第一篇:施工论文:浅谈混凝土施工的裂缝与预防措施
施工论文:浅谈混凝土施工的裂缝与预防措施 【摘 要】工程质量是决定工程建设成败的关键,质量的优劣对工程建成后的使用有直接影响,控制工程建设质量是参建各方工作的重点及共同的职责。近几年来,我国基础建设迅速发展,各地兴建了大量的混凝土建筑,但混凝土裂缝现象极为普遍,裂缝的存在不仅影响到砼结构强度、整体性和耐久性,甚至引起严重渗漏,影响并缩短建筑物的使用寿命,成为影响建筑物的正常使用和结构安全的主要因素之一,如何预防、控制砼裂缝,是现代建筑工程施工中普遍关注的问题。
【关键词】施工;裂缝;温度;应力;措施
on the concrete cracks and prevention measures wang qing-feng1,chen xiao-min2(1.hebi coal and electricity co., ltd.to build at the chemical salt hebi henan 458000;
2.henan cheong construction co., ltd hebi henan 458000)【abstract】construction project quality is to determine the key to success, the quality of the pros and cons of the project after the completion of the use of direct influence and control the construction quality is the focus of the parties participating in
the construction and common responsibilities.in recent years, the rapid development of china's infrastructure, built around a large concrete building, but a very common phenomenon of concrete cracks, the presence of cracks in concrete not only affects the structural strength, integrity and durability, and even cause serious leakage, and reduce the impact life of the building, thus affecting the normal use of the building and structural safety of the main factors, prevention, control cracks in concrete, is a modern building construction issues of common concern.【key words】construction;cracks;temperature;stress;measures 1.绪论
随着混凝土商品化及泵送混凝土技术的大量推广,水泥混凝土施工在现代工程建设中占有很重要的地位,而在今天,建筑工程施工中混凝土的裂缝较为普遍,尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。
混凝土是一种由骨料、水泥、水及其他外加剂混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,由于这些初始缺陷的存在使混凝土呈现出一些
非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。此种裂缝对结构影响很大,应尽量避免出现。为控制砼产生裂缝,尤其是宏观裂缝,有必要找出裂缝的原因,采取有效的措施,避免裂缝的发生。
2.温度裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,突发性的外力,温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降,养护环境不当和化学作用引起的裂缝等。施工中遇到的主要是温度裂缝,因此本文简要阐述施工中混凝土温度裂缝的成因和预防措施做一探讨。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。
2.1 裂缝的成因 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应
力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗渗
能力等。
2.2 混凝土温度应力的分析 根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
2.2.1 早期 自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。
2.2.2 中期 自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
2.2.3 晚期 混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。
2.3 温度应力分类:
2.3.1 自生应力 边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。
2.3.2 约束应力 结构的全部或部分边界受到外界的约
束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。
3.混凝土裂缝预防措施
3.1 减轻温度应力 减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
3.1.1 控制温度的措施如下: 采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土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 改善约束条件的措施是: 合理地分缝分块;避免基础过大起伏;合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;
3.2 正确使用外加剂 为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。
许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,比单纯的靠改善外部条件,会更加简捷、经济。
例如使用减水防裂剂,总结其主要作用为:水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生,减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
3.3 养护 养护不好不仅对混凝土强度影响很大,还极易产生裂缝。养护的方法很多,不管采用哪种方法,能使混凝土保持湿养,散发水分越慢越好。采用塑料薄膜进行封闭式的养护方法较为理想,即简单、养护效果好,并能充分利用施工余水进行养护。采用塑料薄膜进行封闭式养护法,由于塑料透水率很低,又能保温,不仅充分利用了施工余水进行养护,而且对减少收缩裂缝起着重要作用。
