第一篇:主泵石墨轴瓦磨损原因分析及处理方案.精讲
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大 电 机 技 术
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主泵石墨轴瓦磨损原因分析及处理方案
胡 冬 清
(海南核电有限公司维修处,海南 昌江 572733)
[摘 要]
针对田湾1,2号机组主泵运行一年后轴瓦表面上存在异常磨损情况,本文从多种角度进行了原因分析,并积极采取了针对性措施。从验证结论来看,有效的解决了轴瓦磨损的技术难点,保证了机组正常稳定的运行,其研究成果可为其他电站同类型泵提供参考依据。[关键词]
主泵;渗硅石墨;空化磨损 CFD
[中图分类号] TM301
[文献标识码] A
[文章编号] 1000-3983(2014)07-0303-04 Main Pump Graphite Bearing Wear Cause Analysis and Treatment Scheme
HU Dongqing(Hainan nuclear power co., LTD Maintenance department, ChangJiang 572733, China)Abstract: For tianwan unit 1, 2, one year after the main pump running bearing abnormal wear on the surface, this paper analysis from the perspective of a variety of reasons, and actively take the corresponding measures.From the authentication conclusion, effectively solve the bearing wear the technical difficulties, to ensure the normal and stable operation, the research results can provide the reference for other power plants with type pump.Key words: Main pump;Permeability of silica ink;Cavitation and wear CFD
1引言
田湾核电站一、二号机组主冷却剂泵(以下简称主泵)为立式单级离心泵,采用了水润滑轴承,以水为润滑剂的水润滑轴承具有诸多优点:水不燃烧,没有安全隐患;价格低廉,较之油润滑轴承成本低,易维护保养;简化润滑轴承系统的结构
图1 动轴瓦瓦片及其磨损图
等。
但水润滑方式也带来了一些相应的技术难点和问题,比如:在核电站一个换料周期,主泵运行约一年后,检修人员发现主泵轴瓦表面存在较为明显304
主泵石墨轴瓦磨损原因分析及处理方案 2014.№7 的磨损现象(见图1和图2),主泵轴承冷却水释热率监控参数持续上升超过标准线,导致机组停机小修,严重影响了机组的安全稳定运行和经济效益。因此,分析主泵轴瓦磨损产生的机理,并采取有效应对措施刻不容缓。
图2 静轴瓦瓦片及其磨损图
2水润滑轴承特性分析
主泵的水润滑轴承动静摩擦副材质均为渗硅石墨СГ-П0.5,是由碳、石墨基体材料经硅化处理形成的,具有摩擦系数小、自润滑性能好、硬度高耐磨损等优点,石墨材料СГ-П0.5摩擦系数和工况的关联性遵循下图盖尔西-什特里别克曲线。
图3 盖尔西-什特里别克摩擦与润滑状态曲线
图4 实测的СГ-П0.5对СГ-П0.5摩擦曲线
其中:μ为动力粘度,V为磨擦副线速度,P为磨擦副轴向载荷,f为摩擦系数
图3中I区为液体润滑区,摩擦表面完全为连续的润滑剂膜所分隔开,由低摩擦的润滑剂膜承受载
荷,磨损轻微;Ⅱ区(黄色区域)为混合润滑区,几种润滑状态同时存在,此状态摩擦表面的一部分为润滑剂膜分隔开,承受部分载荷,也会发生部分表面微凸间的接触,以及由边界润滑剂膜承受部分载荷;Ⅲ区为边界润滑区,此状态摩擦表面微凸体接触较多,润滑剂的液体润滑作用减少,甚至完全不起作用,载荷几乎全部通过微凸体以及润滑剂和表面相互作用所生成的边界润滑剂膜来承受。
