第一篇:关于混凝土毕业论文
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毕 业 论
《对混凝土裂缝的研究》
学
院:信息与建筑工程学院 专业班级: 建筑工程ZK331101 姓
名: 张宽 学
号:7125603010529 指导教师:陈红 完成日期:2014年3月
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文
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摘 要
混凝土是一种非均质脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力,造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯,在荷载或应力作用下,裂缝开始扩展,并逐渐互相贯通,从而出现较大的肉眼可见的裂缝,称为宏观裂缝,即通常所说的裂缝。
开裂发生的原因可能是原材料的选取与配合比的选择不当、施工方法和措施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等。混凝土所产生的温度收缩、干燥收缩、不均匀沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂。在实际工程中, 往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。宽度小于或等于0.05mm的裂缝通常对使用无大的危害, 叫做无害裂缝, 而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力, 而且直接影响结构耐久性, 缩短使用寿命。施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝, 或减少裂缝的数量和宽度, 特别是避免出现有害裂缝。国内外对裂缝宽度都有相应的规定, 如我国的CCES 01-2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》, 对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就明确规定干湿交替和冻融环境下的一般构件为0.2mm;水中和土中环境下为0.3mm。混凝土由于各种收缩引起的开裂问题一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点。
关键词:混凝土裂缝; 温度裂缝;收缩裂缝;混凝土结构受力裂缝
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目录
摘 要.........................................................................................................I
一、混凝土裂缝的类型及成因.......................................................................1
(一)混凝土因自身特性产生裂缝...........................................................3
(二)化学反应引起的裂缝.......................................................................4
(三)混凝土结构受力裂缝.......................................................................4
(四)施工工艺及流程造成的裂缝...........................................................5
二、混凝土裂缝的预防措施...........................................................................6
(一)严格控制混凝土施工配合比...........................................................6
(二)严格控制混凝土的温度应力...........................................................6
(三)做好裂缝计算...................................................................................6
(四)做好混凝土的浇筑和振捣………………………………………...6
(五)做好后浇带的施工………………………………………………...7
三、混凝土裂缝的处理措施...........................................................................7
(一)表面修补法.......................................................................................7
(二)灌浆、嵌缝封堵法...........................................................................7
(三)结构加固法.......................................................................................7
(四)混凝土置换法……………………………………………………...7
(五)电化学护法………………………………………………………...7
(六)仿生自愈合法……………………………………………………...8
四、结束语.......................................................................................................8 致 谢.................................................................................................................9 参考文献.........................................................................................................10
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对混凝土裂缝的研究
一、混凝土裂缝的类型及成因
造成混凝土裂缝的原因是多方面的,一般而言,可分为混凝土自身原因和外部原因两大类。在此,我们就按此分类谈谈常见裂缝的成因。
(一)混凝土因自身特性产生裂缝
1.收缩裂缝 收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工程中,混凝土总是受到各种约束的,如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。一般来讲,混凝土受到的约束越大,其产生的收缩裂缝越多或越宽。由于混凝土体积收缩是因为水份蒸发、干燥导致的,因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝。因为混凝土中的水份蒸发通常情况下主要在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右时间内完成的,尤其在硬化过程中水份蒸发速率相对较大;因而,相应地收缩裂缝出现的时间一般在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右的时间内,通常情况下,混凝土拆模时收缩裂缝就已基本形成,有时只是因为裂缝太细、太窄不易被发觉,之后随着混凝土水份的进一步蒸发,其收缩裂缝逐渐变粗,或者由于产生渗漏等情况,才被发觉。一般情况下,几个月以后,混凝土体内多余水份蒸发已基本完成,混凝土内湿度与环境湿度基本趋于一致,因而收缩裂缝的宽度发展也趋于停止,处于相对稳定状况。当然,之后还将随着环境湿度和温度的变化而略有变化,当环境湿度变大时,混凝土将吸取空气中的水份,而收缩裂缝变窄些,反之当环境湿度变小时,混凝土收缩裂缝将变宽些。另外,还随着环境温度变化,混凝土也将产生热胀冷缩现象,因而收缩裂缝也会随着环境温度的升高而变窄些,反之,随着环境温度的降低而变宽些。这种变化可分为:早期体积变化、硬化过程的体积变化、硬化后的体积变化。
如果混凝土的体积变化受到束约,且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时,就会产生开裂。可以说,混凝土自身收缩是其固有的物理特性,而由此类原因产生的收缩裂缝,占常见裂缝的绝大多数。
(1)干燥收缩 由于水泥混凝土的脱水干燥,其长度或体积会有所减少,称干燥收缩。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的干缩引起的;水泥石的收缩比混凝土大,约为普通混凝土的1d的龄期为基准,相对湿度70 %左右的环境下,最终的收缩变形为左右。影响其干缩变形的主要原因可分为内外两方面原因: 内因涉及单
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方水泥用量、用水量、水灰比、骨料(品种和单方用量)以及构件大小(厚度);外因则涉及环境相对湿度、干燥时间等。
(2)水化收缩 水泥和水反应后生成物体积,会比反应前水泥和水的体积减小;水化反应的同时,绝对体积也会减少,即产生水化收缩。
(3)混凝土自身收缩 所谓自身收缩,是指在外部无水分供应时,水泥浆的骨架形成后,伴随着水泥水化反应的逐步完成,水泥浆中的水被消耗,会形成弯液面而发生负压,出现的收缩现象。
(4)干湿引发的体积变化 硬化后混凝土结构虽然是稳定的,但在水中或者高湿度的地方,会由于吸水而产生膨胀,称之为润湿膨胀。影响其膨胀率的主要原因有:混凝土中单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料以及构件的大小(厚度)、混凝土浸水前的干燥状态以及水中存放期限等。
2.温度裂缝 温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。
一类为由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度≥lm的大体积混凝土中,出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期,其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热,在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快,因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度,产生温差,从而产生温度应力,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,此类裂缝宽度一般情况下不会超过0.3mm,但若施工过程中控制不当,温差过大,有时局部也会超过0.3mm。此类裂缝有贯穿的,也有不贯穿的。对于对大体积混凝土,温升引起的膨胀是极其危险的。由于混凝土体积大,聚积在内部的热量不易散发,导致混凝土内部温度就显著升高;而混凝土表面散热较快,这样便形成较大的内表温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时,就会在混凝土表面产生表面裂缝。同时,随着水化反应的减弱,混凝土将逐渐降温,这个降温过程则会引起混凝土的收缩变形;加上混凝土多余水分蒸发也会引起的体积变形,当它们受到地基和结构边界的约束,会产生较大的收缩应力(拉应力),当该收缩应力超过混凝土抗拉应力时,混凝土会产生贯穿整个截面的裂缝。
另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的,而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就开裂。此类裂缝出现的时间较晚,一般在混凝土硬化后1~2年出现,一旦出现通常是贯穿的,宽度一般≤0.3mm,但个别局位也会超过0.3mm。例如,在建筑物的东西两端墙角混凝土楼板处,由于墙角两侧的混凝土墙体受太阳的照射,温度升高,产生膨胀,从而对与之相连的混凝土楼板产生两个垂直方向的拉应力,其合力为45º方向,若该拉应力大于混凝土楼板的抗拉强度时,则在墙角处的混凝
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土楼板会在与外界45º拉应力合力方向相正交的方向产生45º的斜裂缝。由于对混凝土楼板来讲这个温度变化而产生拉应力来自外部和结构有关,因而,这里对这一类温度裂缝的预防、控制不展开讨论。
影响温度裂缝的主要因素有:水泥品种、水泥浆量、构件形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。
3.沉陷(塑性)收缩裂缝的成因 塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不
一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混摄土刚刚终凝而强度度小时.受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快.造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软.或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板厚度不足模扳支撑间距过大或支撑底部松动所致,特别是在冬季,摸板支撑在冻土上.冻土化冻后产生不均匀沉障,致使混凝土结构产生裂缝 此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关.一般沿与地面垂直或呈3Oº一45º方向发展,较大的沉陷裂缝.往往有一定的错位.裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
(二)化学反应引起的裂缝
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子.这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间.一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措越进行预防。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。钢筋在混凝土中腐蚀是电化学(原电池)的反应过程。决定钢筋腐蚀反应的基本因素是电位差、水和氧缺一不可,实际腐蚀速度大多不是受制于氧的供应。cl¯ 是钢筋腐蚀反应的最强烈的活化剂, cl¯ 能破坏钢筋表面钝化膜从而引发腐蚀,也能增高溶液导电性、增大电位差、加速腐蚀反应;所以当混凝土中掺有氯盐或掺入cl¯ 时就容易引发钢筋锈蚀,现实工程中的钢筋锈蚀病害大多起因于此。混凝土中钢筋表层腐蚀或铁锈后,体积可增加几倍,挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于径向胀压力的拉应力,拉应力超过混凝土的承耐能力就将在混凝土的保护层上引发出顺沿钢筋的纵向裂缝。裂缝出现后,外面的水、气(氧)可沿缝渗入并进一步加速腐蚀,如是发展下去,裂缝将更增宽、• 3 •
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延长,甚至混凝土保护层大片破裂剥落。钢筋截面可随着锈蚀发展而相应减小,细径钢筋甚至可被锈断并对工程结构的安全性、耐久性造成恶劣的影响。
(三)混凝土结构受力裂缝
结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%—40% 的设计荷载,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2—0.3nun对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现裂缝则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。
(四)施工工艺及流程造成的裂缝
1.施工不当造成的裂缝 混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝。
2.在施工中,不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响 振捣时间过短,或振捣不到位,混凝土都无法达到密实状态;而如果振捣时间过长,石子下沉上面砂浆偏多,该处水泥较多,干缩变形也就较大,收缩不均匀也容易产生裂缝。
3.模板、垫层过于干燥 模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水过大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。
4.抹干压光造成的裂缝 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。
5.养护不当造成的裂缝 过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,如干燥过快,则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素,一般情况下,在混凝土初凝时,需开始养护。养护措施要合理,应该采用麻袋覆盖浇水养护,以保证混凝土表面能够充分的湿润,养护时间应在7 天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著,将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间,更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。
6.后浇带施工不慎而造成的裂缝 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
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未留企口缝:板的后浇带不支模板.造成斜坡槎;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。
7.砼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。这些因素都叮直接造成混凝上的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,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弯矩造成横向裂缝。
二、混凝土裂缝的预防措施
设计方面、施工方面的因素可以通过人为措施进行干预和调整,并且能够得到改善甚至于做到完全避免;而混凝土自身的干缩变形确是无法完全避免的,因为它是混凝土本身固有的特性,我们只有通过改善各种影响混凝土干缩变形的因素,才能减少和减小混凝土的裂缝产生和宽度。对混凝土裂缝的控制方法,应该以预防为主,同时在施工过程做好过程控制,尽量做到按设计和施工规范进行操作,如果发现微小裂缝存在,应及早进行处理补救。现针对现场实际可能出现的情况,提出以下控制措施和建议。
(一)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定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。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。
(二)严格控制混凝土的温度应力
温度应力是产生温度裂缝的根本原因,一般将内外温差控制在20~25 ℃范围内时,不会产生温度裂缝。在保证混凝土强度的条件下,尽量减少水泥用量和每立方米混凝土的用水量;尽量降低混凝土的入模温度,规范要求混凝土的浇筑温度不宜超过28 ℃,故在气温较高时,可在砂石堆场、运输设备上搭设简易遮阳装置,采用低温水或冰水拌制混凝土。
(三)做好裂缝计算
设计单位除对钢筋混凝土结构体系进行常规计算以外,还应考虑现场的实际施工状况,对容易产生裂缝的部位进行裂缝计算,同时选择合理的混凝土强度等级和配筋,如对楼板配筋改成细密型的,采用上下双层双向配筋,在柱支座处增加钢筋网片等等。
(四)做好混凝土的浇筑和振捣
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。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避
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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。混凝土浇捣完成后,要及时进行养护,包括湿度和温差方面的要求。禁止在混凝土强度未达到设计和施工规范规定要求的情况下,擅自进行拆除支撑和模板。同时应根据设计提供的承载力限值,合理进行材料堆放。
(五)做好后浇带的施工
施工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。
三、混凝土裂缝的处理措施
(一)表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修朴方法.它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及探进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料.在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
(二)灌浆、嵌缝封堵珐
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补.它是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中.胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法.它通常是沿裂缝凿槽.在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。以迭到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡腔等等。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
(三)结构加固法
当裂缝影影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积.在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
(四)混凝土置换法
混凝土置换珐是处理混凝土严重损坏的一种有效方法.此方法是先将损坏的• 6 •
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混凝土剔除,然后再置换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。
(五)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。阴极防护珐、氯盐提取法、缄性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。
(六)仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝娃理方法它模仿生物组织对受刨伤部位自动分泌某种物质.而使刨刨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(如含拈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秘出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
四、结束语
混凝土结构裂缝的危害是巨大的,它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻,加速内部钢筋的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的生活带来潜在的危害。因此《, 混凝土泵送施工技术规程》J GJ / T1092、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 等标准与规范中都对其有详细而严格的要求。我们必须高度重视,在工程实践中以预防控制为主,若结构出现裂缝要认真分析原因,并采取相应的措施加以妥善处理。
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致 谢
在本次论文的撰写中,得到了陈红老师的精心指导,使我在总结学业及撰写论文方面都有了很好的帮助;在此,对李琳老师表示诚挚的感谢以及真心的祝福.同时感谢所有教育过我们的专业老师,是我们在不断成长的源泉也是我们完成学业的根本。另外还要感谢我的同学和朋友们对我的帮助和指导。
最后,感谢所有关心和支持我的同学们和老师们!