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的影响,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水
化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。
3.4 施工方法 对软硬地基,应采取必要的防沉降措施,以避免出现沉降裂缝。防止沉降裂缝,施工前应进行必要的夯实和加固;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;防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡;模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。冬季施工注意防冻,基础部分要及时回填、保温,防止冻胀裂缝。拆模时防止受到剧烈冲击、振动,钢模采用有效的隔离剂。
3.5 其它预防措施 合理确定混凝土配合比,混凝土配合比对干缩率影响很大,单位用水量、水泥用量和含砂率越大,混凝土干缩率也越大。选定骨料最佳级配方案,减少空隙率,使混凝土获得最密实的体积。依靠混凝土本身的密实性达到提高混凝土的抗拉强度、减小收缩裂缝的目的。改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
混凝土的振捣:实行快插慢拔、分层振捣的振捣方法。振捣上一层时插入下一层混凝土5cm以消除两层间的接缝。通过二次振捣可以使混凝土更加密实,对提高混凝土的抗拉能力很有力。
4.结论
混凝土施工的裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,由于它的出现会降低建筑物的抗渗能力和承载能力,影响到砼结构强度及砼结构的整体性和耐久性,甚至引起严重渗漏,影响并缩短建筑物的使用寿命,因此对混凝土的各类裂缝要区别对待、认真研究,并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和扩大,保证建筑物和结构安全、稳定地使用。温度变化对结构的应力状态具有显著、不容忽视的影响,施工过程中主要预防温度裂缝,在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义,还应对施工进行严密的组织,严格管理,以保证工程质量。具体施工管理中我们要多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,采取多种处理办法和预防措施。
第二篇:浅谈混凝土施工裂缝论文
浅谈混凝土施工裂缝
摘要:混凝土是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与水(另包括外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的工程复合材料。因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状,并且耐火性好、不易风化、养护费用低,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但是混凝土抗拉能力差、脆性大、容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明,几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见(<0.05mm),一般对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,必须加以控制。
关键词:混凝土,施工裂缝,微裂缝,变形,收缩,原因,预防
目 录
第一章、混凝土施工裂缝的危害 第二章、混凝土施工裂缝产生的原因
2.1 温度变化引起的裂缝 2.2收缩变化引起的裂缝 2.3钢筋锈蚀引起的裂缝 2.4冻胀引起的裂缝 2.5沉陷不均匀引起的裂缝 第三章、混凝土施工裂缝的预防
3.1设计方面的主要控制措施
3.2混凝土材料及配合比方面的主要控制措施 3.3混凝土施工中的主要控制措施 第四章、混凝土施工裂缝补救措施 第五章、总结 参考文献
浅谈混凝土施工裂缝
第一章、混凝土结施工裂缝的危害
钢筋混凝土结构是多组分复合材料,在各种条件变化和各种材料变形不一致的情况下,微观裂缝的产生几乎是不可避免的,这种细微裂缝如果不扩展或在一定范围内扩展的话,它 对一般的工业与民用建筑的正常使用是不会造成危害的,有害与无害的界限由结构使用功能决定的。对钢筋混凝土,特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝,不会迅速导致破坏,只是限制裂缝宽度的问题,使其达不到有害程度。但实际使用过程中,钢筋混凝土结构在荷载作用下或是进一步温差和干缩的情况下,细微裂缝会开始开展并相互贯通,从而发展成较大裂缝,对结构造成极大的影响,形成危害。常见危害有:
⑴影响钢筋混凝土结构的承载能力;
⑵引起钢筋锈蚀,使保护层崩落;
⑶影响钢筋混凝土结构的正常使用;
⑷降低结构刚度,影响建筑物的整体性;
⑸影响钢筋混凝土结构的耐久性能和使用寿命;
⑹影响建筑物的美观;
⑺裂缝大的可能使结构或构件彻底报废、造成工程返工、材料浪费、延迟工期以及较大 的经济损失。
第二章、混凝土裂缝产生的原因
混凝土是一种非均质的复杂多种混和材料,从力学的角度讲其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时,就产生了裂缝。然而影响混凝土内部应力产生裂缝的因素有很多;就其产生的原因,大致可划分如下几种:
2.1 温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350-550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。尤其是在大体积混凝士施工过程中,其体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝士表面就会产生裂缝,具体的温度变化由混凝土本身的水化反应以及外界气温变化影响为主要因素。而且主要体现在大体积混凝土施工中。
2.2 收缩变化引起的裂缝
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碳化收缩。
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,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,称为干缩(缩水收缩)。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干缩。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,且可以是收缩(如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是膨胀(如掺膨胀剂的膨胀水泥混凝土),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。碳化收缩只有在湿度50%左右才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快。碳化收缩一般不做计算。
