裂缝:钢筋混凝土结构的敌人
钢筋混凝土现在已经成为建筑行业中常见的复合材料。在很大程度上,这取决于钢筋和混凝土之间良好的粘结力的存在,以使它们能够一起承受力。同时,混凝土会在钢筋表面形成保护膜,有效防止钢筋腐蚀。然而,混凝土总是遭受各种各样的***,其中裂缝是影响大的。修补材料必须具有优异的化学稳定性、低化学活性、优异的钢筋保护性,并且与水泥混凝土中的骨料不发生碱骨料反应。
混凝土结构裂缝大致可分为两类:结构裂缝和非结构裂缝。当混凝土中产生的拉应力由于结构的负荷而达到混凝土的极限抗拉强度时,就会出现结构裂缝。弯曲裂纹和剪切裂纹主要有两种形式。混凝土的非结构性裂缝根据形成时间可分为三种类型,包括硬化前裂缝、硬化中裂缝和硬化后裂缝。根据实践,混凝土结构的任何损坏和***首先表现为混凝土中的裂缝。非结构性裂缝的产生主要是由混凝土材料的组成、浇筑方法、养护条件、使用环境等因素造成的。
无论出现何种裂缝,都会影响混凝土的耐久性。首先,混凝土开裂后,钢筋的腐蚀速度会加快,形成钢筋的腐蚀和裂缝之间的相互作用,这将导致混凝土结构的耐久性进一步恶化,造成结构***。其次,混凝土裂缝会降低混凝土的表面保护。混凝土表面出现裂缝后,混凝土与水接触的机会增加。裂缝越深,水接触距离越宽,侵蚀越严重。内部水分在时会膨胀,导致裂缝增加,更多水分进入。如果用于混凝土修补,很容易造成界面粘结不良、开裂、混凝土再次损坏等质量问题,限制了其使用。这种循环将导致混凝土耐久性的降低,直到结构被***。
混凝土修补材料的选择原则
理想的裂纹修复材料必须满足以下性能要求:
附着力强;
良好的防水和抗渗性;
在自然温度范围内具有良好的稳定性。
优异的耐包埋性;
出色的耐用性;
使用方便,施工快捷;
对环境无污染;与基体混凝土相容性好
修补材料与基体混凝土的相容性路面修补材料是否成功有效取决于基体混凝土与旧混凝土是否具有良好的相容性。其相容性表现在以下几个方面:收缩应变、蠕变系数、热膨胀系数、弹性模量、泊松比、抗拉强度、疲劳性能、内聚力、孔隙率和电阻率、化学活性等。Emberson等人总结了修补材料和基质混凝土的相容性,如表1.1所示。在这种分析中,我们很容易看出混凝土裂缝的存在是降低混凝土结构耐久性的原因。
在负温条件下,当混凝土毛细孔隙中的水结冰时,会产生约9%的体积膨胀,从而在混凝土中产生膨胀应力。当膨胀应力超过混凝土的局部抗拉强度时,可能会出现微裂缝。在反复冻融作用下,混凝土中的微裂缝逐渐增加和扩大,导致混凝土强度降低,或者混凝土表面(尤其是棱角处)产生脆裂直至完全***。造成板材表面横向裂纹的原因有很多:一是浇注穿孔板后未及时采取防晒防风措施造成塑性收缩,蒸发过快,未能保持水分。
混凝土水泥石的侵蚀与***
硅酸盐水泥硬化后,在一些腐蚀性的液体或气体介质中,水泥石结构会逐渐损坏,强度会降低,甚至整个工程结构都会损坏。这种现象被称为水泥石侵蚀。几种常见的侵蚀效应是:(1)除冰盐侵蚀;(2)碳酸侵蚀;(3)镁盐侵蚀;这种缺陷一般是由于模板润湿不充分、支撑不严、捣固过程中漏浆或振动不够、气泡排出和捣固后养护不好造成的。(4)***盐侵蚀;(5)溶解侵蚀(软水侵蚀)等。
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