混凝土裂縫論文范文
時間:2023-04-02 01:51:45
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篇1
1.1原材料質量引起的裂縫
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質量不合格,可能導致結構出現裂縫。
1.2砂石含泥量超過規定,不僅降低混凝土的強度和抗滲性,還會使混凝土干燥時產生不規則的網狀裂縫。砂石的級配差,或砂顆粒過細,用這種材料拌制的混凝土常造成側面裂縫。堿骨料反應。骨料中含有泥性硅化物質與堿性物質相遇,水、硅反應會生成膨脹的膠質,吸水后造成局部膨脹和拉應力,則構件產生爆裂狀裂縫,在潮濕地方較為多見。
1.3拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應有影響。
1.4施工違反操作規程
常見因素有攪拌、運輸時間過長;振搗不良;澆筑速度過快;塑性混凝土下沉;施工縫接茬處理不好;初期養護不當,早期受凍;鋼筋骨架構造不當(主箍筋配置、主箍筋間距、主筋搭焊接錨固、輔筋和預埋件問題等);亂踩配筋致使保護層減小;模型板剛度不足;模板支架下沉或失穩;過早拆模等;其中多數屬物理性缺陷。
1.5構件受力、變形使內應力超越材料強度
常見的受力有拉伸(中、偏拉)、壓縮(中、偏壓局壓)、彎曲(少筋、適筋、超筋)、剪切(少箍、適箍、超箍、沖切)、扭轉等狀態;常見的變形有因過大不均勻沉降、因收縮和溫度變形受到約束待狀態。它們所造成的缺陷均屬物理性缺陷。
1.6溫度變形
混凝土具有熱脹冷縮的性質,其線膨脹系數一般為1×10-5/℃。當環境溫度發生變化時,就會產生溫度變形,由此產生附加應力,當這種應力超過混凝土的抗拉強度時,就會產生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現澆屋面板上的裂縫,大體積混凝土的裂縫等。
1.7濕度變形
混凝土在空氣中結硬時,體積會逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見于現澆墻板式結構、現澆框架結構等,通常是因為養護不良造成。混凝土的收縮值一般為0.2~0.4‰。其發展規律是早期快,后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物,通常是每隔20~40m設置一道后澆帶,或采用在混凝土中摻加微膨脹劑等,這樣可基本解決混凝土的早期干縮。
2預防措施
2.1材料選用
水泥:應選用水化熱較低的水泥,嚴禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料:宜用表面粗糙、質地堅硬的石料。級配良好,空隙率小,無堿性反應;有害物質及粘土含量不超過規定。細骨料:宜用顆粒較粗、空隙較小,含泥量較低的中砂。外摻料:宜采用堿水劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮。
2.2配料
配合比設計:應采用低水灰比、低用水量,以減少混凝土的收縮;禁止任意增加水泥用量;配制混凝土時計量應準確,要嚴格控制水灰比和水泥用量,攪拌要均勻,離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆灌。
2.3模板工程
鋼筋混凝土結構裂縫的預防,在模板工程中應注意以下各點:模板構造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導致混凝土裂縫。模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動荷載)作用下,模板變形過大造成開裂。例題掌握拆模時機,拆模時間不能過早,應保證早齡期混凝土不損壞或開裂。但也不能太晚,盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值,即不要錯過最佳養護介入時機。
2.4混凝土澆筑
混凝土澆筑時應防止離析現象,振搗應均勻、適度。加強混凝土的早期養護,并適當延長養護時間。在氣溫高、濕度低或風速大的條件下,更應及早進行噴水養護。當澆水養護有困難,或者不能保證其充分濕潤時,可采用覆蓋保溫材料等方法。
2.5施工技術
加強地基的檢查與驗收工作,基坑開挖后應及時通知勘察及設計單位到場驗收。對較復雜的地基,設計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探,當探出有不利地質情況時,必須先對其加固處理,并經驗收合格后,方可進行下一步施工。
開挖基槽時,要注意不擾動其原狀結構。
合理安排施工順序。當相鄰建(構)筑物間距較近時,一般應先施工較深的基礎,以防止基坑開挖破壞已建基礎的地基。當建(構)筑物各部份荷載相差較大時,一般應先施工重、高部分,后施工輕、低部分。
2.6對因使用及環境條件變化而發生的裂縫,要根據其不同性質區別采用不同的防治措施。
2.7設計構造
建筑平面選型在滿足使用要求的前提下,力求簡單。平面復雜的建筑物,容易產生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂。
合理布置縱橫墻,縱墻開洞應盡可能小。控制建筑物的長高比。長高比越小,整體剛度越大,調整不均勻沉降的能力越強。減少地基的不均勻沉降。除了前述的措施外,在基礎設計中還可以采取調整基礎的埋置深度、不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法,來調整地基的不均勻變形。層層設置圈梁、構造柱,可以增加建筑物的整體性,提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度,防止或減少裂縫。即使出現了裂縫,也能阻止其進一步發展。
正確地設置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的選定合適,構造要合理,可以和其它結構縫合并設置。
篇2
1.1水泥品種的優選
優先選用C3A含量低的中、低熱的普通水泥或復合、礦渣水泥等,除冬期施工外,不宜選早強型水泥;也不宜采用火山灰水泥,因火山灰水泥需水量大,易泌水。
水泥等級和混凝土等級應相匹配,一般C25以下混凝土宜選32.5級水泥,C30以上混凝土宜選42.5級水泥,但水泥品種不能混用,不同產家、不同品種即是同一水泥等級也不能混用,同廠家、同品種不同批號的水泥原則上也不能混用。因不同廠、不同品種雖說強度等級相同,但其中所含的礦物成分不同,水泥摻合料不同,所產生的水化熱亦不同,其收縮、變形、凝結時間等不同,水化時反映了各自水泥的水化個性,所以不能混用,如果混用:(1)可能造成收縮、變形不同,而影響結構的耐久性;(2)凝結時間、需水量、水化速度不同,所產生的混凝土強度不同,將使混用后的混凝土強度降低5%—20%,(3)由于收縮變形不同,產生裂縫隱患存在。不同水泥應分別使用,只能待上一品種水泥產生一定強度后,才可向其上面澆筑其他品種、等級的水泥。在保證混凝土強度的前提下,商品混凝土的水泥用量,應降低到最低程度。
1.2細骨料
細骨料宜采用中、粗砂。泵送砼宜采用中砂并靠上限,0.315mm篩孔篩余量不應少于15%。實踐證明,采用細度模數2.8的中砂比采用細度模數2.3的中砂,可減少用水量20kg/m3—25kg/m3,可降低水泥用量28kg/m3—35kg/m3,因而降低了水泥水化熱、降低了混凝土溫升和收縮。細骨料的含泥量不超過3%,泥塊含量不得大于1%。其他質量指標應符合現行行業標準《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》的規定。
為保證混凝土的流動性、粘聚性和保水性,以便于運輸、泵送和澆筑,泵送混凝土的砂率要比普通流動性混凝土增大約6%,為38%—45%。但是砂率過大,不僅會影響混凝土的工作度和強度,而且能增大收縮和裂縫。
1.3粗骨料是混凝土的重要組成