2.3 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。
2.4 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%。
温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强;骨料中含泥土等杂质过多;混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不力使混凝土早期受冻等,均可能导致混凝土冻胀裂缝。
2.5 沉陷不均匀引起的裂缝
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。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。
第三章、混凝土施工裂缝的预防
影响混凝土裂缝的因素很复杂,不是单一因素造成的。因此控制混凝土裂缝也不只是某一环节的事,涉及包括设计、混凝土原材料质量、混凝土配合比、施工过程中。因此需要在建筑施工过程中各个环节加以努力严格把关才能保证实现设计的混凝土结构的耐久性。
3.1 设计方面的主要控制措施
① 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。当无法回避时,应做局部处理,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。
② 在结构设计中,应重视对于构造钢筋的配置,应该遵守国家建筑设计规范内容;特别是对于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。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;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,且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,满足受力要求。
③ 增加楼板厚度:考虑到楼板双面配筋,并且楼板内暗敷电线管线较多,再加上楼面上30mm细石混凝土地坪常被取消等因素,现浇楼板厚度应为120mm。4.1.4 控制混凝土强度:多层、小高层住宅楼板预拌混凝土强度应≤C30,高层应≤C35。
④ 加强构造配筋:为克服墙角45°斜裂缝,应在墙角配置放射筋(特别在建筑物端部),长度大于1/3跨(不少于1.5~2.0m)。上部支座处负弯矩钢筋宜每隔1根设置1根通长筋,以抵抗板中裂缝及端头裂缝。除受力筋满足要求以外,分布筋间距应适当加密,间距150~200mm。使楼板受力均匀,增强混凝土抵抗温度、干缩变形能力。当选用冷轧扭钢筋时,最小配筋率应满足规范要求。
⑤ 管线敷设:预埋电线管位置应设置在楼板上下两皮钢筋当中,严禁两根管线交错叠放,可采用接线盒方式。当楼板厚度较薄时,应在管线外侧增加钢丝网。
⑥ 重视对结构薄弱部位、易开裂部位的处理,例如深基础与浅基础结合处、高低跨处、高层与底层结合处以及不同结构形式结合处等。
⑦ 设计中处理好柔性和刚性的关系。结构中所有构件都是约束与被约束的关系。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,应灵活运用,达到柔性和刚性并重。
⑧ 设计中可根据实际情况推广使用新型混凝土材料: 补偿收缩混凝土,是指在混凝土中掺入适量膨胀剂或用膨胀水泥配制的混凝土膨胀剂依靠本身的化学反应或与水泥其他成分反应,在混凝土硬化过程中产生一定的限制膨胀补偿混凝土硬化过程中的收缩(以干缩、冷缩为主),打到减少混凝土裂缝的效果。
抗裂纤维混凝土,是指在混凝土中加入聚丙烯纤维(或钢纤维),一方面使混凝土失水面积有所减少,水分迁移较为困难,从而使毛细管道收缩形成的张力有所减少。另一方面,低弹性模量的聚丙烯纤维相对于塑性浆体成为了高弹性模量材料依靠纤维材料与水泥浆之间的界面吸附粘接力、机械齿合力等,增加了材料抵抗开裂的塑性抗拉强度。材料表面的开裂状况得以减轻,甚至消失。另外由于纤维以单位体积内较大数量均与分布于混凝土内部,微裂缝在发展过程中必然遭受阻碍,消耗了能量,难以进一步发展。还有其纤维材料是惰性的,不会与混凝土中的其它材料发生反应。
⑨ 合理的留设施工后浇带,施工过程中混凝土可以自由的收缩,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,提高混凝土抵抗温度变化的能力。
3.2 混凝土材料及配合比方面的主要控制措施
① 严格原材料检验试验:在拌制混凝土之前,必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不合格的材料不得使用。④、保证混凝土连续浇捣:在配备混凝土运输车辆时,应充分考虑交通路况的影响,确保混凝土浇捣的连续性,减少施工冷缝。当混凝土浇捣中停歇时间过长时,应采取接浆处理等应急措施
② 合格确定混凝土的配合比和坍落度:在混凝土配合比设计时,应全盘考虑,多用骨料、少用粉料,以减少裂缝产生。坍落度应适当控制,不宜过大,多层和小高层小于140mm,高层宜小于180mm,尽可能较少混凝土的流动性。应选用高等级低水化热的矿渣水泥,减少水泥用量和水化热。
③ 严格控制混凝土掺合料掺量:混凝土掺合量的掺量比例应合理,以保证混凝土早期强度,提高混凝土的抗拉性能。控制混凝土水灰比,最大用水量应<180㎏/m3。
3.3 混凝土施工中的主要控制措施
① 制定详细的混凝土施工方案。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、施工工艺、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割,最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意,一般来说,因尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区,确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子,应选择当天气温较低时浇筑。如果必须在夏季施工,则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度(应当低于周围环境温度)。
② 浇筑大方量混凝土前应事先制定具有可操作性的施工方案,并在经有关方面批准后实施。土施工方案中要明确混凝土的初凝时间、浇筑方向、一次浇筑的方量、施工缝的留设位置以及处理办法等,避免形成冷缝和因新、旧混凝土未完全咬合而形成局部薄弱界面,降低了混凝土的强度。一般大体积混凝土才送商品泵送混凝土,所以还要制定相关的泵送混凝,另外还必须进行混凝土的测温工作。从已有施工经验的测温情况看,混凝土内部温升的高峰值一般在3.5d内产生,3d内温度可上升到或接近最大温升,内外温差值在20℃左右,控制在规范规定范围内。
③ 在施工过程根据规范合理的调整施工方案。例如调整水平钢筋配筋方案,将水平钢筋置于竖向钢筋外侧,有效减少了混凝土保护层厚度。增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。
