第一篇:毕业论文-墙体或混凝土裂缝控制与措施
混凝土裂缝控制与措施
墙体或混凝土裂缝控制与措施
摘要:混凝土开裂一直建筑工程常见的问题,本文试着从开裂的原因及控制方法和措施作出一点探讨,包括墙体、楼板、基础等。对常见的裂缝(温度裂缝,结构裂缝、材料裂缝、施工裂缝)做了较浅的研究,裂缝的补救只做了较浅的探讨。
关键词:裂缝、温差、控制措施、约束。
CONTROL AND METHODS OF CONCRETE CRACK
[KEY WORD]: crack、temperature difference、control methods、constraint.裂缝产生的原因
裂缝产生的原因可以分为两类:(1)结构性裂缝是由于外荷载引起的,包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受裂缝;(2)材料型裂缝,是由于非受力变形变化引起的,主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的;(3)施工原因。1.1 温度裂缝
温度裂缝产生的主要原因是内外温差引起的温度应力。大体积混凝土由于水泥水化过程产生的水化热积累,浇筑后3~4d内混凝土内部温度急剧上升引起的混凝土膨胀变形,混凝土内部应力表现为压应力,此时混凝土的弹性模量很小,由于温度变化引起的受基础混凝土膨胀变形仍旧很小。温度峰值过后,混凝土由升温期转为降温期,混凝土开始收缩,内部应力表现为拉应力。此时混凝土的弹性模量较大,降温引起的受约束的收缩变形会产生相当大的拉应力,当拉应力超过混凝土同龄期的抗拉强度时,就会产生温度裂缝,对混凝土结构产生不同程度的危害。此外,在混凝土内部温度较高时,外部环境温度低或气温骤降期间,内外温差过大在混凝土表面也会产生较大的拉应力而出现表面裂缝。1.2 收缩裂缝
收缩裂缝包括干燥收缩,塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。1.2.1 干燥收缩
干燥收缩多出现在混凝土养护结束后的一段时间内或混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝产生的主要原因;混凝土受外部环境影响,表面水分损失过快,变性过大,内部混凝土变性较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大的拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。混凝土干缩主要与混凝土水灰比、水泥成分、水泥用量,集料性质和用量,外加剂用量等有关。1.2.2 塑性收缩
塑性收缩是混凝土终凝前,表面因失水过快而产生的收缩,一般在干热或大风天气出现。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素,由水灰比、混凝土的凝结时间、环境湿度、风速、相对湿度等。
1.2.3早龄期收缩
早龄期收缩特指混凝土浇筑后3d的干燥收缩值(包括干燥收缩),文献【5】的研究表明,混凝土浇筑后早期得不到有效地保湿养护,那么早龄期,尤其是第1天内的干缩被大大加剧了
2.外墙裂缝的产生原因
混凝土裂缝控制与措施
外墙裂缝除了以上介绍的原因外还有,就是局部设计的缺陷 2.1局部节点设计缺陷
①保温设计中常常忽视对结构挑出部位,如阳光、雨罩,靠外墙阳台栏板、空调室外机隔板、附壁柱、凸窗、装饰线、靠外墙阳台分户隔墙、檐沟、女儿墙内外侧及压顶等部位的保湿。
②在保温层与其它材料的材质变换处,材质间的弹性模量和线性膨胀系数不同,在温度应力的作用下的变形也不同,极易产生层裂缝。
③窗口周边及墙体转折处等易产生应力集中的部位未铺网格布来分散应力,从而产生裂缝。
3.预拌混凝土 预拌泵送属于大流态混凝土,它与过去现场拌制的塑性混凝土相比,有塌落度大、砂率大,水泥用量的3个显著特点,因此泵送出现裂缝的概率也以往多。
混凝土主要靠水泥水化后与骨料生成人工石,水泥是增强的主要胶结材料。水泥的化学收缩与水泥的品种、标号、细度、用量有关。随水泥标号提高,细度增多,混凝土的收缩值增加。混凝土拌合物在经历化学收缩,塑性收缩,碳化收缩及干燥收缩后,总收缩率约为0.04%~0.06%,所以混凝土自身收缩是其固有的物理特性,也是预拌泵送混凝土出现裂缝的根本原因所在。4.施工因素
4.1 混凝土墙体发生较大的收缩变形
(1)混凝土中水泥用量偏大 C40、C50预拌泵送混凝土、水泥用量为400~500 Kg/m3(2)施工中养护不力 3~7d拆除模板后,没有覆盖或浇水保湿养护(3)水平钢筋配筋率低。
(4)膨胀剂使用效果不佳 掺膨胀剂后,达不到14d限制膨胀率指标,没有发挥出补偿收缩作用。
5.混凝土墙体发生了过大的温度变形(1)水化热引起的温度变形
再拆模后混凝土显著降温使混凝土出现表面裂缝,随着继续降温和收缩,侧面处混凝土拉应力超过fct,裂缝向纵深发展,直至贯通。
(2)昼夜温差引起的变形 进入9月份昼夜温差11~13ºC直接暴露于大气中的混凝土,因为混凝土存在“传热滞后现象”,考虑混凝土随气温变动出现6ºC的瞬时降温差,经计算混凝土18d龄期的综合温差应力为:δ(18)=1.751MPa δ(18)> fct(18)=1.68MPa(开裂)
裂缝的控制措施
一、早期裂缝的控制
早期裂缝的形成,最开始是由于初凝至终凝前后塑性裂缝的出现,这类裂缝中宽度较大的部分细小的微裂缝(称为“隐式裂缝”)则容易被忽视,则在其后的干燥收缩过程中,在出现这类隐式裂缝的薄弱部分,裂缝进一步扩展,最终成为“显式裂缝”,即通常所指的干缩裂
混凝土裂缝控制与措施
缝,由于此时混凝土强度与刚度发展均已相当成熟,因此,处理这类裂缝已不像凝结前后的塑性裂缝那样,可以通过二次抹平等简单方式加以修复。
研究表明,控制这类早期裂缝(包括收缩裂缝与早期干缩裂缝)是有显著效果的
二、早期养护对早龄期收缩的抑制作用 1 早龄期收缩
早龄期收缩特指混凝土浇筑后3d的干燥收缩值(包括干燥收缩),文献【5】的研究表明,混凝土浇筑后早期得不到有效地保湿养护,那么早龄期,尤其是第1天内的干缩被大大加剧了。相对温度的控制
早期养护的关键是保证混凝土浇筑后性能发展所需的一定湿度环境。周围环境的相对湿度对混凝土早期性能尤其是收缩性能的影响很大。文献【5】研究发现,早期相对湿度降低越多,混凝土收缩增幅越大,因此在混凝土浇筑的早期,控制好一定的相对湿度对混凝土收缩的抑制是很关键的。早期养护为主,材料减缩为辅的裂缝控制理念
对早期的自收缩比较大的混凝土,如掺细硅灰的高强混凝土来说,早期保湿或密封养护能大大降低早龄期的干缩,但对自收缩意义不大。那么在养护尽量做到位的前提下,在辅以适当的材料减缩措施便显得更为合理。因此,针对高强度混凝土这类自收缩较大的混凝土,提出“早期养护为主,材料减缩为辅”这一控制理念,早期养护为主是因为通过早期养护可以降低绝大部分发生在早期的干缩,因为这部分干缩通常是早期收缩裂缝的主要因素,而早期的自收缩往往是在干缩没有得到有效控制的基础上,通过其对总收缩的叠加效应最终加速了裂缝的产生。
三、结构约束
混凝土结构在温度与收缩变形时遇到的约束有两类:一类是配筋构件中钢筋对混凝土产生的所谓约束,另一类是由于结构的超静定结构而引起的外约束
钢筋对混凝土的自约束主要是对收缩变形的约束,而温度变形并不受到约束,因为混凝土与钢筋有着基本相同的温度线膨胀系数。如果配筋不合理,则可能产生很大的自约束应力而产生严重的开裂 1.抗裂钢筋
实践证明,通过增加直径较小,间距较密且均匀的抗裂钢筋来控制混凝土结构的温度及收缩裂缝是一条有效地途径。2.膨胀混凝土
使用膨胀混凝土的关键是14d的蓄水养护以及其后的保温、保湿、防风养护及至使用过程中的潮湿、小风环境。掺膨胀剂可以使混凝土在水中或高温环境产生较大的膨胀,但它并不能阻止普通环境下的干缩的发生,只是对干缩有一定的补偿
四、后浇带
后浇带的工作原理是“先放后抗”,但关键是“放”。因此在冬季最冷月之前2个月或2个月之前,这段气温逐渐下降过程中后浇带的大体积混凝土中使用后浇带,会使其发挥最大的“放”的效用,即可以“放掉”掉全部水化热产生的负温差变形又可以“放”掉30%左右的混凝土收缩变形,还可以“放”掉近2个月的季节负温差变形。
五、掺加聚丙烯纤维
参加聚丙烯纤维,可以大大改善混凝土的抗渗性,加入混凝土中的纤维有阻裂效应,能延缓裂缝的产生和扩展,减少及细化裂缝。
聚丙烯纤维参入混凝土;能满足以下要求:(1)能适应较强的碱性环境;(2)暴露在大气中,能耐阳光照射及防老化;(3)在商品混凝土搅拌站生产能满足商品混凝土生产工艺要
混凝土裂缝控制与措施
求,能在水泥混凝土中快速分散均匀分布;(4)与混凝土有良好的粘贴力,能起增强作用。1.提高混凝土抗塑性收缩的能力
聚丙烯纤维加入混凝土中,纯粹是物理作用。纤维的主要作用是从混凝土浇筑到硬化前,混凝土尚未产生足够的强度以抵抗收缩的应力导致微裂缝,加入纤维可以部分抵消内部应力,抑止微裂缝产生和发展