它在混凝土中主要起到骨架的作用,并且對膠凝材料的收縮具有一定抵抗作用。集料的級配越好,所組成的混凝土骨架越穩定,抵抗變形能力越好。同時,集料的級配越好,能降低混凝土中單方水和水泥的用量,降低混凝土的收縮。此外,粗骨料的含泥量、泥塊含量對混凝土的收縮也有很大的影響。
1.4砂
采用中、粗砂,細度模數必須控制在2.3以上,含泥量控制在2%以下。因為采用細度模數為2.8:2.3的中砂每立方混凝土可減少水泥用量約30kg,減少水用量20kg—25kg,從而降低混凝土水化熱和溫差引起的收縮。泵送混凝土時,砂率應控制在38%—45%。
1.5選用優質高效的外加劑
為達到抗裂、防水的目的,在配制混凝土時,一般需要摻人減水劑、緩凝劑、膨脹劑等。外加劑的質量對混凝土的影響非常大,有些膨脹劑與其他外加劑一起使用可能會產生副作用,因此在使用前應經試驗確定。
2設計方面
結構設計規范主要解決的是結構的安全問題。但個別設計者未能作全過程(包括施工過程)數理分析。以混凝土收縮裂縫問題為例。一般的設計文件只給出混凝土的強度等級,沒有針對結構具體情況對混凝土的收縮量的限制值及收縮量制值相匹配的后澆帶設置。特別是某些工程師盲目地相信某些補償收縮混凝土的作用,不留混凝土后澆帶甚至不留形縫,使得裂縫發展得很快。另外,混凝土收縮裂縫與現在設計的板和墻的尺寸越來越大也有關系。混凝土梁、板和墻的尺寸增大。尺寸大,構件總的收縮量大,容易出現混凝土收縮裂縫。
3施工技術控制
(1)混凝土施工過分振搗,模板、墊層過于干燥。混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落,擠出水分、空氣,表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之時灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。混凝土澆搗后,過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致混凝土板表面龜裂。
(2)混凝土施工過分振搗,模板、墊層過于干燥。混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落,擠出水分、空氣,表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落,造成表面砂漿層,它比下層混凝土有較大的干縮性能,待水分蒸發后,易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝土之時灑水不夠,過于干燥,則模板吸水量大,引起混凝土的塑性收縮,產生裂縫。混凝土澆搗后,過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面,形成含水量很大的水泥漿層,水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣,引起表面體積碳水化收縮,導致混凝土板表面龜裂。
(3)現場養護。現場養護不當是造成混凝土收縮開裂最主要的原因。混凝土澆筑后,若表面不及時覆蓋、澆水養護,表面水分迅速蒸發,很容易產生收縮裂縫。特別是在氣溫高、相對濕度低、風速大的情況下,干縮更容易發生。有資料表明,當風速為16m/s時,混凝土中的水分蒸發速度為無風時的四倍。一些高層建筑的樓面為什么更容易產生裂縫,就是因為高空中的風速比地面大。
4施工后期商品混凝土的養護
由于商品混凝土流動性較大,容易在早期發生混凝土半和物沉縮裂縫,塑性收縮裂縫,干燥收縮裂縫,溫度裂縫等,因此必須加強早期養護。養護主要是保持適當的溫度和濕度條件。混凝土澆注后應覆蓋一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,過高過低的環境溫度以及激劇的溫度變化都會引起表面開裂。保溫能減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫。但由于熱擴散時間延長,混凝土強度和松弛作用得到充分發揮,使混凝土總溫差產生的拉應力小于混凝土的抗拉強度,防止貫穿裂縫的產生。澆筑時間不長的混凝土,仍然處于凝結、硬化過程中,水泥水化速度較快,適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產生收縮裂縫。
5裂縫部分處理技術
(1)涂抹:以涂為主,在裂縫表面涂抹新型高分子防水涂料,這種涂料是以合成橡膠或者合成樹脂作為成膜材料,效果很好。目前常有聚氨脂,環氧樹脂、丙烯酸橡膠、聚酯樹脂防水涂料。
(2)封堵:多用于水平面上的裂縫,其寬度大于0.3mm。裂縫較小時,采用低粘度樹脂;在干燥自然環境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂漿及摻有速凝劑的防水砂漿等;在滲漏潮濕環境下必須進行封堵再進行表面處理,封堵用堵漏靈、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情況下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。
(3)嵌縫:在裂縫處鑿八字形槽,并在槽內嵌填不同材質的密封材料處理。
(4)灌漿:適用于修補較深的裂縫和混凝土內部有空洞、疏散等情況。
(5)增大截面加固法:用同等級混凝土,加大原結構截面,以達到滿足承載力的要求。
(6)外包角鋼加固法:用角鋼鑲嵌在四角,并用扁鋼將角鋼箍緊,以提高結構承載能力。
(7)粘鋼加固法:在混凝土表面用結構膠粘貼鋼板,以提高混凝土承載力。
(8)增設支點加固法:用增設支點減少結構跨度,達到減少結構受力。
(9)增設剪力墻加固法:結構在地震作用下,其強度與變形不能滿足規范要求時,還可以在房屋適當位置增設剪力墻以抵抗地震作用。
(10)外加力加固法:采用外加力或壓力、改變原結構的受力狀態或減少原結構薄弱處的受力,以提高結構的總體承載能力。
篇3
論文摘要:混凝土結構被廣泛應用于多種工程,解決開裂問題是決定混凝土結構是否能夠滿足使用需求和耐久性的關鍵。
0引言
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題,使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。輕者使內部的鋼筋等材料產生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等,嚴重的將威脅到人民的生命、財產。出現混凝土裂縫的原因從微觀上看,混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結合體,由于混凝土的組成材料、微觀構造以及所收外界影響的不同,混凝土裂縫產生的原因也有很多種。
1混凝土結構的裂縫依其形成可分為以下三類
1.1靜止裂縫系指形態、尺寸和數量均已穩定不再發展的裂縫。修補時,僅需依裂縫粗細選擇修補材料和方法,而與其它因素無關。
1.2活動裂縫系指其寬度不能保持穩定,易隨著結構構件的受力、變形或環境溫、濕度的變化而時張、時閉的裂縫。修補時,應先消除其成因,并觀察一段時間,確認已穩定后,再依靜止裂縫的處理方法修補;若無法完全消除其成因,則應使用具有足夠柔韌性的材料進行修補。
1.3尚在發展的裂縫系指長度、寬度或數量尚在發展,但經歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發展后,方可進行修復或加固。
混凝土裂縫修補前,應對其成因進行研究,若是由于承載能力不足引起的裂縫,除應選擇相應的方法進行修補外,尚應選用適當的加固方法進行加固。
2修補設計