④ 为消除商品混凝土的浅表收缩裂缝,应在混凝土表面终凝前的收水时,进行两次或三次压实收光,对掺加活性掺和料的混凝土更应增加收光次数,严禁在表面撒纯水泥进行压实收光,以免收缩裂缝的产生
⑤ 严格养护:楼板混凝土浇捣完毕后,根据当时室外气温,确定养护方案。冬、夏季节,应采取混凝土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。混凝土在浇筑完成后12h内,必须进行浇水养护。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,浇水养护不得少于7d;对掺用缓凝剂或有抗渗要求的混凝土,浇水养护不得少于14d。
⑥ 控制拆模时间:模板的周转配置,应考虑到规定的拆模时间,跨度大于2m,小于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%,当跨度大于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的100%,防止过早拆模引起的混凝土损伤。同时,模板支撑立杆下部与楼面接触部位应设楔子顶紧,防止混凝土在浇捣过程中变形。
⑦ 楼板混凝土浇捣完成后,其强度未达到1.2N/mm2,施工人员不得在楼面操作及堆载材料
第四章、混凝土施工裂缝补救措施
裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的正常使用。混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:
4.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,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深进裂缝的处理。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。
4.2 灌浆、嵌逢封堵法
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入混凝土的裂缝中,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,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
4.3 结构加固法
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。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。
4.4 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。
4.5 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。
4.6 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.第六章、结语
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,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,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,钢筋混凝土结构裂缝 问题将会逐渐得到圆满的解决。
参考文献
[1] 朱耀台、詹树林《混凝土裂缝成因与防治措施研究》[J],《材料科学与工程学报》,2003.5。[2] 陈丽苹《水泥与混凝土裂缝关系的探讨》[J],《福建建筑》,2003.1。
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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
第三篇:混凝土施工论文 施工裂缝论文
混凝土施工论文施工裂缝论文
探索混凝土施工裂缝成因与防治
【摘要】本文论述了混凝土施工产生裂缝的多方面原因,结合工程现状,施工环境,提出应对混凝土施工裂缝的有效措施。从而达到提高混凝土施工技术的目的,有效控制混凝土施工裂缝发生,确保混凝土施工满足工程质量要求,使混凝土施工达到峻工验收时的优良工程。
【关键词】混凝土;温度应力;施工裂缝;养护
引言
在各类项目施工中,某些工程都有不同程度的裂缝的形成和产生,各有不同,没有共性,有的裂缝属贯穿性裂缝,有的是不成片、分散性裂缝,其裂缝的大小、裂缝的深度,裂缝的间距、裂缝的位置分布,裂缝的长度、裂缝的数量(密度)都不一样。由于诸多因素的影响,导致了混凝土施工裂缝的形成,从而使裂缝的产生具有了不确定性和不规律性。特别是在初期施工中,一旦混凝土产生裂缝必将给混凝土的后续施工带来难题,裂缝的出现不仅影响混凝土的施工质量和耐久性,而且也影响正常使用,随着裂缝的深入和发展有可能进一步影响到结构的承载力和工程的安全性,这是施工方最不愿意看到的,也是不好面对的问题。因此,要预防混凝土施工裂缝的发生就必须从裂缝形成的成因入手,认真的、科学的分析引起裂缝的原因,全面掌握应对裂缝和预防
裂缝产生采取的措施,只有这样,才能避免混凝土施工裂缝,才能有效控制和减少裂缝的发生,才能达到混凝土施工标准要求,才能确保工程施工质量。裂缝的成因分析
引起混凝土施工裂缝的原因很多,因素也较为复杂,笔者认为主要有以下五个方面。
1.1 混凝土温度应力引起的裂缝
混凝土在硬化过程期间,水泥会放出大量的水化热,促使其内温不断上升,从而引起表面拉应力。在后期降温过程中,由于受到老混凝土的约束,会在内部出现拉应力,当拉应力大于混凝土的抗裂能力时,表面应力发生剧烈,就会出现裂缝。一般而言,当水泥用量在350~550kg/m3 时,每立方混凝土将释放出17500~27500kJ 的热量,进而形成内外较大的温度差引起混凝土裂缝,同时水泥浆中水分蒸发也会产生干缩裂缝。总而言之,温度应力是引起混凝土施工裂缝的主要原因。要严格控制施工期间混凝土的温度应力变化,要从根本上来控制和预防混凝土施工裂缝的发生。
1.2 混凝土原材料质量问题引起的裂缝
混凝土是由水泥、砂、石、水、外加剂和外掺料组成。这些原材料的质量和数量,配料的比例直接影响到混凝土的质量,在混凝土建筑工程施工中若水泥的产地不知名,交货验收不严格,工地贮藏受潮。砂石质量不符合要求,石、砂表面含泥量超标,粗细砂使用不合理,石料大
小没有严格把关,砂粒径控制不严,集料级配不良,结构不合理,都可引起混凝土施工裂缝。因水泥存放受潮或过久后,质地不佳,都将降低混凝土强度,引起混凝土施工裂缝。砂的粒径越细,用水量用灰量增多,收缩增大,水灰比不稳定。砂石表面含泥量过多,粘结力下降,尤其是包裹型的泥土更为严重,泥遇水成浆,胶结在砂石表面,不易分离,容易引起混凝土施工裂缝。
1.3 混凝土搅拌和温度控制不严引起的裂缝
混凝土的搅拌质量控制不严,浇注不达标,振捣不及时、不到位、不均匀、不密实,搅拌时间过短或过长,入模温度不符合工程要求,入料时段气温条件过高,浇注速度过快,都会引起混凝土施工出现裂缝。一是过快的浇筑,可引起水泥在水化过程中释放出过大的热量,引起裂缝。二是入料时段气温偏高,特别热天中午浇注时,过高的气温更会加剧浇筑温度上升引起裂缝。三是搅拌超时,不仅会产生离析性,而且会摩损料石引起裂缝。四是气温过低(-2℃),施工时间选择不佳,混凝土表面将产生相应的拉应力,如果这些拉应力大于混凝土的抗裂能力,则会导致混凝土施工裂缝。五是环境气温相差过大,导致混凝土体内收缩过大,因早期浇筑的混凝土结构本身钢筋的约束,不能形成整体收缩,混凝土发生过大拉应力,引起混凝土裂缝。