纤维加入可以改善裂缝尖端的应力集中,防止裂缝进一步发展,当裂缝发展与纤维相交时,纤维可抵消部分或全部应力,加入的纤维呈三维无规则分布,有助于消弱混凝土的塑性收缩,收缩的能量分散到每M3数千万条具有高抗拉强度和相对低弹性模量的纤维单丝上,有效地增强混凝土的韧性,抑止微裂缝的产生和发展。同时无数纤维在混凝土内部形成乱向支撑体系,有效阻止骨料的离析,使混凝土粘聚性好,从而阻止了由于干缩引起的裂缝产生,所以掺加聚丙烯纤维,使混凝土内部有害裂缝(裂缝的宽度大于0.05mm)的数量得到有效控制,混凝土渗透性降低,不易碳化。
六、提高预拌混凝土质量、减少混凝土自身收缩 1.抓好混凝土原料质量和混凝土配合比设计
粗骨料、细骨料、水泥、减水剂、掺合料 2.混凝土水化热引起裂缝的预防措施
大体积混凝土由于水化热产生的升温较高,降低幅度大、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。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,预防和控制措施如下 3.降低混凝土入模温度
(1)降低原材料进入搅拌机的温度; 如夏季降低水温,粗骨料遮阳防晒,并洒冷水降温;细骨料遮阳,散装水泥提前储备,避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施限度降低混凝土出机温度
(2)夏季 对罐体喷冷水降温,混凝土泵送管道遮阳防晒 3.2 降低混凝土水化热
①选择中低热品种水泥,优先选用矿渣硅酸盐水泥;②掺入一定比例的粉煤灰;③高效减水剂;④掺加缓凝剂; 3.3掺加UEA膨胀剂
掺入UEA膨胀剂,在最初14d潮湿养护中,使混凝土体积微膨胀,补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝
3.4 采用二次抹压技术
在混凝土初凝前1~2h ,用长刮板摊平表层泥浆,再用铁滚筒碾压数遍,结合蟹子打磨压实,以闭合混凝土初期收缩裂缝,随后铁抹子压实收光,防止水分过快散失而出现干缩裂缝。
七、混凝土干缩裂缝的预防措施
浇筑基础底板,楼板等外露混凝土表面;若无恰当措施极易失水过快产生干缩裂缝。1. 抹平后及时覆盖塑料薄膜或湿草袋,对混凝土进行保湿养护。接缝搭接盖严,避免混凝土水分蒸发,保持混凝土表面处在湿润条件下养护。混凝土终凝后继续浇水养护7d。
2墙、柱、梁的侧模过早拆模,为防止混凝土表面产生干燥收缩裂缝,应在混凝土表面刷养护液,冬季施工时,上述构件拆模后,表面挂草帘养护
3根据混凝土的温度收缩应力公式:混凝土伸缩缝间距越小,温度收缩应力越小,因此大体积混凝土大多靠设缝的办法来解决开裂问题,然而温度应力与缝间距并不呈线性关系,只是在较短的间距内而引起漏水,同时对抗震不利。因此应设置合理的缝间距,同时处理好缝间距防水问题,保证缝间结构的整体性
混凝土裂缝控制与措施 沉降收缩裂缝
该裂缝一般多沿主筋通长方向,在混凝土表面出现,常在浇筑后发生,硬化后停止。裂缝产生原因是浇捣后,骨料颗粒沉落,水泥浆体上浮,受到钢筋或埋设件或大骨料的阻挡,而使混凝土互相分离。另外混凝土本身组成材料沉落不均匀造成开裂。防治措施如下:(1)可采用稠度适当的低流动性混凝土(2)加强混凝土振捣,不能漏振;(3)对于断面相差大的结构物和混凝土剪力墙孔洞口处,先浇筑较深部位,静止1~2h。让混凝土沉降后,再与断面或孔洞上部混凝土一起浇筑;(4)初凝前两次振捣和两次抹压混凝土表面
设计方面:(1)基坑底板高低错落处及底板,墙板交接处应增加构造钢筋,防止裂缝开展;(2)墙体抗裂钢筋的位置;为了提高墙体混凝土的极限抗拉伸能力,增强其抗裂作用,墙体水平构造的钢筋选用细而密的配筋方式。
墙体膨胀加强带部位还要设置温度应力补偿钢筋。温度应力补偿钢筋应垂直于膨胀加强带方向并且直接绑扎在墙体立筋外侧,其设置间距墙水平钢筋间距的2倍(300mm)
5、缝的设置
(1)缩缝,防止混凝土不规则收缩开裂;(2)隔离缝,防止地面与其它结构间不同沉降引起地面开裂;(3)施工缝,防止混凝土浇筑施工中断处的开裂
缩缝的设置不是为了限制混凝土开裂,而是为了控制其开裂的形式,使裂缝的展开有规律,因此缩缝、切缝的时间必须很好控制,一般在混凝土浇筑以后的4~12h。不得晚于12h。缩缝的间距一般为地面厚度的6~24倍,若要扩大缩缝间距,可考虑在地面层内配置钢丝网。
八、施工技术措施
1.优化混凝土配合比
2.混凝土浇筑 为减少混凝土的水化热温升,采取下列措施;(1)降低如墨温度,特别是夏季施工,首先控制混凝土出盘温度,其次用草袋或者麻袋包裹混凝土输送管道,并浇水降温;(2)分层浇筑混凝土,分层厚度小于500 mm 2.1浇筑季节
考虑徐变影响后,夏天浇筑混凝土,1个周期时构件中有较大压应力存在,且在浇筑混凝土后5年内逐渐增大。这说明在冬天浇筑混凝土只能减少结构中的温度拉应力,并不能从根本消除温度拉应力的存在。而且由于徐变随加载龄期不同发生的变化,使产生最大季节温差拉应力的浇筑时间不在每年的温度最低点,而是各自前后向后推迟了1个月。因此为了降低季节温差在结构中产生拉应力,可尽量选择2月或近2月的时间浇筑混凝土,尽量避免8月或接近8月的时间 3.混凝土养护
(1)保湿养护 混凝土表面经过二次抹压后,立即覆盖塑料薄膜,防止表面水分蒸发,保持混凝土处于潮湿状态下养护。特别对于掺入UEA膨胀剂的混凝土,在最初14d内,必须潮湿养护,方能保持膨胀剂发挥膨胀作用
(2)保温养护 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。保温目的:(1)减少混凝土表面热扩散,减少内外温差;(2)延缓散热时间,控制降温速率,有利于混凝土强度增长和应力松弛,避免产生贯穿裂缝,养护一般不小于15d(3)在常温季节 混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法,替代前两种个保温保湿的养护办法。根据混凝土内外温差数据,及时调整蓄水高度
保温养护还应注意两点(1)养护期间随时观察混凝土表面潮湿度,以便及时采取补救措施(2)保温和保湿措施应兼顾考虑要综合考虑水化热温升。施工季节,模板等因素,实时变换养护方法。夏季施工,缩短带模养护时间;春秋季施工,白天保湿夜间保温;冬季施工,前期以保温为主;拆模后不宜向混凝土表面浇水,改用喷雾,或挂上草包、麻袋后洒水
混凝土裂缝控制与措施
4.改进施工工艺 ①表面及时处理 在混凝土初凝前1~2h ,用长刮板摊平表层泥浆,再用铁滚筒碾压数遍,结合蟹子打磨压实,以闭合混凝土初期收缩裂缝,随后铁抹子压实收光,防止水分过快散失而出现干缩裂缝。
九、抑制混凝土碱骨料反应的技术措施
原材料碱含量限值和使用量是控制混凝土最大碱含量的首要条件,从3个途径加以限制;(1)使用碱含量不大于0.6%的水泥,尽量降低水泥用量;(2)不用或者少用含碱的外加剂,控制其引入混凝土含碱量不超过1Kg/m3;(3)不使用含NaCl和KCl的砂,石骨料和水;掺加一定量粉煤灰、火山灰质等活性掺合料,可有效抑制碱-硅酸反应。
结语
混凝土裂缝在建筑工程普遍存在,在实际很难控制和防止。随着科技的进步,近年也出现了许多无缝的构筑物,对以上混凝土开裂的因素作了一些分析,在工程的实际应用中也取得了很大的效果。用单方面的方法控制意义和效果不大,综合各因素的处理会起到显著的作用。相信随着设计理念、建筑材料和施工方法的进步在以后的建筑物中无缝结构会普及。
致谢
在本论文完成之际,笔者也即告别熟悉的**********的校园。本文得到指导老师的细心知道,老师在百忙之中抽出时间认真审阅我的论文并进行了字斟句酌的修改,在此再次对老师的指导表示由衷的感谢。
同时也要感谢对*****年以来教导和鞭策过学生的老师,是各位老师的教导才有了学生今天的收获,谢谢!
参考文献
【1】 王铁梦,工程结构裂缝控制【M】.北京建筑工业出版社.1997 【2】 游宝坤,混凝土膨胀剂应用的若干问题【J】。施工技术,2001,(10)【3】 周小强.地下室外墙裂缝原因分析及处理措施【C】,东南大学工程硕士论文集,2000 【4】 赵文均、王葆露.《预拌泵送混凝土施工中裂缝控制措施》 施工技术(2001)05 【5】 朱耀台.混凝土结构早期收缩裂缝的试验研究与收缩应力场的理论建模【D】杭州大学.2005 【6】 《聚丙烯纤维混凝土超长结构抗裂防渗施工方法》 浙江中成建工集团有限公司 【7】 汪文忠.《楼板混凝土裂缝控制与防治》 施工技术(2001)05 【8】 袁勇、万在龙、王正平、孙俊新、杨红《墙板整浇施工中合成纤维抗裂技术的应用》.施工技术(2001)05 【9】李富民、陈力、李果.《混凝土结构温度及收缩裂缝控制问题的探讨》施工技术(2005)08 【10】 《早期养护队HSPC和泵送混凝土早期裂缝控制的意义》施工技术(2002)04 【11】 黄振利.《外墙外保温抗裂技术的研究》 施工技术(2005)07 【12】 建筑施工.高等教育出版社 【13】 建筑材料.高等教育出版社.
