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混凝土裂缝论文范文

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混凝土裂缝论文

第1篇

1.1原材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝

1.2砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿地方较为多见。

1.3拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

1.4施工违反操作规程

常见因素有搅拌、运输时间过长;振捣不良;浇筑速度过快;塑性混凝土下沉;施工缝接茬处理不好;初期养护不当,早期受冻;钢筋骨架构造不当(主箍筋配置、主箍筋间距、主筋搭焊接锚固、辅筋和预埋件问题等);乱踩配筋致使保护层减小;模型板刚度不足;模板支架下沉或失稳;过早拆模等;其中多数属物理性缺陷。

1.5构件受力、变形使内应力超越材料强度

常见的受力有拉伸(中、偏拉)、压缩(中、偏压局压)、弯曲(少筋、适筋、超筋)、剪切(少箍、适箍、超箍、冲切)、扭转等状态;常见的变形有因过大不均匀沉降、因收缩和温度变形受到约束待状态。它们所造成的缺陷均属物理性缺陷。

1.6温度变形

混凝土具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。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,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。

1.7湿度变形

混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2~0.4‰。其发展规律是早期快,后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是每隔20~40m设置一道后浇带,或采用在混凝土中掺加微膨胀剂等,这样可基本解决混凝土的早期干缩。

2预防措施

2.1材料选用

水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好,空隙率小,无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小,含泥量较低的中砂。外掺料:宜采用碱水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。

2.2配料

配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少混凝土的收缩;禁止任意增加水泥用量;配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新拌匀后,方可浇灌。

2.3模板工程

钢筋混凝土结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下各点:模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。例题掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。

2.4混凝土浇筑

混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保温材料等方法。

2.5施工技术

加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到场验收。对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。

开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。

合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。当建(构)筑物各部份荷载相差较大时,一般应先施工重、高部分,后施工轻、低部分。

2.6对因使用及环境条件变化而发生的裂缝,要根据其不同性质区别采用不同的防治措施。

2.7设计构造

建筑平面选型在满足使用要求的前提下,力求简单。平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。

合理布置纵横墙,纵墙开洞应尽可能小。控制建筑物的长高比。长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。减少地基的不均匀沉降。除了前述的措施外,在基础设计中还可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝。即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。

正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定合适,构造要合理,可以和其它结构缝合并设置。

第2篇

论文摘要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,本文对混凝土工程因施工过程中产生的裂缝问题进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。

由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命等。因而防止楼板开裂已经成为大家共同关心的课题,本文试从施工的角度出发,探讨楼板裂缝产生的原因以及防治措施。

一、楼板裂缝的开展大多有以下几种情况

(一)裂缝在板面沿楼板支座边300mm范围内平行于支座开展,甚至板的四周都出现裂缝并且连续;

(二)在板角处裂缝与相邻两支座成45度角展开;

(三)与施工井架位置相接的楼板常出现裂缝。

这些裂缝大多在工程竣工后一段时间才被发现,往往这时楼板还几乎没有使用荷载。有时裂缝宽度在水泥沙浆找平层表面被放大了,实际上在混凝土楼板的裂缝宽度大多在0.3mm以下,裂缝的深度在15mm左右。

二、楼板裂缝的原因主要有以下几种

(一)干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性质和用量、外加剂的用量等有关。硬化混凝土在约束条件下的干缩是楼板产生裂缝的一个比较常见的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸发会引起混凝土干缩。此外,楼板混凝土的收缩也受到结构的另一部分(如混凝土梁、柱)的约束而引起拉应力,拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土将会产生裂缝,并且能够在比开裂应力小得多的应力作用下扩展延伸。

(二)塑性收缩裂缝

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。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,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,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。

(三)支撑沉陷裂缝

新浇混凝土楼板容易在模板、支撑变形的情况下产生裂缝。由于支撑的刚度不足或梁板支撑刚度差异较大,在荷载作用下变形沉陷,施工期间的过度震动使支撑刚度变异部位多次瞬间相对位移以及过早拆模等等都可能使混凝土在发展足够强度以支撑其自身重量之前产生裂缝。沉陷变形也是混凝土楼板裂缝开展的另一个常见原因。

(四)温度裂缝

混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的体积较大,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,混凝土表面就会产生裂缝。

(五)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。

就施工因素来说,楼板的模板、支撑变形或沉陷,混凝土的制作和捣实工艺等许多方面的施工质量问题以及缺乏养护都会增加产生裂缝或引致裂缝发展的可能性。因此,裂缝的发生和延伸开展与混凝土内在的特性和多种施工因素可能同时存在某种关系。也就是说,同一条裂缝的开展往往由多个原因所造成。[三、针对裂缝产生的原因,在施工因素方面采取相应措施,以减少楼板裂缝的产生。为此,在混凝土施工中,在工序和工艺方面应当注意下列几个问题