1.4 混凝土养护和运输不规范引起的裂缝
运料过程中,如混凝土出现离析性。养护时若覆盖麻袋或草帘不及时、不到位、不规范。人工洒水如果不及时、不均匀,养护期间时
干时湿,干湿不均,外干过早都会使混凝土内部产生约束,外表面干缩变形,从而产生混凝土施工裂缝。
1.5 其它因素引起的裂缝
地基的不均匀沉陷,地基土质不均,支模不稳定,支架发生水平位移,模板变形,支模间距过大、松动、滑移等,都会产生位移,在混凝土强度未达到一定强度时便会产生过大的剪应力开裂,为提高模板的周转率,过早拆模也可引起混凝土的裂缝。
综合预防混凝土裂缝的措施
引起混凝土裂缝的原因是多方面的,要预防和避免混凝土施工裂缝的发生,就必须严把混凝土施工流程质量关和技术关,从严监管每一施工环节,客观分析施工条件和环境,综合考虑多方面因素,全方位采取预防措施,才能达到预防混凝土施工裂缝之目地,才能使混凝土施工裂缝得到控制。
2.1 支模控制裂缝措施
支模是混凝土施工中的第一道程序,应该严格施工要求。为有效预防混凝土裂缝发生,板最好选用钢模板支架,有利于散热,同时支模一定要稳定,确保不发生移动、位移和滑动等问题,要充分考虑相邻混凝土施工的整体性,尽可能的减少相邻结构浇筑混凝土的时间间隔,越短越好,不宜太长,避免相互的约束性。
2.2 集料控制裂缝措施
砂石、水泥都是混凝土的原材料,其质量是否符合要求,都会直接
影响混凝土的施工质量,要预防混凝土施工裂缝的发生,就必需严把原材料质量关。在混凝土工程施工中,原材料应选用当地材质优良,产地知名的水泥和集料,严格控制砂的粒径(中、粗、细砂),并根据不同工程要求,按规范规定合理采用,同时要从严监控砂石的含泥量,确保砂石料质量检验满足混凝土工程施工要求,以达到预防因集料不合格,而引起混凝土的施工裂缝。
2.3 入料、搅拌、运料控制裂缝措施
进料的配合比、水灰比能否满足混凝土工程施工要求,也同样影响混凝土施工裂缝的发生,因此,进料前对砂石、水泥做到抽样检测,并根据检测结果及时调整配合比,同时,要严格把握混凝土的搅拌时间(规范规定2min),常规施工搅拌时间不宜过短,也不宜过长,否则会使碎石摩损,破坏材料的结构,改变混凝土的配合比。运料地点和时间要规范选定,运料与等待的时间一般在15min~20min 左右即可。
2.4 放料、振捣控制裂缝措施
入料时应首先优选入料环境和气温,最好是白天气温在25℃,夜间气温在16℃为宜,温差不宜过大。放料时一定要做到均匀出料、放料,浇筑的速度可根据结构部位因情况而定,工浇筑速度36m3/ h ,厚度为30cm ,较为合理,振捣一定要密实、匀到位。
2.5 温度控制裂缝的措施
温度应力是引起混凝土施工裂缝的最直接的原因,要预防混凝土施工裂缝就必须严格控制混凝土施工温度,要达到控制混凝土施工温
度应力要求,就必须采取以下措施,首先将入模温度控制在30℃~ 36℃之内,混凝土内温控制在50℃内。二是热天浇筑混凝土时要减少混凝土浇筑的厚度,充分利用浇筑层面散热,气温下降时注意表面保湿。三是采用冷水冷却碎石(卵石),以达到降低混凝土浇筑温度之目的。四是可在混凝土的骨料中加塑化剂等,以改善水泥用量。五是在浇注混凝土的过程中,可采用边浇筑,边降温的方法,即在浇注混凝土的同时,在钢模上喷冷水降温,以防混凝土内部温度过高,而引起混凝土施工裂缝。其次,施工的时段及环境也应有相对的选择,施工时段最好采用早、晚施工,环境可根据当天的环境对应确定,同时应采用正确的合理的分块和分缝。
2.6 养护预防裂缝措施
混凝土浇筑成型后,所处的环境温度和湿度对混凝土的强度影响很大,混凝土在硬化过程中,一定要在一定时间内必须保持一定的温度和湿度,才能使水泥充分水化,以获得较好质量的混凝土。因此,混凝土收浆后在表面应及时覆盖草帘(或麻袋、泡沫海棉)轻型材料,人工洒水养护,可以防止表面拉应力产生,使相对湿度达到90%以上,对防裂有很好的效果,夏天水分蒸发太快,更应及时人工洒水,精心养护。
结语
要使混凝土施工不产生裂缝,就必须结合工程现状,施工环境,认真分析施工条件,严把材料质量关,规范支模、配料、运料、搅拌、振捣、拆模等施工环节,控制混凝土入料温度,按要求及时养护,进而达到
提高混凝土施工技术之目的,有效控制混凝土施工裂缝发生,确保混凝土施工满足工程质量要求,使混凝土施工达到峻工验收时的优良工程。总之,通过预防措施,混凝土施工裂缝是完全可以避免的。
参考文献:
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第四篇:浅谈混凝土的施工温度与裂缝
浅谈混凝土的施工温度与裂缝
中铁二十三局一公司滕州项目部 王金山
内容提要 通过多年的施工现场观察和借鉴有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因,现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施等进行阐述。
关 键 词 混凝土 温度应力 裂缝 控制
混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。尤其在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。
借鉴有关混凝土内部应力的资料和现场施工实践,主要应从以下几个方面进行分析。温度裂缝产生的原因
1.1水泥水化热
水泥在水化过程中放出大量的热,且主要集中在浇筑后的7d左右,大量的水泥水化热使混凝土内部温度升高,在表面引起拉应力;后期在降温过程中,由于受到基础或表面已经凝固的混凝土的约束,因降温收缩的砼又会在混凝土内部引起拉应力,尤其对于大体积混凝土来讲,混凝土内部和表面的散热条件不同,内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,这种内外温差巨大的现象更加严重,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会在混凝土表面就会产生裂缝。1.2混凝土的收缩
混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下这种自发变形不会产生应力,但在受到外部约束时(支承条件、钢筋等),变形受限,在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。混凝土的裂缝主要由塑性收缩、干燥收缩和温度收缩这三种情况引起的。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。1.3外界气温湿度变化的影响
浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快,会造成很大的温度应力,极其容易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,也会导致混凝土裂缝的产生。温度应力的分析 2.1根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
2.1.1早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。