图4给出了在介质温度为50℃时,不同滑动速度和摩擦副的摩擦系数СГ-П0.5对СГ-П0.5与参数1/P的关系(盖尔西-什特里别克曲线图, 在此P-单位负荷 N/㎝2).主泵轴承在设计工况下V=33.8m/s,P≈200(N/㎝2), 对应的 f= 0.00624,该工况点在斯特里贝克
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曲线的Ⅱ区,即混合润滑区。
由斯特里贝克曲线可以看出,随着工况参数的改变,可能导致润滑状态的变化,润滑膜的结构特征发生变化,摩擦系数也随之改变。对应到主泵的运行工况,曲线横坐标中引起磨擦副线速度V变化的因素仅为主泵的转速N,在主泵的起停过程中,转速低于设计工况导致运行工况向曲线左端偏移,甚至进入Ⅲ区边界润滑区,摩擦系数升高。同时,随着不同工况下一回路压力变化,直接影响到轴向载荷P的变化,也影响到摩擦副的运行状态。
综上,使轴瓦摩擦副运行在设计工况下,即混合润滑区,可有效减缓磨损。由于主泵转速和一回路压力变化由机组运行状态决定,无法改变。因此,只能从降低参数P单位轴向载荷寻求解决方案。
3轴瓦磨损机理分析
在历次检修过程中,维修人员对主泵止推轴承进行检查时,发现轴瓦表面出现了疑似水蚀的细沟道(见图1),委托中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室对轴瓦样品进行了沟道的形貌特征观察,并分析了沟道的形成机理。报告中指出,轴瓦表面细沟道的损坏形式具有明显的空化腐蚀特征。在硅化石墨轴瓦材料中,石墨相最
305 弱,最容易产生空化磨蚀。在石墨相中,各处的结合程度也不相同,如石墨是层状材料,层间结合相对较弱,于是空化磨蚀在石墨中结合较弱的部位产生蚀坑。
从流体力学角度分析,主泵轴承室内部件较多,结构复杂,润滑剂在流通这些区域时,压力突降至低于该温度下饱和蒸汽气体压力,就有水蒸汽及溶解在水中的不凝性气体逸出,形成水蒸汽与不凝性气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多,流体进入高压区后压力上升,当压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在外部高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间会产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原本被汽泡占有的空间,形成一个极大的冲击力。由于汽泡中的水蒸汽和不凝性气体来不及在这一瞬间全部凝结和溶解,因此在冲击力作用下又会分成数目众多的小汽泡,再次被高压水压缩和凝结,如此反复多次直至气泡消亡,即产生“空化”。
4轴瓦质量影响分析
另外,主泵轴瓦在生产过程中,多孔石墨胚体对工艺参数控制如成型压力、升降温速度和工艺稳定性要求极高,否则将影响硅化石墨的质量。硅化石墨制备工艺的稳定性控制至今仍是一个世界性难题,譬如俄罗斯硅化石墨轴瓦的成品率至今仍306
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较低。核电站现场也出现过轴瓦成品在仓库中长时间存放后由于应力释放导致轴瓦表面剥落。即轴瓦的加工质量也是影响主泵运行状态的一个因素。
综合上述分析,除了加强在轴瓦成品验收,轴瓦装配质量方面入手外,降低轴瓦的轴向载荷P,抑制轴承室内空化现象是避免轴瓦磨损的有效措施。
5处理方案
5.1 降低轴向载荷的方案
通过主泵制造厂提供的设计文件,影响主泵轴瓦轴向载荷P的影响因素为一回路压力和主泵轴承设置的卸载电磁铁,由于一回路压力不具备调节条件,因此仅对卸载电磁铁进行分析。
但电磁铁仅在启停过程中投用,现投运的逻辑如下:
启泵:当一回路压力大于6.8MPa时,启动主泵过程中投运电磁铁6秒钟;
停泵:在一回路压力大于13MPa的情况下切除主泵时,为减少轴向压力,启动电磁铁自动启动并运行4min后切除(考虑主泵惰转因素)。
如电磁铁可长期投用,可以减小轴瓦承受的轴向载荷,并有效的避免磨损及降低释热量,目前正在主泵制造厂的试验台进行主泵电磁铁长期投用的试验。
5.2 抑制空化现象的方案
为了避免轴瓦表面出现空化,可以通过提高轴承润滑回路压力的方法解决。结合到现场实际,可以采用下述方法:
(1)提高水箱高度
提高轴承冷却水箱高度的方法可有效提高回路
压力,但现场主泵水箱在机组调试初期已提高到反
应堆厂房+48m,不具备继续升高的可能。
(2)将主泵水箱改为封闭式,外置增压泵以提高系统压力
由于对轴承室存在空化现象仅是建立在理论的分析上,无法在台架试验上验证,同时对增加多少压力可以避免空化现象的发生也不得而知。此时,可以采用CFD(计算流体动力学)方法,通过计算机模拟试验,完成主泵轴承室内压力场和速度场的计算工作,根据计算结果判断主泵轴承室内是否存在空化现象,同时确定避免空化现象的发生所需要增加回路压力的定值,为后续主泵水箱技改提供理论依据。
田湾核电站委托中国核动力研究设计院二所对主泵轴承室进行了水力计算,通过对轴承室流场三维建模(见图5),划分网格,边界条件设置,计算及后处理等阶段,在计算机上模拟主泵轴承室内流场状态。计算结果可以直观的显示流场内的压力
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分布,图6显示了上部轴瓦动静交界面上的空化压力云图,可以看出上部轴瓦存在空化压力小于0的区域,说明在上部轴瓦发生了空化。
另外通过设置不同的边界条件(调整进口流量、压力),计算不同工况下的流场状态,图7为将轴承室入口压力提高15m后获得的压力云图,从图中可以看出空化现象已经消失。
图5 静轴瓦三维建模
图6 上部轴瓦动静交界面空化压力云图
根据主泵轴承室CFD水力计算结果,确定对轴承回路外置增压的方法能够有效的缓解和避免空化现象。结合现场的实际情况,在充分地计算、分析及论证的基础上,确定了将主泵水箱封闭,将
307
其他除盐水系统压力引入到主泵水箱以提高轴瓦冷却回路静压头的方案。
2011年6月对二号机组三号主泵水箱进行了封闭改造,2011年11月小修后投用该系统。该泵在改造后释热率参数明显下降,2012年机组大修期间对该泵轴瓦解体检查发现,轴瓦磨损程度较改造前明显减轻,见图8,证明增加轴承冷却回路压力很好的抑制了轴瓦的空化损伤。
图7 进口压力提高15m后计算得到的压力云图
图8 大修期间3号主泵上推力瓦磨损情况
6结论
针对主泵轴瓦在运行期间表面出现磨损的情308
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况,从水润滑轴承运行特性角度分析,采取降低轴向载荷的方案,目前正在制造厂进行台架试验,工业运用指日可待。通过对轴瓦磨损表面形貌特征的分析,初步认定主泵运行中石墨轴瓦表面出现了空化腐蚀,并结合CFD方法验证这一分析结果,给出了针对较强的解决方案。实践证明,根据计算结果对轴承冷却水系统实施改造后,能够有效的避免轴瓦表面磨损,保证了电站的安全稳定运行。
[参 考 文 献]
[1] 龙冲生, 唐睿, 等.田湾核电站主泵推力轴承
轴瓦表面细沟道成因分析.[2] 曾小康, 周慧辉.田湾主泵径向止推轴承水力
计算.[作者简介]
胡冬清(1972-),江西万载人,1995年6月毕业于华中理工大学热能动力工程专业,本科学历,一直从事转动机械设备的维修处管理工作,高级工程师,现任海南核电有限公司维修处副处长(2013年12月前在田湾核电站工作)。
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(上接第284页)处理完成后,再次进行铁耗试验检查,铁心最大温差8K左右,热点温差有显著下降,符合厂内铁耗试验最
短路处理方法[J].上海大中型电机,2008大温差10K标准。
(01):11-13.[4] 方险峰.发电机铁心损伤的分析及处理[J].华东
电力,2000(02):12-13.[5] 倪志英, 倪志华.发电机定子铁心过热缺陷查找
及消除[J].高电压技术,2006(04):118-121.[6] 苏旻佳,陈春榕,丁辉,等.Q0A962F166定子
铁心表面热点修理汽轮发电机操作规范.工艺文件,2013.11.[参 考 文 献] [1] 汪耕,李希明.大型汽轮发电机设计、制造与运行[M].上海:上海科学技术出版社,2012.1.[2] 刘健鸽,张平.300MW汽轮发电机故障修复[J].[7] E.L.Cox, R.T.Ward.88107GE Repair of turbine
