第一篇:混凝土开裂论文(正式)
混凝土裂缝的原因、预防与处理的探讨
关键词
混凝土
开裂
材料性质
结构受力
原因 采取措施
可操作性
引 言
自改革开放以来,随着国民经济的长足发展,建筑技术也相应有了长远的发展,并且其规模也在不断的扩大、膨胀;大型现代化的技术设施或构筑物不断地朝着多、高、大、作用多样化的方向发展。我国自应用钢筋混凝土技术以来,可以说是适应时代的产物,这种结构不仅相对价格低廉、承载力大、施工方便,更有其可装饰性强、耐久性的特性很适合当代人的性格!但是由于混凝土本生的一些物理化学性质又决定了其只能适用于一定的可限范围内,因混凝土裂缝的不可避免的存在及其抗拉性能差的特点,使得钢筋混凝土建筑物的耐久性、结构可靠性均下降,更有现代人对质量、视觉美、视觉安全的要求,我们必须要认真、严肃、警惕的关心起混凝土开裂的问题!
建筑工程中混凝土开裂是带有一定普遍性问题的,但只要保证其在可存在范围内是具有可操作性的,我们所要关注的问题就是对待每个建筑、每个构筑物有正确的认识并能使其在要求范围内正常运作!在当前的建筑中控制混凝土裂缝是一件非常重要的事,本文将对混凝土裂缝的成因进行分析,并提出一些可预防措施及处理方法。
目 录
引 言 ····························································1
而产生的微观裂缝一旦发展,则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏,就达到了宏观裂缝的度。产生收缩裂缝的原因,一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝,即为所谓的温度缝;多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行,因为钢筋和砼的膨胀系数是不同的。收缩裂缝多发生在大体积砼中,梁、板、柱等小块体构件,预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在大气中的构筑物,影响更大。如不加以防止,可能会造成严重后果。
(二)混凝土配合比
配合比在砼中一般是严格控制的,如果配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度降低达不到设计要求,也是造成砼开裂一个很重要的原因。配合比不当造成砼开裂主要指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等多种原因,这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示:用水量不变时,水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土与钢筋的粘结力降低10%。现在商品砼一般在控制质量方面是比较好的,一般在现今建筑工程中多数选着商品砼;但是近几年也出现了不少商品混凝土浇捣的楼板出现裂缝,分析原因有多方面:
1.粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。2.骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。
3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。4.水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。5.水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
(三)砼施工中易于产生的裂缝
施工工艺造成的原因很多,且比较复杂,针对性比较强!水分蒸发、水泥结石的砼干缩通常是导致砼开裂的一个很重要的原因;砼是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后砼的均匀性和密实度,因此砼的搅拌、运输、浇捣、振实等各道工序中的任何缺陷和疏漏都是裂缝产生的直接或间接原因。施工中钢筋表面污染、砼保护层太小或太大、浇筑过程中碰撞钢筋使其移位等都极易于产生裂缝;砼养护,在早期养护过程中不到位,致使砼表面干燥或者砼内外温差太大产生的裂缝;极端天气下施工极易产生裂缝; 不正确的振
捣方式,模板、垫层过于干燥。振捣操作不当,造成砼分层离析、表面浮浆。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,它比下层砼有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑砼前洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起砼的塑性收缩,产生裂缝。
施工工艺不当,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砼未达到规定强度,过早拆模,或者在砼未达到终凝时间就上荷载,造成砼楼板的弹性变形,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穹矩造成横向裂缝。
以上是施工中主要的比较常见的很容易产生裂缝的地方。施工中必须要应以为鉴,积极的对待可能遇到的各种问题,才能很好的把问题降到最低!
(四)砼构件由于各种受力的条件而产生的裂缝
在结构受力突变的构件处极易于产生,在板的转角处易形成四十五度角的裂缝,而且现在很难与处理的,由于温度的变化,板角处产生不均匀的温度变形而产生拉应力,当超过其抗拉极限时很容易的就产生了裂缝。受力集中和受力突然变化处,比如在裙楼与主楼交界处设计的剪力墙处,一般会设计有分布筋,但是也是很难避免在板角开裂的!目前的这方面的设计也是比较多的,但任然很难避免其开裂。
2.结构受荷产生的裂缝的因素很多,施工和使用中都有可能产生出裂缝,例如由于爆破原因产生的震动在混凝土初凝但未达到养护期的很容易产生贯通性裂缝,这种情况优宜见于有起临时砼支撑的结构中,在拆除该支撑且又要保证工程进度的情况下一定要很好的妥善的处理好其中的关系。常见的梁、板等受弯构件,在使用荷载的作用下往往会出现不同程度的裂缝,且这种构件多数是带缝工作的;砼的徐变是造成裂缝开裂的一个重要的原因,这在工程中是很常见的,随着时间的推移,裂缝的宽度会越来越大,进而影响砼结构的使用安全;以上结构由于受力载荷引起的裂缝必须引起足够的重视。
(五)设计方面
1.地基的不均匀沉降:在住宅建设中,有相当一部分的钢筋砼现浇板的裂缝,是由于地基不均匀沉降的原因而造成的。如在软土地基下采用扩展基础,则对于那些相对较长的条式楼来说,要想保正它们沉降均匀是相当困难的,因此,在这种情况下,有时也会由于基础的不均匀沉降,而引起楼房的拉裂和钢筋砼现浇板的开裂。
2.荷载的作用:也有部分钢筋砼现浇板的裂缝,是由于荷载作用方面的原因引起的。由于设计人员在进行现浇板的配筋计算过程中,通常只是根据其承载能力来确定配筋量的,而往往忽略了对板在正常使用阶段由其承受的荷载而引起的挠度及裂缝宽度的验算,由此而引起裂缝的产生,这些裂缝有时也会超过规范的 最大允许值,这也应当引起足够的重视。
3.结构体型突变及未设置必要的伸缩缝:房屋长度过长,而又未考虑设置伸缩缝,当房屋的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距时,就要引起裂缝的产生。另外,平面布局凹凸较多,即转角也越多,这些转角处由于应力集中形成薄弱部位,一受到砼收缩及温差变化易于产生裂缝。
4.在设计中,设备专业大多将照明、有线电视、网络、通讯等所需的管线直接敷设套管于现浇板中,而且有时集中于某一处现浇板中的管线多达10多根,并且这些管线的直径多为2—3cm,由此就会使该处的现浇板厚度大大削弱,从而引起现浇板在该处开裂。
(六)使用过程中造成的原因
1.构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝,由于相邻建筑物或者是其他情况造成的超过设计承载力的不均匀沉降。
2.使用荷载超负。
3.野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。4.周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。5.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
由于外界环境的多变性和建筑使用时间的长久性,很多问题是难以预料的,不论是生产过程中还是之后使用过程中产生的裂缝,只要能够把握其主要的造成裂缝原因,并对症做出相应的处理或是提前采取相应的措施我们就完全可以驾驭它,让其按照我们的意愿来发挥建筑物的作用。
做到既振捣充分又避免过度。砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。
3.设计要合理,考察现场条件后,要合理的考虑各方面的因素后再做出相应的合理的设计,尽量能够全面的照顾到各方面的原因,对于易于产生裂缝的地方要严格按照规范的要求来设计,在施工中施工单位尽量反馈需要注意的信息,并及时采纳解决已达到双赢。
总之,对于控制裂缝的方面必须要有针对性的全面考虑其产生的原因,从材料、设计、施工、环境等多方面汇总,并力求控制到位,才能将其控制在最小化,达到最优化!把人为的因素降到最低,那么裂缝的限度将达到最低,建筑的各方面的将尽善尽美!这其中可操作性是尤为重要的,要想将各方面的因素都考虑在内并得到解决,除了理论更加需要实际的操作才能算是最好的建筑!