(一)严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量,混凝土应使用设计允许的最小水泥用量和能满足和易性要求的最小用水量,设备允许情况下,不要用过大的塌落度。使用各种外加剂时要注意,尽量不要选用增加混凝土干缩的外加剂;选择合适的水泥品种,使混凝土收缩减少,凝固时间合适;混凝土内砂石水泥的级配力求最优。[(二)浇筑混凝土之前,将模板浇水均匀湿透。

(三)模板及其支撑系统要有足够的刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。楼板模板支撑的间距要适宜,使楼板模板刚度与梁模板刚度不至于相差太大。在与施工井架相接的或施工运输频繁经过的楼板模板中适当加强模板支撑系统。

(四)了解预拌混凝土的级配情况,对某些级配的混凝土,不要过度振捣楼板混凝土,过度的振捣会使混凝土产生离析和泌水,使混凝土楼板表面形成水泥含量较多的沙浆层和水泥浆层,容易产生干缩裂缝。由于一般楼板的厚度不大,使用平板振动器匀速拖过一次就可使楼板的混凝土成型密实。要在混凝土沉淀收缩基本完成后才开始楼板的最终抹面。

(五)在楼板的混凝土施工完成后,要等楼板混凝土有一定的强度后才进行下一道工序的施工。在混凝土终凝初期应避免施工荷载对楼板产生较大的震动。特别是与施工井架相接的楼板,其混凝土施工完成是最后的,而上施工荷载受震动是最早和最频繁的。有些施工单位为了抢工期,在楼板混凝土捣制完成后第二天就上人上材料进行下一道工序施工,往往导致这位置的楼板多处产生裂缝。

(六)施工期间不要过早拆除楼板的模板支架,且要注意拆模的先后次序。必要时可在拆除模板后在适当位置上安装回头顶。施工机具和材料不要集中堆放在一块楼板上,避免造成较大的荷载使还未达到强度的混凝土楼板产生裂缝。

(七)了解预拌混凝土的收缩曲线,加强混凝土养护,保持混凝土楼板表面湿润。在常温下养护不少于两周,特别是在混凝土终凝初期,要严格按要求进行浇水养护。养护期后,在施工期间特别干燥的时候也应进行浇水养护。

四、裂缝的处理

修补前需要对楼板裂缝进行检测与研究以确定裂缝部位、开裂程度和裂缝产生的原因等。根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法等。

五、结束语

楼板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,因此要对混凝土楼板裂缝进行认真研究、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。

参考文献:

[1]钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社,1999.2.

[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土,2002.5.

第3篇

【论文摘要】:在建筑施工中,现场浇注的混凝土楼板常常会出现大小不等,深浅不一的裂缝现象,文章通过分析现浇混凝土楼板常见裂缝的表现状况,揭示了裂缝产生的原因,并且提出了如何控制预防和处理的根本性措施。

钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一,现浇混凝土楼板裂缝是公认的建筑施工中最难解决的问题之一,这些裂缝不仅影响建筑物的美观,而且影响建筑物的使用功能,大大降低了房屋结构的耐久性;破坏结构的整体性、降低其刚度;引起钢筋腐蚀。因此如何解决这种常见的混凝土裂缝,是设计者和施工者都不可忽视的问题。

一、裂缝表现

斜向裂缝:多分布在房屋外墙转角所在房间的楼板上,裂缝一般成45o斜向,有时一只角同时出现两条裂缝,裂缝基本上为上下贯通。如某七层框架商住楼工程,结构总长度约为100m,设有两道温度缝,其基础一侧为条形基础,其余为独立承台基础。在工程交接时后两个月左右突然发现在靠其中一条温度缝的一跨柱角楼板有45。裂缝,从三层至六层楼板每层均有3条,但均未贯穿楼板。

纵横向裂缝:主要表现为纵横向裂缝。如某教学楼,其现浇钢筋混凝土楼板大面积出现宽度0.1-0.3mm不等的纵横向裂缝。

表面龟裂:此类裂缝主要表现在施工过程中产生的裂缝,容易控制与处理。如某在建工程,因板面面积大,在晚上浇混凝土,第二天早上派人浇水,但前面浇,后面就干掉,到中午时板面出现龟裂缝,用肉眼可辩识。

二、混凝土楼板裂缝产生的原因

1.混凝土组成材料的影响

(1)水泥方面的影响:水泥的收缩值般取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。即C3A含量大,细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥,具有较大的收缩,而SO3的含量对混凝土收缩的影响显著。

(2)骨料方面的影响:混凝土收缩随骨料含量的增加而减小,随骨料弹性模量的增加而减小,同时,又随骨料中粘土含量的增加而增大。另外,在预拌混凝土中,其骨料的级配不十分合理也是造成混凝土出现裂缝的主要因素。