第二篇:墙体裂缝控制方案和施工措施
防止墙体裂缝施工措施
砌体工程裂缝的成因是多种多样的,有沉降、温度、收缩、荷载、施工等因素引起的裂缝。其中常见的是温度和收缩裂缝,其表现形式主要有:
墙体竖向裂缝。这种裂缝常出现在窗台上、窗洞的两个下角处,有的出现在墙的顶部上宽下窄。多数窗台缝出现在底层,二层较少。填充墙墙中和柱交接处也可能出现此类裂缝
墙上的斜裂缝。在窗口转角、窗间墙、窗台墙、外墙及内墙上都可能产生此类裂缝。常出现在纵向墙上两端部、女儿墙端部转角处及顶层内墙上。
墙上水平缝。常出现在女儿墙根部、顶层窗口处及填充墙顶部。此类裂缝一般沿灰缝错开,而斜裂缝既可沿灰缝,也可横穿砌块和砖块
造成砌体墙体出现温度和收缩裂缝的原因很多主要有: 房屋保温措施不到位。房屋长度超长,累计变形大
墙体抗拉、剪强度和变形能力较差,特别是顶层 水泥类砌块龄期较短,后期收缩大。
砌筑砂浆水灰比较大,施工进度快,造成灰缝收缩较大 在墙上任意开凿管槽,且随意修补 填充墙构造措施不到位。防治方案: 材料方面
1、采用中砂严禁其含泥量过大而使水泥砂浆强度降低,严格控制水泥砂浆配合比,保证水泥砂浆强度和耐久性。
2、为了有效控制砌体收缩裂缝对砌筑时的砌块龄期必须严格控制,龄期宜大于45天,不应小于28天,因龄期越长,其体积越趋于稳定。
3、砌块块材应采用有产品合格证、产品性能检测报告、主要性能的进场复验报告。
4、砌块在运输、装卸过程中,严禁抛仍和倾倒。进场后应按品种。规格分别堆放整齐,堆放高度不得超过2m,并应防止雨淋。施工方面
填充墙砌至接近梁、板底时,应留一定缝隙,待填充墙砌筑完毕并应至少间隔15天后,再将其补砌挤紧。补砌时,对双侧竖缝用高强度等级的水泥砂浆嵌填密实。框架间填充墙拉结筋应满足砌块模数要求,不应折弯压入砖缝。
填充墙采用加气砼砌块等材料时。框架柱与墙的交接处宜用15mm*15mm的 木条预先留,在加贴网片前浇水湿润,再用1:3水泥砂浆嵌实。
4、通长现浇钢筋砼板应一次浇筑完成。
5、砌体结构砌筑完成后宜60天后再抹灰,并不应少于30d
6、每天砌筑高度宜控制在1.8m以下,并应采取严格的防风、防雨措施。每层墙高的中部增设高度为120mm与墙体同宽的混凝土腰梁。
7、严禁在墙体上交叉埋设和开凿水平槽;竖向槽必须在砂浆强度达到设计要求后,用机械开凿,且在粉刷前,加贴钢丝网片等抗裂材料。
8、宽度大于300mm的预留洞口应设钢筋砼过梁。并且伸入每边墙体的长度不应小于250mm。
9、各抹灰层应防止快干、水冲、撞击和震动,在凝结后应采取措施防止玷污和损坏。对于普通砂浆,抹灰层应在湿润条件下养护。宜在抹灰层上喷养护剂,经行充分养护。措施方面 按照规范要求墙体大于5m长度居中设置构造柱,墙体高度超过4m设置腰梁,其梁的高度不小于1/30梁长,且不小于120mm。
砌块墙与构造柱之间的拉结筋宜采用直径3.5mm,拉结筋应沿墙每隔50mm设置。
砌块墙与钢筋混泥土框架柱接茬处宜铺设>500mm宽的钢丝网片,其钢筋宜采用植筋方法固定在框架柱上。拉结钢筋宜采用直径3.5mm的钢筋,砌块墙体与钢筋混泥土框架柱之间预留10mm-15mm的空隙,待墙砌筑完成后该缝隙应用砂浆镶嵌密实。
外墙转角及内、外墙交接处应咬砌,并在沿墙高度1m左右的灰缝内配置钢筋或网片,每边深入墙体内1m,山墙沿墙高1m左右的灰缝内另加通长钢筋。砌体转角和结交部位应同时砌筑,对不能同时砌筑又必须留设临时时间段处,应砌斜插。
后砌墙段的非承重墙、填充墙或隔墙与外承重墙相交处,应沿墙高900mm-1000mm处用钢筋与外墙拉结,且每边深入墙内的长度不小于700mm。
混凝土与后砌墙之间,砌筑时要在两者之间预留出20mm-30mm的空隙,深度一班在30mm左右,砌筑完成后,一般静置28天后处理施工缝,采用填塞聚苯颗粒砂浆或其他柔性材料的方法,然后在墙面两侧布置耐碱玻璃纤维网。
填充墙砌筑至接近梁、板底时,预留一定的空隙,待填充墙砌筑完成并应至少间隔7天后,再将其补砌挤紧,补砌一般采用侧转,立砖或斜砌挤紧。其倾斜度约60度,砌筑砌筑砂浆饱满。此外砌块填充墙宜预留空隙,控制在10mm-20mm,空隙处一般可采用膨胀水泥砂浆或其它柔性材料镶填,再在表面打弹性玻璃胶条保护。防止钢筋混凝土现浇楼板裂缝施工措施
混凝土的用水量是影响现浇混凝土楼板裂缝最主要,也是最关键的因素。混凝土的用水量灰从三葛方面影响现浇楼板裂缝的产生。第一,混凝土用水量的增加不仅灰增加混凝土结构内部毛细孔的数量,而且会增加混凝土浇筑成形后毛细孔内含水量,从而将增大混凝土的塑性收缩和干燥收缩。第二,在保证混凝土强度不变的情况下,混凝土用水量的增加会相应增加水泥用量,而水泥用量的增加同样会增加混凝土结构内部毛细孔的数量,也会增大混凝土的塑性收缩和干燥收缩。第三,混凝土用水量增加,是混凝土中泌水增加,而泌水增加,促使混凝土中有更多的毛细孔相贯通,使毛细孔中水份蒸发的更快。从而增加混凝土的塑性收缩和干燥收缩。所以在浇筑砼时,坍落度严格按照设计要求控制。防治方案: 材料方面
1、水泥宜优先采用早期强度较高的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。
2、混凝土应采用减水率高、分散性能好、对混凝土收缩影响较小的外加剂,其减水率不应低于12%。
3现浇板的混凝土应采用中、粗砂。施工方面
(1)砼结构的裂缝控制,施工前模板和支撑经过计算,除满足强度要求外,还须由足够的刚度和稳定性,边支撑立杆与墙间距不应大于300mm,中间不宜大于800mm,砼强度满足规范要求才能拆模。
(2)严格控制现浇板的厚度和现浇板中钢筋保护层的厚度。阳台、雨篷等悬挑现浇板的负弯矩钢筋下面,应设置间距不大于500mm的钢筋保护层支架,在浇筑砼时,保证钢筋补移位。
(4)现浇板中的线管必须布置在钢筋网片之上(双层双向配筋时,布置在下层钢筋之上),交叉布线处应采用线盒,线盒的直径应小于1/3楼板厚度,沿预埋管线方向应增设Φ6@300、宽度不小于450mm的钢筋网带。水管严禁水平埋设在现浇板中。
(5)楼板混凝土浇筑前,必须搭设可靠的施工平台、走道,施工中应派专人护理钢筋,确保钢筋位置符合要求。
(6)现浇板浇筑时,在砼初凝前进行二次振捣,在砼终凝前进行两次压抹。(7)施工缝的位置和处理、后浇带的位置和砼浇筑应严格按设计要求和施工技术方案执行。后浇带应在其两侧砼龄期大于60d后再施工,浇筑时,应采用补偿收缩砼,其砼强度应提高一个等级。(8)砼保护层的偏差,严禁使用碎石及短钢筋头作梁、板、基础等钢筋保护层厚度的垫块。梁、板、柱、墙、基础的钢筋保护层宜优先选用塑料垫卡支垫钢筋。(9)混凝土养护时间均不少于14天。每天根据天气情况,淋水次数应能使砼处于湿润状态,日平均温度低于5℃,不应淋水。现浇板养护期间,当混凝土强度小于1.2Mpa时,不应进行后续施工。当混凝土强度小于10Mpa时,不应在现浇板上吊运、堆放重物。吊运、堆放重物时,应采取措施,减轻对现浇板的冲击影响。
防止楼地面渗漏施工措施
楼地面不规则裂缝产生的主要原因是材料选用不当或施工养护不到位。基层表面存在浮灰等杂物时,与面层之间出现了隔离层,这是楼地面空鼓的主要原因。采用界面剂增强基层与面层的粘结力是克服楼地面空鼓的有效措施,界面剂涂刷与浇筑面层要随刷随浇筑。防治方案: 材料方面
宜采用早强型的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。选用中、粗砂,含泥量≤3%。
面层为细石砼时,细石粒径不大于15mm,且不大于面层厚度的2/3;石子含泥量≤1%。施工方面
(1)浇筑面层砼或铺设水泥砂浆前,基层应清理干净并湿润,消除积水;基层处于面干内湿时,应均匀涂刷水泥素浆,随刷随铺设水泥砂浆。
(2)严格控制水灰比,用于面层的水泥砂浆稠度应≤35mm,用于铺设地面的用塌落度≤30mm。
(3)水泥砂浆面层要涂抹均匀,随抹随用短杠刮平;砼面层浇筑时采用平板振捣器或锟子滚压,保证面层强度和密实
(4)掌握和控制压光时间,压光次数不小于2遍,分遍压实
(5)地面面层施工24h后,进行养护,加强对成品的保护,连续养护时间不少于7d,当环境温度低于5°C时,采取防冻措施。
(6)厨、卫间楼地面渗漏水控制和施工措施,上下水管等预留洞口坐标位置应正确,洞口形状为上大下小。PVC管穿过楼面时,采用预埋接口配件的方法。现浇板预留洞口填塞前,应将洞口清洗干净,毛化处理、涂刷加胶水泥作粘结层。洞叩填塞分二次浇筑,先用掺入抗裂防渗剂的微膨胀细石砼浇筑至楼板厚度的2/3处,待砼凝固后进行4h蓄水试验;无渗漏后,用掺入抗裂防渗剂的水泥砂浆填塞,管道安装后,应在管周进行24h蓄水试验,不漏不渗为合格。防水层施工前,应先将楼板四周清理干净,阴角处粉成小圆弧。防水层的泛水高度不得小于300mm.地面找平层朝地漏方向得排水坡度为1%-1.5%,地漏叩要比相邻地面低5mm。有防水要求得地面施工完毕后,进行24h蓄水试验,蓄水高度为20-30mm。卫生间墙面用防水砂浆分2次刮糙。
(7)墙根处时地面渗漏水的关键部位,将防水层上翻30cm是保证墙角处不渗漏水的有效措施。卫生间内要保证地漏处位置最低。防止外墙渗漏施工措施
外墙脚手架孔及预留洞眼处渗水是最常见的质量通病之一。因此,填塞时应认真细致,其填塞步骤为:清除浮灰与污物,浇水湿润,洞口内底面和两侧面先刮一层防水砂浆,接着塞入面干内湿的砖头,再将砖头周边缝隙塞紧嵌实,最后,在洞口外侧先加刷一块厚度不宜大于6mm,每边比洞口大30mm的1:3防水砂浆增强层。混凝土和轻质砌块基层采用的化学毛化主要有批界面剂砂浆或喷1:2聚合物水泥砂浆的做法。采用措施进行化学毛化后应及时浇水养护,养护时间不宜少于7天。对于爬升脚手架洞眼和剪力墙对拉螺栓孔采用施打发泡剂的处理方法,施打前现将孔眼中的杂物清理干净,发泡剂连续施打一次成型,填充饱满。混凝土面凹凸明显部位应事先剔平或用1:3聚合物水泥砂浆补平
不同材料基体交接处,必须铺设抗裂钢丝网或玻纤网,与各基体间的搭接宽度不应小于150mm。施工方面
(1)外墙空鼓、开裂、渗漏得控制,刮糙不少于2遍。每遍厚度宜为7-8mm,;面层宜为7-10mm。
(2)外墙抹灰用砂含泥量应低于2%,细度模数不小于2.5。严禁使用石粉和混合粉。(3)砼或烧结砖基体上的刮糙层为1:3水泥防水砂浆。轻质砌体上宜为1:1:6防水混合砂浆。
(4)每一遍抹灰前,必须对前一遍的抹灰质量(空鼓、裂缝)检查处理后采进行;两层间的间隔时间不应少于2-7d,达到冬季施工条件时,不应进行外墙抹灰施工;割抹灰层接缝位置要错开,并设置在砼梁、柱中部。
(5)抹灰层总厚度≥35mm且≤50mm(含基层修补厚度)时,必须采用挂大孔钢丝网片的措施,且固定钢丝网片的固定件锚入砼的基体的深度不应小于25mm,其他基体的深度不小于50mm,(6)外窗台、腰线、外挑板等部位粉出不小于2%的排水坡度,且靠墙体根部处应粉成圆角;滴水线宽度应为15-25mm,厚度不小于12mm,且粉成鹰嘴式。
外墙抹灰质量的优劣,直接影响着外墙的防水效果,因此,每一遍抹灰前,都必须对前一遍的抹灰质量进行全面检查和修补。
外墙保温体严禁采用湿做法饰面板。外墙干挂饰面板在挂板前,要求设置一道防水层。防止门窗渗漏施工措施 施工方面
安装完毕后,按有关规定规程委托有资质的检测机构进行现场检验。
门窗框安装固定前,对预留洞口尺寸进行复核,用防水砂浆刮糙处理后,再实施外框固定。外框与墙体的缝隙宽度应根据饰面材料确定。门窗安装应采用镀锌钢片连接固定,镀锌钢片厚度不小于1.5mm,固定点从距离转角180mm处开始设置,中间间距不大于500mm。严禁用长脚螺栓穿透型材固定门窗框。
门窗洞口干净干燥后,施打发泡剂,发泡剂连续施打,一次成型,充填饱满。溢出门窗框外的发泡剂在结膜前塞入缝隙内,防止发泡剂外膜破损。门窗框外侧留5mm宽色纹打胶槽口; 打胶面应清理干净干燥后方可施打,选用中性硅酮密封胶,严禁将密封胶施打在涂料面层上。塑料门窗五金安装时,设置金属衬板,其厚度不应小于3mm。紧固件安装时,先钻孔,后拧入自攻螺栓,禁止直接锤击打入。
为防止推拉门窗扇脱落,设置限位块其限位块间距应小于扇块的1/2。
现场施打的发泡剂与空气接触后,表面会产生一层氧化胶膜,具有一定的防水效果,当发泡剂与洞口边的防水砂浆抹灰层和门窗框紧密粘结后,会形成一道防水屏障。因此,发泡剂施打前,必须将门窗框与洞口间缝隙内的污染、浮灰等清理干净,并保持干燥,保证发泡剂与之有效粘结。发泡剂应连续施打,一次成型,填充饱满;临时固定用的木楔撤掉后,及时补打发泡剂;溢出门窗框外的发泡剂,应在结膜硬化前塞入缝隙内,防止发泡剂外膜破损,降低防水效果。