2.1.2中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
2.1.3晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。2.2根据温度应力引起的原因可分为两类:
2.2.1自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
2.2.2约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。2.3 温度的控制和防止裂缝的措施
2.3.1从设计方面,对大体积混凝土进行设计优化
2.3.1.1改善约束条件,减少由于砼自身原因引起的裂缝,在工程结构设计中要特别注意降低大体积结构的约束度。改善约束条件的措施是:
2.3.1.1.1合理地分缝分块; 2.3.1.1.2避免基础过大起伏;
2.3.1.1.3合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;
2.3.1.2裂缝易发生部位加强构造措施:如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋,从而让钢筋代替混凝土承担拉应力,这样可以有效的控制裂缝的发展。
2.3.1.3对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值,因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。
2.3.2从材料方面,合理的选用热量低、放热慢的材料,并结合外加剂的使用,是控制裂缝的重要措施
2.3.2.1合理的选用水泥,减少水泥用量
减少水泥水化过程中释放的热量,降低砼内温度梯度,是控制温度裂缝的重要措施,因此,对于大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种,而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同,水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙(C3A),其他成分依次为硅酸三钙(C3S)、铝铁酸四钙(C4AF)和硅酸二钙(C2S);另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。因此我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥等低热水泥。
2.3.2.2掺加外加料和外加剂
粉煤灰作为一种常见的外加料,可以增加混凝土的密实度,减少水泥用量,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低最终收缩值,能大幅降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升,防止结构出现温度裂缝,是防治混凝土温度裂缝的最有效的方法之一。
2.3.2.3骨料控制
科学设计配合比,在保证强度的前提下,选取粒径大、强度高、级配好的骨料,确定合适的水灰比、水泥用量、砂率,不宜过多增加水泥用量,坍落度不宜过大,这样可以获得较小的空隙率及表面积,从而减少水泥的用量,降低水化热,减少干缩,减小了混凝土裂缝的开展。
2.3.3制定合理的施工方案,加强施工管理
2.3.3.1合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露,调整施工进度,避免在夏季或冬季的极端气候时段进行混凝土施工;夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;
2.3.3.2严格按照实验室签发的配料单进行配料,水、水泥、砂、石子均应以重量计,不得以车、锨数计量。称量偏差控制在允许偏差范围内。拌和程序和拌和时间应通过试验决定,并严格控制;
2.3.3.3夏季施工应注意降低混凝土浇筑温度。降低混凝土浇筑温度应从降低混凝土出机口温度、减少运输和仓面的温度回升两方面入手。
2.3.3.4冬季施工应注意混凝土保温,规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,也需采取保温措施,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;
2.3.3.5浇筑仓面控制。混凝土裂缝最先出现在混凝土的薄弱部位,所以应最大限度地减少薄弱部位出现。
2.3.3.6二次抹压。混凝土浇筑完毕,抹压成型。在混凝土初凝前进行二次抹压,消除因混凝土干缩、塑性收缩产生的表面裂缝,以增加表面混凝土密实度。二次抹压对消除以上原因产生的混凝土表面裂缝效果显著。
2.3.4控制温度措施:
2.3.4.1采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;
2.3.4.2拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度; 2.3.4.3热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热; 2.3.4.4在混凝土中埋设冷却水管,通入冷水降温;
2.3.4.5规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;
2.3.4.6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; 此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要的,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑砼早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。
加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
为保证混凝土施工质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。使用减水剂在实践中总结出其主要作用为:
(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。
(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。
(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。
(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土的抗裂性能。
(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能。2.4 混凝土的表面保护和养护
2.4.1表面保护
混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成,寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:
2.4.1.1防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。