修補設計原則上應根據第四章是否需要修補及補強加固的判定結果,進行恢復己開裂結構件的機能及耐久性的設計,更重要的是要選擇適當的修補材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。進行修補設計時,應考慮如下事項:①根據是否需要修補的判斷結果,設定修補范圍及規模,還應按需要再度調查現場。②掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等),建筑物的重要性及環境條件(一般環境、工廠地區、鹽類環境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。③為了明確規定修補目的及恢復目標,考慮環境條件,選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法,可按開裂現場及開裂原因決定。另外,當構筑物處于鹽類等苛刻環境時,應選擇比普通環境條件高一個等級的材料及工法。如有可能,裂縫最好在穩定后再作修補;對隨環境條件變化的溫度裂縫,則宜在裂縫最寬時處理。
混凝土建筑物及構件的修補恢復目標將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異,另外,保修年限也不盡相同。通常,可將修補恢復目標分成如下三個階段:①恢復到與健全構件同等性能。②恢復到不妨礙使用的程度。③恢復到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應急修補工程。④必須充分研究修補作業所必要的機械材料、腳手架及工程現場對周圍人群的安全保障。
3修補方法
3.1表面修補法①利用混凝土表層微細獨立裂縫(裂縫寬度ω≤0.2mm)或網狀裂紋的毛細作用吸收修補膠液,封閉裂縫通道。對樓板和其它需要防滲的部位,尚應在混凝土表面粘貼纖維復合材料以增強封護作用。常用的方法為涂覆法,增加整體面層,壓抹環氧膠泥,環氧漿液粘玻璃絲布,表面縫合等。②涂覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時,采用手工或機械噴涂方法,將修補材料涂覆于混凝土表面,起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間,厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫濕度變化,介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等,例如,要求耐磨的地坪可選用環氧瀝青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料,不穩定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體,橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。③增加整體面層:混凝土表面裂縫數量較多,分布面較廣時,常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理。多數情況下,整體面層內應配置雙向鋼絲網。有條件時,宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。3.2局部修復法①充填法用鋼釬、風鎬或高速轉動的切割圓盤將裂縫擴大,最終鑿成V形或梯形槽,分層壓抹環氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環氧砂漿適用于有結構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。②預應力法用鉆機在構件上鉆孔,注意避開鋼筋,然后穿入螺栓(預應力鋼筋),施加預應力擰緊螺帽,使裂縫減小或閉合。如條件許可時,成孔的方向應與裂縫方向垂直,鉆孔方向不與裂縫垂直時,宜采用雙向施加預應力。③部分鑿除重新澆筑混凝土對于鋼筋混凝土預制梁等構件,由于運輸、堆放、吊裝不當而造成裂縫的事故時有發生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土,清洗、充分濕潤后,澆筑強度高一等級的混凝土,養護到規定強度的修補方法。修補后的構件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構件應特別慎重。此外,修補前應檢查鋼筋的實際應力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復工作必須十分仔細認真,否則新老混凝土結合不良將導致失敗。
3.3灌漿法將水泥或化學漿液灌入混凝土縫內,使其擴散,固化。固化后的漿液具有較高的粘結強度,與混凝土能較好地粘結,從而增強了構件的整體性,使構件恢復使用功能,提高耐久性,達到堵漏防銹補強的目的。用于結構修補的化學漿液主要有兩類:一類是環氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙,使之不透水并增加強度。
3.4低壓慢注修補法(注射法)以一定的壓力將修補膠液注入裂縫腔內;此法適用于處理0.2<ω<1.5mm靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌縫膠及JN-F封口膠。
3.5壓力注漿法在一定時間內,以較高壓力(按注漿料產品說明書確定)將灌注材料壓入裂縫腔內;此法適用于處理大型結構貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫。可使用JN-J或HPG兩種水泥基改性材料,也可使用JN-M結構灌注膠。
3.6填充密封法在構件表面沿裂縫走向騎縫鑿出U形或V形溝槽,然后用改性環氧樹脂或彈性填縫材料填充,必要時以纖維復合材料封閉其表面;此法適用于處理ω>0.5mm的活動裂縫和靜止裂縫。可使用JN-XF裂縫封閉膠或JN-LE彈性灌縫膠。
民用建筑混凝土結構裂縫修補工法多種多樣,但我們不能只知其一、只用其一,而應牢牢掌握每一種方法,以一變應萬變,做到根據不同情況采取不同方法,切實從每一個環節入手,做好過程控制,完善施工手段,確保施工質量,盡量實現修補最優。
參考文獻:
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關鍵詞:混凝土;裂縫;干縮;收縮;骨料;水灰比;硬化;添加劑
1.引言
大體積混凝土由于水泥凝結硬化過程中釋放出大量的水化熱,形成較大的內外溫差,當溫差較大超過25℃時,混凝土內部的溫度應力有可能超過混凝土的極限抗拉強度從而產生溫度裂縫,同時混凝土降溫階段如果降溫過快,由于厚板收縮,又受到強大的摩阻力,可能導致收縮貫穿裂縫。此外,混凝土本身的收縮也可能造成裂縫的產生。因此大體積混凝土存在的主要問題是裂縫的控制。
2.大體積混凝土的概念
目前國內對于大體積混凝土尚無一個明確的定義。我國有的規范認為,當基礎邊長大于20m,厚度大于1m,體積大于400m3時稱大體積混凝土;有的則認為混凝土結構物實體最小尺寸等于或大于1m,或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大,導致裂縫的混凝土為大體積混凝土。
3.大體積混凝土的主要類型
目前主要根據混凝土的種類和要求的性能進行分類。按照混凝土種類主要分為不含鋼筋的素混凝土、含鋼筋的鋼筋混凝土或摻入鋼纖維的鋼纖維混凝土;按照要求的性能主要分為干硬性混凝土、低流態混凝土、高流態混凝土和常態混凝土等。
4.大體積混凝土的特點及施工技術要求
大體積混凝土結構厚、體形大、鋼筋密、一次澆注量大、施工時間長、施工工藝要求高、受環境影響大,澆注完畢后,由于體積過大,造成混凝土水化熱大,溫度場梯度大,混凝土“內熱外冷”極易產生裂縫。工程實踐證明,大體積混凝土施工難度比較大,混凝土產生裂縫的機率較多。
5.大體積混凝土裂縫的主要類型
5.1干縮裂縫
混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。是混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束,產生較大拉應力而產生裂縫。
5.2塑性收縮裂縫
塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬、兩端細,且長短不一,互不連貫狀態。常發生在混凝土板或比表面積較大的墻面上,較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達2~3m,寬1~5mm.從外觀分為無規則網絡狀和稍有規則的斜紋狀或反映出混凝土布筋情況和混凝土構件截面變化等規則的形狀,深度一般3~10cm,通常延伸不到混凝土板的邊緣。
5.3沉陷裂縫
沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致。或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致混凝土出現沉陷裂縫。特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。
5.4溫度裂縫
溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆注后,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升。而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內外的較大溫差。較大的溫差造成混凝土內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。
6.大體積混凝土裂縫的材料控制技術
6.1水泥的合理選取
優先選用收縮小的或具有微膨脹性的水泥。因為這種水泥在水化膨脹期(1~5d)可產生一定的預壓應力,而在水化后期預壓應力部分抵消溫度徐變應力,減少混凝土內的拉應力,提高混凝土的抗裂能力。
6.2骨料的合理選取
選擇線膨脹系數小、巖石彈性模量低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料,這樣可以獲得較小的空隙率及表面積,從而減少水泥的用量,降低水化熱,減少干縮,減小了混凝土裂縫的開展。
6.3盡可能減少水的用量
水對混凝土具有雙重作用,水化反應離不開水的存在,但多余水貯存于混凝土體內,不僅會對混凝土的凝膠體結構和骨料與凝膠體間的界面過度區相的結構發展帶來影響,而且一旦這些水分損失后,凝膠體體積會收縮,如果收縮產生的內應力超過界面過度區相的抗力,就有可能在此界面區產生微裂縫,降低混凝土內部抵抗拉應力的能力。再者,大體積混凝土一般強度都不是很高。
7.混凝土凝結硬化過程的控制
宏觀上,硬化混凝土在約束條件下,收縮變形會產生彈性拉應力,拉應力的近似值最初可假定為楊氏模量和變形的乘積,當誘導拉應力超過混凝土的抗拉強度時,混凝土材料就會開裂。但事實上,由于混凝土是一種兼具粘性和延展性(徐變)的復雜相組成的非均質材料,一些應力被徐變松弛所釋放,混凝土是否產生裂縫是徐變應力松弛后的殘余應力所決定。
8.外加劑與摻合材料的控制
8.1粉煤灰
混凝土中摻用粉煤灰后,可提高混凝土的抗滲性、耐久性,減少收縮,降低膠凝材料體系的水化熱,提高混凝土的抗拉強度,抑制堿集料反應,減少新拌混凝土的泌水等。這些諸多好處均將有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同時會顯著降低混凝土的早期強度,對抗裂不利。試驗表明,當粉煤灰取代率超過20%時,對混凝土早期強度影響較大,對于抗裂尤其不利。
8.2硅粉
(1)抗凍性:微硅粉在經過300~500次快速凍解循環,相對彈性模量隆低10~20%,而普通混凝土通過25~50次循環,相對彈性模量隆低為30~73%.(2)早強性:微硅粉混凝土使誘導期縮短,具有早強的特性。(3)抗沖磨、控空蝕性:微硅粉混凝土比普通混凝土抗沖磨能力提高0.5~2.5倍,抗空蝕能力提高3~16倍。
8.3減水劑
緩凝高效減水劑能夠提高混凝土的抗拉強度,并對減少混凝土單位用水量和膠凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力學、熱學、變形等性能起著極為重要的作用。
8.4引氣劑
引氣劑除了能顯著提高混凝土抗凍融循環和抗侵蝕環境的能力外,能顯著降低新拌混凝土的泌水,提高混凝土的工作度,降低混凝土的彈性模量,優化混凝土體內微觀結構,提高混凝土的抗凍性能。
9.結語
大體積混凝土結構裂縫的發生是由多種因素引起的。各類裂縫產生的主要影響因素有幾種:一是結構型裂縫,由外荷載引起的。二是材料型裂縫,主要由溫度應力和混凝土的收縮引起的。目前控制和解決的重點是溫度應力引起的混凝土裂縫。
參考文獻:
篇5
關鍵詞:高層裂縫事故處理
1.裂縫事故描述
1.1工程概況
西北地區某高層綜合辦公樓,主樓為鋼筋混凝土框-筒結構,地下1層,地上18層,總高度76.8m,總建筑面積36482m2。該建筑基礎為灌注群樁,地下室外墻采用300mm厚C30自防水混凝土。標高13.6m以上混凝土標號均為C40,樓板厚度120mm。
1.2裂縫的出現
該工程于1998年6月開工,1998年9月中旬施工地下室外墻,1999年1月19日施工到結構6層梁板。該層梁板在施工的同時即發現板面出現少量不規則細微裂縫,到2月24日該層梁板底摸拆除時,發現板底出現裂縫。從滲漏水線和現場鉆芯取樣分析,裂縫均為貫通性裂縫。之后又對全樓己施工完畢的混凝土工程進行了詳察,在地下室外墻外側上部發現數條長度不等的豎向裂縫(其中有兩條為貫通性裂縫)。在5、6兩層核心筒的電梯井洞口上部連梁上的同一部位亦發現兩條裂縫。而在其他的柱、墻、梁、板上則未發現裂縫。
1.3裂縫描述
經現場實測,第6層現澆板上的裂縫均為貫通性裂縫,最大裂縫長度約4.5m(直線距離),最大裂縫寬度0.27mm。地下室外墻豎向裂縫的最大長度約1.9m,最大裂縫寬度0.2mm,核心筒連梁上的裂縫最大長度0.3m,裂縫最大寬度約0.18mm。經過近一個月的現場連續監控,未發現以上裂縫的進一步發展和新的裂縫出現。
2.事故調查
2.1現場取樣和原材料調查
根據業主要求,為確認混凝土強度,現場取24個部位作了回彈實驗,并用超聲波和鉆芯取樣進行強度校正,實驗結果滿足設計強度要求。而從施工單位提供的各項原材料質量證明書、復驗報告、混凝土強度實驗報告和現場原材料抽樣分析的結果來看,可以排除各種原材料不合格的因素。
2.2施工過程調查
2.2.1工藝流程。該工程所用混凝土均為現場攪拌。從攪拌機直接泵送至工作面,混凝土采用機械振搗。經現場測試,攪拌站的自動計量裝置滿足混凝土配比的誤差要求,混凝土的坍落度實際控制在18cm左右。從混凝土外觀檢查,無蜂窩麻面現象,振搗是密實的。
2.2.2混凝土配合比。地下室施工所用混凝土配合比無任何外加劑,不考慮外加劑的影響。而6層梁板施工時,為滿足冬季施工的需要和泵送要求,混凝土中摻加了Q型高效防凍膏和wp_x型高效減水劑,所用水泥為525R普通硅酸鹽水泥,用量為480kg/m3。以上三種材料均有不同程度的早強作用。從混凝土最初出現裂縫的情況分析,以上三種材料的綜合應用,可能是導致混凝土出現早期裂縫的原因之一。
2.2.3施工過程。地下室在1998年9月中旬施工結束后,由于現場缺土,一直未予以回填(裂縫處理過后,才購土回填),而外墻在1999年1月以前是沒有裂縫的。地下室外墻周長176m,長期暴露在外,受環境變化的影響較大,特別是溫度變化的影響。在澆灌6層梁板混凝土的過程中,即發現在核心筒四角的板面上出現裂縫,但由于裂縫細小而未引起施工單位的重視。
2.3氣象條件的調查
該層梁板施工時,正值該地區天氣最寒冷的一段時期,最低氣溫-10℃,最高氣溫l℃,相對濕度在30~40%之間,當日的最大風速為7m/s。施工中雖然采取了多種冬季施工措施,如加熱拌和用水、梁板下層采用彩膠布圍護、生火保溫等措施,但在作業面上僅采用雙層*簾覆蓋保溫而未灑水養護和采取防風措施。
2.4其他因素調查
該建筑物當時正處于施工期間,其整體下沉量不足3mm,而且均勻沉降;該層混凝土施工10d后(春節期間息工),其上部荷載才逐步加上:該層模板是在28d之后拆除的,并未發現梁板底部彎曲下沉現象,而且施工期間亦未受到其他震動。因此,基本可以排除其他因素(諸如支撐下沉、外力作用等)對該層梁板的影響。
3.原因分析