通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
4、电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。
5、仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统成分中加入某些特殊成分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
结 论
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力、受力性质、结构耐久性,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定。只有对其保持足够的重视,且对症做出相应的处理才能很好的完成,随着对砼研究的深入,设计方面的问题已逐步完善,虽达不到完美,但是满足设计使用要求已是完全可能的,所以砼裂缝的控制最为主要的是在施工阶段,在施工的各个环节要严格控制并创新出更好的操作方法!只有可行的操作才是最为实用的!
主要参考文献
(1)建筑工程质量事故分析,机械工业出版社(2)建筑施工手册(上、中、下),中国建筑工业出版社(3)工程施工验收规范
(4)混凝土结构工程裂缝的判断与处理,中国建筑工业出版社(5)钢筋混凝土结构裂缝控制指南,化学工业出版社(6)混凝土结构裂缝防治技术,化学工业出版社
2010年10月25日
第二篇:混凝土开裂的原因及对策
混凝土开裂的原因及对策
一、混凝土开裂的原因
11、荷载引起的裂缝
12、温度变化引起的裂缝
13、收缩引起的裂缝
14、地基础变形引起的裂缝
35、钢筋锈蚀引起的裂缝
36、冻胀引起的裂缝
37、施工材料质量引起的裂缝
48、施工工艺质量引起的裂缝
二、普通混凝土裂缝的处理方法
41、表面修复
42、局部修复法
43、水泥压力灌浆法
54、化学灌浆
55、减少结构内力
56、结构补强
57、改变结构方案,加强整体刚度
68、混凝土置换法
69、电化学防护法
610、仿生自愈合法
611、其它方法
三、大体积混凝土裂缝产生的原因
71、干燥收缩
72、塑性收缩
83、自收缩
84、温度收缩
85、化学收缩
四、大体积混凝土有害、无害裂缝判别标准
五、无害裂缝处理方法
101、二次压面法
102、表面涂抹砂浆法
103、表面涂抹环氧胶泥(或粘贴环氧玻璃布)法
104、表面凿槽嵌补法
115、表面贴条法
六、有害裂缝处理方法
121、水泥灌浆法
122、化学灌浆法
混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着工程技术人员。其实,如果采取一定的设计和施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。
实际上,混凝土裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。本报告对混凝土裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析并提出相应的防治措施,供同行参考、探讨。
一、混凝土开裂的原因
1、荷载引起的裂缝
混凝土在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝,次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出,如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是结构达到承载力极限的标志,是结构破坏的前兆,其原因往往是截面尺寸偏小。
2、温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
3、收缩引起的裂缝
在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。
塑性收缩,发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。
缩水收缩(干缩),混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件(超过3%),钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
自生收缩,自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。
炭化收缩,大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。
混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。
4、地基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。
5、钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。
要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。
6、冻胀引起的裂缝
大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水(结冰温度在-78度以下)在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。
7、施工材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。
8、施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异。
二、普通混凝土裂缝的处理方法
1、表面修复
常用的方法有压实抹平,涂抹环氧粘结剂,喷涂水泥砂浆或细石混凝土,压抹环氧胶泥,环氧树脂粘贴下班丝布,增加整体面层,钢锚栓缝合等。
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(土工膜或其它防水片)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、局部修复法
常用的方法有充填法、预应力法,部分凿除重新浇筑混凝土等。
用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。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、水泥压力灌浆法
适用于缝补宽度≥0.5mm的稳定裂缝。
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。利用压送设备(压力0.2~0.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。
4、化学灌浆
可灌入缝宽≥0.05mm的裂缝。
5、减少结构内力
常用的方法有卸荷或控制荷载,设置卸荷结构,增设支点或支撑。改简支梁为连续梁等。
6、结构补强
常用的方法有增加钢筋,加厚板,外包钢筋混凝土,外包钢,粘贴钢板,预应力补强体系等。