(3)混凝土配合比方面的影响:包括单位用水量,单位水泥用量,水灰比,砂率及灰浆比等参数。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量,而用水量的影响比水泥用量大;在用水量一定的条件下,混凝土干缩随水泥用量的增大而增加,但增大的幅度较小;在骨灰比一定条件下,混凝土干缩随水灰比的增加而明显增大;在配合比相同条件下,混凝土干缩随砂率的增大而加大,但增大的幅度较小。

(4)外加剂的种类和掺量方面的影响:掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性,增大坍落度时,掺减水剂的混凝土收缩略大于不掺的收缩值;掺减水剂用于减水,提高强度或节约水泥时,掺减水剂混凝土的收缩接近或小于不掺的收缩值。

2.施工方面的原因

(1)水灰比的变化对混凝上强度值的影响十分明显,基本上分别是水和水泥量变动对强度影响的叠加,故此,水、水泥、外加剂的计量变化,将直接影响混凝土的强度。对于大流动性的混凝土,其塑性收缩值为200×l0-4,中等流动性混凝土,其塑性收缩值约为(60~100)×l0-4。表现较明显的是:满足坍落度大、流动性好的泵送条件的泵送混凝土,较易产生粗骨料少、砂浆多的现象,混凝土脱水凝固时,就会较易产生塑性收缩裂缝。

(2)混凝土是由砂、石、水泥等粗细骨料按一定的配合比,经过水化反应而形成的水硬性胶凝材料,如果混凝土材料中的砂、石颗粒级配不好,则浇灌出的混凝土强度将降低,抵抗外界应力的能力也同时减弱,极易造成混凝土裂缝。

(3)施工过程中过分振捣混凝土后,粗骨料沉落,水、空气被挤出,混凝土表面因泌水而形成竖向体积缩小沉落,从而成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,容易形成塑性收缩裂缝。

(4)模板、垫层在浇筑混凝土前淋水不足,过分干燥,浇筑混凝土后,因模板吸水量大,导致混凝土的收缩,产生塑性收缩裂缝。

(5)工程施工中各工种交叉作业,楼面负筋位置的正确性难以得到有效的保证,经踩踏后将令钢筋弯曲、变形,减低了部分板负筋的有效高度,使该位置钢筋混凝土楼板上部抗拉能力大幅降低,从而导致该部混凝土楼板出现裂缝。

(6)浇筑混凝土后过分抹平压光,会使较多的细骨料浮到混凝土表面,形成含水量很大的水泥浆层。空气中的二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙发生作用生成碳酸钙,其化学反应式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H20,于是浇筑硬化后期(56d后)引起混凝土明显收缩,即碳化收缩,导致混凝土楼板出现裂缝。(7)混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水,并大量减少混凝土初期收缩裂缝的产生。过早的养护会影响混凝土的胶结能力;而过迟的养护,混凝土会因受日晒风吹令其表面游离水分过快蒸发,水泥由于缺乏必要的水化水,从而产生急剧的体积收缩(据有关资料反映,当混凝土表面的水分蒸发率超过0.5kg/m2*h时,混凝土体积将急剧收缩),此时的混凝土早期强度低,未能抵抗该种收缩应力而产生开裂。特别是在夏、冬两季,因昼夜温差较大,养护不当最容易产生温差裂缝。

三、混凝土裂缝的控制措施

(1)优选水泥品种。混凝土结构引起裂缝的主要原因之一是由于水泥水化热的大量积聚致使混凝土出现早期升温及后期降温而产生的温差变化,为此,在施工中可采取一些措施,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热水泥品种来配制混凝土。

(2)控制材料的使用。根据施工的具体条件降低水灰比,减少水的用量,提高混凝土的密实度,可以减少混凝土的泌水、离析等现象,使混凝土的收缩变形减小。施工时尽可能选用良好的颗粒级配方案,用颗粒级配大的粗中砂来拌制混凝土,严格控制砂、石中的含泥量。另外,还应控制施工工期,尽量不要在高温季节施工,可减少温差应力对混凝土变形的影响。

(3)提高操作水平。加强混凝土振捣,可以提高混凝土的密实性和抗拉强度;加强对混凝土成品的保护和养护,避免温差裂缝的产生;对已浇筑好的混凝土应在浇筑后lO到12小时内及时做好浇水养护,以使混凝土有足够的湿度保持水化反应,并且连续养护日期一般不少于半个月。这样,不仅有利于混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度,而且还可以在养护时降低混凝土的表面温度,减少混凝土内部的约束作用,防止收缩裂缝的产生。

(4)控制钢筋位置。在绑扎构造钢筋时为防止钢筋走位,可以用一些技术措施进行控制,从而有效地控制和减少板面裂缝的发生。

四、混凝土裂缝处理

依据混凝土裂缝宽度,深度以及扩展情况,采取不同的处理方法。

(一)对于浅表面裂缝(沉缩裂缝,干缩裂缝),缝宽小于0.5m,可用下列方法:

1.裂缝表面清理干净,用水泥浆刮抹。

2.稍深一些的裂缝,沿裂缝凿去薄弱部分,用水冲洗后,用1:2水泥砂浆修补。

(二)裂缝较深(10mm以上)

1.注射环氧树脂黏合剂。注射前,用电吹风吹干裂缝,然后用注射器把黏合剂缓慢注入,至全部充满。

2.裂缝口扩成v型,用毛刷清除粉末,用电吹风吹干,在扩口内填入环氧树脂胶泥即可。

第4篇

1.1水泥品种的优选

优先选用C3A含量低的中、低热的普通水泥或复合、矿渣水泥等,除冬期施工外,不宜选早强型水泥;也不宜采用火山灰水泥,因火山灰水泥需水量大,易泌水。

水泥等级和混凝土等级应相匹配,一般C25以下混凝土宜选32.5级水泥,C30以上混凝土宜选42.5级水泥,但水泥品种不能混用,不同产家、不同品种即是同一水泥等级也不能混用,同厂家、同品种不同批号的水泥原则上也不能混用。因不同厂、不同品种虽说强度等级相同,但其中所含的矿物成分不同,水泥掺合料不同,所产生的水化热亦不同,其收缩、变形、凝结时间等不同,水化时反映了各自水泥的水化个性,所以不能混用,如果混用:(1)可能造成收缩、变形不同,而影响结构的耐久性;(2)凝结时间、需水量、水化速度不同,所产生的混凝土强度不同,将使混用后的混凝土强度降低5%—20%,(3)由于收缩变形不同,产生裂缝隐患存在。不同水泥应分别使用,只能待上一品种水泥产生一定强度后,才可向其上面浇筑其他品种、等级的水泥。在保证混凝土强度的前提下,商品混凝土的水泥用量,应降低到最低程度。

1.2细骨料

细骨料宜采用中、粗砂。泵送砼宜采用中砂并靠上限,0.315mm筛孔筛余量不应少于15%。实践证明,采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20kg/m3—25kg/m3,可降低水泥用量28kg/m3—35kg/m3,因而降低了水泥水化热、降低了混凝土温升和收缩。细骨料的含泥量不超过3%,泥块含量不得大于1%。其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。

为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性,以便于运输、泵送和浇筑,泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土增大约6%,为38%—45%。但是砂率过大,不仅会影响混凝土的工作度和强度,而且能增大收缩和裂缝。

1.3粗骨料是混凝土的重要组成

它在混凝土中主要起到骨架的作用,并且对胶凝材料的收缩具有一定抵抗作用。集料的级配越好,所组成的混凝土骨架越稳定,抵抗变形能力越好。同时,集料的级配越好,能降低混凝土中单方水和水泥的用量,降低混凝土的收缩。此外,粗骨料的含泥量、泥块含量对混凝土的收缩也有很大的影响。

1.4砂

采用中、粗砂,细度模数必须控制在2.3以上,含泥量控制在2%以下。因为采用细度模数为2.8:2.3的中砂每立方混凝土可减少水泥用量约30kg,减少水用量20kg—25kg,从而降低混凝土水化热和温差引起的收缩。泵送混凝土时,砂率应控制在38%—45%。

1.5选用优质高效的外加剂

为达到抗裂、防水的目的,在配制混凝土时,一般需要掺人减水剂、缓凝剂、膨胀剂等。外加剂的质量对混凝土的影响非常大,有些膨胀剂与其他外加剂一起使用可能会产生副作用,因此在使用前应经试验确定。

2设计方面

结构设计规范主要解决的是结构的安全问题。但个别设计者未能作全过程(包括施工过程)数理分析。以混凝土收缩裂缝问题为例。一般的设计文件只给出混凝土的强度等级,没有针对结构具体情况对混凝土的收缩量的限制值及收缩量制值相匹配的后浇带设置。特别是某些工程师盲目地相信某些补偿收缩混凝土的作用,不留混凝土后浇带甚至不留形缝,使得裂缝发展得很快。另外,混凝土收缩裂缝与现在设计的板和墙的尺寸越来越大也有关系。混凝土梁、板和墙的尺寸增大。尺寸大,构件总的收缩量大,容易出现混凝土收缩裂缝。

3施工技术控制

(1)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。混凝土浇捣后,过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(2)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。混凝土浇捣后,过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(3)现场养护。现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖、浇水养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝。特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下,干缩更容易发生。有资料表明,当风速为16m/s时,混凝土中的水分蒸发速度为无风时的四倍。一些高层建筑的楼面为什么更容易产生裂缝,就是因为高空中的风速比地面大。

4施工后期商品混凝土的养护

由于商品混凝土流动性较大,容易在早期发生混凝土半和物沉缩裂缝,塑性收缩裂缝,干燥收缩裂缝,温度裂缝等,因此必须加强早期养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇注后应覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,过高过低的环境温度以及激剧的温度变化都会引起表面开裂。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。但由于热扩散时间延长,混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使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。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程中,水泥水化速度较快,适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。