第一,在施工的各種條件未變的情況下,從裂縫僅在六層現澆板上出現,而未在其它層現澆板上出現的事實來分析,唯一不同的是施工作業時的氣候變化。如前所述,該層現澆板施工時是該地區冬季最寒冷、干燥的一個時期,最高氣溫僅1℃,當時的最大風速7m/s,濕度僅有30~40%,特別是每天于21時施工完畢后,混凝土正處于初凝期,強度尚未有大的發展,作業面又沒有防風措施,導致混凝土失去水分過快,引起表面混凝土干縮,產生裂縫。根據有關資料記載,當風速為7m/s時,水分的蒸發速度為無風時的2倍;當相對濕度為30%時,蒸發速度為相對濕度90%時的3倍以上。假如將施工時的風速和濕度影響疊加,則可推算出此時的混凝土干燥速度為通常條件下的6倍以上。另外,從裂縫絕大多數集中在構件較薄及與外界接觸面積最大的樓板上這一現象也可證實,開裂與其使用的材料關系不大,而受氣象條件的影響大些。與樓板厚度接近的墻肢之所以未裂,是因為墻肢兩面都有模板,不直接受大氣的影響。由此可以基本斷定,天氣因素是導致混凝土現澆板出現干縮裂縫的主要因素。地下室外墻由于本身體積較大,又長期暴露在溫濕度變化較大的環境中,特別到了1999年1月下旬,溫度較施工時降低近30℃,導致混凝土溫度收縮而產生裂縫。
第二,梁板所用混凝土均為C40混凝土,而根據設計院進行的技術交底要求,梁板混凝土只要達到C30強度即可,施工單位為了施工中更容易控制墻柱的質量,統一按照C40混凝土標準進行施工,而C40混凝土的水泥用量為480kg/m3,相對于C30混凝土,單位水泥用量增加約70kg,這樣,混凝土的收縮將增加0.4×10-4左右,無形中又增加了裂縫出現的可能。
第三,進入冬季施工以后,混凝土中又添加了Q型防凍膏和wp_x減水劑,施工用水相對減少,混凝土強度增長較快,加劇了混凝土水分的蒸發和裂縫的發展。同時,由于天氣寒冷,擔心養護用水結冰而僅采用覆蓋雙層*簾保溫的措施也對混凝土抗裂強度的發展不利。
第四,從本工程的結構平面圖中我們可以看出,梁板結構在9、12和C、K軸線處平面發生突變,截面削弱達50%以上,而且核心筒和墻肢集中處剛度非常大,對現澆板的約束較強,核心筒四角和墻肢兩端內部應力非常集中。從現澆板最初出現裂縫的位置來看,干縮裂縫首先在核心筒的四角,之后出現在板的中部,這是現澆板內部應力最集中、最復雜和最薄弱的部位。由于墻肢和核心筒剛度的強烈約束作用,當混凝土的收縮應力大于其抗拉強度時,裂縫便沿此位置出現、發展。本次發現核心筒連梁上出現的兩條裂縫,亦是相同因素引起的。
4.處理辦法
經過以上的調查分析,本樓層的結構是安全的,梁板的承載力是滿足設計要求的。參照日本混凝土工程協會制定的《混凝土工程裂縫調查及補強加固規程》4.2.3條款之規定,小于0.3mm的裂縫無須修補。但考慮到本工程的重要性和業主對此問題的重視程度,同時也為了防止鋼筋銹蝕而影響耐久性,本著預防為主的原則,決定按照需要修補的規定進行修補。而對于地下室外墻,由于有抗滲要求,則必須予以修補。具體修補措施如下:
4.1修補時間
考慮到樓板混凝土的干縮和溫度收縮可能尚未完成,樓板修補時間確定在1999年4月中旬。地下室則必須盡快修補。
4.2修補范圍
凡是肉眼可視、長度在800mm以上,或縫寬大于0.08mm的樓板裂縫均予以修補。地下室外墻裂縫悉數修補。
4.3修補辦法
樓板基底用鋼絲刷清理干凈后,用低黏度改性環氧樹脂沿縫涂抹,寬度約100mm,自然干燥后盡快粉刷封閉。地下室外墻內側采用上述辦法,外側沿縫涂防水油膏一道(寬約300mm),再做氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材一道(厚1.5mm,寬1.0m),經檢查合格后,必須盡快回填。
5.修補效果
該工程于1999年4月中旬修補以后,由于施工單位采取了相應措施,未再發現有新的裂縫出現,而修補過的裂縫也未再發展。時隔一年,目前該工程即將投入使用,施工情況良好。由此可以斷定當時對主要原因的分析和處理辦法是正確的。
6.幾點建議
6.1在冬季混凝土施工中,一般都采取了防凍措施,而對于作業面的防風措施大多未予以高度重視。在冬季施工中,溫度的驟降往往伴隨著強烈寒流的出現,空氣異常干燥,混凝土容易產生干縮裂縫。特別是高層建筑的施工,作業面處于距地面幾十米甚至上百米的高空,風速更巨,對混凝土的影響更大,施工單位對此應予以警惕。
篇6
受到其客觀環境的影響,在水利工程施工過程中,混凝土開裂情況是常見的,正是由于這種情況的出現,就容易導致混凝土內部鋼筋材料出現腐蝕情況,從而不利于鋼筋砼結構整體承載力的提升,也不利于耐久性及其使用壽命的提升,不利于人們的生命及財產安全的維護。為了保證人們的生命財產及安全,保證水利施工工作體系的健全是必要的,從而實現內部各個環節的協調。這就需要針對混凝土裂縫產生原因進行分析,從而提升建筑物的整體安全性,保證其綜合效益的提升。為了實現混凝土的有效凝固,做好影響混凝土面積收縮原因的分析是必要的,因為混凝土在凝固過程中,會出現蒸發或者散熱等情況,特別是一些大體積混凝土。受到外界環境的約束,混凝土就會出現一系列的收縮,這就導致收縮應力的形成。如果這種應力超過混凝土的自身極限抗拉強度,就會導致混凝土裂縫的出現。裂縫的出現也是因為材料的不連續性,其是一種物理性的病害,正是因為這樣,其嚴重影響了水工混凝土的耐久性。即使在施工期,裂縫的出現也是常見的,有的雖然在施工完畢后出現,但是在較短時間內出現,工程投入運行并不是裂縫出現的主要原因,裂縫的出現多半是在工程初始階段。由于裂縫的導致了混凝土抗拉性能的降低,從而導致有害物質進入混凝土內部,導致鋼筋銹蝕,從而使混凝土結構產生破壞。在實際應用過程中,如果水庫蓄水發電及其灌溉不合理,就會導致擋水混凝土結構出現問題,從而導致滲漏情況的出現。如果滲漏量超過一定程度,就會影響到工程的整體蓄水能力。我們需要考慮的是混凝土重力壩的應用,裂縫出現一系列的寬度及深度就需要引起重視。就會出現壩體內部壓力的增長,從而不利于壩體抗滑能力的提升,更不利于進行結構的抗震性提升,從而影響到壩體的整體抗滑能力,導致結構抗震性下降,從而不利于大壩的整體結構性控制。受到混凝土內外部溫差的控制,溫度裂縫由此產生,這也是因為水泥的水化熱情況,比如混凝土內部及其外部的溫差較大,從而導致溫度的正負交替變化,在這種情況下,混凝土微孔內部的水就會是過冷,如果其體積出現膨脹,就會產生一系列的凍脹情況,由于冷水的出現,滲透壓力會增大,從而不利于混凝土整體抗拉強度的提升,從而出現一系列的混凝土破壞狀況。在實際工作中,溫差裂縫的產生因素是非常的多,比如施工過程中水工混凝土的出現,會導致很多的水化熱反應,也就影響到其內外溫差,從而出現一系列的裂縫。在混凝土拆模過程中,混凝土表面也會出現溫度下降,從而導致其裂縫的出現,如果混凝土的內部溫度達到應用極限,但是熱量散發并沒有得到有效控制,也會出現溫差裂縫情況。大體積混凝土很可能因為溫差而出現一系列的裂縫,這也需要進行龜裂情況的考慮,進行混凝土自身質量情況的分析,進行外界腐蝕性的分析,從而做好混凝土裂縫的防治工作。
2水工砼裂縫防治方案的優化
為了有效提升水利工程的應用效益,進行混凝土設計配合比的控制是必要的,比如需要進行原材料的試拌,保證水泥用量的比例控制,進行粉煤灰、水膠比等控制,將其控制在有效范圍內。在粗骨料的應用過程中,可以實現二級配應用,實現對粉煤灰、水膠比等有效控制。保證適合的粉煤灰的添加。保證混凝土和易性的改善,從而保證其溫度控制,保證其收縮性的優化,保證其整體抗侵蝕性。在裂縫的發生部位,可以進行斜筋的配置,保證鋼筋的良好應用,實現混凝土的承載力分擔,從而實現裂縫的有效控制。為了最大程度的進行裂縫控制,進行設計過程中的中低強度水泥的有效利用是必要的,從而保證混凝土后期強度的利用。在工程結構設計過程中,我們需要進行結構的約束度控制。保證混凝土鋼筋保護層的厚度控制,從而避免混凝土的不良養護。混凝土拆模完畢后,可以進行草簾掛設,從而保證養護效益的提升。在養護過程中,要給予積極的養護。通過對混凝土保養方案更新,更有利于進行預期裂縫,有利于提升混凝土的后期穩定性,保證整體承壓能力的提升,保證強韌性的提升。在混凝土養護過程中,需要做好水利工程的充分認識及其重視工作,比如針對其鋼筋銹蝕情況進行分析,針對氧化情況進行分析。提升混凝土整體密實度,避免其空氣進入,提升混凝土防氧化能力。