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理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。
7、改变结构方案,加强整体刚度
例如:框架裂缝采用增设隔板深梁法处理。
8、混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
9、电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。
10、仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
11、其它方法
常用方法有拆除重做,改善结构使用条件,通过试验或分析论证不作处理等。
三、大体积混凝土裂缝产生的原因
大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。
这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同,温度外低内高,形成了温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度,混凝土逐渐降温,这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形,受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力,超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。
这两种裂缝不同程度上,都属有害裂缝。高强度的混凝土早期收缩较大,这是由于高强混凝土中以30%~60%矿物细掺合料替代水泥,高效减水剂掺量为胶凝材料总量的1%~2%,水胶比0.25~0.40,改善了混凝土的微观结构,给高强混凝土带来许多优良特性,但其负面效应最突出的是混凝土收缩裂缝几率增多。高强混凝土的收缩,主要是干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、化学收缩和自收缩。
混凝土初现裂纹的时间可以作为判断裂纹原因的参考:塑性收缩裂纹大约在浇筑后几小时到十几小时出现;温度收缩裂纹大约在浇筑后2到10d出现;自收缩主要发生在混凝土凝结硬化后的几天到几十天;干燥收缩裂纹出现在接近1年龄期内。
1、干燥收缩
当混凝土在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水时,就会产生干缩,高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低,故干缩率也低。
2、塑性收缩
塑性收缩发生在混凝土硬化前的塑性阶段。高强混凝土的水胶比低,自由水分少,矿物细掺合料对水有更高的敏感性,高强混凝土基本不泌水,表面失水更快,所以高强混凝土塑性收缩比普通混凝土更容易产生。
3、自收缩
密闭的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低,称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压,因而引起混凝土的自收缩。高强混凝土由于水胶比低,早期强度较快的发展,会使自由水消耗快,致使孔体系中相对湿度低于80%,而高强混凝土结构较密实,外界水很难渗入补充,导致混凝土产生自收缩。
高强混凝土的总收缩中,干缩和自收缩几乎相等,水胶比越低,自收缩所占比例越大。与普通混凝土完全不同,普通混凝土以干缩为主,而高强混凝土以自收缩为主。
4、温度收缩
对于强度要求较高的混凝土,水泥用量相对较多,水化热大,温升速率也较大,一般可达35~40℃,加上初始温度可使最高温度超过70~80℃。一般混凝土的热膨胀系数为10×10-6/℃,当温度下降20~25℃时造成的冷缩量为2~2.5×10-4,而混凝土的极限拉伸值只有1~1.5×10-4,因而冷缩常引起混凝土开裂。
5、化学收缩
水泥水化后,固相体积增加,但水泥-水体系的绝对体积则减小,形成许多毛细孔缝,高强混凝土水胶比小,外掺矿物细掺合料,水化程度受到制约,故高强混凝土的化学收缩量小于普通混凝土。
当混凝土发生收缩并受到外部或内部约束时,就会产生拉应力,并有可能引起开裂。对于高强混凝土虽然有较高的抗拉强度,可是弹性模量也高,在相同收缩变形下,会引起较高的拉应力,而由于高强混凝土的徐变能力低,应力松弛量较小,所以抗裂性能差。
四、大体积混凝土有害、无害裂缝判别标准
原则上与核安全有关的钢筋混凝土不允许出现裂缝,尤其是反应堆厂房底板、安全壳筒身及穹顶、汽轮机厂房蜗壳泵等重要部位严禁产生裂缝,其他部位应尽可能控制裂缝的产生。
但是由于各种原因不可避免的产生各种裂缝,为了明确当混凝土出现裂缝时如何判别其是否有害、无害?为此,福清核电各单位(业主、监理、工程公司、施工单位)经过认真研讨,确定了混凝土裂缝判别标准:
1、无害裂缝:
δf≤0.3mm深度h≤0.5H
δf≤0.2mm贯穿(自愈性)
1.0mm≥δf>0.3mmL≤0.1B2、有害裂缝(满足下列条件之一):
Δf>0.3mm纵深裂缝、h>0.5H;
Δf>0.2mm贯穿全截面;裂缝影响使用功能(有渗透、透气、透射线等要求,且满足其中之一即可);
Δf>0.3mm非贯穿,可能引起钢筋锈蚀裂缝;降低结构承载力的裂缝。
3、各符号的含义:
Δf——裂缝宽度L——裂缝长度
h——裂缝深度H——裂缝深度
B——沿裂缝长方向的结构宽度,如浇筑后的沉缩(塑性裂缝)
五、无害裂缝处理方法
1、二次压面法
对于新浇混凝土收缩裂缝,该裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构构件表面出现,有塑态收缩、沉降收缩、干燥收缩、碳化收缩、凝结收缩等收缩裂缝,这种裂缝不深也不宽,处理方法如下:
1)如混凝土仍有塑性,可采取压抹一遍的方法,并加强养护。
2)如混凝土已硬化,可向裂缝内渗入水泥浆,然后用铁抹子抹平压实。
2、表面涂抹砂浆法
处理时将裂缝附近的混凝土表面凿毛或沿裂缝凿成深15—20mm宽100—200mm凹槽,扫净并洒水湿润。
先刷水泥净浆(业主批准适用的界面剂)一度,然后用1:1~2水泥砂浆分2~3层,涂抹总厚10~20mm压光。有渗漏水时,应用水泥净浆(厚2mm)和1:2.5水泥砂浆(厚4-5mm可惨入1—3%于水泥重量的氯化铁防水剂)交替抹压4-5层,涂抹后3-4小时进行覆盖并洒水养护。
3、表面涂抹环氧胶泥(或粘贴环氧玻璃布)法
涂抹前,将裂缝附近表面清洗干净(油污应用丙酮或二甲苯擦洗净)、干燥。较宽裂缝用环氧胶泥填塞,并将胶泥均匀地涂刮压裂缝表面,宽80-100mm。基层干燥有困难时可以用环氧煤焦油胶泥。需要粘贴环氧玻璃布时,先将玻璃布脱钠、干燥,视具体情况可作成一布二油(或二布三油,第二层布的周围应比下一层宽10~15mm)。
4、表面凿槽嵌补法
当裂缝稀少,但深度较深时,沿混凝土裂缝凿一条V型或U型槽,槽内表面应修理平整,清洗干净,并保持槽内干燥。槽内嵌入刚性材料如水泥砂浆、环氧胶泥,或填灌柔性材料如聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等密封。密封材料嵌入前,先涂刷与嵌填材料混凝土性质的稀释涂料(表面可作砂浆保护层或不作保护层),具体做法见图1。
图1表面凿槽修补裂缝的处理方法
(a)一般裂缝处理