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参考文献
[1] 江传良,冼巧玲.钢筋混凝土结构裂缝分析及其防治[J].科学技术与工程,2006,(01). [2] 耿欧.现浇钢筋混凝土板裂缝原因分析及防治措施 [J].东南大学学报.(9):44-45 [3] 霍载武,郑建伟.钢筋砼梁板的裂缝防止与处理[J].西部探矿工程,2005,(8).[4] 李斌.混凝土裂缝的预防与处理[J].攀枝花学院学报.2005,(12):89-90 [5] 冯乃谦等.混凝土结构的裂缝与对策[M],北京:机械工业出版 社,2006。
[6] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M],北京:中国建筑工业出版社,1997。
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第二篇:土木工程混凝土-毕业论文
目录
前言……………………………………………………………………………………5
一、混凝土裂缝形成的原因…………………………………………………………6
二、裂缝产生的原因及危害…………………………………………………………9
三、混凝土裂缝的控制措施…………………………………………………………8
四、混凝土裂缝的处理方法…………………………………………………………12
五、结论………………………………………………………………………………13
六、参考文献…………………………………………………………………………15
摘要
混凝土是建筑工程结构中使用最为广泛的建筑材料,其优点是:取材广泛,抗压能力强,耐火性好,不易风化,养护费用低,且价格不高。但是,混凝土也存在抗拉能力差,脆性差,容易开裂等缺点。一般对建筑结构的使用无大的危害,可允许其存在;但是这些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,使混凝土的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严重时甚至发生垮塌事故,危害结构的正常使用,以上这些都是混凝土在建筑工程结构中普遍存在且必须加以控制的实际问题。
本文从混凝土原材料、配合比、施工温度、施工现场养护等方面对建筑工程结构中混凝土常见裂缝造成的原因进行分析探讨。并针对混凝土裂缝产生的原因在混凝土材料选择、配合比优化、施工温度方面、以及施工现场的养护等方面提出控制裂缝产生的措施。
关键词:混凝土;裂缝;成因;控制措施
Abstract
Concrete is one of the most widely used building materials in the construction engineering structure.It has the advantages of wide materials, high compressive strength, good resistance to fire, low maintenance cost and low price.However, the concrete also has the shortcomings of poor tensile capacity, poor brittleness, easy cracking and so on.General of building structures using no great harm, to allow its existence;but these cracks under load or external physical, chemical factors, constantly produce and expand, caused by carbonation of concrete, protection layer spalling, corrosion of reinforcement, concrete strength and stiffness weakened, reducing the durability, serious or even collapse accident occurred, damage structure normal use, these are concrete in the construction engineering structure are common and must be the actual control problems.This paper analyzes the causes of concrete cracks in the construction project from the aspects of concrete materials, mix proportion, construction temperature, construction site maintenance and so on.And in view of the causes of concrete cracks in the selection of concrete materials, optimization of mix ratio, construction temperature, and the maintenance of the construction site and other aspects of the control measures to control cracks.Key words: concrete;crack;cause of formation;control measures
一、混凝土裂缝形成的原因
混凝土裂缝产生的形势和种类有很多,例如,在混凝土浇筑前,模板洒水不均匀或是在混凝土浇筑后振捣不到位等等一系列的原因,都会导致混凝土裂缝的产生。下面,我们就对这一系列导致混凝土裂缝产生的原因进行梳理和分析。1.1、混凝土在施工中产生的裂缝 1.1.1、浇筑时模板洒水造成的裂缝
在进行混凝土浇筑前,施工模板如洒水不当,导致模板过于干燥,或因模板本身吸水量过大,从而造成混凝土的塑性收缩变形产生裂缝。
1.1.2、混凝土振捣施工造成的裂缝
混凝土浇筑后如振捣不到位,或者振捣时间过短,会造成混凝土没有达到密实状态;如果使混凝土振捣时间过长,造成石子下沉砂浆上浮,容易形成混凝土干缩变形量大,因此造成混凝土收缩不均匀产生裂缝。
1.1.3、混凝土后浇带施工造成的裂缝
为了更好的解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力变形,国家规范要求我们采用后浇带施工法,但是有些施工后浇带不能按设计规范要求施工,例如后浇带未留企口缝、板面的后浇带不支设模板而造成斜坡槎;还有疏松混凝土未彻底凿除干净,施工时未提前洒水等造成混
凝土板面的裂缝。
1.1.4、模板支设和拆除造成的裂缝
模板支设过程中因脱模剂涂刷不均匀或是模板质量达不到设计和规范的要求等原因都会造成混凝土出现裂缝,拆除施工过程中由于工人施工不规范、模板支设体系不牢固,或者工人过早拆除模板和支撑钢管等原因造成的裂缝。如项目部技术人员在模板支设前未对施工班组进行技术交底,导致在施工过程中控制不严,造成局部施工荷载过大,也是导致混凝土出现的裂缝原因。1.1.5、混凝土收面压光造成的裂缝
混凝土表面过度的收面压光会使表面砂浆过多,并形成含水量很大的水泥浆层,使水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳产生化学作用生成碳酸钙,引起混凝土表面体积碳水化收缩,并使混凝土表面产生龟裂裂缝。
1.1.6、混凝土养护造成的裂缝
混凝土过早洒水养护会影响混凝土的胶结能力;过迟洒水养护,如混凝土表面干燥过快,则通常在其表面上形成宽度大小不一且不规则的收缩裂缝。混凝土开始养护的时间应该综合考虑气温、湿度、风速等等各种因素,一般情况下,在混凝土达到初凝时,就要开始洒水养护。混凝土养护措施要合理,可采用麻袋覆盖洒水养护,以保证混凝土表面达到充分的湿润,保证养护时间至少7 天以上。如果混凝土养护不好则对混凝土整体质量产生显著影响,将直接影响到混凝土本身的抗裂能力。在冬季和夏季施工期间,我们更要预先制定施工方案,施工时按照施工方案实施,特别要对混凝土内外温差和湿度的控制。
1.1.7、混凝土水化收缩造成的裂缝
由于混凝土中,水和水泥作用反应后产生的体积会比反应之前水和水泥的体积减小,又因水化作用时,其绝对体积也会减小,即混凝土产生水化收缩,从而产生裂缝。1.2.、材料原因
1.2.1、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。
1.2.2、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。
1.2.3、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。
1.2.4、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、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。
1.2.5、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。1.3、混凝土配合比设计原因
1.3.1、设计中水泥等级或品种选用不当。
1.3.2、单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大。
1.3.3、配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。1.3.4、配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。1.4、使用原因(外界因素)
1.4.1、构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。1.4.2、野蛮施工,随意拆除墙体或凿洞等,引起裂缝。
1.4.3、周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。1.4.4、意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。1.4.5、结构构件各区域温度、湿度差异过大。
二、裂缝产生的原因及危害
所有混凝土结构都会出现裂缝,不仅有损外观,而且影响整体性,降低刚度,使建筑物满足不了设计的使用耐久年限。本工程裂缝产生的原因有如下几点:
2.1、因为在混凝土施工过程中,为保证混凝土浇捣的和易性,混凝土中加入的水分往往比水泥水化作用需要的水分要多4-5倍。这部分游离水蒸发后,在混凝土内部留下许多毛细孔,所以混凝土会产生体积收缩,一般称为游离水蒸发收缩。例如潮湿条件下养护的混凝土,其收缩值比干燥条件下养护的混凝土收缩值减少6%-8%。
2.2、因为混凝土在塑性状态时,刚开始终凝,例如遇到炎热,阳光直射,刮大风,使混凝土表面水分蒸发太快,混凝土表面产生急剧的体积收缩,此时混凝土尚未有强度,而使混凝土表面出现龟裂,而水分蒸发速度取决于混凝土自身的表面温度和混凝土表面的空气温度、风速、相对湿度。
2.3、混凝土结构若设置在未经处理的回填土或松软地基上,等混凝土浇注后,因地基浸水起不均匀沉降而导致裂缝。
2.4、因为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,混凝土将发生变形裂缝,当变形遭到约束,则在混凝土结构内部将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时(即产生温度裂缝)。
三、混凝土裂缝的控制措施
3.1、混凝土结构设计方面的控制措施
3.1.1、当在混凝土结构设计中,应特别重视构造钢筋的配置,应该符合国家建筑设计规范内容;特别对于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选用。例如混凝土设计规范上规定当混凝土保护层大于40mm时应设置Ø6@150的抗裂构造网片;如果按双向板配筋:为使楼板计算简图与实际受力情况一致,现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为了减少开裂,宜采用双面配筋,增加表面配筋量。楼板最小配筋率,应采用细直径螺纹钢筋。例如在单向板满足受力情况下选用直径较小的钢筋,双面配筋,可减小间距,加大配筋率,来满足受力要求。
3.1.2、当设计中结构界面突变带来的应力集中时,如果无法回避时,应当做局部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋等措施。
3.1.4、合理的留设施工后浇带将可以使混凝土自由的收缩,从而大大减少收缩应力,使混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力,从而提高混凝土抵抗温度变化的能力。
3.1.6、设计中如何处理好柔性和刚性的关系特别重要。因为结构中所有构件都是被约束与约束的关系。当所受约 束越强,产生足够变形的余地就越小,就越容易开裂。所以,设计过程中应重视结构中相连 构件的约束关系。不能一味的追求柔性或刚性,应当灵活运用,达到柔性和刚性并重。3.2、材料选择
3.2.1、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。
3.2.2、选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。3.2.3、积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。3.2.4、正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。3.3、混凝土配合比设计
3.3.1、混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定,根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计外,其配制的混凝土还应符合4.3.2-4.3.10的规定。3.3.2、干缩率。混凝土90d的干缩率易小于0.06%。
3.3.3、坍落度。在满足施工要求的条件下,尽量采用较小的混凝土坍落度;基础、梁、楼板、屋面用的混凝土坍落度易小于120mm,柱、墙用的混凝土坍落度宜小于150mm;混凝土采用泵送时,高层建筑用的混凝土坍落度根据泵送高度宜控制在180mm左右,多层及高层建筑底部的混凝土坍落度宜控制在150mm。3.3.4、用水量。不宜大于170kg/m3。
3.3.5、水泥用量。普通强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米,高强混凝土不宜大于550千克每立方米。
3.3.6、水胶比。应采用适当较小的水胶比。混凝土水胶比不已大于0.60。
3.3.7、砂率。在满足工作性要求的前提下,应采用较小的砂率。3.3.8、配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。4.4、施工方面 模板的安装及拆除
4.4.1、模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工工具和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载,以及上层机构施工时产生的荷载。4.4.2、安装的模板须构造紧密、不漏浆、不渗水,不影响混凝土均匀性及强度发展,并能保证构件形状正确规整。
4.4.3、安装模板时,为确保保护层厚度,应准确配置混凝土垫块和
钢筋定位器等。
4.4.4、模板的支撑立柱应置于坚实的地面上,并应具有足够的刚度、强度和稳定性,间距适度,防止支撑沉陷,引起模板变形。上下层模板的支撑立柱应对准。
4.4.5、模板及其支架的拆除顺序及相应的施工安全措施在制定施工技术方案时应考虑周全。拆除模板时,不应对楼层形成冲击荷载。拆除模板及支架应随拆随清运,不得对楼层形成局部过大的施工荷载。模板及其支架拆除时混凝土结构可能尚未形成设计要求的受力体系,必要时应加设临时支撑。5.1、混凝土的浇筑
5.5.1、为了获得匀质密实的混凝土,浇筑时要考虑结构的浇筑区域、构件类别、钢筋配置状况以及混凝土拌和物的品质,选用适当机具与浇筑方法。
