混凝土结构裂缝形成原因分析及修复对策.pdf
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1、第4 期 4 7 混凝土结构裂缝形成原因分析及修复对策 刘庆 超,刘 凤,刘庆 宾 ( 大庆石化公司水气厂 , 黑龙江 大庆 1 6 3 7 1 4 ) 摘要阐述了混凝土结构产生裂缝的原因及裂缝的修复技术和对策,讨论 了该领域今后的发展方向。 【 关键词混凝土结构;裂缝;腐蚀;修复;对策 混凝土在石 油化 工装 置内应用较 为普遍 。混 凝土 结构材料制造过程 中及服 役期间,在周 围环 境和 冻融破坏 的影响下 ,极易在材料 内部产 生微 裂纹,导致局部裂缝和损伤。混凝土 的裂缝是不 可避 免的,其微观裂缝是本身物理力学性质决定 的。但 是,若不及时修复,不仅会影 响材料 的正 常使用 ,而
2、且可能 由此诱发宏观裂缝 ,出现渗漏 和断裂 。 形成混凝土裂缝 的原 因很 多。大量调查研究 表明,混凝土裂缝产生的主要原因有 : ( 1 )由冻 融循环 引起 的内部温 度和湿 度变 化 : ( 2 )结构收缩、膨胀 、不均匀沉陷变化; ( 3 )动、静荷载所产生的应力变化 ; ( 4 )结 构 所处 环境 的化冰 盐 变化 、至碳 化 反 应导致钢筋锈蚀; 长期以来 ,混凝土结构产生 的裂缝一直是 国 内外 学术界和工程界研 究的一个重要课题 。本文 概述 了混凝土裂缝形成原因和 国内外近年关于混 凝土裂缝修复的理论成果及其 新技术 的研究进展 情况 ,并在此基础上,探讨 目前在该领域存
3、在的 问题及研究方向。 1混凝土裂缝形成 的原 因 混凝土裂缝 的形成是一个复杂 问题 ,与混凝 土制造 、安装过程中的质量和工作环境有着很大 关系 。下面对几种可能造成混凝土形成裂缝 的原 因加以分析。 1 1 碳化反应导致混凝土内部钢筋锈蚀形成裂缝 。 混凝土引起碳化反应的原因是空气或地下水中 的二氧化碳和酸雨与混凝土中的碱性材料发生化学 反应 ,使混凝土的p H值降低 ,一旦碳化深度到达钢 筋位置,p H 值 降低到8 5 9 时,混凝土对钢筋的保护 作用就会降低甚至消失 ,钢筋开始锈蚀。图1 说 明 了混凝土p H 值和钢筋锈蚀概率之问的关系。 p H值 不锈蚀 钝 化媵失效 开始腐蚀
4、 p H 值 = 1 2 6 氢 土 碳 化反应 土 p H 值= 8碳酸 图1 砼p H 值与钢筋锈蚀概率之间的关 系 由于混凝土 中的钢筋锈蚀 后体积增大 ,对周 围的混凝土产生 张应力 ,最终导致混凝土开裂形 成裂缝和破碎 。图2 说明了这方面的问题 。 氧高 子的避 步藩透 麓 器 嚣 琶 驾 嚣 襞 鳝 图2 砼碳化导致钢筋锈蚀形成裂缝 1 2冻融循环促使温度、湿度变化导致混凝土开裂 和破 碎 。 大庆地处北纬4 7 。线,冬季在 一3 5 左右 , 昼夜 温差 比较 大 。混凝 土空 隙 内含有 一定 的水 分 ,这样给冻融破坏造成 了条件 ,致使混凝土冻 作者简介:刘庆超 ( 1
5、 9 7 9 一),男,黑龙江双城人,大学本 科 ,助理 工程师 ,在大 庆石化 公司水气厂从事设备管理工作 。 ,l 。 。 。 。 。 ,_ 。 。 。 。 v ,_ 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 技术交流 石 油 与 化 工 设 备 2 0 1 0 年第1 3 卷 融破坏速度加快,这就是东北地区混凝土开裂破 碎最具特点的现象。 图3 砼结构冻融循环破坏机理 当如下条件存在时,冻融破坏就会发生: ( 1 )混凝土结构 内发生冻融温度循环; ( 2 )混凝土疏松多孔,其 中的空洞和毛细孔 中充满水 。 冻融破坏通常发生在经常与水接触的结构水 平表面,
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