為了方便抗氧化工作的開展,可以進行混凝土避免水泥砂漿的應用,保證防腐層設置。從而提升混凝土的使用效益。這就需要進行結構的耐久性影響分析,進行堿骨料的化學反應分析,進行優質骨料的選擇,保證混凝土整體密實度的提升。這里需要避免單純結構重量的減輕模式應用,從而進行沉降性的控制,更有利于實現其結構的整體重量控制,保證其穩定性的提升,避免不均勻沉降情況的出現,并且針對這個特點做好相關的保護措施。在塑性收縮裂縫的預防過程中,我們需要進行合適材料的選擇,可以進行良好強度的硅酸鹽選擇,進行澆筑環節的控制,需要保證基層及模板的澆水均勻性,保證混凝土表面的薄膜良好覆蓋,從而提升混凝土的濕度,保證混凝土相關養護工作的開展。為了做好水利工程工作,進行施工管理體系的健全是必要的,從而實現其內部各個環節的協調,保證其技術含量的增加,實現其技術管理,保證施工工藝流程的協調性,保證施工技術整體效益的提升,從而提升工程整體質量及安全性,這就需要按照施工技術規范進行分析,做好質量標準的檢驗工作,保證質量檢測工作的良好開展,從而滿足實際工作的要求,這需要工作人員落實好自身的工作職責,保證其整體施工水平的提升。為了提升工程質量,進行質量管理體系的健全是必要的,從而保證工程質量整體措施的優化。在全面質量管理過程中,要實現質量環節及全部管理目標的協調,認真進行事后檢驗工作,進行預防性措施的應用,這里強調必須就事論事,也需要避免單一性的質量管理,保證質量整體管理體系的健全,有效提升工程質量,保證系統性的管理應用,落實好綜合管理的各個細節,保證質量工作的良好開展,提升工程的整體質量。
3結束語
篇7
[關鍵詞]商品混凝土配合比配筋率養護時間
一、商品混凝土現澆板裂縫出現的主要問題
(1)原材料的選用與檢驗環節失控;(2)混凝土配合比設計中試配的次數不夠,未經過收獲試驗進行論證;(3)混凝土生產運輸和泵送過程發生中斷且時間較長,質量失控;(4)鋼筋配置的現行標準不能滿足商品混凝土的抗裂要求;(5)現澆板中管線設置部位不合理出現的問題;(6)混凝土澆筑、養護及拆模施工過程中出現的問題。
二、相應的對策
1.嚴把原材料的質量與檢驗關
(1)水泥:必須具有出廠質量說明書(合格證),并對其品種、級別、包裝、出廠日期進行檢查,現場采樣經試驗合格后方可使用;亦采用水化熱較低、早期強度低、含堿量低、抗裂性能好的礦渣硅酸鹽水泥;同一構件,同一施工部位亦采用同一廠家、同一品種、同一強度等級的水泥。
(2)粗細骨料:粗骨料進場后,應按批檢驗其顆粒級配、含泥量、泥塊含量、壓碎指標及針片狀顆粒含量,必要時還應檢驗其他指標;粗骨料最大粒徑不宜超過板厚的1/3,且不得超過40mm。
(3)鋼筋進場后,進行外觀檢查并檢查合格證,按照見證取樣規定進行送樣,檢驗結果應滿足設計要求。
(4)拌制水:宜采用飲用水,水質應符合JGJ63混凝土拌合用水標準的規定,未經檢驗不得使用。
(5)外加劑:必須具有出廠質量證明書,并按批驗收合格后分類存放,不得混放和混入雜物,選用時應根據混凝土性能要求及施工條件,結合混凝土原材料性能、配合比以及對水泥的適應性能等因素通過試驗確定其摻量;在保證混凝土強度的前提下,可加入水泥用量的2.5%緩凝減水劑,減少水泥用量,降低水灰比、減少水化熱,從而減少混凝土的自收縮。
2.優化混凝土配合比
(1)根據設計要求進行多次試配,并進行收縮試驗,通過對比確定最終配合比;配合比中水灰比不宜大于0.6,水泥用量不宜小于300kg。(2)采用引氣型外加劑,其混凝土含氣量不宜大于4%,以免降低混凝土強度。(3)當發現原材料質量有較大變化時,應重新進行試配,調整配合比;根據具體的施工條件,確定適宜的坍落度,病派人現場檢測,符合要求后方可使用,并建立監控資料。
3.嚴把混凝土生產質量關
(1)上料人員要嚴格按照混凝土配合比進行原材料的計量,確保計量的準確性;攪拌混凝土時,按照投料順序進行攪拌,攪拌時間根據攪拌工藝及攪拌設備確定,拌合要均勻,以保證混凝土有良好的和易性。(2)混凝土在運輸和泵送過程中,嚴禁往運輸車筒體和泵機料斗內任意加水;混凝土運至現場時,如拌合物出現離析或分層現象,應使攪拌筒高速旋轉,進行二次攪拌;混凝土泵送應連續進行,如必須中斷,中斷時間不得超過混凝土從攪拌至澆筑完畢允許的延續時間,且不得超過混凝土的初凝時間;如停泵超過15min,應每隔4~5min開泵一次,每次使泵正轉或反轉兩個沖程,防止輸送管內混凝土拌合物離析或堵塞。
4.增大配筋率,以增加結構抗裂性
(1)當現行標準不能滿足商品混凝土抗裂要求時,可按現有標準增大配筋率,用以增加結構抗裂性;在溫度、收縮應力較大的現澆板區域內,鋼筋間距易取為150mm~200mm,病應在板的未配筋骨表面布置溫度收縮鋼筋,板的上下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%;溫度收縮鋼筋可利用原有鋼筋貫通布置,也可另行布置構造鋼筋網,并與原有鋼筋按受拉鋼筋的要求搭接或錨固。(2)優先選用延性較好的鋼筋,若選用I級鋼,張拉率不得大于6%;加強鋼筋成品保護,澆筑人員不得直接踩在鋼筋網片上,要設置架空板使澆筑人員與鋼筋網片隔離,設置馬登將鋼筋墊起,保證鋼筋無彎曲、位移變形。
5.混凝土板中線管設置部位的處理
現澆板線管必須傾斜軸線方向設置,特別要避開橫向布置;每隔1m設置40mm小馬登,保證線管與鋼筋可靠隔離;線管上部距上表面10mm處設置間距200mm的寬鉛絲網片,加強現澆板混凝土薄弱部位的抗裂性。
6.加強混凝土澆筑及養護過程中的監控
(1)針對商品混凝土現澆板伸縮較大的特點,澆筑混凝土時每隔30m左右設置后澆帶。(2)混凝土澆筑中,下落高度不超過1.5m,混凝土不得成堆,及時出料、及時成活,以免產生離析現象,使得現澆板配料不均;嚴格按照操作規程進行施工,選擇熟練的混凝土振搗工人,掌握好振搗時間,以保證混凝土振搗均勻、密實,避免漏振、欠振,并做好混凝土施工記錄。(3)混凝土澆筑成型后,應及時覆蓋塑料薄膜,避免水分蒸發;澆筑1h~2h后對混凝土二次振搗,以消除收縮裂紋及表面泌水,2h~3h后進行二次壓面,并適時用木抹子磨平搓毛2遍以上。(4)混凝土養護時間不得少于7d,對有抗滲要求的混凝土養護時間不得少于14d;留置混凝土同條件試塊,并設專人檢測混凝土強度增長情況,在其強度未達到1.2Mpa時,不得在其上踩踏或安裝模板及支架。(5)嚴格按照GB50204-2002混凝土結構工程施工質量驗收規范中的強度要求確定模板拆除時間,拆模時要輕拿輕放,不得對樓層形成沖擊荷載,拆除的模板和支架要分散堆放并及時清運。
三、效果驗證
1.采取以上對策進行商品混凝土的施工,取得了良好的經濟、社會效益以及質量效果,受到了建設單位、監理單位的一致好評,為創優工程奠定了基礎。
2.通過在日照市水木清華小區中的運用,針對商品混凝土收縮性較大的特點從結構設計、原材料控制到施工過程中的控制等各個環節入手,減少和預控了商品混凝土的收縮,增強其抗裂性。
3.消除了商品混凝土現澆板裂縫,基本解決了由此引氣的鋼筋銹蝕、地面滲漏等質量問題,提高了結構安全性、耐久性及使用功能,未今后在施工中出現的各種質量問題提供了解決問題的方法與途徑。
參考文獻:
篇8
關鍵詞:超長混凝土結構溫度收縮裂縫后澆帶設計措施
1前言
建筑工程中,混凝土結構的裂縫較為普遍,裂縫的類型也很多,但按成因基本可歸結為由外荷和變形引起的兩大類裂縫。其中由混凝土收縮和溫度變形引起的收縮裂縫和溫度裂縫以及由這兩種變形共同引起的溫度收縮裂縫則是蘭州地區實際工程中最常見的裂縫。隨著建筑向大型化和多功能發展,超長(即超過溫度伸縮縫間距)高層或大柱網建筑不斷出現,混凝土強度等級的提高,施工中泵送混凝土工藝的應用,使超長混凝土結構易出現的溫度收縮裂縫有逐漸增多的趨勢。雖然這類裂縫屬非結構性裂縫,一般不致影響構件承載力和結構安全,但卻會影響結構的耐久性和整體性。同時也會給使用者感官和心理上造成不良影響。另外由于我國幅員遼闊,不同地區氣候環境、溫濕度差異很大,現行規范對防止和減輕溫度收縮裂縫的設計措施制定的較為原則和局限。因此不少設計人員較重視強度設計,而不太認真考慮抗裂的構造措施。這樣一旦出現裂縫不僅影響工程質量,同時在進入住房商品化,質量糾紛日趨增多的今天也不利于保護自己。