5.5.2、浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及保护层厚度、预埋件等的部位、尺寸,确认正确无误后,方可进行浇筑。同时,还应检查对浇筑混凝土有无障碍,必要时予以修正。
5.5.3、制定施工方案时应考虑工程情况和实际工作能力,使各环节的施工能力应与混凝土的一次浇筑量相适应,必要时混凝土的连续浇筑。
5.5.4、对现场浇筑的混凝土要进行监控,运抵现场的混凝土坍落不能满足施工要求时,可采取经实验确认的可靠方法调整坍落度,严禁随意加水。在降雨雪时不宜在露天浇筑混凝土。
6.1、混凝土的养护
6.1.1、养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施,必须充分重视,并制定养护方案,派专人养护工作。
6.6.2、混凝土浇注完毕,在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护,尽量避免急剧变化、振动以及外力的扰动。
6.6.3、浇筑后采用覆盖、晒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施;保温、保湿养护时间,对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或抗渗要求的混凝土,不得少于14d。
6.6.4、底版和楼板等平面结构构件,混凝土浇筑收浆和抹压后,用塑料薄膜覆盖,防止表面水份蒸发,混凝土硬化至可上人时,可揭去塑料薄膜,铺上麻袋或草帘,用水浇透,有条件时尽量蓄水养护。6.6.5、截面较大的柱子,宜用湿麻袋围裹喷水养护,或用塑料膜围裹自生养护,也可涂刷养护液。
四、混凝土裂缝的处理方法 4.1、混凝土裂缝的处理方法 4.1.1、表面处理法
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。
4.1.2、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,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。4.1.3、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。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。4.1.4、结构补强法
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。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。4.1.5、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。
结束语
裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面,建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现,其有害程度是可以控制的。因此加强钢筋混凝土结构出现裂缝原因的分析是非常重要的,施工工艺、施工原材料等方面因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的,必须全面系统的考虑。从裂缝的分类入手,弄清裂缝出现的原因,对裂缝采取措施并加以正确的处理,钢筋混凝土结构裂缝 问题将会逐渐得到圆满的解决。
在混凝土裂缝问题,我要从两个方面进行对待。一方面,我们可以提前根据混凝土的所处环境,从施工原材料、施工工艺以及施工环境等方面综合考虑,使结构设计更合理、原材料的各项性能指标更好、施工工艺更先进和施工环境更适合混凝土的后期的各种变化,从而提前制定预防措施方案,使混凝土裂缝降到国家和地方规范要求的控制范围内;另一方面,对已经出现超过规范允许范围的裂缝,我们可以根据现有的技术水平,利用新产品、新技术和新工艺对已出现的问题进行修补,从而实现风险和损失最小化。
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,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、稳定地工作以及外观质量。
参考文献
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现浇混凝土结构裂缝的分析及预防 [J] 山西建
筑,2006
致 谢
时光匆匆,转眼间三年的函授本科学习生涯已接近尾声。当我运用所学知识写这篇论文时,才感到在学校教室听老师授课是一件多么幸福的事情。所以,在这里我要感谢教所有给我授课,教我知识的老师们,感谢老师们用严谨的教学态度,诲人不倦的高尚师德以及精益求精的工作作风感染着我积极向上,努力学习的态度。还要感谢老师给我细心讲解选题的思路以及在写课题内容时需要注意的事项。在此向老师们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
感谢给我提供参考文献的学者们,谢谢他们给我提供了大量的参考文献。同时也感谢建筑业的前辈们给予我很多的创作灵感以及课题内容中所提到的很多在施工中可参考的可行性解决方法。
最后,感谢这些学期以来老师们对我孜孜不倦的教授,让我学到了很多很多的知识,这些知识在我今后的学习和工作中很是受用,受益匪浅。再次向老师们致以崇高的敬意!祝老师们在今后的工作中一帆风顺,身体健康!
第三篇:毕业论文-桥梁混凝土裂缝防治
毕业论文
混凝土及预应力混凝土桥梁
班
级: 学
生: 指导教师:
****年**月**日 引言
混凝土的裂缝,是由于混凝土内部应力作用和外部荷载作用,以及温差变化等因素作用下形成的。一般桥梁结构构件中,裂缝宽度小于或等于0.05mm的那部分,对使用没多大危害,可允许其存在。但大于0.05mm的裂缝,终究会影响结构物的耐久性,并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断扩展,不但影响混凝土表面的美观、减小钢筋的混凝土保护层厚度、而且易引发混凝土面层剥落、加速钢筋的锈蚀、降低混凝土的抗冻性及耐久性、严重时甚至发生垮塌事故,所以必须加以控制。
本人结合一年实习参与公路桥梁现场施工工作实践,对部分桥梁在建设过程中常见的一些裂缝类型进行归类总结,通过查找原因分析问题,才能让我们真正地了解各种裂缝的引发成因,进而制订防范措施,达到预防布控之目的。
关键词:桥梁工程;结构裂缝;裂缝类型;诱发原因;处理;技术措施
2桥梁混凝土裂缝的种类及特性 2.1 裂缝的种类
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,有时甚至多种因素相互影响,但就一些具体裂缝而言,总有主导原因。为了便于分析、鉴别工程中发生的裂缝,根据裂缝产生的原因,常见裂缝可分为沉缩裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、化学裂缝、施工因素裂缝五大类。混凝土硬结前,产生的塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝称为沉缩裂缝;混凝土硬结后,产生的塑性干缩裂缝和长期干缩裂缝称为干缩裂缝;混凝土内外温度变化引起的裂缝称为温度裂缝;钢筋锈蚀等化学原因引起的裂缝称为化学裂缝;在施工中由于施工处理不当,产生的裂缝称为施工裂缝。
2.2 裂缝的特性 2.2.1 沉缩裂缝
沉缩裂缝可分为塑性沉降裂缝与塑性收缩裂缝两种。塑性沉降裂缝常出现在钢筋上方,结构变化处,常开始出现在现浇混凝土后10min~3h之间;塑性收缩裂缝是不规则斜裂缝,在钢筋以上,似龟纹,常开始出现在现浇混凝土后30min~6h之间。
2.2.2 干缩裂缝
干缩裂缝可细分为塑性干缩裂缝与长期干缩裂缝两种。塑性干缩裂缝为表面微裂,类似龟纹,主要影响混凝土外观,常开始出现在现浇混凝土后1~7d之间;长期干缩裂缝为表面干裂,裂缝走向纵横交错,裂缝宽度很小,与发丝相似。常开始出现在现浇混凝土后数周或数月之间。
2.2.3 温度裂缝
表面裂缝走向一般无规律性,深层或贯穿裂缝走向一般与主筋平行或接近平行;裂缝宽度大小不一,受温度变化的影响,热细、冷宽。表面温度裂缝常开始出现在现浇混凝土1~2d之间;深层温度裂缝与贯穿温度裂缝常开始出现在现浇混凝土三周后。
2.2.4 化学裂缝
化学裂缝可细分为钢筋锈蚀裂缝和碱-骨料反应裂缝两种。钢筋锈蚀裂缝极易引起混凝土膨胀,裂缝顺钢筋方向开裂缝,常开始出现在现浇混凝土2年后;碱-骨料反应裂缝均为龟裂状,常开始出现在现浇混凝土5年后。
2.2.5 施工裂缝
施工裂缝特性是:支架下沉、模板变形产生裂缝;混凝土浇筑顺序不当产生的裂缝;起吊加载过早时发生垂直于筋的横向裂缝等,若施工方法不当,施工裂缝随时都可能发生。
3桥梁混凝土裂缝的原因 3.1沉缩裂缝
在浇注混凝土过程中,当浇注高度越大,速度越快,这时沉陷越大,在钢筋正上方与其周围发生不同的收缩下沉而产生塑性沉降裂缝;当水泥用量越大水灰比越高,在混凝土由塑性变为固体性过程中,收缩就越大,引起塑性收缩裂缝。
3.2干缩裂缝
塑性干缩裂缝产生的原因有:混凝土浇注后,混凝土表面没及时覆盖,致使水分蒸发过快,混凝土体积急剧收缩,在干热及大风季节时产生裂缝;混凝土配比中水泥用量过大,砂的粒径过细,或混凝土水灰比过大,在浇注混凝土前没有对模板进行湿润,均能导致混凝土收缩太大而产生裂缝。长期干缩裂缝产生的原因有:混凝土成型后,养护不当,表面体积收缩大,受内部混凝土约束的影响,出现拉应力引起裂缝;采用了含泥量大的细砂、粉砂浇注混凝土,混凝土收缩大,收缩时间长,出现裂缝;在混凝土振捣过程中,有过振现象,混凝土表面形成水泥含量较多的砂浆层,导致混凝土表面收缩,产生裂缝。
3.3 温度裂缝 砼具有热胀冷缩性质,若变形遭到约束,则在结构内部产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝可分为表面温度裂缝、深层贯穿温度裂缝二种: 3.3.1 表面温度裂缝
多由于温差较大引起。如大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。再如冬季施工时,过早除掉保温层,或受寒潮袭击,都导致混凝土因早期强度低而产生裂缝。此外当预制构件采用蒸汽养护时,由于降温过快或构件急于出池,急速揭盖,均使混凝土表面剧烈降温,结果导致构件表面出现裂缝。
3.3.2 深层贯穿温度裂缝
多由于结构降温差值大,受外界的约束而引起。如现浇桥台混凝土或大体积刚性扩大基础,浇注在坚硬的地基上,未采取隔离等放松约束措施或收缩缝间距过大。在混凝土浇注时,温度很高,加上水泥水化热的温度升高很大,使温度更高。当混凝土冷却收缩时,全部或部分地受到地基或其他外部结构的约束,在混凝土内部出现很大拉应力,进而产生降温收缩裂缝,这类裂缝有时成贯穿状。
3.4化学裂缝
钢筋锈蚀引起的裂缝是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。
3.5施工裂缝
若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生各种裂缝,比较典型常见的有:(1)桥墩,尤其是高墩,由于浇注混凝土时,施工缝处理不好,该处混凝土抗拉强度低于设计要求, 桥墩在活载作用下,边缘产生超过设计的拉应力造成水平裂缝。
(2)混凝土初凝后,模板变形,支撑下沉或晃动,在还未具有强度的混凝土中发生裂缝,造成构造缺陷。
(3)连续梁混凝土,因混凝土重量分布的变化
使模板和支架发生挠度变化,造成最先浇注的混凝土发生裂缝。
(4)构件堆放、运输时,支撑垫木不在一条直线上;或运输时构件悬挑过长;或吊点位臵不对;或构件侧向刚度较差,吊装时未采取临时加固措施,造成混凝土开裂。
4桥梁混凝土裂缝的预防 4.1沉缩裂缝和干缩裂缝的预防
(1)严格控制混凝土水灰比和加水量,不要采用过大水泥用量,选用较大砂率和级配良好石料。
(2)掺入减水剂和适量粉煤灰,以便减少沉降量和塑性收缩。(3)在混凝土浇注1~2小时后,对混凝土进行二次振捣,表面拍打、振密。箱梁及T型梁应浇到翼板根部时停一段时间,待梁身混凝土泌水沉降后,再继续浇注翼板混凝土。
(4)避免混凝土自身与外界温度相差过大,浇注后及时覆盖,潮湿养护。
(5)设臵挡风墙;气温高,干燥或风速大的气候下施工,及早喷水养护。
(6)浇注前,将基层和模板充分浇水湿透。
(7)板面混凝土在初凝后、终凝前,进行二次抹压,减小收缩量。4.2温度裂缝应的预防
(1)降低混凝土的浇注温度。如采用降低骨料的温度,或加冰水,或在夜间最低温度时浇注等。
(2)降低水泥的水化热的温升。如选用低水化热水泥,或减少水泥的用量,或掺入优质粉煤灰。
(3)加快浇注后混凝土的散热,如使用钢模板,或分层浇注混凝土,每层厚度不大于30cm,以便散
热。或在大体积混凝土中,预埋或利用一些管,通过冷水或冷风来降温。
(4)降低欲浇注混凝土结构或构筑物的外部约束。如减小浇筑体长度或厚度,或减小约束体体积,或改善交界面状况,两层混凝土浇注间隔时间不得长于15天。
(5)加强混凝土的表面保护。如浇注后,表面应及时用草帘、草袋、砂、锯末等覆盖,并洒水养护,或蓄水养护;冬季,采取保温措施,保护混凝土表面,薄壁结构,要适当延长其拆模时间,使之缓慢降温。
(6)改善混凝土的性能。如尽量选用低热或中热水泥,或选用合适骨料如石灰岩骨料及其级配良好,以便降低水化热。
(7)蒸汽养护构件时,严格控制升温速度不大于10~15e/h,降温不大于15e/h,并应适当冷养后吊运构件出池,以避免过大温度应力。4.3化学裂缝的预防
本文主要指预防钢筋锈蚀引起的裂缝。
(1)施工时应严格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。
(2)严格控制含氯盐的外加剂用量,在大连这样的沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应该注意。
4.4施工裂缝的预防
(1)降低混凝土的浇注温度。如采用降低骨料的温度,或加冰水,或在夜间最低温度时浇注等。
(2)降低水泥的水化热的温升。如选用低水化 热水泥,或减少水泥的用量,或掺入优质粉煤灰。
(3)加快浇注后混凝土的散热,如使用钢模板,或分层浇注混凝土,每层厚度不大于30cm,以便散热。或在大体积混凝土中,预埋或利用一些管,通过冷水或冷风来降温。
(4)降低欲浇注混凝土结构或构筑物的外部约束。如减小浇筑体长度或厚度,或减小约束体体积,或改善交界面状况,两层混凝土浇注间隔时间不得长于15天。(5)加强混凝土的表面保护。如浇注后,表面应及时用草帘、草袋、砂、锯末等覆盖,并洒水养护,或蓄水养护;冬季,采取保温措施,保护混凝土表面,薄壁结构,要适当延长其拆模时间,使之缓慢降温。(6)改善混凝土的性能。如尽量选用低热或中热水泥,或选用合适骨料如石灰岩骨料及其级配良好,以便降低水化热。
(7)蒸汽养护构件时,严格控制升温速度不大于10~15e/h,降温不大于15e/h,并应适当冷养后吊运构件出池,以避免过大温度应力。5结束语
在桥梁建设和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导至桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是常发病、多发病,经常困扰着桥梁工程技术人员。其实,采取适当的预防措施,很多裂缝是可以克服和控制的。希望通过本文的论述,能够帮助桥梁工程技术人员进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识,制定相应的质量预防措施,尽量避免工程中出现危害较大的裂缝。总结:
通过这次外业的桥梁学习,使我们对高速公路的桥梁的设计与施工有了一次比较全面的感性认识,进一步理解接受课堂上的知识,使理论在实际的生产中得到了运用。近年来,我国的公路事业特别是高速公路得到了迅猛的发展,规模和等级越来越高,这对于建设者来说,既是一个机遇,也是一个挑战。作为将要走出学校的学生来说,更应该在有限的时间内,掌握更多的专业知识,加强实践能力,以脚踏实地,认真严谨,实事求是的学习态度,面对未来的工作。
第四篇:本科毕业论文_混凝土裂缝治理
混凝土裂缝治理措施