2.4.1.2防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
2.4.1.3防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。2.4.2早期养护
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。另一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。结束语 以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,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,混凝土的裂缝是完全可以避免的。
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第五篇:混凝土的施工温度与裂缝
混凝土的施工温度与裂缝
一、裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,细分可分为:水泥干缩产生的裂缝。温差变化,由热胀冷缩效应引起的裂缝。应力集中引起的裂缝。使用不当造成过载,变形过大引起的裂缝。张拉力引起的裂缝。不均匀沉降引起的裂缝。施工中,在混凝土初凝阶段因模板振动、变形或移位会使结构产生裂缝。加荷过早产生的裂缝。施工缝处理不好则可能在施工缝部位出现裂缝。混凝土预制构件,在脱模、运输、堆放、起吊过程中因各种原因使构件受压区处于受拉状态,都可能使构件产生裂缝。
二、温度应力的分析
在大体积混凝土中,混凝土产生裂缝的主要原因是由于温度应力的作用。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
根据温度应力的形成过程可分为以下3个阶段:
早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征.一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化.这一时期在混凝土内形成残余应力。
中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中.温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形-成的残余应力相叠加.在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
晚期:混凝土完垒冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。
根据温度应力引起的原因可分为两类:
自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
约束应力:结构的垒部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱粱顶板混凝土和护栏混凝土。
这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。
要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。
三、温度的控制和防止裂缝的措施
由于温差的作用,裂缝的产生是不可避免的。根据计算可以看出,可以采用掺加粉煤灰等有效方法,以降低混凝土硬化过程中混凝土内表的温差。因而,在施工中采取适宜的措施,能够避免有害裂缝的出现。
降低水泥水化热。包括: 混凝土的热量主要来自水泥水化热,因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好·精心设计混凝土配合比。采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术,减少每立方米混凝土中的水泥用量,以达到降低水化热的目的;选用适宜的骨料。施工中根据现场条件尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料;选用中粗砂,改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期强度,减少用水量。严格控制混凝土的塌落度。在现场设专人进行塌落度的测量,将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内,一般以7~9cm为最佳,夏季施工时,在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水,强制降低混凝土水化热温度。冬季施工时,采用保温措施进行养护,如技术条件允许,可在混凝土结构中掺加10%~15%的大石块,减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。
降低混凝土入模温度。包括:浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温,尽量避开炎热天气浇筑。加强施工中的温度控制。改善约束条件,削减温度应力。在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层,如技术条件许可,施工时宜采用刷热沥青作为滑动层,以消除嵌固作用,释放约束应力。
提高混凝土的抗拉强度。包括:控制集料含泥量。砂、石含泥量过大.不仅增加混凝土的收缩,而且降低混凝土的抗拉强度,对混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量,将石子含泥量控制在1%以下.中砂含泥量控制在2%以下.减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响,改善混凝土施工工艺。可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法。加强早期养护,提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模置,在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋,以改善应力分布.防止裂缝的出现。
四、混凝土的早期养护
实践证明.混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
从温度应力观点出发,保温应达到下述要求;防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。防止老混凝土过冷.以减少新老混凝土间的约束。
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件.以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。
适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。
从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化.表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。