基于以上原因,筆者感到有必要結合蘭州地區溫差大,氣候干燥這一地區特點,根據多年的工程設計實踐和體會,對防止和減輕超長混凝土結構溫度收縮裂縫的設計措施提出一些建議,供設計人員參考并能有所啟發。
2溫度收縮裂縫的基本特點
混凝土在結硬的過程中發生收縮,溫度變化時會熱脹冷縮,當這兩種變形受到約束后,在結構內部就會產生收縮應力和溫度應力,這兩種應力分別超過混凝土抗拉強度時就會導致混凝土開裂而形成收縮裂縫或溫度裂縫。超長混凝土結構中較多見的是在收縮應力和溫度應力共同作用下所產生的溫度收縮裂縫。要分析溫度收縮裂縫的基本特點,首先應掌握收縮和溫度變形的一些基本概念。
2.1收縮變形的特性及影響因素:
一般混凝土最終收縮應變約3~5×10-4,其特點是早期收縮快,半年可完成第一年收縮量的80~90%,一年后仍發展但已不明顯。其影響因素主要有混凝土強度等級,水泥品種,水灰比,坍落度,養護(保溫,保濕)和體表比。
2.2溫度變形的特性及影響因素:
混凝土溫度線脹系數一般為1.0×10-5/C°,其變形隨溫差而變化,一般發生在混凝土結硬一直到房屋使用期間。其影響因素有季節溫差,內外溫差和日照溫差。
2.3溫度收縮裂縫的基本特點:
⑴該裂縫由收縮和溫度變形共同產生,其分布一般為收縮和溫度兩種裂縫的組合,隨環境濕度和溫度而變化,隨時間而發展,裂縫的開裂和危害程度往往較單一的收縮或溫度裂縫嚴重。
⑵根據具體工程裂縫出現的時間、發展與變化、以及分布、形狀、尺寸等特征。一般可分為以收縮變形為主或以溫度變形為主,實際工程中較常見的是以收縮變形為主的溫度收縮裂縫,一般發生在混凝土澆筑后一年內,但多見半月至數月之內。
⑶主要影響的部位及構件是底層和頂部數層梁板構件以及基礎梁、挑檐、欄板等外露構件。
⑷梁板裂縫呈現不同分布和特征,梁縫一般垂直于縱向,分布在兩側面,兩頭細、中間寬、棗核形。裂縫為表面,深進或貫通。單向板縫等間距平行于短邊。雙向板縫較重于單向板縫,兩個方向板縫縱橫交錯,不規則,縫多為貫通,板面縫一般寬于板底縫。
3防止和減輕超長混凝土結構溫度收縮裂縫的設計建議
3.1設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的措施
3.1.1有效設置后澆帶
后澆帶是列入高規中的一種目前設計人員常采用的方法,它利用了混凝土早期收縮量大的特性,其設計思路是“以放為主”。主要作用是釋放早期混凝土收縮應力,減小以收縮為主的變形。高規雖然對后澆帶的間距、寬度、鋼筋處理、澆筑時間有較明確要求,不少資料對此也有所介紹。但是結合多年來對蘭州地區幾個較大型超長工程的設計實踐,深感對后澆帶的做法必須予以重視。如設計施工處理不好,不僅起不到予期的效果,還會留下結構隱患。因此就后澆帶的具體做法提出以下建議和看法:
⑴間距:高規規定為30m~40m。建議具體工程應結合建筑物長度、氣候環境特點綜合考慮,一般應控制在30m左右。
⑵位置:
①小跨梁開間或受力較小的部位,一般可在梁跨三分之一處。
②平面布置時要注意梁的布置宜平行于后澆帶以免梁截斷太多。
③視具體情況可沿平面曲折通過。
⑶寬度:高規規定800~1000mm。建議預留的寬度要考慮滿足鋼筋錯開搭接要求。可允許大于1000mm。
⑷鋼筋:目前對后澆帶內梁縱向鋼筋處理有兩種做法。
第一種:梁板鋼筋均斷開后搭接(高規要求),但由于梁鋼筋搭、焊接處理困難,質量不易保證,易給結構造成隱患。
第二種:板鋼筋斷開,梁鋼筋直通不斷。目前工程采用較多,但由于截斷梁較多時,鋼筋全部不斷會約束混凝土收縮,達不到予期效果。
建議:梁上部鋼筋,腰筋及板墻鋼筋斷后錯開搭接或必要時先搭后補焊。梁下部鋼筋不斷,可適當加大配筋。這樣即可大大減小梁鋼筋全部不斷對混凝土收縮形成的約束,又可避免梁鋼筋全部斷后造成的鋼筋搭、焊接困難,這種處理方法筆者自93年以來已在一些工程中較好的進行了使用。
⑸澆筑時間:高規要求,宜在兩個月后且澆筑時的溫度宜低于主體混凝土澆筑時的溫度。由于混凝土早期收縮量大,相對一年的收縮量,半月約占30~40%;1個月約占45~55%;2個月約占65~75%;半年約占80~90%,故應按規范執行,一般應保證兩個月后澆筑。
⑹后澆混凝土:采用無收縮或微膨脹混凝土,強度較主體混凝土提高C5級。
⑺設計時要特別交待以下請施工單位注意的問題:
①后澆帶兩側宜設鋼筋網片,防止主體混凝土流入后澆帶。
②后澆帶混凝土澆筑前應清理鑿毛,澆筑時振搗密實,精心養護。
③后澆帶兩側支撐保證穩定可靠,后澆帶混凝土達設計強度時方可拆除。
3.1.2、針對性地采取控制和抵抗溫度收縮應力的措施
⑴加強屋面保溫隔熱措施,采用高效保溫材料,嚴格滿足建筑節能設計標準。
⑵屋面板、外廊板,陽臺板等外露室外現澆板(含施工期間主體暴露時間較長的室內現澆板)以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的雙向連續板等溫度收縮應力較大的板,均應在板面(即板的受壓區)配置不小于φ6@200雙向鋼筋網片,或支座鋼筋隔一全跨貫通,但間距不宜大于200mm,每一方向配筋率不宜小于0.1%。以上板在有受力鋼筋處,實配鋼筋尚應考慮溫度收縮應力影響予以適當增大。
⑶框架梁及所有現澆梁凡高度≥600者(外露梁高度≥500)均設置不小于2φ12腰筋。腰筋宜細而密,間距不應大于200mm,每側腰筋配筋率不宜小于0.1%。
⑷檐口板,外露欄板應雙面雙向配筋,上下端頭各配≥2φ10溫度抵抗筋,并每隔15~20m設置一道20mm溫度伸縮縫。
⑸控制現澆板混凝土強度等級不宜大于C35。
后澆帶列入高層規程后已在大量工程中廣泛使用。前已述及,其主要作用是減小混凝土早期以收縮為主的變形。因此,超長混凝土結構溫度收縮裂縫的預防不能僅靠設置后澆帶來解決,必須采取上述“放”“防”“抗”相結合的綜合措施。筆者已在蘭州和西非熱帶地區一些較大型的超長建筑中,根據具體工程各自的特點多次采用了上述綜合措施。實踐證明比較有效。故認為,防止和減輕蘭州地區超長混凝土結構溫度收縮裂縫目前仍然應首先或主要采用設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的綜合措施。考慮目前混凝土溫度收縮裂縫的趨于增多以及超長混凝土結構的抗震性能。建議采用上述綜合措施,房屋總長宜控制在120m內。
3.2采用UEA補償收縮混凝土
3.2.1方法提出:
由于后澆帶延長工期,鋼筋斷后的搭、焊接和清理鑿毛均給填縫施工帶來一定麻煩,處理不好將留下隱患,因此中國建筑材料科學研究院游寶坤等人提出了采用UEA加強帶取代后澆帶連續澆筑超長建筑的無縫設計施工方法。
3.2.2設計思路:
“以抗為主”的設計原則,利用UEA補償收縮混凝土在硬化過程產生的膨脹作用,在結構中產生少量預壓應力用來補償混凝土在硬化過程中產生的溫度和收縮拉應力,從而防止收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫范圍內。
3.2.3具體做法
所有樓板均摻10~12%UEA(膨脹率2~3×10-4)。但每間隔50m設置一條2m寬膨脹加強帶,帶內混凝土摻加14~15%UEA(膨脹率4~6×10-4),兩側設密孔鋼絲網,防止混凝土流入加強帶,可連續澆筑100~200m的超長建筑,具文獻[4]介紹,該技術已在全國50多個重大工程中應用。
由于這種方法,規范未列入,施工要求嚴,氣候環境影響大,潮濕地區膨脹可保持,干躁地區會存在問題。結合對福州機場航站樓采用UEA混凝土后實際效果的調研。建議蘭州地區應慎重采用,若采用可做必要計算和實驗,測得一些技術數據,最好在有條件保濕養護的地下結構中采用。也可考慮在建筑長度70m以下,設置后澆帶后影響工期的工程上試用,但對梁板構件仍應針對性地采取3.1.2中介紹的一些必要的控制和抵抗溫度收縮應力的設計措施。另外特別提請施工時要嚴格保濕養護。
3.3采用予應力混凝土結構
予應力混凝土可增強梁板剛度,梁板中所產生的預壓應力可抵消由于混凝土溫度變化和收縮產生的軸向拉應力,從而達到擴大溫度伸縮縫間距不設后澆帶的目的。經對珠海機場調研了解到:梁板在采用無粘結予應力混凝土后,平面尺寸84×48m,未設后澆帶,使用良好。筆者認為,當為滿足建筑層高要求而采用該技術時,可考慮在采用必要的控制和抵抗溫度應力的具體措施后增大溫度伸縮縫的間距,但應結合工程收集資料具體分析。