【摘要】随着我国大规模的经济建设,建筑结构发展十分迅速,建筑材料,设计和科学理论研究都获得了长足发展,使城乡建设面貌焕然一新。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使用量越来越大;同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级高等优点,使其在土木工程,造船业,机械工业,海洋的开发,地热工程等工程中广泛应用。在建筑工程中混凝土构件容易产生裂缝,对工程的安全性和耐久性造成很大的威胁。但混凝土裂缝在工程中又是不可避免的现象,针对施工中普遍存在的裂缝问题,本文从设计、材料选用、施工等几个方面分析裂缝产生的原因并提出防治措施,希望从多方面加以控制和治理,以期减少因裂缝整治带来的损失。
【关键词】混凝土 裂缝 控制 治理
Abstract:Along with our country economic construction on a large scale, building structure development is very rapid, building materials, design and scientific research has achieved great development, make urban and rural construction appearance to take on an altogether new aspect..Concrete with abundant raw materials, low price, simple production process characteristics, thus increasing consumption;At the same time ,concrete also has a high compressive strength, good durability, strength grade etc., so that in the civil engineering, shipbuilding industry, machinery industry, marine development, Geothermal Engineering and other widely used in engineering.In the construction of concrete crack, the engineering safety and durability have caused a great threat.But the concrete crack in engineering is inevitable phenomenon, according to construction generally exist in the crack problem, this article from the design, material selection, construction and other aspects the paper analyzes the causes of cracks and puts forward prevention measures, hope from many aspects of control and management, in order to reduce the losses caused by the cracks treatment.Keywords:Concrete;Crack;Control;Government 引言
混凝土能提高建筑工程质量,大大缩短建设工期,提高建设速度,节省工程量。还能节省施工用地、减少资源浪费、改善劳动条件、减少环境污染,降低综合造价。但是,在大量的工程建设中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。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。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。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在湿气及土中为0.3mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。
近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到更多的结构领域,如大跨超长、超厚及超静定框架结构,其混凝土强度等级必须提高至C50。在采用泵送条件下,其收缩与水化热大大增加,约束应力裂缝很难避免,张拉前开裂,张拉后又不闭合,裂缝控制的难度更加困难。预应力结构裂缝允许宽度是严格的,预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂,预兆性较小,裂缝扩展速度快。裂缝深度h与结构厚度H的关系如下:h≤0.1H表面裂缝;0.1H<h<0.5H浅层裂缝;0.5H≤h<1.0H纵深裂缝;h=H贯穿裂缝。
应当尽量避免贯穿性及纵深裂缝,如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度,即贯缝抗拉强度必须超过混凝土抗拉强度。
早期裂缝一般出现在一个月之内,中期裂缝约在6个月之内,其后1~2年或更长时间属于后期裂缝。
混凝土在结构的安全、可靠度和方面起绝对的作用,因此,加强对混凝土的裂缝控制也就尤其至关重要。
一、混凝土裂缝的分类
按产生原因可分成塑性收缩裂缝、干缩裂缝、沉陷裂缝、温度裂缝。
(一)塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,在混凝土浇筑完毕后,养护不及时,表面因失水较快而产生的收缩,塑性裂缝出现在结构表面,这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂,严格来说属于干缩裂缝,塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,形状不规则,呈互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。
(二)干缩裂缝
干缩裂缝多出现在露天养护完毕一段时间后;在混凝土硬化的过程中,水泥浆中水分的蒸发,产生内部干缩引起体积变化,且这种收缩是不可逆的,当这种体积变化受到约束时,就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,其走向纵横交错,没有规律性,并随湿度和温度的变化而逐渐发展。
(三)沉陷裂缝
沉陷裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
(四)温度裂缝
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。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。
二、裂缝成因分析
(一)产生塑性收缩裂缝的原因 产生塑性收缩裂缝的因素是很多方面的:如当新拌混凝土的塌落度较大,而震动时间过长时,水泥浆浮在上层,骨料下沉时受到钢筋或是其他物质的约束,出现不均匀沉降,从而使混凝土的表层产生裂缝;混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,混凝土表面没有及时覆盖,受高温或较大风力的影响,混凝土表面水分蒸发过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的早期强度又无法抵抗这种形变压力,因此产生龟裂使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的细砂和粉砂混凝土水灰比过大,也会导致这种裂缝出现。
(二)产生干缩裂缝的原因
产生干缩裂缝的主要原因是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:如混凝土成型后,混凝土受外部条件的影响,因养护不当,使得表面水散发快,体积收缩大,而内部湿度变化较小,收缩也小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力,引起混凝土表面裂缝;构件因水分蒸发产生体积收缩,受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝;相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。
(三)产生沉陷裂缝的原因
产生沉陷裂缝是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
(四)产生温度裂 缝的原因
产生温度裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使混凝土早期升温和后期降温产生内部和表面温差。温度裂缝通常发生在大体积混凝土浇筑后,水泥水化是一个放热反应,水泥水化产生大量的热量,使内部混凝土温度升高,当水化热温度升到达高峰后,由于环境温度较低,因此混凝土温度开始下降。温降过程中混凝土发生收缩,在约束条件下,当温降收缩变形大于极限拉伸变形时,混凝土容易发生裂缝,这种裂缝通常称为温度裂缝。还有一种温度裂缝是由于混凝土内外温差引起的,如混凝土遭受寒潮侵袭或夏天混凝土经阳光暴晒后突然下雨,都会使混凝土内部与表层产生很大温差,混凝土表层温度下降,而内部温度基本不降,这样内部混凝土对表层混凝土起约束作用,同样会导致温度裂缝。
三、裂缝的影响因素
(一)配合比的影响
配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度,是造成混凝土开裂不可忽视的原因。在原料一定的条件下,水灰比对混凝土收缩有很大的影响。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;在用水量一定内条件下,混凝土收缩随水泥用量的增大而加大,反之增大的幅度较小;在水灰比一定条件下,混凝土收缩率随水灰比的增加而明显增大;在水灰比相同条件下,混凝土干缩随砂率增大而加大,但增大的幅度较小。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%。
(二)材料选用方面的影响
1.水泥品种。水泥的选择是关系到收缩问题的关键。不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。此外,在施工过程中,将不同厂家的水泥混用,都是产生裂缝的重要因素。而且,随着高强混凝土的应用,水泥的标号等级要求也就相应提高,水泥用量也就会增加,产生的水化热就越高,混凝土的收缩变形也越大。
2.粗细骨料。粗细骨料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。骨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。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。混凝土中粗骨料的用量大,针片状石子含量高,会造成混凝土内部孔隙增多。细骨料的粒径及含泥量超标,夏季施工时骨料温度偏高,到达施工面上的混凝土质量得不到保证,从而使混凝土出现裂缝。
3.外加剂应用不当也会引起裂缝。由于施工工期的需要,一般都会使用化学外加剂的,但外加剂应用不当会直接引起混凝土多种质量问题,并且外加剂的使用也会增大混凝土收缩的变化率,如掺减水剂用于改变混凝土和易性。高效减水剂的减水作用随时间延长而降低,这是坍落度损失的主要原因,由于高效减水剂吸附在水泥颗粒表面或早期水化物上,它或是被水化物包围,或是与水化物反应而被消耗掉,变得不能发挥分散能力,水泥颗粒间斥力减小,造成水泥颗粒凝聚,使混凝土坍落度减小,造成混凝土拌和物坍落度损失过大或短期内完全丧失流动性,这类问题在混凝土生产行业中会经常遇到,程度轻的会引起混凝土施工困难,混凝土表面会出现收缩裂缝。
追求建筑物的外观样式,建筑物表面存在过多凹凸角,产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物,很易出现伸缩裂缝。此外,因设计的承重板件厚度太小,刚度减弱,板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大,致使板件出现穿透性裂缝。
(四)施工及现场养护的影响
1.现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
2.配筋、施工工艺不合标准。部分施工单位在施工中,为了节省施工的材料成本和节省人工费,在施工过程中往往是没能按照设计要求及有关规范进行施工,钢筋安放位置不正确、钢筋间距偏大等原因也容易产生裂缝。
3.混凝土钢筋保护层较小、混凝土坍落度较大以及混凝土表面收浆不好,易产生沉淀裂缝。外观表现为沿钢筋纵向出现条状规则裂缝,在预埋件正上方以预埋件为中心出现辐射状裂 4.气温、空气等环境因素导致裂缝
在周围气温、空气等环境因素的影响下,也会产生裂缝的。(1)空气的相对湿度越低,混凝土收缩越大。(2)空气温度升高,混凝土的收缩随之增大。(3)长期风吹、日晒也会使混凝土收缩增大。
5.施工时模板的处理。模板施工因素对产生的影响主要是由于以下几方面产生的:(1)由于楼板模板支撑刚度不够,梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,造成模板支撑下沉变形过大;(2)如果模板支撑的稳定性不够,在施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移,这样也会引起楼板的裂缝;(3)拆模过早,在混凝土没有完全硬化的时候就进行拆模板,混凝土硬化前过早承载或受到振动,很容易产生裂缝。
6.在混凝土内部的一些危害性化学反应也可导致混凝土产生裂缝。如水泥熟料存在较多游离氧化钙,当混凝土已凝结硬化,而其中的氧化钙继续水化产生体积膨胀,就可以导致在混凝土表面出现龟裂等。另外,混凝土集料中的活性材料与水泥中的碱产生化学反应,生成遇水膨胀的凝胶体,也会造成混凝土结构破坏。7.施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。
8.保护措施不到位。混凝土浇注后,没有按规定的要求进行养护,导致楼板收缩开裂。(1)养护不及时,使混凝土养护初期过早脱水,使混凝土出现干缩。(2)混凝土养护初期受冻。(3)楼板施工完成后,混凝土终凝初期,施工机具和材料集中,或过早进人下道工序施工,造成较大施工荷载和震动,使其产生裂缝。
四、裂缝预防措施
由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速率快,使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。因此,为防治水化热引起的裂缝,施工前应计算升温峰值、内外温差及降温速率,制定相应的技术措施,防止和控制温度裂缝,确保工程质量。
(一)控制水灰比
选择中低热品种水泥,优先选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥,其早期的水化与同龄期的普通硅酸盐水泥相比,3天的水化热约低30%。在混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰,不但能代替部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性。掺优质粉煤灰的混凝土后期强度高,在一定范围内60天比28天强度均可增长20%左右。严格控制水灰比和水泥用量,合理地选用水泥品种是控制温度裂缝的有效措施。
(二)合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。
一般情况下,水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土,使用强度等级为42.5的水泥比较合适,可以达到合理的水灰比,保证施工质量。切忌不能只为片面追求经济效益,使用高标号水泥、大水灰比的配合比。在工程中,要根据混凝土工程特点或所处环境条件,决定应优先选用哪种水泥,从而尽可能避免裂缝的产生。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥库,严禁不同厂家的水泥混用。