防止屋面渗漏施工措施
找平层开裂会引发防水卷材层的来列和脱壳。通过控制找平层混凝土的施工质量、增设纲纪网片、合理设置分格缝隙和加强养护等措施来消除起砂、开裂等现象 施工方面 卷材防水层,基层处理剂涂刷均匀,对屋面节点、周边、转角等用毛刷现行涂刷,基层处理剂接缝胶粘剂、密封材料等应与铺贴的卷材材料相容。
防水施工前,先将卷材表面清刷干净;热铺卷材时,玛渧脂涂刷均匀、压实、挤密,确保卷材防水层与基层的粘结能力。
不应在雨天、大雾、雪天、大风天气和环境平均温度低于5度时施工,应防止基层受潮。应根据建筑物的使用环境和气候条件选用合适的防水卷材和铺贴方法,上道工序施工完,应检查合格,方可进行下道工序。
卷材大面积铺贴前,先做好节点密封处理,附加层和屋面排水较集中部位(如屋面与水落口连接处、檐口、天沟、檐沟、屋面转角处、板端缝等)细部构造处理、分格缝的空铺条处理等,由屋面最低标高处向上施工;铺贴天沟、檐沟卷材时,顺天沟、檐沟方向铺贴,从水落口处向分水线方向铺贴,尽量减少搭接。
上下层卷材铺贴方向要正确,不能相互垂直铺贴。相邻两副卷材的接头相互错开300mm以上。
叠层铺贴时,上下层卷材间的搭接缝应错开;叠层铺设的各层卷材,在天沟与屋面的连接处应采取叉接法搭接,搭接缝要错开;接缝留在屋面或天沟侧面,不留在沟底,搭接无滑移、无饶边。
高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材的搭接缝,用材料性能相容的密封材料封严。面各道防水层或隔气层施工时,伸出屋面各管道、井道及高出屋面的结构处,用柔性防水材料做泛水,高度不小于250mm。管道泛水不小于300mm.最后一道泛水用卷材,用管箍或压条将卷材上口压紧,再用密封材料封口。刚性防水屋面。
刚性防水层与山墙、女儿墙以及突出屋面结构的交接处留缝隙、做柔性密封处理。
细石砼防水层不直接摊铺再砂浆基层上,与基层间设置隔离层,隔离层用纸胎油毡、聚乙烯薄膜、纸筋灰、1:3石灰砂浆。
在出屋面的管道处与防水层相交的阴角处,留设缝隙,用密封材料嵌填,并加设柔性防水附加层;收头固定密封,其泛水做成圆弧形,并适当加厚。
在梯间墙与防水层之间应设置分隔缝,缝宽15-20mm,并嵌填密封材料,上部铺贴防水卷材,离缝边每边宽度不小于100mm。
细石砼防水屋面施工除符合相关规范要求外还应满足:①钢筋网片采用焊接型网片。②砼浇捣时,先铺2/3厚度砼,并摊平,再放置钢筋网片,后铺1/3的砼,振捣并碾压密实,收水后分两次收光。③格缝应上下贯通,缝内不得有水泥砂浆等杂物。待分格缝和周边缝隙干净干燥后用与密封材料相匹配的基层处理剂涂刷,待其表面干燥后立即嵌填防水油膏。密封材料底层填背衬泡沫棒,分格缝上口粘贴不小于200mm宽的卷材保护层④砼养护不小于14d。
C、屋面西部构造,天沟、檐沟
①天沟、檐沟增设附加层,采用沥青防水卷材时,增铺一层卷材;采用高聚物改性沥青防水卷材或合成高分子防水卷材时,采用防水涂膜增强层。
②天沟、檐沟与屋面交接处的附加层空铺,空铺宽度不小于200mm;天沟、檐沟卷材收头处密封固定。
③斜屋面的檐沟应增设附加层,附加层在屋面檐口处要空铺200mm,防水层的收头用水泥钉钉在混凝土斜板上,并有密封材料封口,檐沟下部做鹰嘴和宽度、深度100mm的滴水槽。女儿墙泛水、压顶防水处理应符合下列要求:
①女儿墙为砖墙时卷材收头可直接铺压再女儿墙的砼压顶下,如女儿墙较高时,可在砖墙上留凹槽,卷材收头压入凹槽内并用压条钉压固定后,嵌填密封材料封闭,凹槽距屋面找平层的最低高度不小于250mm。
②女儿墙为砼时卷材的收头采用镀锌钢片压条或不锈钢压条钉压固定,钉距≤900mm,并用密封材料封闭严密;泛水采用隔热防晒措施,在泛水卷材面砌砖后抹水泥砂浆或细石砼保护,或涂刷浅色涂料,或粘贴铝箔保护层。D、水落口处防水处理符合要求: 水落口杯埋设标高应正确,考虑水落口设防时增加的附加层和柔性密封层的厚度及排水坡度加大的尺寸。
水落口周围500mm范围内坡度不小于5%,并先用防水涂料或密封材料涂封,其厚度为2-5mm,水落口杯与基层接触处留宽20mm、深20mm的凹槽,以便嵌填密封材料。E、变形缝的防水构造处理符合要求,变形缝的泛水高度不小于520mm。防水层铺贴到变形缝两侧砌体的上部。
变形缝内填聚苯乙烯泡沫塑料,上部填放衬垫材料,并用卷材封盖。变形缝顶部加扣砼或金属盖板,砼盖板的接缝用密封材料嵌填。F、伸出屋面管道周围的找平层应做成圆锥台,管道与找平层间应留凹槽,并嵌填密封材料;防水层收头处,应用金属箍箍紧,并用密封材料封严,具体构造应符合下列要求:
①管道根部500mm范围内,砂浆找平层应抹出高30mm坡向周围的圆锥台,以防根部防水 ②管道与基层交接处预留200mm×200mm的凹槽,槽内用密封材料嵌填严密。③管道根部周围做附加防水增强层,宽度和高度不应小于300mm。
④防水层贴在管道上的高度不应小于300mm,附加层卷材应剪出切口,上下层切缝粘贴时错开,严密压盖。
⑤附加层及卷材防水层收头处用金属箍箍紧在管道上,并用密封材料封严。室内标高几何尺寸控制施工措施 房屋标高(净高)、轴线、板厚、门洞尺寸等几何尺寸偏差对房屋感观和使用功能有一定的影响,已引起人们越来越多的关注 施工方面
1、砌体标高、轴线等几何尺寸的控制,砌体施工时应设置皮数杆。皮数杆上应标明皮数及竖向构造的变化部位,砌筑完每一层楼后,应及时弹出标高和轴线控制线。施工人员应认真记录好测量记录,并及时报监理验收。
2、装饰施工前,应认真复核房间的轴线、标高、门窗洞口等几何尺寸,发现超标时应及时进行处理。(激光测距仪控制)
3室内尺寸允许偏差应付和下列规定: ①净高度为:±18mm.②室内方正与垂直偏差小于0.3%,且小于15mm。楼板水平度:5mm/2m。
混凝土构件的轴线、标高等几何尺寸控制
①砼构件的轴线、标高控制,施工过程中的测量放线由专人负责进行,各种测量仪器定期校验 ②主体砼施工阶段及时弹出标高和轴线的控制线(如墙面1m线、地面方正控制线)准确测量,认真记录,并确保现场控制线标识清楚。
③模板支撑完成以后。要测量、校正模板的标高和平整度。④严格控制现浇板的厚度。再砼浇筑前做好现浇板厚度的控制标识。每2m范围内设置一处。⑤楼地面水平结构构件施工完毕后,在柱、墙上抄出水平控制线,已控制住宅工程的建筑标高
⑥模板的背楞统一使用硬质木材或金属型材,统一加工尺寸。浇筑混凝土墙板、柱时,在现浇楼面埋设Φ48的钢管,增设斜撑,以增强模板的刚度和平整度。
⑦根据砼的侧压力,墙、柱自楼面向上采取下密上疏的原则布置对拉螺栓。⑧模板支撑完成后,要全面检查模板的几何尺寸,合格后方可进入下一道工序。室内方正偏差的测量方法见下图:在任一边量取不小于1m的距离AB,分别以A、B为圆心,AB长为半径画圆,其交点C与AB的中点D相连,测量D到平行于DC强面的距离DE和DC的延长线到平行于AB墙面交点F到平行于DC墙面的距离FG,两距离相差小于0.3%,并小于15mm,即(FG-DE)/DE小于±0.3%,且FG-DE小于15mm
室内空间尺寸测量的控制点、线。在室内每个房间地面距纵横墙体50cm处和中心点用十字交叉线标出净高测量点,用激光测距仪测出每个房间5个点的净高尺寸,具体见附图。地下室结构裂缝、渗水措施
1、混凝土裂缝、渗水 施工方面、筑混凝土前,应考虑混凝土内外温差的影响,采取适当得措施。、防水混凝土结构内设置的各种钢筋或绑扎的低碳钢丝不应接触模板。固定模
板而穿过混凝土结构的螺栓应加焊止水环。拆模后,将留下的凹槽封堵密实,并在迎水面涂刷防水涂料。、用预拌混凝土,其质量指标应在合同条款中明确,施工时应加强现场监控力 度,安排专人检测混凝土的塌落度,其和易性应满足要求。、混凝土采用分层浇筑,泵送混凝土每层厚度宜为500~700mm,插入式振动 器分层振实,板面应用平板振动器振捣,排除泌水,进行二次收浆压实。、防水混凝土水平构件表面宜覆盖塑料薄膜或双层草袋浇水养护,竖向构件宜 采用喷液养护液进行养护,养护时间不应少于14d。
2、变形缝渗、漏水 施工方面
地下工程在施工过程中,应保持地下水位低于防水混凝土500以下,并应排除地下水。金属止水带宜折边,连接接头应满焊、焊缝严密。用木丝板和麻丝或聚氯乙烯泡沫塑料板作填缝材料时,随砌随填,木丝板和麻丝应经沥青浸湿。
埋入式橡胶止水带施工时,严禁在止水带的中心圆环处穿孔,应埋设在变形缝横截面的中部,木丝板应对准圆环中心。止水带接长时,其接头应锉成斜坡,毛面搭接,并应相应的胶粘剂粘结牢固。金属止水带接头应采用相应的焊条满焊。
采用膨胀止水条嵌缝,止水条应具有缓胀性能,使用时,应防止先期受水浸泡膨胀。
3、后浇带缝渗、漏水 施工方面:
墙体不应留垂直施工缝。墙体水平施工缝不应留在剪力与弯矩最大处或底板与侧墙交接处,应留在高出底板不小于300mm的墙体上。后浇带施工缝浇筑混凝土前,应将其表面浮浆和杂物清除,并凿到密实混凝土,再铺设去石水泥砂浆。浇筑混凝土时,先浇水湿润,再及时浇灌混凝土,并振捣密实。后浇带混凝土应进行养护。沉降变形控制 施工方面:
施工前,应编制详细的施工组织设计方案,并按规定程序审批。
施工机械必须签订合格,计量设备应经计量标定且能保证正常工作,主要工种施 工人员应持证上岗。
施工中采用的钢材、水泥、砂石、外加剂、预制构件等材料应有出场合格证,进 场要进行外观等检查,需要进场检验的应按规定抽样检测,不符合要求的不得使用。采用桩基和地基处理的,若缺乏地区经验时,必须在开工前进行施工工艺试验。
设计等级为甲、乙的建筑物,单桩竖向承载力特征值Ra或地基处理后承载力特征值fspk应按规范根据静载荷试验确定。试验数量不少于总桩数的1%,且不少于3根(处)。桩基工程施工,应确保有效桩长和进入持力层深度。当以桩长控制时,应有计量
措施保证;当以持力层控制时,预制桩沉管灌注桩等应严格控制压力值(电流值、锤击数)来确定进入持力层和进入持力层深度,钻孔灌注桩应对持力层土性质进行鉴别验收,载清孔、孔底沉渣(虚土)厚度满足设计要求后,及时封底和浇筑混凝土。
桩基施工后,应有一定的休止期,挤土时砂土、黏性土、饱和软土分别不少于14d、21d、28d,保证桩身强度和桩周土的超孔隙水压力的消散和被扰动土体强度的恢复。桩基工程验收前,按规范和相关文件规定进行桩身质量、承载力检验。检验结果 不符合要求的,载扩大检测和分析原因后,由设计单位核算认可或出具处理方案进行加固处理。
宜兴市第二建筑安装工程公司
2007年3月25日 乐颐大厦工程 住 宅控 工制 程及 质预 量防 通措 病施
宜兴市第二建筑安装工程公司 2007、3、25 目录
一、防止墙体裂缝施工措施
二、防止钢筋混凝土现浇楼板裂缝施工措施
三、防止楼地面渗漏施工措施
四、防止外墙渗漏施工措施
五、防止门窗渗漏施工措施
六、防止屋面渗漏施工措施
七、室内标高几何尺寸控制施工措施
八、地下室结构裂缝、渗水控制施工措施
第三篇:防止或减轻墙体裂缝的主要措施
防止或减轻墙体裂缝的主要措施
中图分类号: TU973+.254 文献标识码: A 文章编号:
一、为防止或减轻由于砼屋盖与墙体间和其它有关墙体开裂的措施,首先要了解裂缝产生的原因或特征。
引起砌体结构裂缝的因素很多,既有地基、温度、徐变、干缩,也有设计疏忽、不合理、施工质量、材料不合格及缺乏经验等,但最为常见的也是砌体规范着力要解决的“温度裂缝”、“干缩裂缝” 以及“温度和干缩裂缝”等。
1、温度裂缝:主要有屋盖和墙体间温度差异引起变形应力过大产生的砌体房屋两端墙体上的裂缝,如门窗边的“正八字裂缝”,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝及水平包角裂缝(含女儿墙)。这类裂缝,在所有块体材料的墙体上均很普遍,既不论是低干缩性的烧结块材,还是高干缩性的非烧结类快材,裂缝形态无本质区别,仅有程度上不同,而且分布位置也较集中,在房屋上层的两侧。
2、干缩裂缝:主要由于干缩性较大的块材,如蒸压灰砂砖粉煤灰砖、混凝土砌块,随着含水率的降低,材料会产生的干缩变形。干缩变形早期发展较快,以后逐步变慢。但干缩后遇湿又会膨胀,脱水后再次干缩,但干缩较小。这类干缩变形引起的裂缝,在建筑上分布广、数量多,开裂的程度也较严重。最有代表性的裂缝分布为在建筑物底部一至二层窗台部位的垂直裂缝或斜裂缝,在大片墙面上部较轻的竖向裂缝,以及不同材料和构件间差异变形引起的裂缝等。