(b)渗水裂缝处理
(c)活动裂缝处理
(d)活动裂缝扩展后的情况:1—裂缝;2—水泥砂浆或环氧胶泥;3—聚氧乙烯;4—1:2.5水泥砂浆或刚性防水五层做法;5—密封材料;6—隔离缓冲区;B—槽宽;δ—裂缝活动距离
注:对于施工缝表面的裂缝,处理时可在与其连接的施工段混凝土浇筑前,按表面凿槽嵌补法的要求在裂缝位置处凿V型或U型槽,该槽内不再填充其他填充物,由该连接施工段浇筑的结构混凝土填充,以保证施工缝处混凝土。
5、表面贴条法
对于裂缝移动范围不限于一个平面并有防水要求不便凿槽修补的活裂缝,可将一条具有柔性的聚丁橡胶密封条置于裂缝上面,用聚丁橡胶粘结剂将周边粘结于混凝土上(见图2),使密封条中部能随裂缝活动而自由活动,长的裂缝可分段为粘结,分段为密封条的连接采用聚丁橡胶粘贴搭接,搭接处上下压搓应切成斜面搭接,长度100mm。
图2柔性密封带表面粘贴
1—裂缝2—油毡或塑料隔离层;3—聚丁橡胶密封条;4—粘结剂
六、有害裂缝处理方法
1、水泥灌浆法
钻孔:采用风钻钻孔,孔距1-1.5m除浅孔采用骑缝孔外一般占孔轴线与裂缝呈30—45·斜角(见图3),孔深应穿过裂缝面0.5m以上,当钻孔有两排或两排以上时,宜交叉或呈梅花形布置。
图3钻孔示意
1—裂缝,2—齐缝口,3—斜孔
冲洗:钻孔完毕后,应用水冲洗,按竖向排列自上而下逐孔进行。
密封:缝面冲洗净后,在裂缝表面用1:1~2水泥砂浆或环氧胶泥涂抹。
埋管:一般用ø19-38的钢管作灌浆管(钢管上端加工丝扣),安装前在钢管外壁用生胶带缠紧,然后旋入孔中,孔中管壁周围的空隙用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵,以防冒浆或灌浆管冲孔中脱出。
试压:用0.1-0.2MPa压力水作渗水试验,采取灌浆孔压水,排水孔排水的方法检查裂缝和管路畅通情况,然后关闭排气孔检查止浆堵漏效果,并湿润缝面,以利粘结。
灌浆:合格的经设计批准使用的填缝用注射性水泥,水泥净将水灰比为0.4,灌浆压力0.3—0.5MPa。在整条裂缝处理完毕后,孔内应充满净浆,并填入净砂用棒捣实。
2、化学灌浆法
钻孔:采用风钻钻孔,孔距1-1.5m除浅孔采用骑缝孔外一般占孔轴线与裂缝呈30—45·斜角(见图3),孔深应穿过裂缝面0.5m以上,当钻孔有两排或两排以上时,宜交叉或呈梅花形布置;
密封:缝面冲洗净后,在裂缝表面用1:1~2水泥砂浆或环氧胶泥涂抹。
埋管:一般用ø19-38的钢管作灌浆管(钢管上端加工丝扣),安装前在钢管外壁用生胶带缠紧,然后旋入孔中,孔中管壁周围的空隙用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵,以防冒浆或灌浆管冲孔中脱出。
试压:用0.2-0.3MPa压缩空气进行压力实验;
灌浆:采用环氧树脂浆液进行灌浆。
第三篇:混凝土楼板开裂原因及处理方法
混凝土楼板开裂原因及处理方法
目前住宅工程混凝土楼板和填充墙出现裂缝的现象比较常见,现根据有关资料并结合我公司的情况,对现浇混凝土楼板和砌块填充墙裂缝的原因和对策分析如下,供大家在工作中参考。
一、住宅现浇混凝土楼板裂缝的类型
1.纵向裂缝:即沿建筑物纵向方向的裂缝,出现在板下皮居多,个别上下贯通。
2.横向裂缝:即在跨中1/3范围内,沿建筑物横向方向的裂缝,出现在板下皮居多,个别上下贯通。
3.角部裂缝:在房间的四角出现的斜裂缝,板上皮居多。4.不规则裂缝:分布及走向均无规则的裂缝。
5.楼板根部的横向裂缝:距支座在30cm内产生的裂缝,位于板上皮。
6.顺着预埋电线管方向产生的裂缝。
二、楼板产生裂缝的原因
1.设计方面
1.1 设计结构时安全储备偏小,配筋不足或截面较小,使梁板成型后刚度差,整体挠度偏大,引起板四角裂缝。
1.2 设计板厚不够,又不做挠度验算,整体挠度偏大,引起板四角裂缝。
1.3 房屋较长时未设置伸缩缝,在薄弱环节产生收缩裂缝。(美
国混凝土学会的资料认为混凝土有干缩和温度变形两种,干缩变形每30.48m约收缩19mm.温度变化引起的变形为,37℃ 的温度变化每30.48m 收缩或延长19mm 左右。国内有人认为40m 长的楼板因硬化凝固产生的纵向收缩量为8—20mm。)。
1.4基础设计处理不当,引起不均匀沉降,使上部结构产生附加应力,导致楼板裂缝。
1.5 楼板双向受力,按单向板配筋,引起裂缝。2.商品混凝土原因
2.1 水灰比大,水泥用量大。
2.2 高效缓凝剂用量过大,在未凝固前石子下沉,产生沉缩裂缝,常发生在梁板交接处。
2.3 砂石质量不好,级配不好,含泥量大,含粉量大。
3、施工原因
3.1 养护不到位,强制性规范要求混凝土养护要苫盖并浇水,现在大多数不苫盖,浇水也不能保证经常性湿润。
3.2 施工速度过快,上荷早,特别是砖混住宅楼板,前一天浇筑完楼板,第二天即上砖、走车,造成早期混凝土受损。3.3 冬时期间受冻。
3.4 拆模过早或模板支撑系统刚度不够。
3.5 混凝土表面浮浆过厚,表面强度不够。
3.6 施工时楼板混凝土负筋被踩弯、踩倒,保护层过厚,承载力下降。
三、防止楼板混凝土裂缝的措施
1.设计方面
1.1 在使用小直径钢筋的情况下,适当提高配筋率,可提高混凝土的极限拉伸应变。
1.2角部负筋双向配置,单向板也四面均配置负筋。
1.3 在相同配筋率的情况下,采用直径较小的钢筋,缩小钢筋间距,可提高现浇板的抗裂能力。
2.施工方面
2.1现浇楼板尝试设置伸缩缝,伸缩缝的间距可取14m 左右或住宅楼一个单元的纵向长度,设在楼板支座处,缝宽10mm,中间加软体材料,混凝土断而筋不断。
2.2钢筋绑扎时保证间距均匀,保证负筋位置不变,浇筑混凝土时设置马道,不踩负筋。
2.3 采用平板振捣器,两次抹压交活,第二次抹压在终凝前进行。
2.4 在预埋电线管下加钢丝网,预埋管尽量顺着受力钢筋的方向布置。
2.5 采用苫盖加浇水的方法养护,苫盖并浇水是强制性规范的要求,目前我们大多只浇水,不苫盖,浇的水干后不能保证及时补充,养护期内不能保证混凝土处于连续湿润状态,达不到应有的养护效果。
2.6 混凝土达不到1.2MPa 不得上人,不过早拆模,或采用早拆体系,拆模后保持竖向支撑。
3、搅拌站方面
3.1 保证按设计的坍落度生产,到现场发现离析现象要进行二次搅拌。
3.2 保证水泥、砂石质量,保证配合比科学合理。
3.3 减缩剂不久将面市,混凝土中掺入减缩剂后可减少收缩裂缝。
四、楼板混凝土裂缝处理
4.1 裂缝宽度小于0.3mm的可采用6202胶泥等封闭。4.2 裂缝宽度大于0.3mm 进行化学灌浆处理,做法如下:
(1)凿缝:沿裂缝进行剔凿,根据开裂情况凿出宽、深各15~20mm的V型槽。
(2)埋设灌浆管:沿裂缝方向每隔50cm钻孔一处,埋设灌浆嘴,用胶固定住。
(3)封闭裂缝:用结构胶骑缝反复刮实,同时封闭周围裂缝及分支裂缝。
(4)吹气试压:补封漏气部位。
(5)灌浆:配制灌浆液注入灌浆器,由空压机加压0.2MPa,从一端灌浆嘴起进行灌浆,一般从邻近灌浆嘴溢出灌浆液后停止灌浆,并封闭灌浆嘴,依次进行下次灌浆。
(6)拆嘴,封闭灌浆嘴。
一、现浇楼板裂缝控制、处理
钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一,现浇混凝土楼板裂缝是公认的建筑施工中最难解决的问题之一,这些裂缝不仅影响建筑物的美观,而且影响建筑物的使用功能,大大降低了房屋结构的耐久性;破坏结构的整体性、降低其刚度;引起钢筋腐蚀。因此如何解决这种常见的混凝土裂缝,是设计者和施工者都不可忽视的问题。