5裂缝部分处理技术

(1)涂抹:以涂为主,在裂缝表面涂抹新型高分子防水涂料,这种涂料是以合成橡胶或者合成树脂作为成膜材料,效果很好。目前常有聚氨脂,环氧树脂、丙烯酸橡胶、聚酯树脂防水涂料。

(2)封堵:多用于水平面上的裂缝,其宽度大于0.3mm。裂缝较小时,采用低粘度树脂;在干燥自然环境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的防水砂浆等;在渗漏潮湿环境下必须进行封堵再进行表面处理,封堵用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情况下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。

(3)嵌缝:在裂缝处凿八字形槽,并在槽内嵌填不同材质的密封材料处理。

(4)灌浆:适用于修补较深的裂缝和混凝土内部有空洞、疏散等情况。

(5)增大截面加固法:用同等级混凝土,加大原结构截面,以达到满足承载力的要求。

(6)外包角钢加固法:用角钢镶嵌在四角,并用扁钢将角钢箍紧,以提高结构承载能力。

(7)粘钢加固法:在混凝土表面用结构胶粘贴钢板,以提高混凝土承载力。

(8)增设支点加固法:用增设支点减少结构跨度,达到减少结构受力。

(9)增设剪力墙加固法:结构在地震作用下,其强度与变形不能满足规范要求时,还可以在房屋适当位置增设剪力墙以抵抗地震作用。

(10)外加力加固法:采用外加力或压力、改变原结构的受力状态或减少原结构薄弱处的受力,以提高结构的总体承载能力。

第5篇

混凝土的裂缝并不是规律的,具有不确定和不规律的特性。在工程施工过程中产生的裂缝的长短、宽窄、深度等都是不一样的。混凝土构件中产生裂缝是不可避免的,大量的工程实践表明,绝大多数的钢筋混凝土都是带裂缝工作的,只是有的裂缝很细,细到无法用肉眼观察出来。对于这类裂缝,一般不需要多做处理,因而这类裂缝是不影响结构的质量的。混凝土结构允许裂缝,但是要控制裂缝的数量和大小,以免有害裂缝的出现,从而保证工程的稳定性和耐久性。

2、混凝土裂缝的类型、产生原因及预防措施

施工和使用阶段的荷载、由于温度、湿度及不均匀沉降引起的变形以及制作、振捣等施工操作都会造成裂缝产生。根据裂缝的形状和方向可以将裂缝分为水平、横向、纵向以及放射状等;根据裂缝的深度可以将裂缝分为贯通裂缝、表面裂缝、深裂缝三种;根据裂缝的形成因素可以将裂缝分为收缩裂缝、温度裂缝、不均匀沉降裂缝和由于材料质量形成的裂缝四种。

2.1收缩裂缝

2.1.1裂缝现象

收缩裂缝通常出现在结构的表面,裂缝的形状通常也是不规则的,并且裂缝的长短不一、宽窄不定,裂缝之间也是互不相连的,通常呈龟裂状。收缩裂缝的深度通常在50毫米以下,和干燥的泥浆面类似,是裂缝中较为普遍的一种类型。

2.1.2裂缝原因

收缩裂缝的产生的主要原因是混凝土浇筑完成之后的三倒四小时混凝土表面没有经过适当的覆盖处理。在这一阶段,混凝土表面经过风吹日晒时表面的水分会大量蒸发,再加上混凝土自身水化热的影响,混凝土的体积会出现急剧收缩。在混凝土浇筑完成后的三倒四小时,混凝土的强度很低,不能抵扣收缩产生的应力,因而很容易产生混凝土收缩裂缝。并且,混凝土水分蒸发速度越快,就越容易产生收缩裂缝。

2.1.3预防措施

针对这种类型的裂缝在配制混凝土时要严格控制混凝土的水灰比。同时,选择水化热程度较低的水泥类型和级配良好的水泥。并且通过严格控制骨料的含泥量来减少混凝土的孔隙率和砂率。在混凝土浇筑之前,应做好基层和模板的润湿、振捣、收面等工作;在混凝土初凝之后终凝前进行二次抹压从而提高混凝土的密实程度和抗拉强度,使混凝土的收缩量得到减少;在混凝土浇筑完成之后,及时对混凝土进行覆盖养护,保证在混凝土的养护阶段混凝土表面始终处于湿润状态;最后,在保证混凝土的和易性的前提之下尽量减小混凝土的坍落度。在混凝土养护阶段如果发现混凝土表面出现细微裂缝,应及时进行抹压和覆盖养护

