跨度的加固法。这种加固方法是在不影响结构使用功能的情况下 ,在结构构件上增加梁、柱等支撑构架,缩小原结构构件跨度的方法进行加固。
323 外部粘贴钢板加固法。粘贴钢板加固法是指用高强度的结构胶粘剂把钢板贴在构件 外部的一种加固方法,这是一种新型的加固技术
粘钢施工要求:首先对补强构件混凝土表面进行处理,凿去粉刷层在混凝土表面进行打磨, 清洗干净,并用丙酮擦拭;对钢板进行除锈和粗糙处理,打磨纹路应与钢板受力方向垂直; 对加固构件卸荷,可采用千斤顶顶升;按要求配置胶粘剂,用抹刀同时涂抹在已处理好的混 凝土表面和钢板表面上,将钢板粘贴于预定的位置上,并用夹具或支撑固定,24h后即可卸 除支撑;最后必须用小锤轻敲钢板检查是否有空鼓,如发现有空鼓应剥下钢板补胶重贴。钢 板表面必须用1∶3水泥砂浆保护,厚度25mm,如果没有砂浆粉面层,应做防锈处理,涂红丹 两道,再涂面漆一道。
324 粘贴碳纤维布加固法。这种加固方法和粘贴钢板加固法有些类似,与混凝土表面处理方法相同。碳纤维布、胶粘剂 等必须满足《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2006)的质量要求,对于混凝土表面 凹凸不平处宜用底胶填平,碳纤维布用辊筒在同一方向滚压,碳纤维布在延伸长度范围内通 常设置垂直于纤维方向的压条。碳纤维布贴好后,在其表面再刷两道胶粘剂,撒一些大粒沙 子。
当然对于结构裂缝的修补或补强加固措施还有很多,只有在实践过程中,根据各个工程实际 情况,综合考虑安全性、适用性、经济型,在加固设计中提出相应的处理对策随后在进行加 固;避免裂缝对构件造成进一步的危害,保证结构的安全使用。
[参考文献]
[1] GB50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准[S]
[2] GB 50010—2002混凝土结构设计规范[S]
[3] GB 50367—2006混凝土结构加固设计规范[S]
[4] 王铁梦建筑物的裂缝控制[M]上海:上海科学技术出版社,1989

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