(一)裂缝表现
斜向裂缝:多分布在房屋外墙转角所在房间的楼板上,裂缝一 般成45o斜向,有时一只角同时出现两条裂缝,裂缝基本上为上下贯通。如某七层框架商住楼工程,结构总长度约为100m,设有两道温度缝,其基础一侧为条形基础,其余为独立承台基础。在工程交接时后两个月左右突然发现在靠其中一条温度缝的一跨柱角楼板有45。裂缝,从三层至六层楼板每层均有3条,但均未贯穿楼板。
纵横向裂缝:主要表现为纵横向裂缝。如某教学楼,其现浇钢筋混凝土楼板大面积出现宽度0.1-0.3mm不等的纵横向裂缝。
表面龟裂:此类裂缝主要表现在施工过程中产生的裂缝,容易控制与处理。如某在建工程,因板面面积大,在晚上浇混凝土,第二天早上派人浇水,但前面浇,后面就干掉,到中午时板面出现龟裂缝,用肉眼可辩识。
(二)混凝土楼板裂缝产生的原因 1.混凝土组成材料的影响。
水泥方面的影响:水泥的收缩值般取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。即C3A含量大,细度较细的水泥收缩较大。石膏含
量不足的水泥,具有较大的收缩,而SO3的含量对混凝土收缩的影响显著。
骨料方面的影响:混凝土收缩随骨料含量的增加而减小,随骨料弹性模量的增加而减小,同时,又随骨料中粘土含量的增加而增大。另外,在预拌混凝土中,其骨料的级配不十分合理也是造成混凝土出现裂缝的主要因素。
混凝土配合比方面的影响:包括单位用水量,单位水泥用量,水灰比,砂率及灰浆比等参数。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量,而用水量的影响比水泥用量大;在用水量一定的条件下,混凝土干缩随水泥用量的增大而增加,但增大的幅度较小;在骨灰比一定条件下,混凝土干缩随水灰比的增加而明显增大;在配合比相同条件下,混凝土干缩随砂率的增大而加大,但增大的幅度较小。
外加剂的种类和掺量方面的影响:掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性,增大坍落度时,掺减水剂的混凝土收缩略大于不掺的收缩值;掺减水剂用于减水,提高强度或节约水泥时,掺减水剂混凝土的收缩接近或小于不掺的收缩值。
2.施工方面的原因
水灰比的变化对混凝上强度值的影响十分明显,基本上分别是水和水泥量变动对强度影响的叠加,故此,水、水泥、外加剂的计量变化,将直接影响混凝土的强度。对于大流动性的混凝土,其塑性收缩值为200×l0-4,中等流动性混凝土,其塑性收缩值约为×l0-4。表
现较明显的是:满足坍落度大、流动性好的泵送条件的泵送混凝土,较易产生粗骨料少、砂浆多的现象,混凝土脱水凝固时,就会较易产生塑性收缩裂缝。
混凝土是由砂、石、水泥等粗细骨料按一定的配合比,经过水化反应而形成的水硬性胶凝材料,如果混凝土材料中的砂、石颗粒级配不好,则浇灌出的混凝土强度将降低,抵抗外界应力的能力也同时减弱,极易造成混凝土裂缝。
施工过程中过分振捣混凝土后,粗骨料沉落,水、空气被挤出,混凝土表面因泌水而形成竖向体积缩小沉落,从而成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,容易形成塑性收缩裂缝。
模板、垫层在浇筑混凝土前淋水不足,过分干燥,浇筑混凝土后,因模板吸水量大,导致混凝土的收缩,产生塑性收缩裂缝。
工程施工中各工种交叉作业,楼面负筋位置的正确性难以得到有效的保证,经踩踏后钢筋弯曲、变形,减低了部分板负筋的有效高度,使该位置钢筋混凝土楼板上部抗拉能力大幅降低,从而导致该部混凝土楼板出现裂缝。
浇筑混凝土后过分抹平压光,会使较多的细骨料浮到混凝土表面,形成含水量很大的水泥浆层。空气中的二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙发生作用生成碳酸钙,其化学反应式为CO2+Ca2=CaCO3+H20,于是浇筑硬化后期引起混凝土明显收缩,即碳化收缩,导致混凝土楼板出现裂缝。
混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水,并大量减少混凝土初期收缩裂缝的产生。过早的养护会影响混凝土的胶结能力;而过迟的养护,混凝土会因受日晒风吹令其表面游离水分过快蒸发,水泥由于缺乏必要的水化水,从而产生急剧的体积收缩,此时的混凝土早期强度低,未能抵抗该种收缩应力而产生开裂。特别是在夏、冬两季,因昼夜温差较大,养护不当最容易产生温差裂缝。
三、混凝土裂缝的控制措施优选水泥品种。混凝土结构引起裂缝的主要原因之一是由于水泥水化热的大量积聚致使混凝土出现早期升温及后期降温而产生的温差变化,为此,在施工中可采取一些措施,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热水泥品种来配制混凝土。
控制材料的使用。根据施工的具体条件降低水灰比,减少水的用量,提高混凝土的密实度,可以减少混凝土的泌水、离析等现象,使混凝土的收缩变形减小。施工时尽可能选用良好的颗粒级配方案,用颗粒级配大的粗中砂来拌制混凝土,严格控制砂、石中的含泥量。另外,还应控制施工工期,尽量不要在高温季节施工,可减少温差应力对混凝土变形的影响。
提高操作水平。加强混凝土振捣,可以提高混凝土的密实性和抗拉强度;加强对混凝土成品的保护和养护,避免温差裂缝的产生;对已浇筑好的混凝土应在浇筑后lO到12小时内及时做好浇水养护,以使混凝土有足够的湿度保持水化反应,并且连续养护日期一般不少于半个月。这样,不仅有利于混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度,而且还可以在养护时降低混凝土的表面温度,减少混凝土内部的约束作用,防止收缩裂缝的产生。
控制钢筋位置。在绑扎构造钢筋时为防止钢筋走位,可以用一些技术措施进行控制,从而有效地控制和减少板面裂缝的发生。
四、混凝土裂缝处理依据混凝土裂缝宽度,深度以及扩展情况,采取不同的处理方法。
对于浅表面裂缝,缝宽小于0.5m,可用下列方法: 1.裂缝表面清理干净,用水泥浆刮抹。
2.稍深一些的裂缝,沿裂缝凿去薄弱部分,用水冲洗后,用1:2水泥砂浆修补。
裂缝较深
1.注射环氧树脂黏合剂。注射前,用电吹风吹干裂缝,然后用注射器把黏合剂缓慢注入,至全部充满。
2.裂缝口扩成v型,用毛刷清除粉末,用电吹风吹干,在扩口内填入环氧树脂胶泥即可。
综上所述,现浇楼板的裂缝问题并不是一个无法跨越的难题,只要我们严格把好材料进场关,系统控制施工工艺,严格操作程序,现浇混凝土楼板的裂缝问题可以得到有效解决,为社会的安全稳定作出更大的贡献,为企业自身创造出更好的经济效益。
现浇混凝土裂缝预防措施及处理方法
一、裂缝产生的原因
1、混凝土水灰比、塌落度过大,或使用过量粉砂混凝上强度值 对水灰比的变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝,泵送砼为了满足泵送条件:坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。混凝土施工过程中过分振捣,模板、垫层过于干燥混凝土浇筑振捣后,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和养护不当过度的抹平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。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护,由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗
这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季,因昼夜温差大,养护不当最易产生温差裂缝。
3、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等。这些因素都可直接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。施工中不注意钢筋的保护,把板面负筋踩弯等,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负穹矩造成横向裂缝。
4、后浇带施工不慎而造成的板面裂缝为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡搓;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。
二、裂缝的预防措施
1、严格控制混凝土施工配合比。根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确配合比。严格控制水灰和水泥用量。选择级配良好的石子,减小、空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。值得注意的是近十几年来,我国一些城市为实现文明施工,提高设备利用率,节约能源,都采用商品混凝土。因此加强对商品混凝土进行塌落度的检查是保证施工质量的重要因素。
2、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。
3、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。
4、严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上传、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。
5、后浇带的施工应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝,以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板,支柱拆除而导致梁板形成悬臂,造成变形。
三、裂缝的处理方法
1、对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧树脂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、其它一般裂缝处理,其施工顺序为:清洗板缝后用1:2或1:l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,也可以采用环氧树脂胶泥嵌补。
4、当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。
5、通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的,采
用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。
现浇商品混凝土楼板裂缝成因
0 引言
随着粉煤灰和混凝土外加剂应用技术的不断发展,以及建筑领域的节能、降效、减排和施工现场文明施工管理要求的日益提高,近年来商品混凝土应用也更加迅猛发展。同时,商品混凝土的大量使用也在建筑工程施工中产生了一些质量问题,其中比较突出的是使用了商品混凝土的现浇楼板经常产生裂缝问题。似乎现浇商品混凝土楼板裂缝成为目前不可克服的一种质量通病,这种情况既困扰着施工单位,如果处理不妥,轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等,使用户和施工单位、房产商(建设单位)的之间因质量缺陷产生矛盾和纠纷,严重的将威胁到人民的生命、财产。根据多年实践,加强商品混凝土原材料、运输、施工过程等各环节质量控制,现浇楼板混凝土裂缝是可以控制、避免的。现浇商品混凝土楼板裂缝成因
商品混凝土是一种由粗细骨料(砂石)、水泥、水及其他掺合料和外加剂混合而成的非均质脆性材料。由于由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,容易使混凝土产生裂缝。从微观上看,商品混凝土又是由水泥、砂、石、空气、水等多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原
因可以有很多种:①商品混凝土原材料质量方面:不同型号水泥,水泥含碱量不一样。水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应,会析出胶状碱—硅胶从周围介质中吸水膨胀,体积增大到三倍从而使混凝土胀裂产生裂缝。砂、石含杂质异物多和级配层次不合理等因素也会产生混凝土裂缝。②商品混凝土下料计量偏差,如砼水灰比、坍落度大,造成砼收缩性大、混凝土在硬化的过程中由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。③砼运输不及时,到现场的砼时间间隔超过或已过初凝或终凝时间,使新旧砼在结合部位收缩不同而产生裂缝。④振捣和压光时机掌握不当,未能有效消除因砼内、外温差产生的表面拉应力超过砼抗拉强度形成的温差裂缝。⑤当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩因为受到约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度较低,容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。(尤其被太阳曝晒产生裂缝是工程中最常见的现象)。⑥在炎热或大风天气,混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等,在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。⑦养护期失控,终凝尚未完成即载荷使用或养护期内载荷超过混凝土已增长的强度。构件承受荷载所产生的裂缝:如、构件在均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝;构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。⑧当结构的基础出现不均匀沉降或在混凝土浇捣过程中模板刚度不足产生挠度过大时,结构构件受到强迫变形,而使结构构件开裂,随着不均匀沉陷的进一步发展,裂
缝会进一步扩大。现浇商品混凝土楼板裂缝的施工控制措施
针对现浇商品混凝土楼板裂缝的成因分析,不难看出,除了要掌握商品混凝土本身具有的特性,严格把握商品混凝土原材料质量、拌制计量和运输关,更重要的控制重点还在施工环节这一关。一般可以从商品混凝土拌制现场和施工现场控制两大方面人手,严格控制、严格把关、全过程监督。