(三)选用级配良好的粗、细骨料
骨料是影响混凝土干缩的主要因素之一。粗骨料体积含量越大,混凝土收缩越小。在保证混凝土性能的情况下,增加粗骨料的含量,选用天然连续级配的粗集料,减少用水量、水泥用量,进而减小水化热,以采用级配良好的中砂为宜;针片状颗粒含量不宜大于10%、含泥量少的骨料,可以减少混凝土收缩,预防混凝土裂缝的产生。粗骨料中针片状石子严禁超标;细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好,并采取脱水、排水、遮盖和加强管理等综合措施,保证含水率稳定,细骨料不能使用细砂,含泥量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。
(四)外加剂。1 减水剂:一般混凝土外加剂会增加混凝土的收缩,对混凝土抗裂不利。2 膨胀剂:膨胀混凝土拌合物黏稠,无离析和泌水现象,因此泵送性较好,适应泵送施工,由于不泌水,容易产生早期塑性收缩裂缝。因此必须注意早期养护。由于掺入膨胀剂后需大量的水参与反应才能发挥膨胀效果,因此混凝土也可能产生内干缩。混凝土充分养护是保证膨胀剂应用的重要条件,否则会产生不良的后果。
(五)设计环节不可盲目追求经济性
设计部门应明确建筑物的安全第一的宗旨,在保证安全的前提下对建筑物的实用性、装饰性进行改进,不可片面追求建筑物的经济性和装饰效果。设计者在民用建筑工程中不要一味追求使用高强度等级混凝土。C20级能满足要求,就不要使用C30级。
(六)施工及养护方面的控制措施
1.降低混凝土入模温度
(1)降低原材料进入搅拌机的温度。如夏季在水箱内加冰块,降低水温;粗骨料遮阳防晒,并洒冷水降温;细骨料遮阳防晒;散装水泥提前储备,避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施最大限度降低混凝土出机温度。
在夏季使用混凝土时,混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。
混凝土浇筑作业面遮阳,减少混凝土冷量损失。
④浇筑混凝土前将基层和模板浇水湿透,但不得有明水存在。
⑤夏季骨料温度高时,采用洒水等降温措施,减缓混凝土水化反应速度,降低混凝土入模温度。2.优化浇捣方法
混凝土施工段的划分及浇筑顺序应根据具体工程结构确定,通常按该工程项目划分表的单元工程进行划分。混凝土可采用混凝土运输车运到现场,汽车泵或混凝土输送泵运送入仓;如采用非泵送混凝土,可用吊机(车)直接布料或搭设脚手架采用机动车布料。大体积混凝土浇筑时,必须根据当地中长期天气预报,选择最佳天气条件进行浇筑,应尽量安排在低温时段浇筑,以最大限度降低混凝土的初凝温度。在浇筑过程中,应遵循“同时浇捣、分层推进,一次到顶,循序渐进”的成熟工艺。振捣时重点控制两点,即混凝土流淌的最近点和最远点,尽可能采用两次振捣工艺,以提高混凝土的密实度。
3.制定切实可行的施工组织设计
制定切实可行的施工组织设计并严格执行;工人应增强质量意识,熟知操作规程,施工中做到一丝不苟,严谨扎实。4.注意抹压的时间和方法 抹压应在表面泌水完全排除掉时进行,抹面时应用力抹压,以闭合已产生的微裂纹和泌水孔;表层刮平抹压1~2小时后,即在混凝土初凝前在混凝土表面进行二次抹压,消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝,增加混凝土内部的密实度。但是,二次抹压时间必须掌握恰当,过早抹压没有效果;过晚抹压混凝土已进入初凝状态,失去塑性,消除不了混凝土表面已出现的裂缝。5.加强混凝土养护
养护是一项十分关键的工作,养护主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内表温差,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。
(1)保湿养护混凝土表面经过二次抹压后,立即覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,防止表面水份蒸发,保持混凝上处于潮湿状态下养护。适宜的潮湿条件可防止浇筑时间不长的混凝土,水泥水化速度快,使混凝土表面脱水产生收缩裂缝。
(2)保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等),在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度。保温养护要根据混凝土绝热温升计算,确定中心最高温度,按温控技术措施,确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。以减少混凝土表面热扩散,降低混凝内外温度的温差,防止产生表面裂缝;延缓热扩散时间,控制降温速率,有利于混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使混凝土获得必要的强度,让混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。在常温季节,混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法,替代前两种保湿保温养护办法。根据混凝土内外温差数据,及时调整蓄水高度,也能收到预期效果。
五、混凝土裂缝的治理措施
混凝土工程裂缝最常见出现问题是由于收缩变形受到约束引发的收缩裂缝和由外部荷载作用引发荷载(受力)裂缝。混凝土的裂缝出现是很难避免的,但混凝土的裂缝是能治理的。
(一)混凝土裂缝治理应收集的资料 1.混凝土材料资料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外掺料(粉煤灰和外加剂)。
2.混凝土施工资料:施工时环境条件、气象条件、气温条件、浇注混凝土顺序,商品混凝土质量,坍落度损失,降低水化热措施、拆模时间,拆模时间,拆模顺序,混凝土的养护措施。
3.温度控制资料:入模温度(入模温度=原材料温度+混凝土搅拌时的温升+混凝土运输中的温度)、混凝土水化热最高内温、混凝土内温与表温差,混凝土温降梯度。
4.结构设计资料:控制混凝土开裂的具体措施,附加防水层设置,施工缝、变形缝、后浇带等的设置、配筋方式等。
(二)裂缝的检查方法及内容
1.目测法:借助米尺、读数放大镜、塞尺或望远镜等工具,在现场进行检查。此种方法只能检查确定裂缝的表面形态,如发生部位、高程、裂缝走向、表面宽度、长度、形态变化等。
2.凿槽法:用风镐、风钻或钢钎骑缝分段布置槽坑,槽坑尺寸视方便凿槽现场确定,凿至不见裂缝为止,然后进行测量。此种方法适用于浅层裂缝的检查,但精度较低、误差较大。
3.钻孔压水法:检查时先在裂缝一侧或两侧打斜孔穿过缝面,然后在孔口安装压水设备和阻塞器,进行压水。孔斜一般为30°、45°、60°。此种方法适用于深缝检查。
4.超声波深度探测法:检查时在裂缝两侧对称钻垂直孔并注入清水,利用“岩石声波测定仪”测出混凝土表面到深层的波速分布,以此对裂缝的深度进行判断。此种方法较方便,是一种常用的检测方法。
5.孔内电视和录像法:采用该方法检查时先骑缝钻φ>50mm的钻孔,冲洗干净后将电视摄像探头插入钻孔,逐渐下移,从电视屏幕上可以观看孔内图像,全面了解裂缝形态变化,对记录重要裂缝可以通过摄像装置将资料存入档案。
(三)混凝土裂缝治理 裂缝的出现不但会影响结构的整体性、刚度等,还会降低混泥土的使用功能,因此对裂缝要及时处理,混凝土裂缝治理方法按无害裂缝和有害裂缝进行治理。其修补措施主要有以下方法。1.无害裂缝治理
无害裂缝原则治理方法是表面修补法,表面修补法:包括表面涂抹和表面贴补法。
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,表面涂抹适用于浆材难以灌入的细而浅(一般宽度小于0.2mm),对稳定和对结构承载能力没有影响的裂缝,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。常用的治理措施是在混凝土出现裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混泥土表面涂刷油漆、沥青等无机防腐、防水涂料。无机涂料涂刷后不得开裂,但粘结力强,耐水性好。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。
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.有害裂缝治理
(1)有害裂缝治理原则
①混凝土结构的强度达到设计要求,结构变形处于稳定状态,裂缝无发展,才能治理有害裂缝;
②裂缝处理与防水处理相结合,裂缝处理与结构的稳定性和耐久性处理相结合;
③在治理裂缝过程中,不得破坏原结构;
④裂缝治理应采用注浆和封缝相结合,注浆材料和封缝材料应满足防水耐久性的要求,应采用经过检测。并经实践检验,质量可靠的材料;
⑤方案合理选材得当、施工可靠、管理到位。
(2)有害裂缝治理基本要求 ①提供治理裂缝的基本资料;②有害裂缝渗漏水情况和产生裂缝的原因;③提供封缝材料,注浆材料的技术标准、技术要求,注浆设备情况;④编写施工组及质量检查标准等。3.有害裂缝治理方法(1)灌浆法
它主要是利用压力设备将胶结构压入混泥土的裂缝中,胶结材料硬化后与混泥土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。(2)嵌缝封堵法
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,已达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。(3)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(>0.3mm),作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有填充物,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,然后做填充处理。
(4)混凝土置换法
混泥土置换法是处理混泥土严重损坏的一种有效方法,此方法是先将损坏的混泥土剔除,然后再置换新的混泥土或其他材料。通常的置换材料有:普通混泥土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混泥土或砂浆。(5)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泥土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采用结构补强法。结构加固中常用以下几种方法:加大混泥土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混泥土补强加固。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。
结语
裂缝是混凝土建筑物中最普遍、最常见的一种现象,混泥土裂缝产生的原因很多,有温度变化、收缩、不均匀沉降等引起的裂缝,有养护不当和化学作用引起的裂缝等等,裂缝对混凝土建筑物的危害程度不一,严重的裂缝会危害建筑物的整体性和稳定性,使建筑物的安全运行受到严重威胁。施工中应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。在施工过程中,对其进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在混凝土形成过程中的一系列阶段进行控制,从原材料、配合比、混凝土的拌制和运输,入模振捣、施工缝及后浇带的处理、养护等严格控制,保证建筑物和构件安全、稳定的工作。具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施混凝土的裂缝产生的不良影响是完全可以控制的。
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第五篇:毕业论文 浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
网络教育学院
本 科 生 毕 业 论 文(设 计)
题 目:浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
学习中心: 大连学习中心 层 次: 专科起点本科 专 业: 土木工程 年 级: 2011年 春季 学 号: 学 生: 指导教师: 代平完成日期: 2013年01月13日
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
内容摘要
随着施工技术的发展,混凝土结构已经成为我国建筑结构的主要形式。但是,通常混凝土结构都是带缝工作的,并且混凝土裂缝的成因较多,因此将裂缝按照成因分类,并有效的裂缝宽度对结构以及人民生产生活的安全保证来说,都具有重要的意义。
建筑物钢筋混凝土结构的普遍应用,伴随着商品混凝土的推广,建筑楼面出现裂缝的机率在增加,日益受到社会人士关注;楼面结构出现裂缝原因复杂,有材料、温度变化等原因,也有设计、施工、使用等方面问题。混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝,从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的,相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患,应当尽量在各方面给予重视,以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。本文介绍了混凝土裂缝类型及产生原因,从材料因素、设计因素和外界因素三方面论述了预防裂缝的具体方法。提出六条比较常用的裂缝处理措施。并结合实例分析了裂缝的产生原因及处理方法。
关键词:混凝土结构;裂缝成因;预防措施;处理方法
I
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
目 录
内容摘要...........................................................................................................................I 引
言............................................................................................................................1 1 绪言............................................................................................................................1 2 混凝土裂缝的分类及成因........................................................................................2
2.1 混凝土结构裂缝的分类.................................................................................2
2.1.1 按裂缝的成因分类..............................................................................2 2.1.2 按裂缝产生的时间分类......................................................................5 2.1.3 按裂缝的形状分类..............................................................................6 2.1.4 按裂缝的发展状态分类......................................................................7 2.2 混凝土裂缝的产生原因.................................................................................7