混凝土现浇板裂缝的防治,从设计、施工方面来剖析楼板裂缝的成因与防治措施。监督与监理是重要保证。现就如何防治住宅现浇混凝土楼板裂缝,提出如下措施。
裂缝产生的设计原因与防治措施在住宅建筑设计中,设计单位必须认真执行《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)等规范的有关规定,采取以下设计技术措施,防治现浇混凝土楼板裂缝。
必须严格执行《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)关于砌体房屋伸缩缝最大间距的规定,在未采取切实可靠的技术措施作保障时,伸缩缝问距不得超越伸缩缝最大间距的规定。住宅建筑平面较为复杂或因工程需要建筑物长度超过规范规定的伸缩缝问距时,宜选用相应的结构计算软件进行混凝土楼板的温度应力分析,确定温度应力集中的部位,从而采取相应的技术措施。
设计中要采取缩小现浇板长度的措施,减少混凝土收缩应力和温度收缩应力影响。要求按照住宅单元设计混凝土现浇板,即相邻住宅单元的混凝土现浇板是不连续板,单元之间隔墙的混凝土圈梁为板底圈梁,并对单元之问隔墙两侧的纵向混凝土圈梁采取局部后浇措施,避免混凝土现浇板由于设计长度过长而产生裂缝。
现浇板厚度必须符合《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)关于现浇钢筋混凝土板最小厚度的要求;跨度较大现浇楼板厚度的确定,应考虑到板在正常使用极限状态下挠度的计算值应符合规范要求;也可适当增加板厚,以提高其刚度,增强混凝土现浇板的抗裂能力。住宅现浇混凝土楼板应按不出现裂缝设计。
外墙设计必须符合节能要求,可按《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)的要求,在外墙内侧设置混凝土圈梁,减少温度对混凝土圈梁及混凝土现浇板的影响,从而避免由于温度影响导致混凝土现浇板产生裂缝。
混凝土现浇板宜采用直径小而间距密的配筋方式,尽量使用变形钢筋,提高钢筋的握裹力,增强混凝土现浇板的抗裂能力。楼板配筋时,应同时考虑荷载应力和温度应力的影响因素。靠近山墙部位的板块宜配置双层双向钢筋网片。墙阳角处应增设放射性钢筋。在温度、收缩应力较大的现浇板区域内,应配置双层双向钢筋网片。屋面板筋宜采用双层双向钢筋。
与楼梯问相对应的两个房间或一个房间的混凝土现浇板,沿房屋长度方向要有1/2的支座负筋全跨贯通,与此房间相对应的纵向混凝土圈梁,需增加2P12纵向钢筋楼层处混凝土楼梯梁的配筋要适当增强,要求梁上部配筋与下部配筋相同,并在两侧增加212附加纵向钢筋。楼层处的混凝土楼梯平台板,沿房屋长度方向的支座负筋需全跨贯通。
各类预留管线应尽量在圈梁及墙体内敷设。必须在楼板内敷设的管线,应尽量平行于楼板受力方向(或双向板的短边方向)布设。现浇板中预埋管线应避免集中布置,预埋管径较粗时,管线必须设置在板厚中心位置;管线应尽量避免立体交叉穿越,确需交叉时应采用布置线盒的方法处理,预埋管线处应采取增设钢筋网等加强措施。(9)住宅的建筑平面设计宜规则,免平面形状突变;特殊条件下应采取在不规则处设置双层双向钢筋网片或暗梁的方法进行处理。
屋面板应设置保温、隔热层,保温层厚度应根据材料的参数进行热工计算,然后确定其厚度。刚性屋面防水层应按规范要求及屋面节点设计详图设置分格缝,分格缝内应嵌填密封防水材料。
裂缝产生的施工原因与防治措施在住宅建筑施工中,施工单位必须认真执行《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T 50315-2011)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)的有关规定,并严格按照施工图设计的要求进行施工。
施工单位要采取以下措施,防治现浇混凝:楼板裂缝。
由于目前住宅建筑施工进度过快,楼板混凝土疏于养护,致使在现浇板内形成较大收缩应力,是造成混凝土楼板裂缝的主要原因之一。因此,科学组织施工,是控制现浇混凝土楼板裂缝产生的主要措施。要求不论在任何情况下,现浇混凝土楼板在浇筑后五日(120小时内,除进行正常的养护工作外,不允许进行上? 楼层的砌筑工程,且不允许在楼板上堆放硬物等施工活动。
现浇混凝土楼板在施工前,应采集现场的砂、石子、水泥等材料进行配合比设计,做好调整试配工作。严格控制水灰比和坍落度。浇筑混凝土时,要保证振捣密实,且不得漏振。
现浇板钢筋的保护层及板厚应严格控制,板的负弯矩钢筋应设置通长钢筋马凳支撑,马凳间距不得小于。浇筑混凝土时应设跳板以免踩乱钢筋。
现浇混凝土楼板在浇筑完毕后,必须按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)的规定覆盖并浇水养护,确保养护标准,减少混凝土的收缩。
主体工程竣工前,不得进行预留纵向混凝土圈梁后浇带的钢筋焊接。待主体工程竣工后,自下而上逐层进行纵向混凝土圈梁后浇带的施工。顶层纵向混凝土圈梁后浇带的施工,必须在混凝土浇筑完毕十日后进行。
在混凝土强度未达到1.2MPa前,不得有踩踏行为,严禁在楼板上倾倒施工材料的行为。
严格控制施工荷载不超过设计荷载,当施工荷载较大时,楼板下应根据计算加设支撑。
现浇混凝土楼板的模板支撑位置,要经过计算来确定。底层模板支撑在回填土上时,要做到回填土夯打密实,避免由于回填土压缩变形或遇水沉降影响现浇混凝土楼板的质量。上下楼层的模板支撑要对应设置,并设置足够的垫板,避免上层施工荷载对下层楼板产生不利影响。现浇板底模拆除时的混凝土强度应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)的规定。拆除现浇混凝土楼板的模板时,要充分考虑该楼层现浇混凝土板承受上层楼板及其它堆放物的影响。若该层楼板承受上层现浇混凝土楼板及其它堆放物的重量时,在该层楼板的混凝土强度未达到100%时,严禁拆除模板支撑。
监督与监理对裂缝产生防治措施质鼍监督部门及工程监理单位,必须认真执行国家规范。规程的有关规定,增强质量意识,强化监督管理,监督和督促各项技术措施的落实,保证现浇混凝土楼板裂缝能得到有效防治质量监督部门必须将防治现浇混凝土楼板裂缝作为质量监督的工作重点,实施重点监督管理。负责监督施工单位落实防治现浇混凝土楼板裂缝的技术措施,对施工单位违反规范、规程有关规定的施工行为,必须责令其限期整改。加强对现浇板施工质量的抽查,并严格检测钢筋混凝士保护层厚度、混凝土强度、楼板厚度等质量技术指标,对不能满足规范和设计要求的工程不准主体验收和装饰工程施工。做到监督超前,尽量消除质量隐患,确保施工质量。
工程监理单位对于现浇混凝土楼板工程,必须采取旁站监理,参与施工的全过程。必须做好原材料进场验收。见证取样送检、混凝土开盘鉴定、计量控制、坍落度检查、钢筋位置控制、板厚度控制!浇水养护、拆模时间等各主要环节的质量监理,并做好相应技术文件。负责落实防治现浇混凝土楼板裂缝的技术措施,协助施工单位制定切实可行的防治裂缝施工方案,并督促施工单位全面落实施工质量目标责任制,确保施工质量。
结束语
以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对干具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,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 是完全可以避免的。