2.1 商品混凝土拌制现场控制措施 ①施工单位在使用商品混凝土之前,一般均要考察供应单位并与供应商签订供应合同。合同中不仅应注明混凝土强度等级与供应时机,更应明确施工实际需要的混凝土的水灰比及坍落度、初凝和终凝的时间等技术指标要求②施工单位根据供应合同并结合施工方案等技术文件,更应注重对商品混凝土单位的现场质量监控。即要控制商品混凝土原材料(水泥、粗细骨料、掺合料与外加剂等)的质量,更要控制商品混凝土配合比下料计量的准确性,确保拌制后并经过运输的混凝土的水灰比及坍落度、初凝和终凝的时间等技术指标满足施工现场的实际需要。
2.2 商品混凝土施工现场控制措施 ①当使用商品混凝土运输至施工现场时,首先应在浇筑前做坍落度测试,并掌握混凝土的初凝和终凝的具体时间,按实际测试的坍落度要求控制施工进度和划分浇筑区段和分层厚度。②在浇筑混凝土前按施工方案认真模板及支架的刚度、强度及稳定性,并浇捣过程中监控模板的变形情况,控制不致因为模板及支架挠度过大而影响混凝土挠动,并尽量避免由于提前拆模
而产生板缝。③商品混凝土坍落度一般都较大(均在180mm左右),混凝土振捣后清除其中的游离水也是施工过程中的重要因素。主要是采取让混凝土在模内静置一段时间(时间长度根据实际情况而定),让游离水自由挥发或从模板缝隙中渗出。
第四篇:混凝土开裂原因及防治措施
混凝土开裂原因及防治措施
近年来,在民用建筑设计中通常采用现浇钢筋混凝土楼板、楼盖。但在实际应用中也发现存在很多问题,在新建工程的结构中出现裂缝的情况比较突出,已经成为一个较普遍的质量问题。具体表现在:开裂时间极快,在现浇板浇筑后、终凝前即开裂:开裂形状各异,计有直纹、斜纹与菲网纹等多种,此等现象,直接关系到房屋的使用寿命与安全隐患,如果不认真对待和妥善处理,势必导致严重后果。
一、现浇混凝土楼板开裂原因
混凝土收缩裂缝产生的机理是:混凝土在结硬过程中,水泥石会产生水化热,由于构件内部和表面升温和降温速度不同,混凝土的收缩变形就不同,就会产生较大的收缩应力,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
引起现浇混凝土楼板收缩开裂的原因大概有以下几点: 1.材料方面
1)混凝土配合比、水灰比
由于混凝土配合比不当,造成混凝土分层离析,特别是梁板结构的板,由于混凝土的离析,上部出现水泥浆层,收缩大,引起楼板面的不规则裂缝。目前采用的商品混凝土,为了保证商品混凝土的流动性能,坍落度较大,因此水灰比也较大。2)粉状掺合料大、品质不良引起的裂缝
粉剂掺合料的使用,如掺加粉煤灰、矿渣等,也会增加混凝土的收缩。粉状材料的用量越大,收缩也越大。
3)粗骨料用量减少和粒径减小
为了保证混凝土的可泵性,工程中一般选用较小粒径的粗骨料,或减少粗骨料的用量。粗骨料的用量的减少和粗骨料粒径的减小,会使混凝土的体积稳定性下降,不稳定性变大,从而增大了混凝土收缩。2.设计方面
1)结构设计不合理
收缩裂缝往往出现在收缩应力集中的薄弱截面上,在进行设计中,一般只注重建筑功能而忽视建筑结构问题。如建筑平面不规则,而结构设计时又没有采取加强措施,造成在凹凸角处容易产生温度应力和收缩应力集中,从而造成板开裂。
2)后浇带及伸缩缝设置不合理
在大体积及长结构中,没有设置足够的后浇带及伸缩缝,使结构内部产生的应力无法释放,在薄弱部位产生裂缝。3)楼板中暗埋PVC管
由于楼板较薄,因此在埋有PVC管线处楼板截面削弱很大,而楼板跨中部位一般只有一层下部钢筋,容易出现顺着PVC管线走向的裂缝。3.施工原因
1)浇筑混凝土时,操作不规范;
施工中,混凝土振捣不密实、不均匀;混凝土浇筑过快,分层或分段浇筑时,接头部位处理不好;混凝土搅拌、运输时间过长。
2)钢筋保护层偏大或过小
施工浇注混凝土时为铺设架板,施工人员在钢筋上踩踏,致使上层钢筋的保护层厚度偏大,引起板面开裂。混凝土保护层垫块的不足及缺失,造成钢筋保护层偏小,造成钢筋锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。3)未采取适当的养护措施
混凝土浇注后,没有按要求及时进行养护,导致板收缩开裂。
二、预防混凝土楼板开裂的措施
混凝土收缩开裂是与材料的固有性能有关,要想完全避免是不可能的,只能从设计、施工以及材料等方面加以改进,采取“防和放”的手段防止和释放收缩变形产生的应力集中,以减少裂缝的产生。1.设计方面
1)避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
2)增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。
3)由于楼板较薄,因此PVC管线的埋设尽量采用分散布置,减少对板的影响。4)在同样配筋率的情况下尽量减小钢筋的直径和间距;在板角部位配置与对角线平行的角部加强钢筋;
5)在大体积及大跨度的结构中采用预应力钢筋混凝土结构。
6)在超长结构中,设置足够的伸缩缝,同时在结构薄弱位置设置后浇带及诱导缝。2.材料方面
1)根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。
2)选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。选择粗骨料时,可根据施工条件,尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量,也可以相应减少水泥用量,还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。选择细骨料,采用平均粒径较大的中粗砂,从而降低混凝土的干缩,减少水化热量,对混凝土的裂缝控制有重要作用。
3)掺加外加料和外加剂。掺加适量粉煤灰,可减少水泥用量,从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。掺加适量的高效减水剂,在同等强度条件下它可有效地增加混凝土的和易性,降低水泥用量,减少水化热,同时可明显延缓水化热释放速度。 3.施工方面
1)注意钢筋绑扎质量,并采取措施保证钢筋的保护层厚度,浇注混凝土时严禁施工人员在钢筋网上踩踏;;
2)严格控制混凝土的浇筑速度,一次浇注的混凝土不可过高、过厚,以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实,严格控制振捣时间,移动距离和插入深度,严防漏振及过振。
3)避免在雨中或大风中浇灌混凝土。做好混凝土的降温和保温工作,夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温人模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。
4)在混凝土中渗入了高性能膨胀剂及聚丙烯纤维材料,从而提高了混凝土的抗裂性能及工作性能,5)切实加强养护措施。砼养护是大体积砼施工中一项十分关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度,控制混凝土的内外温差,防止砼在强度增高过程中产生裂缝。混凝土浇筑完毕后,在其顶面及时加以覆盖,要求覆盖严密,并经常检查覆盖保湿效果。其主要作用是:防止表面水分蒸发吸收热量致使温度降低过快,造成较大内外温差。
三、总结