generator stator cores PGBU Process Specification.Siemens Westinghouse Power Corporation, Orlando, FL U.S.A.,Rev.1, 1991.01.[作者简介]
陈春榕(1982-),男,福建漳平人,厦门大学工学硕士,上海电气电站设备
湖南电力,2006(06):45-48.[3] 尹志军,刁立民.大型汽轮发电机定子铁心片间5 结语
本文详细介绍了发电机定子铁心表面热点磷酸电解处理的方法。该方法经过实践应用,有效解决了E1151A水溶性漆冲片铁心表面热点问题,保证了发电机定子铁心厂内制造、电厂运行的质量,防止运行过程中出现铁心局部过热、烧毁等问题。
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309 有限公司发电机厂工艺部,工程师,研究方向为大中型汽轮发电机定子铁
心压装工艺。
第二篇:T90推土机引导轮轴磨损原因分析及改进
T90推土机引导轮轴磨损原因分析及改进
东方红T90工业推土机是我公司1998年自行开发的一种新产品,因其吨位小、推力大,特别适应于I~Ⅲ级土壤中小型工程的土方作业,所以受到了广大用户的欢迎。
但是在上市初期,有用户反映在使用一段时间后出现引导轮损坏、引导轮轴严重磨损、轴套烧毁的现象。为此,我公司对此展开了质量攻关,并找出了解决办法。
一、T90推土机引导轮的结构原理引导轮用以支撑履带和引导履带卷绕,其轮缘卡住履带链轨节外缘,防止横向脱落,并通过与之相连的张紧缓冲装置张紧履带,缓和从地面传向机架的冲击力。图l为其结构图。引导轮为钢板焊接结构,其径向断面呈箱形。引导轮通过轮辋孔内的双金属套滑动轴承装在引导轮轴上,轴的两端固定在左右支架上。引导轮与左右支架采用浮动油封密封,并通过左右支架与引导轮轴之间的锁紧销压紧浮动油封和O型圈。在引导轮腔内加入润滑油,保证滑动轴承的润滑与散热。
二、磨损原因分析 经检查论证,引导轮轴磨损、滑动轴承的轴套烧毁是由于引导轮轴与滑动轴承轴套之间的润滑状态发生恶化,由边界润滑转化为部分干摩擦状态而引起的。在正常工作中,引导轮轴与滑动轴承轴套之间有一定的间隙并有油膜存在,形成液体润滑,由此产生的热量较小,并由润滑油带走,使轴承工作温度处于正常状态。如果轴承套与轴润滑状态恶化,形成部分干摩擦状态,则摩擦功耗急剧增大,产生大量的摩擦热;当温度超过轴套表面的合金熔点时,轴套表面开始熔化,直至完全烧损。
导致引导轮轴润滑不良的主要因素有:
(1)引导轮双金属套滑动轴承同轴度∮0.025超差。履带行走中会产生振跳和冲击,强大的冲击力通过滑动轴承支承和传递,因此要求滑动轴承与轴之间的配合间隙均匀,对轴承的同轴度要求较高。若其几何尺寸超差,致使引导轮轴与轴套间隙过小或无间隙,润滑油膜厚度不够甚至无润滑油膜。(2)引导轮轴表面粗糙度Ra1.6超差。如果引导轮轴粗糙度超差,在轴表面上存在许多金属棱峰,这些金属棱峰破坏了轴与滑动轴承之间润滑油膜的完整性和连续性。工作时,润滑油中会产生大量金属磨屑,使轴与轴承表面粗糙度增加,润滑状态愈加恶化,严重时造成引导轮轴与滑动轴承磨损。
(3)原结构存在缺陷。由图l可以看出,润滑油从引导轮轴端螺塞孔注入,然后逐渐充满整个腔体。在实际操作中,如果没有注油专用工具,润滑油仅在自身重力的作用下很难通过引导轮内迂回的腔体,且腔内气体排出不畅,润滑油很难注满;且原设计腔体充油空间太小,造成润滑油量严重不足。另外,引导轮轴和轴套间隙内的润滑油因没有油道而不能将轴承工作产生的摩擦热带走,致使轴承的工作温度升高,润滑油粘度下降,润滑油膜厚度减小。
三、解决措施
3.1提高加工质量在加工时,要保证轴套的同轴度在规定的范围∮0.025内;引导轮轴表面粗糙度应符合勋1.6的要求。3.2 在结构上加以改进
(1)在轮毂焊合件上增加油道和蓄油箱,增加蓄油量,使注油量由原150ml增加到1182ml,改善了润滑油的循环状态;
(2)改制原有注油工具。如图3所示,将原注油器的注油嘴锥度由90°改变为120°,保证与引导轮轴内阶梯孔处锥度尺寸一致。加油时将注油器油嘴用力压在阶梯孔处,靠压力使润滑油通过迂回的油道,注入蓄油腔。空气从A处排出
第三篇:汽车发动机早期磨损原因分析和防止措施