3、温度和干缩裂缝:墙体裂缝可能多数情况下由两种或多种因素共同作用所致,但在建筑上仍能呈现出是温度还是干缩为主的裂缝特征。
4、其它原因引起的裂缝:如设计方案不合理、施工质量和监督失控也常是重要的裂缝成因。
二、弄清或找出了砌体结构产生裂缝的特征或成因,并结合实际施工情况,即可研究防止或减轻砼屋盖与墙体间的温差变形和墙体干缩变形引起的顶层墙体的开裂的措施,下面介绍几种主要措施。
1、根据砌体房屋墙体材料和建筑体型、屋面构造选择适合的温度伸缩区段(见表1)
砌体房屋伸缩缝的最大间距(m)表1
2、屋面设置有效的保温或隔热层。
3、采用装配式有檩体系钢筋砼屋盖或瓦材屋盖。
4、屋面保温层或屋面刚性面层及砂浆找平层设置分隔缝,其间
距不大于6m,并与女儿墙隔开,缝宽不大于30mm。
5、在屋盖的适当部位设置分隔缝,间距不宜大于20m。
6、当现浇砼挑檐或坡屋顶的长度大于12m时,宜沿纵向设置分隔缝或沿坡顶脊部设置分隔缝,缝宽不大于20mm,缝内用防水弹性材料嵌填。
7、当房屋进深大时,在沿女儿墙内侧的现浇板处设置局部分隔缝,缝宽不大于20mm,缝内用防水弹性材料嵌填。
8在砼屋面板与墙体圈梁间设置滑动层。滑动层可采用两层油毡夹滑石或橡胶片;对较长的纵墙可只在两端的2~3个开间内设置,对横墙各1/4墙长范围内设置。
9、顶层屋面板下设置现浇砼圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内适当配置水平钢筋。
10、顶层跳梁与圈梁拉通。当不能拉通时在跳梁末端下墙体内设置3道焊接钢筋网片或2Ø6钢筋,其从跳梁伸入两边墙体不小于1000mmm。
11、在顶层门窗洞口过梁上的水平灰缝内设置2~3道焊接钢筋网片或2Ø6钢筋,并应伸入过梁两端内不小于600mm。
12、顶层墙体内适当增设构造柱。
13、女儿墙设构造柱,其间距不大于4m,构造柱应伸入女儿墙
顶,并与现浇砼压顶梁浇在一起。
三、对与防止或减轻房屋其它部位墙体开裂的措施
根据砌体材料、结构形式选择或采用下列构造措施:
(一)、增强砌体抗裂能力的措施
1、设置基础圈梁或增加其刚度。
2、在底层窗台下砌体灰缝中设置3道2Ø4钢筋;或采用现浇砼配筋带或窗台板,灰缝钢筋或配筋带不小于3Ø8并应伸入窗间墙内不小于600mm。
3在墙体转角和纵横墙交接处沿竖向设置拉结钢筋或钢筋网片。对砖砌体拉结筋的数量每120mm厚度不小于1Ø6,竖向间距不小于500mm;对砌块砌体拉结网片不小于2Ø4,竖向间距不小于600mm。拉结钢筋和钢筋网片埋入砌体的长度,从转角墙或交接墙内侧算起每边不小于600mm。
4、对灰砂砖、粉煤砖砌体房屋尚宜在下列部位加强:
1)、在各层门窗过梁上方的水平灰缝内及窗下第一和第二道水平灰缝内设置焊接钢筋网片或2Ø6钢筋,其伸入两边窗间墙内不小于600mm。
2)、当实体墙的长度大于5m,在每层墙高中部设置2~3道焊接钢筋网片或3Ø6的通长水平钢筋,其竖向间距为500mm。
(二)、在墙体中设置竖向控制缝。
本措施可用于所有材料的砌体,但更适用于干缩变形较大的灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块等砌体结构的裂缝控制,房屋墙体控制缝设置的位置和间距可按下列规定采用:
1、在建筑物墙体高度或厚度突然变化处,在门窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;并宜在房屋阴角处设置控制缝;
2、对3层以下的房屋,应沿墙体的全高设置,对大于3层的房屋,可仅在建筑物的1~2层和顶层墙体的上列部位设置;
3、控制缝在楼、屋盖的圈梁处可不贯通,但在该部位圈梁外侧宜
留宽度和深度均为12mm的槽做成假缝,以控制可预料的裂缝;
4、控制缝的间距不宜大于9m;落地门窗口上缘与同层顶部圈梁下皮之间距离小于600mm者可视为控制缝;建筑物尽端开间内不宜设置控制缝;
5、控制缝可做成隐式,与墙体得得灰缝相一致,控制缝的宽度宜通过计算,且不宜大于14mm。控制缝应用弹性密封材料填缝。
四、综上对防止或减轻墙体裂缝措施的阐述,可以总结出以下几点,即“防”、“放”、“抗”原则:
1“防”,即适当的房屋构造处理,减少房屋与墙体的温差,减少屋盖与墙体的变形,效果最佳,通常采取的措施包括:
a、保证屋面保温层的性能,采用低含水或憎水保温材料,防止屋面渗漏,南方则加设屋面隔热及通风层;
b、外表浅色处理,外墙、屋盖刷白色,可使其内表面降温,隔热指标可显著提高;
c、严格控制块体材料的上墙含水率。
2“放”,即采用适当措施,允许屋面或墙体在一定程度上自由伸缩,如屋面设置伸缩缝、滑动层、墙体设置控制缝等,都能有效的降低温度或干缩变形应力。
3“抗”,即通过构造措施,如设置圈梁、构造柱、心柱、提高砌
体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,以减少墙体变形、减少裂缝。
是砌体房屋普遍采用的抗裂构造措施。
了解和熟悉防止或减轻墙体开裂的措施及产生的原因不论是对保证设计质量还是施工质量都有重要意义,同时也能够极大地。提高设计人员、施工人员和施工管理人员的技术水平。
第四篇:浅析混凝土墙体裂缝原因及处理措施
浅析混凝土墙体裂缝原因及处理措施
摘要:大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多的特点,又具有超长结构温度变形条件复杂、温度裂缝控制要求高的特点。混凝土施工质量监理控制的关键就是如何因地制宜采取有效施工工艺和预防措施控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展。关键词:大面积混凝土工程;地下室;裂缝;处理措施;质量控制
随着城市建设的高速发展,大面积地下室混凝土结构工程越来越多。目前高层建筑混凝土地下室墙裂缝现象较为普遍,不仅因渗漏而影响使用,还会降低耐久性。混凝土分项工程作为混凝土主体结构质量的重要组成部分,是保证和实现单位工程自身结构安全和使用功能的关键。大体积混凝土产生裂缝的主要原因是混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热使其表面温度出现非均匀温差产生拉应力而形成裂缝以及混凝土的温度变形受到约束。如何采取有效的施工工艺和预防措施是控制温度裂缝的关键。本文结合近几年的工程实践,就大面积地下室混凝土温度变形裂缝的质量控制,谈谈一些工作方法和体会。
一、裂缝主要原因 1.混凝土收缩因素
从裂缝特征可见大多数均属收缩裂缝。地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良、粉煤灰掺量太大、泵送混凝土坍落度大、施工操作不合要求等。
2.设计方面因素
《混凝土结构设计规范》规定:现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为20(露天)-30m(室内或土中),但实际工程中墙长均超过此规定。特别是一些工程设计突破了规范规定后,地下室墙的水平钢筋仍按构造配置,这是墙较易裂缝的又一因素。3.温差影响因素
包括混凝土内外温差大、昼夜温差、日照下混凝土阴阳面的温差、拆模过早及结构跨季节气温变化差异大等因素的影响。4.地下室墙长期暴露因素
这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感,常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。设计时地下室墙均按埋入土中或室内结构考虑。
5.混凝土施工质量差
原材料质量不良、配合比不当、使用过期的uea微膨胀剂、坍落度控制差,施工中任意加水以及混凝土养护不良等因素,均会导致混凝土收缩加大而裂缝。
施工缝设置不合理,施工缝处理不合要求,浇筑振捣不到位,是混凝土产生裂缝的另一影响因素。
覆土及回填土不及时,不能满足设计要求的条件,结构外露时间长,环境温度变化差异大,也是影响混凝土裂缝的主要原因。
二、裂缝处理方法
目前常用的地下室混凝土墙裂缝的处理方法有以下四类。有的工
程采用两种方法同时使用,效果良好。1.灌浆法
灌浆材料常用的有环氧树脂类、水溶性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝等。其中环氧类及聚氨酯类材料来源广,施工较方便,建筑工程中应用较广;甲基丙烯酸甲酯粘度低,可灌性好,扩散能力强,不少工程用来修补缝宽≥ 0.05mm 的裂缝,补强和防渗效果良好。灌浆方法常用以下两类:一类是用低压灌入器具向裂缝中注入环氧树脂浆液,便裂缝封闭,修补后无明显的痕迹;另一类是压力灌浆,压力常用0.2~0.4mpa。2.充填法
用风镐、钢钎或高速旋转的切割圆盘将裂缝扩大,形成v 形或梯形槽,清洗干净后分层压抹环氧砂浆或水泥砂浆、沥青油膏、高分子密封材料或各种成品堵漏剂等材料封闭裂缝。当修补的裂缝有结构强度要求时,宜用环氧砂浆填充。3.表面涂刷加玻璃丝布法
目前常用的有聚氨酯涂膜或环氧树脂胶料加玻璃丝布。环氧树脂胶结料应经试配合格后方可使用。被处理表面应坚实、清洁、干燥均匀涂刷环氧打底料,凹陷不平处用腻子料修补填平,自然固化后粘贴玻璃丝布1~3 层。4.表面涂抹法
常用材料有环氧树脂类、氰凝、聚氨酯类等。混凝土表面应坚实、清洁,有的表面根据材料要求还要求干燥。
三、预防地下室混凝土墙裂缝质量控制措施 1.设计方面
(1)没有充分依据时,不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。应注意满足《混凝土结构设计规范》的要求:“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构,可按照使用经验适当减小伸缩缝间距”,并明确覆土回填时间要求。
(2)设置后浇带,以减小混凝土收缩应力。
(3)加强水平钢筋的配置。应注意三个问题:第一,水平钢筋保护层应尽可能小些;第二,防裂钢筋的间距不宜太大,可采用小直径钢筋小间距的配筋方式;第三,考虑温度收缩应力的变化增加配筋;第四,水平钢筋应设置与竖向钢筋外侧。2.材料方面
(1)水泥:宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细,矿渣含量不过多的水泥。由于墙板结构施工中的水化热及收缩很可观,所以应尽可能选用低水化热、低收缩的水泥。如果一味追求较快的施工进度,盲目使用高强度等级早强水泥,必然导致高收缩及水化热峰值的提前出现,这对控制墙板裂缝是很不利的。(2)砂、石:宜用中、粗砂,含泥量不大于2% ;石子宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大于1% 的碎石或卵石。砂石料的含泥量必须严格控制,当砂石料含泥量超过规定,不仅增加了混凝土的收缩,同时又降低了混凝土的抗拉强度,容易引起裂
缝。
由于在剪力墙中配筋很多、很密,为了保证混凝土在结构中的最紧密填充,应当控制石子的最大粒径和粗细集料级配。如石子粒径较大,石子容易卡在钢筋中间,或钢筋与模板之间。由于砂浆的收缩比混凝土的收缩大,从而导致在拆模后一段时间在钢筋的下方会产生裂缝。
(3)掺减水剂,以减少混凝土用水量。
(4)掺人微膨胀剂,配制成补偿收缩混凝土,本工程地下结构墙体抗渗混凝土掺水泥用量15%uea。
(5)掺用粉煤灰替代部分水泥,以降低水泥水化热温升。3.施工方面
(1)模板选用:对外露面积较大的混凝土墙体、气温变化剧烈的季节以及冬季不宜使用钢模板。选用木模时,应充分湿润,以利保湿和散热。
(2)严格控制混凝土施工质量,尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外,还要注意混凝土浇筑时防止离析,振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。
(3)严格控制混凝土配合比、各材料掺量、水灰比,明确混凝土坍落度要求。
(4)合理设置施工缝,认真处理施工接缝,防止分层缝及冷缝的产生。