对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、施工、监理及使用方等多方面的配合。才能使施工质量得到很好的保证。以上各项技术措施并不是孤立的,而是相互联系、相互制约的,设计和施工中必须结合实际、全面考虑、合理采用,才能起到良好的效果。
综上所述,现浇混凝土楼板裂缝的产生原因及预防措施应是多方面的,只要从设计、材料和现场施工管理等方面入手,以预防为主,采取有效措施,做到严格控制和规范施工,就一定能够把现浇板的宏观裂缝宽度控制在规范以内。
第五篇:现浇混凝土楼板开裂原因及解决办法汇总
现浇混凝土楼板开裂原因及解决办法
摘 要:随着建筑业的发展,现浇钢筋混凝土楼板非常普遍,但在实际施工中又出现了一个质量通病问题——裂缝问题,本文通过现浇混凝土板开裂的原因分析,探讨了预防现浇混凝土板开裂的措施。
关 键 词:现浇混凝土;楼板开裂原因;处理措施
一、引 言
当前在钢筋混凝土民用建筑物中,现浇混凝土楼板出现变形裂缝的现象较为普遍,已成为商品房质量纠纷、投诉的热点问题,它不仅影响使用功能,有损外观,而且破坏结构的整体,降低其刚度,引起钢筋腐蚀,影响持久性强度和耐久性。本文根据工程实践和试验室的长期对比观测,对现浇混凝土楼板裂缝的产生原因及施工控制措施进行深入的探讨。
二、现浇板裂缝出现的位置特征
1.在房屋四角的房间,裂缝在板角部,与板边缘约成45度,斜向发展;
2.穿过板中部,近似直线发展;
3.沿板边缘,近似直线发展;
4.不规则裂缝现浇板开裂原因分析混凝土收缩裂缝产生的机理是:水泥在水化过程中会产生水化热,由于构件内部和表面升温和降温速度不同,混凝土的收缩变形就不同,混凝土的收缩变形受到外界的约束时,如钢筋的约束,就会产生较大的收缩应力,当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝。引起混凝土板收缩开裂与材料、设计、施工、等几个方面的因素有关。
1.材料原因混凝土组分的变化对混凝土收缩的影响很大。
①混凝土配合比不当由于混凝土配合比不当,造成混凝土分层、离析,特别是梁板结构的板,由于混凝土的离析,上部出现富水泥浆层,收缩大,引起板面裂缝。
②混凝土强度高、水泥用量过大混凝土强度高,水泥用量就大,同样会增加混凝土的收缩变形。水泥标号越高,越快硬高强,水泥水化的发热量就越大,收缩也会越大。
③粉状掺合料大、品质不良引起的裂缝粉剂掺合料的使用,如掺加硅粉、粉煤灰、矿渣等,也会增加混凝土的收缩。粉状材料的用量越大,收缩也越大。
④粗骨料用量减少和粒径减小为了保证混凝土的可泵性,工程中一般选用较小粒径的粗骨料,或减少粗骨料的用量。粗骨料的用量的减少和粗骨料粒径的减小,会使混凝土的体积稳定性下降,不稳定性变大,从而增大了混凝土收缩。
⑤外加剂应用不当引起的裂缝目前混凝土中外加剂起着不可替代的作用,但外加剂应用不当会直接引起混凝土种种质量问题,并且外加剂的使用也会增大混凝土的收缩。
A.外加剂与水泥的适应性不好外加剂与水泥的适应性不好,将导致水泥假凝、沁水等,增加混凝土收缩,从而导致混凝土构件出现裂缝。
B.早强促凝剂的使用由于工期模板周转及冬季施工的需要,混凝土中往往掺加早强促凝剂,早强促凝剂的使用,特别是CaCl2。使用会显著增加混凝土的收缩值,引起混凝土构件开裂。
C.缓凝剂的使用由于用于复配缓凝剂的品种繁多,部分缓凝剂会增加混凝土的收缩值,导致混凝土构件出现裂缝。
D.微膨胀剂的使用在整体浇注混凝土中使用UEA等微膨胀剂,只是对混凝土的收缩时间进行调节,而不能改变混凝土的总收缩一一都不能发挥其微膨胀的作用。
2.设计原因
①建筑平面收缩裂缝往往出现在收缩应力集中的薄弱截面上,如结构的凹凸处和角部。建筑设计中,一般只注重建筑功能而忽视结构问题。建筑平面不规则,而结构设计时没有采取加强措施,在凹凸角处容易产生温度应力和收缩应力集中,而造成板开裂。
②楼板配筋板配筋间距偏大,特别是板面抵抗负弯矩的钢筋未通长设置,致使在靠近板边缘处沿负弯矩筋端部出现裂缝。而在房屋角部的板角处,由于收缩是双向的,由于没有配置足够的构造钢筋,因此产生45度斜裂缝。
③楼板厚度楼板厚度不足也是引起裂缝的原因之一。钢筋混凝土构件的受力是由钢筋与混凝土共同承担的,板件过薄,板的刚度势必减弱,受拉钢筋和受压混凝土应力增大,板因此开裂。
④楼板中暗埋PVC管由于楼板较薄,因此在埋有PVC管线处楼板截面削弱很大,而楼板跨中部位一般只有一层下部钢筋,容易出现顺着PVC管线走向的裂缝,如我们发现板中部的通长裂缝经常从灯头处穿过。
3.施工原因
①混凝土强度的影响混凝土强度未达到设计要求,同时混凝土的抗拉强度降低,从而引起楼板开裂。如某住宅楼楼板,设计要求混凝土强度等级为C20,而实测混凝土强度仅达到15MPa,强度远远达不到设计要求。
②配筋和楼板厚度达不到设计要求施工中,由于钢筋配置不符合要求、钢筋间距偏大和楼板厚度不符合设计要求,均会导致楼板开裂。严重时,由于施工中擅自减小配筋量,则会引起构件的安全问题。
③钢筋保护层偏大施工浇注混凝土时为铺设跳板,施工人员在钢筋上踩踏,致使上层钢筋的保护层厚度偏大,引起板面开裂。特别是负弯矩钢筋没有通长配置时,裂缝往往会出现在负弯矩钢筋的端部,沿板边缘近似成直线发展。
④未采取适当的养护措施混凝土浇注后,没有按要求进行养护,导致板收缩开裂。如掺加外加剂、硅灰、矿渣或粉煤灰混凝土等,必须严格养护,才能达到提高强度同时控制收缩裂缝的出现或发展。
四、现浇混凝土楼板开裂的处理
1.对混凝土中水泥安定性不合格或者水泥不同品种混用发生化学反应而导致的破坏性裂缝,须进行彻底处理,即将混凝土打掉重新浇筑。
2.对受力产生的裂缝,可根据裂缝出现的原因,有针对性地采取加固补强措施。如果对已影响到结构安全的楼板裂缝,除了沿缝凿成V字形凹槽冲洗干净,将环氧树脂液用压力灌入缝内封闭外,还要用粘扁钢或碳纤维布等措施对楼板进行加固。
3.对由温度、混凝土的收缩、施工等因素引起的非受力裂缝处理如下。
①对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧树脂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对其它一般裂缝(宽度在0.05mm~0.2mm之间)的处理,其施工顺序为:清洗板缝后用1:2或1:1水泥砂浆抹缝,压平养护,封闭以恢复观感即可。(仅限于缝的数量少且非通长、贯通的缝)
③对当裂缝(宽度大于0.2mm)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。(仅限于缝的数量少且非通长、贯通的缝)
④对当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。或在板面用环氧树脂液灌缝封闭(作一层防水也行),在板底用碳纤维布粘贴成井字形,间距同布宽。
⑤对通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.2mm的处理方法也为:除了沿缝凿成V字形凹槽冲洗干净,将环氧树脂液用压力灌入缝内封闭外,还要用粘扁钢或碳纤维布等措施对楼板进行加固。对通长、贯通与非通长、贯通裂缝共同组成数量又多时板底只有纵横都粘贴。
五、结束语
本人通过多次研究分析,在若干工程实践中及时采取防预措施,并根据以上所述总结经验教训、对症下药,为工程质量提供了有力的保障。但要砌底消除裂缝现象,不仅要提高施工技术水平、采取科学方法,更重要的是加强施工管理人员的责任心,这样才能真正做到安全防患于未然。