汽车发动机早期磨损原因分析和防止措施:发动机机油杂质较多,水温油温长期偏高,长时间超负荷工作。应该定期更换机油及过滤器。经常检查冷却水和机油是否足够,多些留意冷却水和机油温度的变化。保持发动机在额定转速范围内工作。
第四篇:泵组机械密封故障原因分析
泵组机械密封故障原因分析
一、故障原因: a 析出固体物料泄漏液、介质凝固、粘结.b 腐蚀、电化腐蚀 c 转速过高、压力过高
d 振动过大、汽蚀、喘振、轴承不正常
e 干摩擦、负压、空转密封处汽蚀、吸气、抽空。f 热冲击,急冷、急热 g 温差过大
h 试压超标,过高,反压 所致现象: 不正常泄漏 改进措施: 对含有颗粒介质,加装过滤装置
对不宜采用自身介质做冲洗液的,应采取外冲洗措施 检查泵与密封使用性能,改进使用方法
加强冲洗、急冷,改善密封运行环境
二、故障原因: a 析出固体物料泄漏液、介质凝固,粘结.b 腐蚀,电化腐蚀 c 压力波动汽蚀、喘振 d 热冲击,急冷、急热 e 温差过大
f 试压超标,过高,反压 所致现象: 泄漏量较大 改进措施: 对含有颗粒介质,加装过滤装置
对不宜采用自身介质做冲洗液的,应采取外冲洗措施 检查泵与密封使用性能,改进使用方法 加强冲洗、急冷,改善密封运行环境
三、故障原因: a 析出固体物料泄漏液、介质凝固,粘结.b 介质凝固、粘结 c 转速过高,压力过高
d 振动过大,汽蚀、喘振,轴承不正常
e 干摩擦、负压、空转密封处汽蚀、吸气、抽空。所致现象: 功率上升 改进措施: 对含有颗粒介质,加装过滤装置
对不宜采用自身介质做冲洗液的,应采取外冲洗措施
检查泵与密封使用性能,改进使用方法 加强冲洗、急冷,改善密封运行环境
四、故障原因: a 物料混入或析出固体物质,介质凝固、粘结.b 液体温度超过下限(过冷)所致现象: 不能运转 改进措施: 蒸气保温、加强冲洗、背冷措施 改换密封结构形式
五、故障原因: a 析出固体物料,介质凝固,粘结.b 介质温度过高或过低
c 腐蚀,电化腐蚀d 冲洗、冷却堵塞或减压管路系统堵塞 e 转速过高,压力过高
f 振动过大,汽蚀、喘振,轴承不正常
g 干摩擦、负压、空转密封处汽蚀、吸气、抽空。h
密封腔未排气 所致现象: 机构破坏 改进措施: 对含有颗粒介质,加装过滤装置
对不宜采用自身介质做冲洗液的,应采取外冲洗措施 检查泵与密封使用性能,改进使用方法 加强冲洗、急冷,改善密封运行环境
六、故障原因: 腐蚀、泄露液凝固、粘结变质 所致现象: 腐蚀,电化腐蚀 改进措施: 对含有颗粒介质,加装过滤装置
对不宜采用自身介质做冲洗液的,应采取外冲洗措施 检查泵与密封使用性能,改进使用方法 加强冲洗、急冷,改善密封运行环境
七、故障原因:
a 冲洗、冷却堵塞或循环系统管路堵塞 b 密封端面比压过大 c 转速过高,压力过高 所致现象: 压盖过热
改进措施:
减少弹簧数量,或适当减小密封压缩量 重新装配调整,改善系统结构 改换密封结构形式 强化冷却、润滑措施
八、故障原因:
a 冲洗、冷却堵塞或减压管路系统堵塞 b 转速过高,压力过高
c 振动过大,汽蚀、喘振,轴承不正常
d 干摩擦、负压、空转密封处汽蚀、吸气、抽空。e
密封腔未排气 所致现象: 冒烟
改进措施:
减少弹簧数量,或适当减小密封压缩量 重新装配调整,改善系统结构 改换密封结构形式 强化冷却、润滑措施
九、故障原因:
a 转速过高,压力过高
b 振动过大,汽蚀、喘振,轴承不正常
c 干摩擦、负压、空转密封处汽蚀、吸气、抽空。d 密封腔未排气 所致现象: 端面发声 改进措施:
适当减小密封压缩量
重新装配调整,改善系统结构,排尽系统管路中的气体 改换密封结构形式 强化冷却、润滑措施
十、故障原因:
a 转速过高,压力过高
b 振动过大,汽蚀、喘振,轴承不正常
c 干摩擦、负压、空转密封处汽蚀、吸气、抽空。所致现象:
大量磨损产物析出 改进措施:
减少弹簧数量,或适当减小密封压缩量 重新装配调整,改善系统结构 改换密封结构形式 强化冷却、润滑措施
十一、故障原因: a 转速过高,压力过高
b 振动过大,汽蚀、喘振,轴承不正常
c 干摩擦、负压、空转密封处汽蚀、吸气、抽空。所致现象: 不正常振动 改进措施:
重新装配调整,改善系统结构 改换密封结构形式
十二、故障原因:
a 振动过大,汽蚀、喘振,轴承不正常
b 干摩擦、负压、空转密封处汽蚀、吸气、抽空。c 压力波动汽蚀、喘振 d 热冲击,急冷、急热 e 试压超标,过高,反压 所致现象: 机构打滑 改进措施:
重新装配调整,改善系统结构 改换密封结构形式
第五篇:混凝土板面裂缝原因分析及处理方案
混凝土板面开裂
原因及处理方案
编制人
审核人
审批人
四川君羊建设集团有限公司
南山国际社区.云墅项目部
开裂原因分析: 钢筋混凝土的裂缝是不可避免的,其微观裂缝是由本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的标准是根据使用条件决定的。结合我工地的实际情况,如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。沿钢筋的顺筋及预留预埋的水管电线管裂缝有害程度高低,必须处理。下面就结合工作实际,对钢筋混凝土现浇板裂缝的原因及防治进行分析研究。
钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分析:
通常情况下,现浇板裂缝一般表现为:不规则、表面龟裂、纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因我们从施工角度进行具体分析.1、混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥的混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
2、混凝土浇捣后过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。
3、施工工艺不当引起:在施工过程中由于施工工艺不当,致使支座处负筋下陷,保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝。楼板的弹性变形及支座处的负弯矩施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂;大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。
4、混凝土的收缩(温度裂缝):众所周知,混凝土引起收缩的原因,在硬化初期主要是由于水泥的水化作用,形成一种新的水泥结晶体,这种结晶体化合物较原材料体积小,因而引起混凝土体积的收缩,即所谓的凝缩,后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。而且,如果混凝土处在一个温度变化较大的环境下,将会使其收缩更为加剧。如施工发生的夏季炎热气温下,石子表面温度升高,使石子体积膨胀,拌制成混凝土后,石子受冷收缩,使混凝土表面出现发丝裂缝;混凝土浇捣后未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩,水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充,因而在硬化过程中,现浇板受到支座的约束,势必产生温度应力而出现裂缝,这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位,即板角处。另外,室内外温差变化较大,也要引起一定的裂缝。混凝土裂缝治理原则
(1、)必须充分了解设计意图和技术要求,严格遵循设计和施工规范有关规定。
(2、)应认真分析裂缝产生的原因和性质,根据不同受力情况和使用要求,分别采取不同的治理方法。(3、)裂缝处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性以及防水、抗渗性能。处理时要考虑温度、收缩应力较长时间的影响,以免处理后再出现新的裂缝。
(4、)防止进一步人为损伤结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原结构的外观。
(5、)处理方法应从实际出发,在安全可靠的基础上,要考虑技术上的可能性,力求施工简单易行,以符合经济合理的原则。裂缝的预防措施:
虽然钢筋混凝土现浇板在使用过程中,存在出现裂缝这一重大缺陷,但它与预制板相比,还是优点要大于其缺点的,并且它的这一缺点在设计与施工过程中,可以通过一定的措施,使其影响控制在规范允许的范围内。现浇板的优点主要表现在结构性能方面,采用现浇板后,将使楼、屋盖的结构刚度及强度、建筑物的整体抗震性能得到显著的提高。对于现浇板的裂缝问题,可以采取以下几个方面的措施,以减少或避免这些裂缝的出现:
1、在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。
2、混凝土楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制到最小程度,防止在混凝土表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温,认真养护,防止强风和烈日曝晒。
3、严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。
4、对于较粗的线管或多根线管的集散处,可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网加强,抗裂短钢筋采用ф6-ф8,间距≤150,两端的锚固长度应不小于300毫米。线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的砼截面大量削弱时,宜按预留孔洞构造要求在四周增设上下各2ф12的井字形抗裂构造钢筋。
5、对计划中的临时大开间面积材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前,要预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑架刚度的加强措施,以增强刚度,减少变形来加强该区域的抗冲击振动荷载,并应在该区域的新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,进一步防止裂缝的发生。
6、加强对楼面砼的养护:刚浇筑后的混凝土尚处于凝固硬化阶段,水化速度较快,可采用覆盖保温的办法创造适宜的潮湿条件防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝,因此加强混凝土表面养护,尤其在7天内使混凝土始终保持湿润状态是防止混凝土裂缝很重要的一个环节。
裂缝的处理方法:
1、表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法 表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
2、填充法 用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝,以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。
3、注浆法 此法应用范围广,先将裂缝内的灰尘杂质用电吹风吹干净,先注入少量的环氧树脂再注入填充浆料,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
4、结构补强法 因超荷载产生的裂缝,裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处在具体施工中,可视情况做如下处理:
(1、)对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理。
(2、)其他一般裂缝处理,可将板缝清洗后用1:2或1:1水泥砂浆抹缝,压平养护。
(3、)当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
(4、)通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的,可采用结构胶粘,板缝用灌缝胶高压灌胶。
综合33#楼二层一单元及二单元共三间客厅地面裂缝情况,我项目部经过仔细研究制定出切实有效的方案——地面裂缝宽度小于0.3mm,深度达到钢筋表面的发丝裂缝但不漏水,采取灌浆法。此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。板面混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝,上部用扫把蘸上浆液将地面拉毛即可。
四川君羊建设集团有限公司
2017年2月6日