2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析..................................................................7 2.2.2 温度裂缝的产生原因分析..................................................................9 2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析..................................................................9 2.2.4 荷载作用裂缝的产生原因分析............................................................9 混凝土裂缝的预防措施及处理技术......................................................................10
3.1 混凝土结构裂缝的预防措施.......................................................................10
3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施....................................................10 3.1.2 温度裂缝的预防措施........................................................................11 3.1.2 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施....................................................11 3.2 混凝土结构裂缝的处理技术.......................................................................12
3.2.1 表面封闭法........................................................................................12 3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法............................................................................12 3.2.3 结构加固法及混凝土置换法............................................................13 工程实例分析..........................................................................................................15
4.1 工程概况.......................................................................................................15 4.2 工程设想.......................................................................................................15 4.3 工程抗裂施工措施.......................................................................................15 4.3.1 基础地基加固...........................................................................................15
II
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
4.3.2 优化混凝土配合比...................................................................................15 4.3.3 内外防水剂...............................................................................................17 4.4 其他措施.......................................................................................................17 5 结论与展望..............................................................................................................19 参考文献........................................................................................................................20
III
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
引 言
随着我国国民经济的高速发展,钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中,混凝土是城市建设中广泛使用的结构材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。钢筋混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,尤其是楼板的裂缝,轻者影响建筑物美观,造成渗漏水,重者降低建筑结构的承载力、稳定性和整体性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难克服的质量通病之一,特别是民用建筑工程结构楼面出现裂缝,往往会引起业主对工程质量提出异议,从而引发投诉、纠纷以及索赔等情况。因此,正确分析裂缝产生原因,切实加以防治十分必要,十分迫切。因此研究混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会意义和经济意义。现根据多年来现场施工实践经验和教训,从设计配筋、商品混凝土选用及施工控制等方面,着重阐述钢筋混凝土裂缝的原因及综合防治措施。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 绪言
混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的,混凝土裂缝的防治重点在于“防”,而不在于“治”,当这些裂缝发生后,必须先查明裂缝产生的原因判明裂缝的类型,才能选择正确的处理方法,同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平,这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生,把裂缝宽度控制在设计范围内,尽量减少裂缝造成的危害。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 混凝土裂缝的分类及成因
混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象,大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的,它是材料的一种特性。因此,科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上,采取有效的措施,将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类,并对结构中占主要部分的裂缝进行成因分析。
2.1 混凝土结构裂缝的分类
2.1.1 按裂缝的成因分类
根据混凝土裂缝产生的原因,可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。
一、结构性裂缝
结构性裂缝是由荷载引起的,其裂缝与荷载相对应,是承载力不足的结果,其裂缝形式多种多样,主要原因如下:
(一)设计原因引起的裂缝
1)楼板刚度不足:设计按多跨连续板进行配筋计算,侧重于满足结构安全,较少考虑混凝土收缩特性和温度变形等多种因素,楼板高跨比仅为L/33.6-L/35,其刚度较小对裂缝控制很不利。2)楼板构造配筋设计不周:设计在支座处按常规配设负筋,在中部板面不配钢筋,当板面出现温度变形和混凝土收缩,因无构造钢筋约束,板面即出现裂缝。3)楼板内布线欠合理:由于水电施工图由各专业设计,实际施工中出现水电管交叉叠放,或由于设计考虑管内容线面积,部分预埋管径≥D25;且设计管线位置在楼板跨中,即在单层双向配筋处,楼板有效截面受到很大程度(15%-40%)削弱,成为楼板最易开裂的部位;当楼板收缩应力大于混凝土极限抗拉强度时,即出现沿管线表面呈直线状的裂缝。4)从房屋的空间结构来看,剪力墙刚度大,约束了剪力墙间梁板的水平向自由变形,而梁刚度又较板刚度大,因各类因素引起的水平向收缩变形均集中到剪力墙间刚度最小的板上,造成这块板开裂。5)膨胀剂的选用与掺量:设计未明确混凝土的限制膨胀率,只提出膨胀剂的品种和掺量范围,施工时按设计提供掺量进行配比施工,使混凝土的实际限制膨胀率不能达到最佳限制膨胀率。
(二)施工原因引起的裂缝
1)水电预埋管施工时在板内位置欠合理:管位置过高或过低;位置过高时,极易在板面出现因混凝土硬化收缩产生的裂缝,也易在维修裂缝或室内装修时损
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
坏管线;两根管线并行布置时,管线间距过小甚至并拢,更易因管线集中而产生裂缝。2)空载养护期不足:从楼面混凝土浇完、收光至施工材料堆放,平均空载养护期仅为一天半,人为因素过早地震动、荷载造成楼板幼龄混凝土内部受损开裂。且施工中用塔吊吊运的钢管、钢筋等周转材料因受剪力墙钢筋影响多堆放在预埋管线部位。
(三)使用原因引起的裂缝
1、改变建筑物的使用条件引起的裂缝。
2、火灾等事故引起的裂缝。
3、由地震等偶然荷载引起的结构开裂。
二、非结构性裂缝
由各种变形变化引起的裂缝。从国内外的研究资料以及大量的工程实践来看,非结构性裂缝在混凝土结构裂缝中占了绝大多数,约为80%,其形成原因比较复杂,以收缩裂缝为主导,工程中四种较常见的非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝和荷载作用引起的裂缝。
1、收缩裂缝
收缩裂缝是由湿度变化引起的,它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同,工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类,此外,还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。
塑性裂缝出现在结构表面,形状不规则且长短不一,这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂,严格来说属于干缩裂缝,出现很普遍。产生这种裂缝的因素是多方面的:如当新拌混凝土的坍落度较大,而振动时间过长时,水泥浆浮在上层,骨料下沉时收到钢筋或其他物质的约束,出现不均匀沉降,从而使混凝土的表层产生裂缝;浇筑后混凝土表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面水分蒸发过快,产生急剧收缩,而此时混凝土早期强度不能抵抗这种变形应力,因而开裂;使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的细砂和粉砂混凝土水灰比过大,也会导致这种裂缝出现。
在混凝土硬化过程中,产生内部干缩而引起体积变化,当这种体积变化收到约束时,就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的表面,较细,起走向纵横交错,没有规律性。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后,在表层或侧面出现,并随湿度和温度变化逐渐大战。如混凝土成型后,因养护不当,收到风吹日
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
晒,使得表面水散发快,体积收缩大,而内部湿度变化小,收缩也小,因而表面的收缩变形受到内部混凝土的约束,产生拉应力,引起混凝土表面裂缝;或者构件因水分蒸发产生体积收缩,收到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。此外,混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化;采用含泥量大的粉砂配制混凝土;混凝土过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层;用后张法预应力制成的构件,露天生产后长久不张拉等等,都会产生这种裂缝。
2、温度裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化时就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝,在工程中,这种裂缝比较常见,譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。温度裂缝大多发生在施工的中后期间,缝宽受温度变化影响较明显。表面温度裂缝多缘于较大温差。特别是大体积混凝土基础在浇灌混凝土后,在硬化期间放出大量水化热,内部的温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温差出现非均匀变化时,如施工中过早拆除模板,冬季施工过早拆除保温层,或受到寒潮袭击,都会导致混凝土表面急剧的温度变化,使其因降温而收缩。此时,表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度又很低,因此出现裂缝。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱。因此,这种裂缝只在接近表面较浅的范围内出现。深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。如大体积混凝土凝结和硬化过程中,水泥和水产生化学反应,释放出大量的热量,成为“水热化”,导致混凝土块体温度升高,当混凝土块体内部的温度与外部的温度相差很大,以致所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸应变,就会形成裂缝。温度裂缝常出现在我国北方地区的建筑物中。
3、沉降裂缝
地基基础承载上部结构的荷载作用,当地基基础承载力不均匀或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部位荷载差异较大,导致地基产生不均匀沉降,这种不均匀沉降在结构内部产生拉应力及剪应力,当这种拉应力及剪应力超过结构自身的抗拉及抗剪强度时,结构就会在最薄弱的部位产生裂缝,称为沉降裂缝。这种裂缝多为贯穿的,其位置与沉降方向一致。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大,因此裂缝宽度较大、多呈45°,并且通常是贯穿性的。
4、荷载作用引起的裂缝
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