4結語
⑴溫度收縮裂縫是蘭州地區超長混凝土結構中較常見且日趨增多的裂縫,由于該裂縫的危害性及規范的局限性,設計人員應予以足夠重視。
⑵本文從設計角度上簡析了混凝土收縮和溫度變形的特性,影響因素以及溫度收縮裂縫的成因和基本特點,以使設計人員建立最基本的概念來針對性地結合具體工程特點考慮防止和減輕溫度收縮裂縫的具體措施。
篇9
1水泥水化熱
由于混凝土在進行澆筑的過程當中,其熱源主要是因為水泥的水化而產生熱量,而水泥水化熱通常情況均在澆筑后的短時間內放熱。因為許多水化熱均凝聚在混凝土內部,而慢慢得以釋放,因此混凝土外部和內部之間存在溫差,內熱外冷,使得其表面產生拉應力,而內部產生壓應力,由此其表面容易出現裂縫。
2溫度原因
由于外界溫度的變化對混凝土裂縫也具有較大的因素。混凝土的溫度同樣也會因為外界溫度的因素受到影響,外界溫度升高,混凝土溫度也會升高;而如果外界溫度降低,混凝土也的溫度也會降低。但是一旦發生外界溫度降低過快的情況,會造成一定程度的溫度應力,從而容易使得混凝土出現裂開。
3混凝土的配比引發開裂
在進行實際操作的過程當中,對混凝土沒有進行合理的配比同樣容易出現開裂的情況。比如在進行施工的過程當中,沒有按照工程所需的材料量來計量和準備材料,水與灰的比例發生改變,導致建筑里面裂縫的問題出現。一般情況下在實際工作中,高強砼的水灰比應該在0.24-0.38之間。
二建筑施工中混凝土裂縫的控制措施
1有效地執行混凝土的配合比
這個配合比需要嚴格遵循設計當中的要求,在進行攪拌的時候對于不同材質的運行方式進行了解,并對其運行方式嚴格把控,避免誤差。對于混凝土的供應,確保統一,避免使用不同廠家的產品,確保產品的型號以及批次等的統一。
2提高混凝土的穩定性
嚴格檢查和控制原材料,多次檢驗混凝土的原材料,只有保證所檢驗的指標合格,才能夠對其進行運用,并且還需要對材料進行多次的實驗以及對其進行審批,確保在施工的時候不會因為材料的不合格而產生差池。比如強化骨料的粒徑、級配、砂率、水灰等的比例進行規范和控制,根據環境等不同情況,判斷混凝土的初凝時間和終凝時間,并且還需要制定出合理的方案,只有保證毫無質量問題之后才能夠進入施工場地和運用。
3施工隊需加強訓練
由于我國的建筑施工行業當中,人流量大,新工眾多,導致施工隊伍也在快速增加,還有一部分未經過專業培訓的施工員進入建筑行業,各施工隊人員的技術水平與專業知識也參差不齊,從而技術與培訓無法達到一致,甚至有很多施工人員本身技術以及個人素養水平偏低,不坦白自己的個人技術,沒有按照施工工序操作施工,造成效率降低、施工秩序混亂。而施工設計工程不同于其他工程的設計,更加應當確保技術的過硬。除此之外一些建筑企業為節省開支,而雇傭對技術操作不專業的施工員管理工地,一開始沒有建立好一個健全的管理體系,沒有做好事前的預防、方案,施工出粗糙的工程,從而導致建筑施工當中存在諸多質量問題。
4選材和配合比設計方面
(1)按照結構的需求,仔細選擇合適的混凝土的種類,以及所需要的級別,應當盡量避免早強高的水泥。(2)積極采取摻料一級混凝外加劑。(3)應當選取優質原材料,嚴格根據含泥量的規范進行選擇和操作。(4)采用正確的方式對混凝土補償收縮。對于膨脹劑的運用,需要對其種類的差異進行深入考慮,了解不同摻量所起到的膨脹效果不同。
三對于混凝土防止開裂保養的辦法
1混凝土澆筑中的保護工作
在混凝土裂縫防治工作中,對于新澆混凝土早期養護十分重要,好的養護能夠確保混凝土在早期的時候少出現收縮現象。并且在對其進行澆灌之時,需要確保其所在環境,應當根據環境對其進行護養。應當避免在太陽底下暴曬的環境,盡可能給予其相對潮濕、陰涼的地方。同時,還需要對混凝土的本生溫度進行控制,通常對其本身可以采取覆蓋的方式,比如給以塑料布、稻草、帳篷等,覆蓋在其表面,這樣做主要是為了讓混凝土當中的水份蒸發速度能夠減慢。
2混凝土澆筑工作之后的保護
工作在相對炎熱的環境中,或者空氣相對干燥的情況下,應當及時保養混凝土,避免混凝土當中的水份被蒸發,應當采取有效措施使得水份緩慢蒸發,蒸發過快容易產生脫水的情況。本來已經出現凝膠體的水泥顆粒由于不能及時得到水份的補充,也難以變成穩定的結晶,同時粘連性也不強,混凝土就會出現表面脫落的情況。
四結束語
篇10
裂縫成縫原因及預防措施
1溫度變化引起的裂縫
裂縫的成因:混凝土在澆筑完成后,要完成硬化過程,在這個過程中,由于水泥和水的化學反應,會產生大量的熱量,由此在混凝土的內部溫度上升。在初期的時候,由于混凝土內部的壓力比較大,而還會受到外部的拉應力,在雙方力道的作用下,超出了極限所能承受的標準,就會產生裂縫。對于這種方式產生的裂縫可以采取如下方法來控制:對于水泥性能的選擇盡量選擇熱量低的,可防止在硬化過程中產生大量的熱量;嚴格控制水泥用量;控制水灰比;對于混凝土的攪拌工藝進行改善,降低在澆筑過程中產生的熱量;通過外加劑的使用,改善混凝土的流動性和保濕性;對于施工工藝可以相應的改善,增加散熱的速度;在大體積混凝土內部設置冷卻管道,通過冷水或冷氣冷卻,減小混凝土的內部溫差;加強混凝土溫度的監控,及時采取冷卻保護措施;加強混凝土養護,混凝土澆筑后,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,并灑水養護,適當延長養護時間,保證混凝土表現緩慢冷卻,在寒冷季節,混凝土兩面必須采取保溫措施,以防寒潮襲擊。
2混凝土收縮引起的裂縫
裂縫的成因:在混凝土硬化的過程中,會產生體積上的變化,導致變形的產生,在此期間由于變形的不規律性可能導致裂縫的產生;混凝土在收縮的過程中會對鋼筋產生一定的拉應力,而當這種力達到了鋼筋所能承受的極限時就會出現裂縫;在新舊混凝土交接的部位,由于沉降度的不同,也會產生裂縫。防止這類裂縫產生的措施:如果裂縫是在表面的程度不深的裂縫,可以選擇用粘補劑等將其涂抹平整;對于水泥的用量要嚴格控制;合理設置鋼筋的的數量和位置;在相應的位置設置施工收縮縫;在對混凝土的養護期間,可以適當延長覆蓋時間。
3混凝土塑性坍落引起的裂縫
裂縫的成因:混凝土在澆筑的初期還屬于是塑性狀態,如果在這個時期出現滲水現象的話,受到重力的作用,混合料中的顆粒就會向下沉陷,而水的成分就會向上漂浮。在這個過程中,會受到來自鋼筋骨架的限制,由此在上部就會差生裂縫。防止這類裂縫產生的措施:要仔細選擇集料的配級,做好混凝土的配合比設計特別是要控制水灰比,采用適量的減水劑;施工時混凝既不能漏振也不能過振,避免混凝土泌水現象的發生,防模板沉陷;如果發生這類裂縫,可在混凝土終凝以前重抹面壓光,使裂縫閉合。
混凝土裂縫的處理材料和技術
1水泥基滲透結晶型防水材料
水泥基滲透結晶防水材料是水泥、硅砂和多種特殊的活性化學物質組成的灰色粉末狀無機材料。這種材料的作用機理是特有的活性化學物質利用水泥混凝上本身固有的化學特性和多孔性,以水為載體,借助于滲透作用,在混凝上微孔及毛細管中傳輸,再次發生水化作用,形成不溶性的結晶并與混凝上結合成為整體。由于結晶體填塞廠微扎及毛細管道,從而使混凝土致密,達到永久性防水,防潮和保護鋼筋、增強混凝上結構強度的效果。這一材料已在水工混凝土建筑物防滲修補中逐漸得到應用,均取得良好效果。
2新型灌漿材料
利用環氧樹脂和聚氨酯在一定條件下制備出可以形成同步互穿聚合物網絡結構的新型化學灌漿材料。該材料綜合廠環氧樹脂漿材和聚氨酯漿材的性能優點,漿材黏度低,凝結時間可調、強度高。水下混凝土灌漿試塊的黏接抗拉強度可達1.05NPa,是一種性能優良,適用性強、適合水下灌漿的多功能新型灌漿材料。
3混凝土裂縫注漿技術
自從壞氧樹脂類高分子材料被用于混凝上建筑物裂縫修補工程后,至今它已經成為僅次于鋼材和水泥的第三種材料被廣泛應用。以往傳統方法是靠人工控制將樹脂漿液注入裂縫內。當環氧漿液黏度大,裂縫寬度較小時,這種修補方法并不一定十分成功。由日本引入一種"壁可"注漿技術,則是通過橡膠管的彈性收縮壓力自動完成注漿,緩慢均勻地灌漿壓力可將縫隙中的空氣壓人混凝土毛細管中,并通過混凝上的自然呼吸作用排出,有效地避免了氣阻現象,從而保證了灌漿質量。在無人看管的情況下,注漿管靠內部壓力可以持續很長時間自動注漿,需要人工操作的只是用泵將漿液壓入到注射管內。