(5)采用科学合理的施工组织设计,根据混凝土的凝结时间对混
凝土的浇注施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的协调,使上层混凝土在下层混凝土浇注后3-5h 内浇筑(不是控制在下层混凝土的初凝之前)。混凝土的初凝时间并不是混凝土不致出现冷缝的终凝时间,实际上在此时浇注混凝土,上下层混凝土的结合已经很弱,如在混凝土接近初凝之时,对混凝土进行振动,同样也会在新旧混凝土之间形成一层薄弱层,影响结构的整体性,形成冷缝。为防止产生分层缝,在浇筑上层混凝土时,捣棒应插入下层混凝土5-10cm,以利于两层混凝土充分结合。同样,分层缝的出现也将使混凝土的整体性能降低。
(6)根据测温记录和气象预报确定拆模时间,保证混凝土内外温差不超过25℃,温度陡降不超过10℃,拆模后应注意覆盖和及时养护,保证拆模后混凝土表面与养护环境温度不超过15℃。(7)条件具备的情况下,尽早安排覆土、肥槽土回填。(8)加强养护。结语
大面积地下室结构混凝土温度裂缝质量控制的核心是控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展,是一项涉及到建设、设计、施工、监理、材料供应商、检测等单位的系统工程。既要掌握裂缝产生后的处理方法,也要加强施工过程的事前控制、事中和事后控制,能使混凝土温度裂缝控制质量得到有效保证。随着对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术的提高,混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满的解决。
参考文献:
[1]gb50108-2001 地下工程防水技术规范[s].
[2]雷艺君,钱昆润.实用工程建设监理手册[m].北京:中国建筑工业出版社,1999.[3]gb50319-2000.中华人民共和国建设部建设工程监理规范[s].[4]建筑施工手册编写组.建筑施工手册缩印本(第二版)[m].北京:中国建筑工业出版社,1999.
第五篇:土木工程专业大体积混凝土裂缝控制毕业论文
河北农业大学
现代科技学院本科毕业论文
题 目:大体积混凝土结构裂缝控制与研究
学 部: 工程技术学部
学生姓名: 王宗盛 专 业:
土木工程
班级学号: 20*** 指导教师姓名: 刘京红 王印
指导教师职称: 教授 副教授
2015 年 5月 20日
大体积混凝土结构裂缝控制研究
土木工程1001班 李军辉 指导教师:刘京红 王印
摘要:随着我国经济的发展,工程建设规模也越来越大型化、复杂化。这使得工业与民用建筑中的大体积混凝土温度裂缝问题日益突出并成为具有相当普遍性的问题。大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂,它涉及到和工程结构相关的方方面面。对大体积混凝土基础的温度裂缝控制更是涉及到岩土、结构、建筑材料、施工、环境等多专业、多学科。大体积混凝土在硬化过程释放的水化热会产生较大的温度变化,由此产生的温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素,从而影响结构的整体性、防水性和耐久性,并成为结构的隐患。因此,大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。总结分析了大体积混凝土温度裂缝产生的原因以及控制措施,根据具体情况把这些措施灵活应用于具体大体积的基础工程施工,在施工中对材料选择、配合比、外加剂、施工布置、浇筑工艺、养护等几个环节采取了严格的控制措施,并同时对基础典型位置的内外温度差进行了监测。针对基础工程所采取的温控措施和监测结果,为同类工程的施工提供了参考,也为进一步的理论研究提供了依据。
关键词:
大体积混凝土;裂缝控制;水化热;温度应力
Research on Control to Cracks of Massive Concrete Structure
Abstract :With economic development of China, the scale of construction works is become more and more large and complicated.This makes the temperature cracks of massive concrete structure in industrial buildings become increasingly prominent with a universal problem.The problem of temperature cracks of Massive concrete is very complicated.It involves all aspects of the engineering structure.The control to massive concrete foundation temperature cracks is more related to rock, structure, building materials, construction, environmental, and other multi-disciplinary.The heat of hydration is released in the hardening process of massive concrete will cause a greater temperature changes.The resulting temperature stress is the main factors to cause concrete cracks, then it affect integrity, waterproof and durability of the structure, and it become a hidden danger of structure.Cracks control must be considered during the construction of massive concrete structure.The mechanism and control measures of temperature cracks of massive concrete foundation in this paper are analyzed.According to circumstances, these measures are applied in construction of the specific massive concrete foundation.Strict control measures are taken during the construction in the choice of materials, mix, additives, construction layout, pouring technology, conservation and other links, at the same time, temperature difference between the internal and external of the foundation in the typical locations are monitored.The monitoring results show that the temperature differences are all reasonable, cracks are avoided.In addition, control measures of temperature cracks are taken that are reasonable and effective.The temperature control measures and monitoring results not only provides a convenient for the similar construction projects, but also provides reference data for further theoretical research.Keywords: massive concrete;cracks control;hydration heat;temperature stress
目录
第 1 章
绪
论................................................................................................1
1.1 课题的背景与实际意义.........................................................................1
1.1.1 大体积混凝土的定义................................................................1 1.1.2 大体积混凝土在工程上的应用................................................1 1.2 国内外研究现状.....................................................................................2
1.2.1 国内情况......................................................................................2 1.2.2 国外情况......................................................................................2 1.3 本文研究的内容和研究方法.................................................................2
1.3.1 研究的内容..................................................................................2 1.3.2 研究的方法..................................................................................3
第 2 章 大体积混凝土裂缝产生的原因分析及预测........................................4
2.1 裂缝的种类.............................................................................................4
2.1.1 微观裂缝......................................................................................4 2.1.2 宏观裂缝......................................................................................4 2.2 大体积混凝土裂缝产生的原因分析.....................................................4