构件承受的不同性质的荷载作用,其裂缝形状也不同,通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。结构受载后产生裂缝的因素很多,在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受地震,脱模过早或方法不当,构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当,施工超载,张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。
此外,因设计、材料、施工及使用等原因引起的裂缝,由于涉及的面很广,内容多,限于篇幅本文不作阐述。
2.1.2 按裂缝产生的时间分类
根据混凝土裂缝产生的时间划分,可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和试用期间出现的裂缝。
一、施工期间出现的裂缝
1、塑性收缩裂缝
大多发生在混凝土初凝后、终凝前。此裂缝多产生于新浇筑的混凝土结构表面,形状规则且长短不一,互不连贯,裂缝较浅。在环境气温高、风速大,气候干燥的情况下易于出现。
2、沉降收缩裂缝
沉降收缩裂缝多在混凝土浇筑后产生,硬化后停止。多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上出现,或在预埋件的附近周围出现。裂缝呈菱形,宽度1~4mm,深度不大,一般验身至钢筋上表面为止。
3、干燥收缩裂缝
这类裂缝一般在混凝土浇注后一段时间出现,严重时该裂缝会由表及里,由小到大逐步向结构内部发展,形成贯穿裂缝,一般在薄壁混凝土结构中常出现。
4、温度裂缝
多发生在混凝土浇注后的硬化过程中,裂缝宽度受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较细。
5、其他一些施工原因产生的裂缝,如混凝土搅拌、运输、浇注、振捣等工序的疏漏缺陷导致的裂缝,以及模板构造不当、拆模时间过早或方法不当,现场建材的堆放和钢筋绑扎不当,水电预埋管细部处理不当等都可能产生混凝土裂缝。
二、使用期间出现的裂缝
1、钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
钢筋表面出现锈斑、锈片后进一步发展成整个钢筋表面锈蚀,并产生膨胀,与保护层脱离,发生层裂,最后表现为钢筋铁锈进一步膨胀,混凝土本身发生破坏,出现顺筋裂缝,混凝土脱离。
2、盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起的裂缝
盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起了混凝土的PH值发生变化,导致了钢筋锈蚀,最终导致混凝土产生裂缝。
3、冻融循环造成的裂缝
受冻混凝土内部水分结成冰,产生膨胀,膨胀应力较大时,使结构出现裂缝。混凝土表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现,形成了冻融循环。冻融的反复作用,使得混凝土结构出现裂缝,造成建筑构造的严重破坏。
4、碱骨料反应引起的裂缝
混凝土骨料石子中的活性二氧化硅(SiO2),如白云质石灰岩石子等,与水泥中过量的碱发生的化学反应,称为碱骨料反应。这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行,反应生成膨胀性的碱性硅酸盐或碳酸盐,导致混凝土体积膨胀,使混凝土产生裂纹并破坏。2.1.3 按裂缝的形状分类
混凝土结构中的裂缝按形状可分为:
(1)纵向裂缝,多数平行于混凝土构件底面,顺筋分布,主要是由钢筋锈蚀作用引的。
(2)横向裂缝,垂直于构件底面,主要是由荷载作用、温差作用引起的。(3)剪切裂缝,主要是由于竖向荷载或震动位移引起的。
(4)斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝,常见于混凝土墙体和混凝土梁,主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起。
(5)X形裂缝,常见于框架梁、柱的端头以及墙面上,由于瞬间的机械撞击作用或者震动荷载作用引起。
(6)各种不规则裂缝,如反复冻融或火灾等引起的裂缝。有直缝及不规则形状裂缝,此种裂缝中间宽并且贯通,两头深度较浅,多发生于混凝土楼板。
此外,还有因混凝土搅拌或运输时间过长引起的网状裂缝,现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
2.1.4 按裂缝的发展状态分类
根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势,可分为:
1、稳定裂缝。包括两类:一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝,常见于一些新建的防水工程中,这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合,析出Ca(OH)(OH)2晶体且部分Ca2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶,两者形成的凝胶物质将胶合使裂缝封闭,从而渗漏停止,裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝,如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。
2、不稳定裂缝。这种裂缝将产生不稳定性的扩展,影响结构物的持久使用,应视其扩展部位,采取相应的措施。
就这两种裂缝而言,不稳定裂缝对工程结构安全的危害更大。
2.2 混凝土裂缝的产生原因
如前所述,混凝土裂缝的形式是多种多样的,产生的原因也非常复杂,而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80%左右,是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝,下面将对几种主要的非结构性裂缝的产生原因进行浅要分析。2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析
收缩裂缝是由湿度变化引起的,它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。混凝土是以水泥为主要胶结材料,以天然砂、石为骨料加水拌合,经过浇筑成型、凝结硬化形成的人工石材。在施工中,为保证其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多4~5倍的水。多出的这些水分以游离态形式存在,并在硬化过程中逐步蒸发,从而在混凝土内部形成大量毛细孔、空隙甚至孔洞,造成混凝土体积收缩。此外,混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体积收缩。根据有关试验测定,混凝土最终收缩量约为0.04%~0.06%。可见,收缩是混凝土固有的物理特性,一般来说,水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大,则其收缩值越大,也越易产生收缩裂缝。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同,工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类,此外,还有自身收缩(化学减缩)裂缝和碳化收缩裂缝。
(1)塑性收缩裂缝
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
塑性收缩裂缝多产生于新浇混凝土表面,大多产生于混凝土初凝后、终凝前。混凝土表面水分蒸发速度超过其内部初、终凝硬化的速度,会致使混凝土表面收缩,这种收缩受到结构构件和下层配筋约束会使混凝土产生浅层开裂,有时还有收缩与压缩的叠加。裂缝多呈外宽内窄,常见为不规则的多边形或与钢筋方向相互平行,一般自表面开始,有些也可发展成贯穿裂缝。在环境气温高、风速大,气候干燥的情况下易于出现。高性能混凝土特别容易产生这种裂缝。
主要成因分析:①混凝土浇注后未及时覆盖,表面水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土强度极低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂;②水泥用量过多,或使用过量粉砂,或混凝土水灰比过大;③使用有渗透性的柔性模板,模板、垫层过于干燥,吸水大;④振捣不足。
(2)干燥收缩裂缝
这类裂缝一般在混凝土浇注一段时间后出现,裂缝多为表面性的,宽度较细,多在0.05~0.2mm。走向纵横交错,没有规律性。但薄壁混凝土结构中,多沿结构的短方向分布;此外在结构变截面处以及大体积混凝土的平面部位较多见。严重时裂缝会由表及里,由小到大逐步向深部发展,形成贯穿裂缝。
主要成因分析:①混凝土浇注后养护不当,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化小,收缩也小,因而表面收缩变形受内部混凝土约束出现拉应力,引起混凝土表面开裂;②混凝土连续长度较长,整体收缩大;③混凝土级配中砂石含泥量大,收缩大,抗拉强度低;④混凝土过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层,收缩增大。
(3)自身收缩裂缝
在常温下混凝土构件与环境不发生任何水分交换时所产生的收缩裂缝,自收缩裂缝在高水灰比(W/C>0.45)的混凝土中较少,但当水灰比小于0.3时则很常见,其收缩量甚至达到总收缩量的50%。
主要成因分析:这与高粘结材料在水泥灰浆基体中产生较多细小的收缩孔有关,是由于持续的水化消耗了毛细孔的水造成自身收缩坍塌所致。
(4)碳化收缩裂缝
这类裂缝在结构表面出现,呈花纹状,无规律性,裂缝一般较浅,深度为1~6mm,裂缝宽度为0.05~0.2mm,多发生在混凝土浇注完成后数月或更长时间。
主要成因分析:混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积收缩,受到结构内部未碳化混凝土的约束而导致表面发生龟裂。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
2.2.2 温度裂缝的产生原因分析
温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性,大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常发生在施工期间,宽度受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细。
主要成因分析:表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后,在硬化期间,水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大,当温度产生非均匀的降温差时,将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面受到内部混凝土的约束,将产生较大的拉应力,而混凝土早期抗拉强度很低,因而出现裂缝。2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析
沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝,走向与基础沉陷情况有关,可能出现在结构的上部或下部,一般与地面垂直。较大的贯穿性沉陷裂缝往往上下或左右有一定的差距,裂缝宽度受温度变化影响小,因荷载大小而异,且与不均匀沉降值成比例。
主要成因分析:①结构、构件下面的地基软硬不均,或者存在松软土,未经夯实和必要的加固处理,混凝土浇注后,地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝;②结构各部荷载悬殊,未作必要的加强处理,混凝土浇注后因地基受力不均,产生不均匀下沉,造成结构应力集中而导致裂缝;③模板刚度不足,模板支撑不牢,支撑间距过大或支撑在松软土上,以及过早拆模,也常导致不均匀沉陷裂缝出现;④冬季施工时模板支架支承在冻土层上,若上部结构未达到规定强度,地层化冻下沉,使结构下垂或产生裂缝。
2.2.4 荷载作用裂缝的产生原因分析
结构受载后产生裂缝的因素很多,在施工中和使用中都可能出现裂缝。主要成因分析:①早期受地震,脱模过早或方法不当产生的裂缝:②构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当产生的裂缝;③施工超载,张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 混凝土裂缝的预防措施及处理技术
由于裂缝产生的原因是很多,在混凝土结构中普遍存在且危害较大。因此,要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展。
下面首先阐述混凝土结构中几种常见裂缝的预防措施。
3.1 混凝土结构裂缝的预防措施
3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施
塑性收缩裂缝的预防措施:
1)、配制混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率;同时,要振捣密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂度。2)、浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿润。3)、混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护。4)、在气温高、湿度低或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润;大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。此外,要加强表面的抹压和养护工作。5)、混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂,或覆盖湿草袋、塑料布等方法;当表面发现微细裂缝时,应及时抹压,再覆盖养护。6)、设挡风设施。
干缩收缩裂缝的预防措施:
1)、尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土;或混凝土中掺适量粉煤灰;或利用混凝土的后期强度,降低水泥用量,以减少水化热量。2)、选用良好级配的骨料,并严格控制砂、石子含泥量,降低水灰比,加强振捣,以提高混凝土的密实性和抗拉强度。3)、在混凝土中掺加缓凝剂,减缓浇筑速度,以利于散热,或掺木钙、减水剂,以改善和易性,减少水泥用量。4)、避开炎热天气浇筑大体积混凝土;必须在热天浇筑时,可采用冰水或深井凉水拌制混凝土,或设置简易遮阳装置,并对骨料进行喷水预冷却,以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。5)、分层浇筑混凝土,每层厚度不大于30厘米,以加快热量散发,并使温度分布均匀,同时也便于振捣密实。6)、大体积混凝土适当预留一些孔道,采取通冷水或冷气降温。7)、大型设备基础采取分块分层间隔浇筑(间隔时间5~7天)分块厚度1~1.5m,以利水化热散发和减少约束作用;或每隔20~30m留一条0.5~1.0m宽的临时间断缝,40天后再用干硬性细石混凝土浇筑,以减少温度收缩应力。8)、浇筑混凝土后,表面应及时用草袋、锯末、砂等覆盖,并洒水养生。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
深搞基础可采取灌水养护(或在混凝土表面四周砌一皮砖进行灌水养护)。夏季应适当延长养护时间,使之缓慢降温。在寒冷季节,混凝土表面应采取保温措施,以防寒潮袭击。拆模时,块体中部和表面温差不宜大于20℃,以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填。9)、在岩石地基或较厚大的混凝土垫层上浇筑大体积混凝土时,可在岩石地基或混凝土垫层上浇沥青胶并撒铺5mm厚或铺二层沥青油毡纸,以消除或减少约束作用。10)、蒸汽养护构件时,控制升温速度不大于25℃/小时,降温速度不大于20℃/小时,并缓慢揭盖,及时脱模,避免引起过大的温度应力。