2.2温度裂缝

2.2.1裂缝现象

温度裂缝通常产生比较早,并且裂缝的形状也多为不规则的。温度裂缝是表面裂缝,深度较浅。温度裂缝通常在施工期间产生,并且缝的宽度受到温度的影响较为严重。

2.2.2裂缝原因

在混凝土浇筑尤其是大体积混凝土浇筑阶段水泥的硬化会产生大量的热,使得混凝土内部的温度升高,造成混凝土内外之间产生温度混凝土内外部之间的温度差会使混凝土内部产生压应力而混凝土表面产生拉应力。当混凝土表面附近的温度形成温度梯度之后,就会产生一个较大的拉应力。在这个阶段混凝土的龄期较短,能够承受的拉应力也较低,因而很容易产生裂缝。

2.2.3预防措施

预防温度措施可以总结为以下几点:第一点、选择凝结时间长水化热程度低的水泥,从而降低混凝土的温度;第二点、在混凝土中添加缓凝剂或者减水剂,从而减少混凝土的用水量和水泥用量,并提高混凝土的强度,减少混凝土的收缩现象;第三点、在选择粗骨料时要选择颗粒直径大的、形状好的级配良好的骨料从而减少砂量过大产生的不良影响

2.3不均匀沉降裂缝

2.3.1裂缝现象

不均匀沉降裂缝多为贯通性裂缝,裂缝的走向和沉降情况有关。这类裂缝的位置不固定并且上下左右之间有一定的差距。这类裂缝的宽度受温度的影响较小,裂缝的宽度因荷载的大小有所差异。

2.3.2裂缝原因

这类裂缝产生的原因主要有三点:第一点、在混凝土浇筑后的3小时之内混凝土处于塑性状态,在这一阶段混凝土骨料沉降时受到一定的阻碍,产生的主要原因是坍落度较大以及沉陷过高;第二点、地基没有经过必要的夯实或者必要的加固处理,因而在混凝土浇筑滞后容易由于地基的不均匀沉降造成裂缝的产生;第三点、由于模板刚度的不足,在模板的移动或者拆除阶段由于模板额沉陷或者过早的拆除模板也会造成这种裂缝的产生。

2.3.3预防措施

针对这种类型的裂缝,在施工过程中应做好以下几点工作:第一点、减小混凝土的坍落度,保证混凝土的均质性了第二点、对地基进行必要的处理,通过地基夯实和加固避免地基的不均匀沉降;第三点、保证模板及支架有足够的承载力和稳定性,在混凝土强度达到标准后再进行模板的拆除。

2.4原材料质量引起的裂缝

2.4.1裂缝现象

由于原材料质量引起的裂缝不具有规律性,也容易和其他类型的裂缝混淆。由于原材料质量问题产生的裂缝如果不能正确识别即使采取预防措施裂缝也是难以避免的。

2.4.2裂缝原因

原材料质量引起裂缝主要是由于原材料的含泥量过大,混凝土的强度和抗渗性较低或者砂石的级配差。除此之外,骨料中的酸性和碱性物质相遇发生骨料反应会形成胶质物,洗水后造成局部膨胀进而产生裂缝。

2.4.3预防措施

预防这一类裂缝应从材料的选取入手,在原材料的原则过程中选用含泥量较少的砂石同时控制好砂石级配,并控制好碱含量,避免骨料之间化学反应。

3、结语混

第6篇

关键词:混凝土方块大体积混凝土裂缝

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构形式等原因。

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,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。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,也可能导致裂缝出现。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.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。在素混凝土(方块)内如果结构出现拉应力,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稳定温度时间短,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。

一、温度应力的分析

1.根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(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)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,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。

(3)晚期:混凝土完全冷却以后的时期。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.根据温度应力引起的原因可分为两类:

(1)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,混凝土方块结构尺寸相对较大,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)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。如方块的榫槽。

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.在的施工中,为了提高模板的周转率,往往要将方块尽早拆模。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。早期拆模,在方块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.

加筋对大体积混凝土方块的温度应力影响很小,因为加入方块的混凝土中的含筋率极低。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。

混凝土方块内约束

混凝土块体自身质点之间的约束:大体积混凝土方块在温度变化过程中,块体内温度分布是不均匀的。块体表层散发快,表层温度接近外界气,而内部积聚的水化热不易散发,使块体内部温度明显高于表层温度,内、外温差不一致,使表层混凝土收缩受到里层混凝土的约束而产生拉应力。

外约束作用越大,相应的温度应力愈大;内约束产生的温度应力与块体内、外温差愈大,温度应力也愈大。如果二者产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度混凝土都要出现裂缝。方块A、B、C水泥用量少,水化热小,且方块A底部无外约束,所以方块A不产生裂缝。方块B、C底部有外约束,当外约束产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度就出现裂缝,因此方块B、C在榫槽处有时出现裂缝,方块D和卸荷板因有抗冻要求,强度等级高,水泥用量多,水化热大,且都有外约束(方块D在底部榫糟处,卸荷板在预留孔处),所以方块D和卸荷板出现的裂缝比B、C明显。