2.2.1 水化热的影响..............................................................................5 2.2.2 内外约束的影响..........................................................................5 2.2.3 外界气温变化的影响..................................................................5 2.2.4 混凝土的收缩变形影响..............................................................5
第 3 章 大体积混凝土裂缝控制措施................................................................6
3.1 大体积混凝土裂缝控制措施.................................................................6
3.1.1 设计措施......................................................................................7 3.1.2 材料控制措施..............................................................................7 3.1.3 施工措施......................................................................................8 3.1.4 监测措施....................................................................................9 3.2 混凝土结构裂缝处理.........................................................................10 参考文献..............................................................................................................1
1第 1 章
绪
论
1.1 课题的背景与实际意义
许多混凝土结构建筑物在建设工程中和使用工程中出现了不同程度、不同形式的裂缝,这是一个相当普遍的现象。它是长期困扰着建筑工程技术人员的技术难题。近代科学关于混凝土强度的细观研究以及大量工程实践所提供的经验都说明,结构物的裂缝是不可避免的,裂缝是一种人们可以接受的材料特征,如对建筑物抗裂要求过严, 必将付出巨大的经济代价; 科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。这些关于裂缝的预测、预防和处理工作,统称之为“建筑物的裂缝控制”,这方面的科学研究工作是有重要的现实意义和技术经济意义,大体积混凝土结构裂缝主要是由于变形作用引起的。
1.1.1 大体积混凝土的定义
对于大体积混凝土的定义,美国混凝土学会有过这样的规定:“任何就地浇筑的大体积混凝土,其体积之大,必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度地减少开裂。”[1]日本建筑学会标准的定义是:“结构断面的最小尺寸在 800mm以上,同时水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过 25℃的混凝土,称之为大体积混凝土。”[2]我国工程界认为当混凝土结构断面尺寸大于 1m 时,就称之为大体积混凝土。[3]文献指出:在工业与民用建筑结构中,一般现浇的连续墙结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起裂缝的结构,通称为“大体积混凝土结构”。
从国内外对大体积混凝土的定义来看,大体积混凝土在几何尺寸上较大,同时考虑了水泥水化热引起的体积变化与裂缝问题。
1.1.2 大体积混凝土在工程上的应用
在水利工程中,大体积混凝土主要用于混凝土大坝的浇筑,如三峡大坝混凝土的浇筑,其混凝土浇筑规模之大举世瞩目;在桥梁工程中,主要用于桥墩的大体积混凝土浇筑;在工业与民用建筑结构中,大型设备基础、高层建筑箱形基础底板、筏式基础底板、连续墙以及地下隧道都属于大体积混凝土结构。随着经济实力的增强,我国高层或超高层建筑大量涌现,工程规模日趋扩大,结构形式也日趋复杂,大型工业与民用建筑中的一些基础,其体积达几千 m ³以上者屡见不鲜,而一些超高层的民用建筑的筏式基础混凝土的体积有的达 1 万 m 3以上,厚度达 2~4m,长度超过 100m。如上海金茂大厦大体积混凝土筏式基础,厚度达 4m,混凝土总量为 13500 m 3。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内情况
我国对于混凝土开裂方面研究较多,而在建筑工程中,对于荷载作用下已硬化混凝土开裂方面有些成果外,随着大规模基本建设的进行,商品混凝土的应用所带来的新问题,国内对非荷载作用下混凝土开裂的研究主要集中在开裂的原因和控制措施上。
黄土元教授[4]从混凝土材料本身分析了早期混凝土开裂的原因,施工单位为了提高工期过渡地追求早强水泥,水泥生产厂商为了适应市场的需要也追求早强,甚至“超早强”。而对早强混凝土早期性能的研究相对不足。不少水泥的 3 天强度已超过国家标准很多,过高的早期强度容易产生早期裂缝。同时高早强容易引起混凝土后期性能的劣化。
1.2.2 国外情况
从国外有关规范及一些重大工程的实际设计看出,对待建筑结构变形作用引起的裂缝问题,客观上存在着两类学派:
第一类,设计规范规定得很灵活,没有验算裂缝的明确规定,设计方法留给设计人员自由处理。对伸缩缝和沉降缝的设置,没有严格规定,基本上按经验设置,有许多工程不留伸缩缝,不留沉降缝,基本上采取“裂了就堵,堵不住就排”的实际处理手法。一些有关的裂缝计算则只作为参考资料而不作为规定。
第二类,设计规范有明确规定,对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制。对于变形引起的裂缝没有计算规定,只要按规范每隔一定距离留一条伸缩缝,荷载差别大,留沉降缝就认为问题不复存在了,即留缝就不裂的设计原则。
有关温度对混凝土结构变形的影响,各国也有相应的规定。对于大体积混凝土的浇筑温度,美国规定不超过 32℃;日本土木工程学会施工规范规定不超过 30℃,日本建筑学会规范规定不超过 35℃。前苏联规范规定:浇筑表面系数大于 3 的结构时,混凝土从搅拌站运出时的温度不超过 30~35℃;原西德规范规定:新拌混凝土卸车时的温度不得超过 30℃。在我国,《水工混凝土结构工程施工及验收规范》(SDJ207-82)规定:大体积混凝土浇筑温度不宜超过 28℃;而在《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中仅规定:“基础大体积混凝土连续浇筑时,应实测内部温差”,但并无具体控制值。
1.3 本文研究的内容和研究方法
1.3.1 研究的内容
1).结合工程实践研究大体积混凝土裂缝产生的原因
大体积混凝土施工过程中,由于混凝土中水泥的水化作用是放热反应,大体积混凝土自身又具有一定的保温性能,因此其内部温升幅度较其表面的温升幅度要大得多,而在混凝土升温峰值过后的降温过程中,内部降温速度又比其表层慢得多,在这些过程中,混凝土各部分的热胀冷缩(称为温度变形)及由于其相互
约束及外界约束的作用而在混凝土内部产生的应力(称为温度应力),是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所承受的拉力极限值时,混凝土就会出现裂缝。这是混凝土浇筑后由于温升影响产生的第一种裂缝。
由于温升影响产生的第二种裂缝是收缩裂缝。这种裂缝产生在混凝土的降温阶段,即当混凝土降温时,由于逐渐散热而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发,以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩,在收缩时由于受到基底或结构本身的约束,会产生很大的收缩应力(拉应力),如果产生的收缩应力超过当时的混凝土抗拉强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝,这种收缩裂缝有时会贯穿全断面,成为结构性裂缝,带来严重的危害。
2).研究大体积混凝土裂缝控制的技术措施
设计方面:采用留永久变形缝作法或设置后浇带;合理的平面和立面设计,避免截面的突变,从而减少约束应力:合理布置分布钢筋,尽量采用小直径、密间距,变截面处加强分布筋;避免用高强混凝土,尽可能选用中低强度混凝土,采用 60 天或 90 天强度;采用滑动层来减小基础的约束。
材料方面:科学地选用材料配比,用较低的水灰比、水和水泥用量;选用中热或低热的水泥品种;掺加外加剂;掺加粉煤灰减少水泥用量;严格控制砂石骨料的含泥量。
施工方面:用保温隔热法对大体积混凝土进行养护;控制水化热温升,混凝土中心与表面的最大温差不高于 25℃;控制降温速度;用草袋和塑料薄膜进行保温和保湿;用冷却水管来降低水化热,或使用微膨胀混凝土;采用分层浇筑或跳仓浇筑方法。
1.3.2 研究的方法
本文结合大庆石化高压聚乙烯装置防爆坝承台施工实践,采取相应的裂缝控制措施,监控大体积混凝土温度,分析温度曲线,研究分析了大体积混凝土温度裂缝的产生机理,分析裂缝的主要影响因素。从设计、原材料、配合比、外加剂、施工工艺等几方面研究大体积混凝土的温度应力、开裂原因和裂缝控制措施,验证裂缝控制措施的效果。
第 2 章 大体积混凝土裂缝产生的原因分析及预测
2.1 裂缝的种类
文献[6]指出,按混凝土的裂缝宽度不同,可将混凝土裂缝分为“微观裂缝”和“宏观裂缝”两种。
2.1.1 微观裂缝 世纪 60 年代以来,通过混凝土的现代试验研究设备(如各种实体显微镜、X 光照相设备等),可以证实在尚未承受荷载的混凝土结构中存在着肉眼看不见的微观裂缝。其宽度为 0.05 m m 以下。微观裂缝主要有粘结裂缝,水泥石裂缝和骨料裂缝三种。
2.1.2 宏观裂缝
混凝土中宽度不小于 0.05 m m 的裂缝是肉眼可见裂缝,亦称宏观裂缝。宏观裂缝是微观裂缝不断扩展的结果。
宏观裂缝又可分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种,见图2-1
2.2 大体积混凝土裂缝产生的原因分析
大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝,是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差产生应力和应变,另一方面是结构的外约束和混凝土各质点的约束阻止了这种应变,一旦温度应力超过混凝土能承受的极限抗拉强度,就会产生不同程度的裂缝。
2.2.1 水化热的影响
水泥在水化反应过程中会产生大量的热量。这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。试验证明每克普通硅酸盐水泥放出的热量可达 500J。由于大体积混凝土截面厚度大,水化热聚集在结构内部不易散发,所以会引起混凝土结构内部急骤升温。在水利工程中一般为 15~25℃ [7]。而建筑工程中一般为 20~30℃,甚至更高。试验表明,水泥水化热在 1~3 天内放出的热量最多,大约占总热量的 50%左右,混凝土浇筑后的 3~5 天内,混凝土内部温度最高。
建筑结构混凝土强度等级日趋提高,但有许多结构不适当的选择了过高的强度等级。习惯上认为:“强度等级越高安全度越大,就高不就低,提高混凝土强度没坏处”。
2.2.2 内外约束的影响
各种混凝土结构在变形变化中,必然受到一定的约束,从而阻碍其自由变形,阻碍变形的因素称为约束条件。约束又分为内约束和外约束。
1).外约束
一个物体的变形受到其他物体的阻碍,一个结构的变形受到另一个结构的阻碍,这种结构与结构之间,物体与物体之间的相互牵制作用称作“外约束”。由于各种建筑结构所处的具体条件不同,便在结构之间产生不同程度的约束,按约束程度的大小,外约束又分为无约束(自由体)、弹性约束和全约束(嵌固体)三种。