3.1.2 温度裂缝的预防措施
温度裂缝预防措施 ①尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。②减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。③降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。④改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量降低水化热。⑤改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺,降低混凝土的浇筑温度。⑥在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。⑦加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。⑧加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。⑨热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。⑩规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝士表面发生急剧的温度梯度。施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。
3.1.2 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施
沉陷裂缝预防措施:1)是对松软土、回填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。2)是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。3)是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。4)是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。5)是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
3.2 混凝土结构裂缝的处理技术
裂缝不但会影响结构的整体性和刚度,还会降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力,因此在实际工程中,应根据裂缝的性质和实际情况区别对待,及时处理,以保证建筑物的安全。
混凝土结构裂缝的修补措施主要有以下几种方法:表面封闭法,灌浆、嵌缝封堵法,结构加固法,混凝土置换法等等。3.2.1 表面封闭法
表面封闭法适用于对承载力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理,亦使用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。
(1)表面涂抹水泥砂浆。将裂缝附近的混凝土表面凿毛,或沿深进裂缝凿成凹槽,扫除并洒水湿润,先刷水泥净浆1层,然后用水泥砂浆涂抹,并用铁抹压密抹光。
(2)表面涂抹环氧胶泥。用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净,油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍,如表面潮湿,应用喷灯烤干燥、预热,以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好,若基层难以干燥,则用环氧煤焦油胶泥(涂料)涂抹。
(3)表面涂刷油漆、沥青。涂刷前,混凝土表面应干燥。
(4)表面凿槽嵌补。沿混凝土裂缝凿一条V形或U形深槽,V形槽用于一般裂缝的治理,U形槽用于渗水裂缝的治理。槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氧乙烯胶泥、沥青油膏等,表面作砂浆保护层。3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法一般用于大体积混凝土结构的修补,主要施工程序是钻孔、冲洗、止浆、堵漏、埋管、试水、灌浆。
钻孔孔距一般为1m~1.5m,钻孔轴线与裂缝呈30°~40°斜角,孔深应穿过裂缝面0.5m以上,当有两排或两排以上的孔时,宜交错或呈梅花形布置;冲洗在钻孔完毕后进行,其顺序按竖向排列自上而下逐孔冲洗;止浆及堵缝是缝面冲洗干净后,在裂缝表面用水泥砂浆(或环氧胶泥)涂抹;埋管安装前应在外壁裹上旧棉絮并用麻丝缠紧,然后旋入孔中,孔口管壁周围的孔隙用旧棉絮或其他材料塞紧,并用水泥砂浆或硫酸砂浆封堵,防止冒浆或灌浆管从孔口脱出;试水是用0.098MPa~0.196MPa压力水作渗水试验,采用灌浆孔压水、排气孔排水的方法,浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
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,以利于粘结;灌浆应采用425号以上的普通水泥,灌浆压力一般为0.294MPa~0.491MPa,压浆完毕时浆孔内应充满灰浆,并填入湿净砂,用棒捣实,每条裂缝应按压浆顺序依次进行,当出现大量渗漏情况时,应立即停止泵堵漏,然后继续压浆。化学灌浆能控制凝结时间,有较高粘结强度和一定的弹性恢复力,结构整体性效果好,适用于各种情况下裂缝修补及堵漏、防渗处理。灌浆材料应根据裂缝性质、裂缝宽度和干燥情况选用。常用的灌浆材料有环氧树脂浆液(能修补缝宽0.2mm以下的干燥裂缝)、甲凝(能灌0.03mm~0.1mm的干燥细微裂缝)、丙凝(用于堵水、止漏及渗水裂缝的修补,能灌0.1mm以下的细裂缝)等,环氧树脂浆液具有粘结强度高、施工操作方便、成本低等有点,应用最广。
灌浆操作主要工序是表面处理(布置灌浆嘴和试气)、灌浆、封孔,一般采取骑缝直接用灌浆嘴施喷,不另设钻孔。
嵌缝封堵法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝,如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为:开槽—涂刷界面处理浆—压抹聚合物砂浆—养护。先用凿子和扁铲沿裂缝开槽,槽深和宽约3~5cm,呈U型,用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,在界面处理浆尚未硬化之前,将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中,压实抹平。在养护时不需要浇水,在湿空气中即可,养护期间不得淋雨、日晒或风吹,最好覆盖一层塑料薄膜。
3.2.3 结构加固法及混凝土置换法
结构补强加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构作补强加固,可扼制裂缝进一步发展,恢复结构的整体性。
(1)锚杆常用水泥砂浆或树脂灌注,锚杆与缝面夹角越大越好。浆液凝固后,锚杆成为结构的一部分,能增强结构的承载能力。采用预应力锚杆,锚固作用更明显,甚至能使混凝土弥合。
(2)钢板补强法,是将钢板用粘合剂粘结在混凝土表面上,再用锚杆安装固定。为了结合紧密,也就可先将钢板固定,再灌浆充填钢板与混凝土之间的孔隙。
(3)钢筋混凝土补强法,是在原结构表面浇筑一层钢筋混凝土,起到封闭裂缝,提高承载力,阻止裂缝发展的作用。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
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。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 工程实例分析
4.1 工程概况
新乡第四水厂一期工程位于红旗区西南角,北临道清路,占地70000平方米,属群体工程,其中包括沉淀池、清水池、废水池、吸水井、液铝池等多个大型现浇钢筋混凝土水池。这些大型水池池壁高4~7.6米,均为10万m2/d处理能力规模,设计要求水池完全无渗漏。
大型水池池壁高,迎水面延长米极长沉淀池长宽分别为107米和26米、清水池长为40米,但池壁厚度不厚,仅在260~300毫米之间,均为现浇钢筋混凝土板壁。水池储水量大,水压力高,若施工技术措施不完备或施工不当,极易造成大面积渗漏水。
4.2 工程设想
(1)为防止因地基不均匀沉降而导致水池结构性开裂渗漏水,基础地基加固采用砂垫层方法处理。
(2)防止大体积现浇钢筋混凝土的收缩裂缝出现,在抗渗混凝土内掺入HEA高效防水剂和延长大型水池长度方向设置垂直伸缩缝。
(3)为提高现浇混凝土的抗渗性能,在混凝土池壁内外侧涂抹防水剂。
(4)在工程施工过程中,采用一些技术措施进一步保证现浇钢砼水池的抗渗性能。
4.3 工程抗裂施工措施
4.3.1 基础地基加固
为减少基础沉降,提高地基承载力,地基加固处理采用换填法,即采用砂垫层的方法。以保证结构沉降为柔性均匀沉降。
(1)根据地质勘察报告水池基底标高位于②3层黑灰色黏土层,流塑,土层较差,故基础挖至④1层暗绿-黄色黏土层,土层性质硬塑-可塑,中压缩性,土层较好;以④1层土层作为持力土层,其上的土层均用密实的砂垫层置换。
(2)砂垫层施工时先砌筑挡砂墙,再分层分皮(25毫米一皮,30米长一段)铺砂,再浇水、振捣(平板振动机),经过贯落度检测合格,进行环刀试验,数据合格后再进行下一层施工。
(3)砂垫层干密度经测试为平均值为1.74×103kg/m3大于设计要求的1.6×103kg/m3。
4.3.2 优化混凝土配合比
为防止混凝土自身渗漏,采用抗渗混凝土,抗渗等级S6。由于大体积现浇钢
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
筋混凝土易出现收缩裂缝,为提高混凝土的抗裂性能,在抗渗混凝土内掺入适量的HEA高效防水剂和设置垂直伸缩缝间距,沉淀池伸缩缝间距约为45米。
(1)HEA微膨胀防水的理论分析
HEA 高效防水剂会使混凝土产生适度膨胀在钢筋部位的约束下产生0.2~0.8Mpa的预应力,能有效的补偿混凝土的干缩和冷缩,同时由于HEA水化形成的大量钙矾石晶体,具有填充细孔缝作用,使混凝土中孔径下降,总空隙减少,大大改善了混凝土中孔结构的分布,使混凝土更加密实,显著提高混凝土的抗渗抗裂性能及耐久性和抵抗周围环境介质侵蚀的能力,防止钢筋锈蚀。
HEA防水剂具有缓凝作用,能够延长混凝土凝结时间,且凝结时间可根据工作需要进行调整,对于大面积施工水池非常有利。
HEA混凝土的早期强度及28天强度较基准混凝土提高10%以上,特别是早期强度的提高,对提高工程结构的安全性及防止混凝土早期膨胀能的损失都是有利的,因为混凝土收缩大部分发生的在早期,故HEA混凝土抗裂性能相对提高。
HEA的抗渗性能良好是因为HEA混凝土的膨胀与强度发展协调,使膨胀能得以充分发挥,另外由于HEA的优良减水效果,使混凝土孔隙率减小。密实度进一步提高。
(2)HEA施工控制点
①HEA的活性较大,称量误差大会影响混凝土的强度及坍落度,且不易控制,所以混凝土拌和时严格控制称量误差,称量误差在±1%。
②由于HEA具有与自身相容性的高效减水成份,搅拌时间控制应比普通混凝土延长30~60秒。
③保湿养护至关重要,混凝土初凝后即开始浇水和盖麻袋养护,养护期不少于14天,要始终保持表面湿润状态,以不见白为原则。
④振捣必须密实,不能过振或漏振,采用专人专区负责制,以混凝土开始泛浆和不冒泡为原则。对于大直径套管底部混凝土密实度,在施工过程中通过敲击模板听音的方法检查。
(3)垂直伸缩缝采用橡胶止水带
①橡胶止水带因其延伸性能极好,可随结构不均匀微沉降适当延伸而不产生裂缝,也不因自然温度差异产生较大的热胀冷缩导致材料微裂缝出现,有效地满足了密封防水。
②橡胶止水带采用埋入式位置居中。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
③止水带的宽度为30毫米,XQ-2泡沫塑料填充,内外壁施作双组份聚硫密封膏,密封膏密实,基层垃圾清理干净、干燥。
④该工程采用SGJL-851II型双组分室温固化聚硫密封胶,其对混凝土具有良好的黏结力,并有宽阔的使用范围,可在-550~110C温度下长期使用。其最大伸长率不低于400%,恢复率不低于85%,在30C以下热氧老化寿命长达105年以上。该双组分配比在一般情况下为:基膏:硫化膏=100:10,但根据气温变化可适当增减硫化膏用量来控制密封胶的黏结强度。在施工工程中,严格测定大气温度,在100:8-12之间调整配比,保证了施工质量和密封胶的密封效果。
⑤橡胶止水带应分仓施工,待填充XQ-2泡沫塑料后施工另一仓。4.3.3 内外防水剂
(1)池壁迎水面涂JK2050水性高效有机硅防水剂。
JK2050直接喷涂在混凝土表面,渗透到混凝土表层内5~8毫米,通过其于混凝土的浇合固化作用完全填补了混凝土表面的水化热细微裂缝在混凝土表面形成永久性的不透水层,保证了混凝土池壁的抗渗性能。
(2)池壁外侧涂刷氰凝
池壁外侧±0.00以下及垫层面涂刷JK-19A优质改性氰凝,以阻隔地下水同混凝土池壁的接触,该防水剂抗渗性能优良,耐冲刷,弹性好,抗裂性优异,且耐化学品介质腐蚀,最适合地下及室外防水涂膜。施工时每8小时涂抹一道共4到,保证其涂膜厚度达到100μm以上。
(3)防水剂施工需要先进行基层处理,保证混凝土表面无孔隙、无其它附着物,然后在清洁的表面上涂刷防水剂。
4.4 其他措施
(1)穿墙螺栓处理
加大穿墙螺栓的止水片宽度。通常穿墙螺栓止水片宽度为40×40毫米,但在高度5米以上水池池壁中使用,渗水机率较大,经过理论计算,决定采用75×75毫米的止水片,实践效果非常良好。
根据混凝土的终凝时间和强度发展,池壁侧模拆除规定在混凝土浇捣3天以后,以防止止水螺栓处混凝土的松动。采用微膨胀水泥浆分两次修补穿墙螺栓洞,先将洞口清理干净,再分两次将洞补掉;第一次为洞深的2/3,间隔12小时后,再进行第二次修补,以防止砂浆出现收缩裂缝。二次修补完成后外墙面做成凸出馒头状保护层。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
(2)严格控制混凝土塌落度在120+10毫米左右;对于大型防水套管底部混凝土浇捣,采用侧壁开门子模的方法,并通过敲击模板听音的方法检查大型套管底部混凝土密实度,保证套管底部不渗水。
(3)与设计加强联系,改变套管等处加筋方法,防止钢筋过密而影响混凝土的振捣密实度。
(4)加强施工过程中监控力度,配备充足施工机具和检查人员。
通过对钢筋混凝土水池池壁抗渗措施的研究、探讨、实施,工程的整体质量取得了显著的效果,所有钢筋混凝土钢砼水池经盛水实验检测均无渗漏,一次性通过验收,达到了较好的水平,减少了应修补带来的工期拖延和人力物力的浪费,并且积累了较丰富和全面的经验,对于今后同类型结构的构筑物施工质量提供了有效的保证。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施 结论与展望
钢筋混凝土结构裂缝是影响建筑物满足安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的方面,建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现,是不可避免的,其有害程度是可以控制的,有害与无害的界限是由结构使用功能决定的。因此加强钢筋混凝土结构出现裂缝原因的分析是非常重要的,设计、施工、材料等方面因素对钢筋混凝土结构开裂的影响是相互联系、相互制约的,必须全面系统的考虑。从裂缝的分类入手,弄清裂缝出现的原因,对裂缝采取措施加以正确的处理,能够避免钢筋混凝土结构裂缝的产生或者使裂缝尽可能将其有害程度控制在允许范围之内,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,钢筋混凝土结构裂缝问题将会逐渐得到圆满的解决。保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施
参考文献
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