外约束

混凝土浇注后,温度逐渐下降,块体也随之收缩。但是在块体底部(与底胎上的榫相互作用,块体收缩受到榫的约束,从而在块体内部产生拉应力。该拉力在混凝土方块的底部最大,一旦产生裂缝也是从底部开始,随着收缩的增加和温度应力的增大,裂缝将向上延伸,有时贯穿整个块体。》

改进预制混凝土大方块产生裂缝的措施:

为了防止裂缝,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。

1.控制温度的措施如下:

(1)采用改善骨料级配,砂选用中粗砂,含泥量小于3%,清除泥土和石粉,级配要好,从而可能提高混凝土自身的强度,相对可以减少水泥用量,对克服温度裂缝有好处。

(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;

(3)浇注混凝土大方块时,按规定掺加10-100kg/块块石,有助于克服裂缝;

(4)减小混凝土浇注的分层厚度,在条件允许时减缓混凝土浇注速度,以不出现冷缝为原则。热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

(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;

(6)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.

(7)在原有吊装孔基础上增加预留孔,大方块浇注完毕养护时期,吊装孔和预留孔内的养护水由于水泥水化热而造成温度升高,为此,每隔2-3小时孔内换一次水,孔内热水沿块体四周流下,既可以降低方块内部的温度,减少混凝土内约束作用。

3.使用减水防裂剂,其特点:

(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。这就是表面张力理论。

(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。

(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。

(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,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.

4.混凝土的早期养护

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。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。

从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

第7篇

论文摘要:混凝土结构被广泛应用于多种工程,解决开裂问题是决定混凝土结构是否能够满足使用需求和耐久性的关键。

0引言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等,严重的将威胁到人民的生命、财产。出现混凝土裂缝的原因从微观上看,混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因也有很多种。

1混凝土结构的裂缝依其形成可分为以下三类

1.1静止裂缝系指形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时,仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法,而与其它因素无关。

1.2活动裂缝系指其宽度不能保持稳定,易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。修补时,应先消除其成因,并观察一段时间,确认已稳定后,再依静止裂缝的处理方法修补;若无法完全消除其成因,则应使用具有足够柔韧性的材料进行修补。

1.3尚在发展的裂缝系指长度、宽度或数量尚在发展,但经历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展后,方可进行修复或加固。

混凝土裂缝修补前,应对其成因进行研究,若是由于承载能力不足引起的裂缝,除应选择相应的方法进行修补外,尚应选用适当的加固方法进行加固。

2修补设计

修补设计原则上应根据第四章是否需要修补及补强加固的判定结果,进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计,更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。进行修补设计时,应考虑如下事项:①根据是否需要修补的判断结果,设定修补范围及规模,还应按需要再度调查现场。②掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等),建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。③为了明确规定修补目的及恢复目标,考虑环境条件,选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法,可按开裂现场及开裂原因决定。另外,当构筑物处于盐类等苛刻环境时,应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能,裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝,则宜在裂缝最宽时处理。

混凝土建筑物及构件的修补恢复目标将视竣工时的初期性能、建筑物的耐用年限、开裂原因、劣化程度及劣化范围等而异,另外,保修年限也不尽相同。通常,可将修补恢复目标分成如下三个阶段:①恢复到与健全构件同等性能。②恢复到不妨碍使用的程度。③恢复到能够确保人身安全的程度。一般针对以确保人身安全而进行的应急修补工程。④必须充分研究修补作业所必要的机械材料、脚手架及工程现场对周围人群的安全保障。

3修补方法

3.1表面修补法①利用混凝土表层微细独立裂缝(裂缝宽度ω≤0.2mm)或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液,封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位,尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。常用的方法为涂覆法,增加整体面层,压抹环氧胶泥,环氧浆液粘玻璃丝布,表面缝合等。②涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时,采用手工或机械喷涂方法,将修补材料涂覆于混凝土表面,起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间,厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化,介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等,例如,要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷沥青涂料等刚性涂料,不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体,橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。③增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下,整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时,宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。3.2局部修复法①充填法用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成V形或梯形槽,分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。②预应力法用钻机在构件上钻孔,注意避开钢筋,然后穿入螺栓(预应力钢筋),施加预应力拧紧螺帽,使裂缝减小或闭合。如条件许可时,成孔的方向应与裂缝方向垂直,钻孔方向不与裂缝垂直时,宜采用双向施加预应力。③部分凿除重新浇筑混凝土对于钢筋混凝土预制梁等构件,由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土,清洗、充分湿润后,浇筑强度高一等级的混凝土,养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外,修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真,否则新老混凝土结合不良将导致失败。

3.3灌浆法将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内,使其扩散,固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度,与混凝土能较好地粘结,从而增强了构件的整体性,使构件恢复使用功能,提高耐久性,达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙,使之不透水并增加强度。