2).内约束
一个物体或一个构件本身各质点之间的相互约束作用,称为“内约束”。沿着一个构件截面各点可能有不同的温度和收缩变形,引起连续介质各点间的内约束应力。结构物的裂缝中,非贯穿的表面裂缝占 60%~70%。其开裂原因主要是变形变化引起的自约束应力。当各种大体积混凝土厚度大于或等于 500mm时,就可能由于水化热的不均匀降温和不均匀收缩引起的显著的自约束应力,导致表面开裂。
2.2.3 外界气温变化的影响
大体积混凝土结构在施工阶段,外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有着重大影响。因为外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也愈高;而如果外界温度下降,又增加混凝土的降温幅度,特别是气温骤降,会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度,因而会造成过渡的温度应力,易使大体积混凝土出现裂缝。
混凝土的内部温度是由水化热的绝热温升、浇筑温度和结构物的散热温度等各种温度的叠加之和组成,而温度应力则是由温差所引起的温度变形造成的;温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,大体积混凝土由于厚度大,不易散热。
2.2.4 混凝土的收缩变形影响
1).混凝土的收缩
大部分混凝土结构裂缝的原因是由于变形作用引起的,而变形作用包括温度、湿度及不均匀沉降等。在几种变形中,湿度变化引起的裂缝又占主要部分。混凝土重要组成部分是水泥和水,通过水泥和水的水化作用,形成胶凝材料,将松散的砂石骨料胶合成为人工石体——混凝土。
混凝土中含有大量空隙、粗孔、及毛细孔,这些空隙中存在水分,水分的活动影响到混凝土的一系列性质,特别是产生“湿度变形”的性质对裂缝控制有重要作用。混凝土中的水分有化学结合水、物理—化学结合水和物理力学结合水三种。
2).收缩的种类
①自生收缩
混凝土硬化过程中由于化学作用引起的收缩,是化学结合水与水泥的化合结果,也称为硬化收缩,这种收缩与外界湿度变化无关。
②塑性收缩
混凝土浇筑后 4~15 小时左右,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现象,引起失水收缩,是在初凝过程中发生的收缩,也称之为凝缩,此时骨料与胶合料之间也产生不均匀的沉缩变形,都发生在混凝土终凝之前,即塑性阶段,故称为塑性收缩。
③碳化收缩
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称为碳化收缩。
④干缩(失水收缩)
水泥石在干燥和水湿的环境中要产生干缩和湿涨现象,最大的收缩是发生在第一次干燥之后,收缩和膨胀变形是部分可逆的。
3)、收缩的影响因素
水泥用量越大,用水量越大,表现为水泥浆量越大,塌落度大,收缩越大,因此避免雨中浇筑混凝土,遇小雨,应采取防雨措施(特别是下料部位)并调整水灰比。
4)、混凝土的体积变形
混凝土在水泥水化过程中要产生一定的体积变形,成为“自由体积变形”。混凝土的收缩机理比较复杂,其主要原因,可能是内部空隙水蒸发变化时引起的毛细管引力。收缩在很大程度上是有可逆现象的。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以回复膨胀并几年达到原有的体积。干湿交替将引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。
第 3 章 大体积混凝土裂缝控制措施
3.1 大体积混凝土裂缝控制措施
实践经验表明,现有大体积混凝土结构的裂缝,绝大多数是由温度裂缝原因而产生的。防止产生温度裂缝是大体积混凝土研究的重要课题,我国自 20 世纪 60 年代开始进行研究,目前已积累了很多成功的经验。工程上常用的防止混凝土裂缝的措施主要有:①采用中、低热的水泥品种;②对混凝土结构进行合理的分缝分块;③在满足强度和其它性能要求的前提下,尽量降低水泥用量;④掺加适宜的外加剂;⑤控制混凝土的出机温度和浇筑温度;⑥选择适宜的集料;⑦预
埋水管、通水冷却、降低混凝土的出机温度和浇筑温度;⑧采用表面保护、保温隔热措施,降低内外温差;⑨采取防止大体积混凝土裂缝的结构措施。
3.1.1 设计措施
1).设置后浇带
在现浇整体式钢筋混凝土结构中,只在施工期间保留的临时性施工缝,称为“后浇带”。该“后浇带”根据具体条件,保留一定时间后,在进行填充封闭,后浇成连续整体的无伸缩缝结构。因为这种缝只在施工期间存在,所以是一种特殊的施工缝。但是,又因为它的目的是取消结构中的永久性变形缝,与结构的温度收缩应力和差异沉降有关,所以它又是一种设计中的伸缩缝和沉降缝,一种临时性的变形缝。它既是施工措施,又是设计手段。
2).合理配置钢筋
在常温和允许应力状态下,钢筋的性能是比较稳定的,其与混凝土的热膨胀系数相差不大。
3).设置滑动层
为了减小混凝土由于边界存在约束而产生温度应力,在与外约束的接触面上全部设置滑动层,则结构计算长度可折减约一半。
4).避免应力集中
在结构的孔洞周围,变断面转角部位,转交处等,由于温度变化和混凝土收缩,会产生应力集中而导致混凝土裂缝。为此,可在空洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片;在变断面处避免断面突变,可作局部处理使断面逐渐过渡,同时增配一定量的抗裂钢筋,这对防止裂缝产生是有很大作用的。
5).设置缓冲层
设置缓冲层,即在高低底板交接处、底板地梁处等,用 30~50mm 厚的聚苯乙烯泡沫塑料作垂直隔离,以缓冲基础收缩时的侧向压力。
6).设置应力缓和沟
3.1.2 材料控制措施
1).水泥品种选择和用量控制
大体积混凝土结构引起裂缝的主要原因是:混凝土的导热性能较差,水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期温升和后期温降现象。因此,控制水泥水化热引起的温升,即减少混凝土内外温差,对降低温度应力,防止产生温度裂缝将起到十分重要的作用。
2).掺加外加料
大体积混凝土一般体积都较大,其主要特征:结构厚、混凝土量大,水泥水化热使结构产生温升和收缩变形,因此混凝土裂缝控制是一个十分关键的技术。为了保证混凝土的整体性,密实性和耐久性不受影响,在大体积混凝土中掺入外加剂和外掺料,充分利用它们各自的优点,相互补充并采取科学的施工工艺及合理的混凝土养护措施来控制裂缝,防止渗漏,从而保证大体积混凝土的施工质量。混凝土中常用的外加料主要是外加剂和掺合料。
3).集料的选择
大体积混凝土所需的强度并不是很高的,所以组成混凝土的砂石料比高强
混凝土要高,约占混凝土总质量的 85%左右,正确选用砂石料对保证混凝土质量、节约水泥用量、降低水化热量、降低工程成本是非常重要的。集料的选用应根据就地取材的原则,首先 考虑成本较低、质量优良、满足要求的天然砂石料。3.1.3 施工措施
1).控制混凝土出机温度和浇筑温度
为了降低大体积混凝土的总温升,减少结构物的内外温差,控制混凝土出机温度和浇筑温度同样非常重要。
① 控制混凝土的出机温度
根据搅拌前混凝土原材料总的热量与搅拌后混凝土总的热量相等的原理,可用下公式计算
T0=[(CS+CWQS)WSTS+(Cg+CwQg)WgTg+CcWcTc+Cw(WwQsWc-QgWs)Tw]/(CsWs+CgWg+CwWw+CcWc)
(3-1)
式中
CS,Cg,Cc,Cw—分别为砂、石、水泥、和水的比热,J/Kg·℃;
Ws,Wg,Wc,Ww—分别为每 m3砂、石、水泥、和水的用量,Kg;
TS,Tg,Tc,Tw—分别为砂、石、水泥、和水的拌合温度,℃;
QS,Qg—分别为砂、石的含水量,%。
计算时一般取 CS= Cg= Cc=800(J/Kg·℃);
Cw=4000(J/Kg·℃)。
由以上计算公式可以看出,在混凝土原材料中,砂石的比热比较小,但占混凝土总质量的 85%左右;水的比热较大,但它占混凝土总质量的 6%左右。因此,对混凝土出机温度影响最大的是石子的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响最小。为了降低混凝土的出机温度,其最有效的办法就是降低砂、石的温度。如在气温较高时,为防止太阳的直接照射,可在砂石堆料场搭设简易的遮阳装置,砂石温度可降低 3~5℃。在拌合前用冷水冲洗粗集料,在储料仓中通冷风预冷,再加上冰屑拌合,可使混凝土的出机温度达到 7℃的要求。
② 控制混凝土的浇筑温度
混凝土从搅拌机出料后,经搅拌车或其它工具运输、卸料、浇筑、平仓、振捣等工序后的混凝土温度称为混凝土浇筑温度。
2).大体积混凝土配合比的控制
① 当大体积混凝土的强度等级为 C20 以上时,经设计单位同意,可利用混凝土 60天的后期强度作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据。这样有利于降低大体积混凝土工程施工中因水泥水化热引起的温升,达到降低温度应力的目的,同时也节约施工及保温养护费用。
② 大体积混凝土配合比的选择,在保证基础工程设计所规定强度、耐久性等要求和满足施工工艺特性的前提下,应按照合理使用材料、减少水泥用量和降低混凝土的绝热温升的原则进行选择。
3).混凝土的浇筑与养护 ① 浇筑方案
混凝土的浇筑方法可用分层连续浇筑或推移式连续浇筑
对于工程量较大、浇筑面积也大、一次连续浇筑层厚度不大(一般不超过 3m),且浇筑能力不足时的混凝土工程,宜采用推移式连续浇筑法。
②
采取分层浇筑混凝土时,水平施工缝的处理 ③
混凝土的拌制、运输
4).大体积混凝土的冬期施工
在工业与民用建筑钢筋混凝土结构的冬期施工中,主要是防止早期混凝土被冻问题;而在大体积混凝土的冬期施工中,情况有所不同,除了防止早期混凝土被冻坏外,还存在着控制温差、防止裂缝的问题,而且防冻与防裂之间往往还存在着矛盾。在设计和施工中,必须妥善解决这个矛盾,兼顾防冻与防裂两方面的要求。这是大体积混凝土冬期施工的主要特点。
⑴ 大体积混凝土冬季施工的原则
连续 5 天日平均气温 5℃以下,即进入混凝土的冬期施工阶段。
大体积混凝土冬期施工应兼顾防冻与防裂两方面的要求,因此应遵循以下三条基本原则:
①砂、石等原材料中不能含有冻块,混凝土拌和物也应该具有一定的温度,以保证在运输和浇筑过程中不致冻结。
②混凝土在达到临界强度之前不能受冻,以免混凝土内部结构受到破坏,最终强度受到损失。
③混凝土的内外温差和最高温度均不能超过规定数值,以免发生裂缝,破坏结构的整体。
⑵ 大体积混凝土冬期施工的技术措施
为了使上述冬期施工的原则得到满足,必须采取一系列技术措施。
①混凝土出机温度与浇筑温度的选择
②基础及冷壁的预热
在浇筑混凝土以前,对基础、预埋铁件及与新混凝土接触的冷壁(老混凝土、预制混凝土模板等),应用蒸汽清除所有的冰、雪、霜冻,并使其表面温度上升。
③原材料加热
水的加热可用锅炉、电热或蒸汽,砂料加热可用封闭的蛇形管,石料加热使用蒸汽最方便。
④运输中的保温
运输中的热量损失与运输工具有关。如使用大型运输罐,热损失一般不大。⑤浇筑过程中减少热量损失
混凝土是分层浇筑的,每层厚度 200-500mm,由于厚度薄,散热面积大,浇筑过程中的热量损失是很大的。
⑥保温养护
混凝土浇筑完毕以后,应采取严格的保温养护措施,使混凝土强度得到充分发展。
3.1.4 监测措施
大体积混凝土的温控施工中,除应进行水泥水化热的测定外,在混凝土浇筑过程中还应进行混凝土浇筑温度的监测,在养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况,以及所采用的施工技术措施的效果,为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。
3.2 混凝土结构裂缝处理
尽管对大体积混凝土结构采取各种各样的防裂措施,但是工程实践证明,由于各种复杂因素的影响,在混凝土浇筑不久或在施工期间就会出现裂缝。裂缝的一般修补方法有:表面修补法、内部修补法、结构加固法。
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