1.古建筑結構裂縫的成因
混凝土是 由水泥、骨料、水及一些氣泡組成的多相非均勻復合材料。由于各種材料的力學性能存在差異,在混凝土硬化過程中,混凝土內部產生粘著細微裂縫,包括骨料與水泥漿粘結面上裂縫、水泥漿裂縫和骨料自身裂縫。這些裂縫呈現不規則分布,一般情況下不貫通。微觀裂縫的存在是材料固有的物理性質,是不可以避免的。民用古建筑結構中,一般認為寬度小于005毫米的裂縫無危害,故通常假定裂縫小于005毫米的結構為無裂縫結構。鋼筋混凝土構件在使用過程中,鋼筋和混凝土一起承受荷載,兩者的彈性模量E不同,導致變形不同。如果混凝土承受的拉應力大于混凝土的抗拉強度,這些細微裂縫會相互貫通,裂縫寬度迅速增大,當裂縫寬度超過005二時,便產生了肉眼可以看見的宏觀裂縫。鋼筋混凝土可見裂縫的生和展開,是混凝土與鋼筋之間不能再保持變形協調而出現相對滑動的結果。
1.1 沉降
裂縫產生的原因是因為混凝土所使用的原材料受到外界的影響而產生的[2]。這種裂縫大多出現在混凝土早期強度起來前,混凝土尚處在塑性狀態,表面失水后產生裂縫,原因是混凝土塌落度過大所致。另外在施工過程中如果模板支設的不到位、支撐不牢靠時也會出現此類裂縫。
1.2 收縮
裂縫產生的原因是混凝土澆筑后,早期強度表面沒有被及時覆蓋,混凝土表面水分蒸發過快所造成的。裂縫多在混凝土表面出現,多半呈現出龜裂形狀。
1.3 溫度
產生的原因是由于混凝土澆筑后,混凝土內部的水泥水化熱不容易散發,造成混凝土的內部溫度升高,表面散熱快,形成較大的內外溫差,導致混凝土內部與表面產生不同應力,造成表面出現裂縫。
1.4 施工質量
在混凝土古建筑結構構件制作、澆筑、運輸、安裝過程中,若工人操作不當,施工質量不能滿足規范要求,可能產生各種裂縫,見的有。鋼筋混凝土保護層不符合規范要求,或是工人在綁扎鋼筋的時亂踩綁扎好的鋼筋,使承受負彎矩的鋼筋保護層加厚,導致構件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。混凝土在澆筑過程中,由于混凝土振搗不密實、不均勻油現蜂窩、麻面、空洞等現象,導致鋼筋銹蝕或形成其它荷載裂縫。混凝土攪拌、運輸時間長,水分蒸發過多引起混凝土塌落度過低,在操作過程中再振搗速度慢,使混凝土表面出現不規則的收縮裂縫。氣候原因,混凝土在澆筑完后氣溫變化,使混凝土早期受凍,使構件表面出現裂紋。在混凝土工程施工時,由于模板剛度不夠、支撐體系不穩,容易造成在澆筑混凝土時,因壓力的作用使得模板嚴重變形,使混凝土產生與模板變形一致的裂縫。混凝土工程施工后拆模過早,N度達不到拆模要求,使得混凝土構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
1.5 材料質量
是由水泥 、砂子、石子、水及外加劑構成[3]。混凝土所采用原材料的好壞直接影響到質量。砂石含泥量超過規定,對于混凝土的耐久性有較大的影響,不僅降低混凝土的強度和抗滲性,還會使混凝士干燥時產生不規則的網狀裂縫。
如截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小,或者由于計算錯誤,受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當、節點不合理、結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中,構造處理不當,現澆主梁在擱次梁處如沒有設附加箍筋,或附加吊筋以及各種結構縫設置不當等因素均容易導致混凝土開裂。