3.4低压慢注修补法(注射法)以一定的压力将修补胶液注入裂缝腔内;此法适用于处理0.2<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌缝胶及JN-F封口胶。

3.5压力注浆法在一定时间内,以较高压力(按注浆料产品说明书确定)将灌注材料压入裂缝腔内;此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。可使用JN-J或HPG两种水泥基改性材料,也可使用JN-M结构灌注胶。

3.6填充密封法在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出U形或V形沟槽,然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充,必要时以纤维复合材料封闭其表面;此法适用于处理ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。可使用JN-XF裂缝封闭胶或JN-LE弹性灌缝胶。

民用建筑混凝土结构裂缝修补工法多种多样,但我们不能只知其一、只用其一,而应牢牢掌握每一种方法,以一变应万变,做到根据不同情况采取不同方法,切实从每一个环节入手,做好过程控制,完善施工手段,确保施工质量,尽量实现修补最优。

参考文献:

第8篇

论文摘要:在建筑物施工、使用过程中,混凝土出现裂缝是一个普遍的问题。作为一个建筑工作者,如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事,本文将对水泥混凝土裂缝的成因进行分析,并提出预防措施。

一、混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段,其原因复杂多变,一般可分为无害裂缝和有害裂缝两大类。无害裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下,这种砼本身固有的微观裂缝,荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。有害裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展,为最终宽度。

二、混凝土裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的。

(一)砼的收缩

收缩是砼的一个主要特性,对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展,则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝的原因,一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中,梁、板、柱等小块体构件,预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在大气中的构筑物,影响更大。如不加以防止,可能会造成严重后果。

(二)混凝土材料及配合比

配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度,是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示:用水量不变时。水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土与钢筋的粘结力降低10%。合肥市近两年发现不少商品混凝土浇捣的楼板出现裂缝,总结的原因有如下方面:

1、粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。

2、骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。

3、混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。

4、水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。

5、水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。

(三)施工及现场养护原因

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、高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。

3、对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。

4、大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。

5、现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。

6、现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。

7、现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。

这些因素都会造成砼较大的收缩,产生龟裂裂缝或疏松裂缝,致使砼微观裂缝迅速扩展,形成宏观裂缝。

养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下,砼硬化正常,不会开裂,但只适用于试块或是工厂的预制件生产,现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到,现场砼养护越接近标准条件,砼开裂可能性就越小。(四)使用原因(外界因素)

1、构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。

2、使用荷载超负。

3、野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。

4、周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。

5、意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

三、混凝土裂缝预防措施

根据砼裂缝成因,采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法,归纳起来,可以从以下几个方面着手:

1、设计

在设计上要注意到那些容易开裂的部位,如深基与浅基、高低跨处等,应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节,在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下,钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

2、施工方案

好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、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。如果必须在夏季施工,则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。

3、施工质量

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝,则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此,施工阶段是裂缝预防的主要阶段,在施工阶段要注意以下几个问题:首先砼要有合适的配合比,选择合适的配合比,不仅要满足强度要求、施工要求,还要从防止产生裂缝的需要出发。其次适当地选择好水灰比,在满足强度要求的原则下,尽可能减少水泥用量。其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固,以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除,以免影响粘结力。最后是浇筑、振捣操作合理,特别是振捣操作技术,往往不被人们重视。过分地振捣对砼均匀性有害,振捣不足也不能保证砼应有的密实度,要恰到好处。

4、养护

养护的目的是使砼正常硬化,强度增长,不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温,缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力,阻力裂缝的产生。

第9篇

一、概述

总干4#隧洞位于引黄总干一,二级泵站之间,前连1#出水调压井,后接2#进水调压井,总长1698.92m,为有压输水遂洞,设计开挖断面为圆形,直径D=6.45m,砼衬砌厚度40cm,衬砌后洞径5.60m,由于施工需要,隧洞开挖时断面形成马蹄形,并设置了间距为100m的倒车洞。

隧洞地质条件良好:多为白云岩白云质灰岩属于II、III类围岩,无重大地质构造,地下水不发育(∈3f5.寒武系风山组五段)(CHG2+138~148f2-1和CHG3+9~G3+16f3-1处各有一小断层断层)。

砼浇筑前清基发现,隧洞底部两侧和顶拱局部超挖严重,平均为25cm最大处为80cm。

设计砼浇筑段为12m,施工时采用液压式针梁模板全断面一次衬砌,设计环向钢筋为Φ22,纵向分布钢筋Φ12,砼设计标号为C20W6F50,采用二级配泵送砼,骨料为人工碎石,天然河沙,掺高效减水剂MF-2掺量为5%,砼配比见附表一。

二、裂缝的调查及分布状况

4#洞开挖结束后,于九九年七月二十四日浇筑第一段砼,以后平均3天完成一段砼浇筑,工期经历春、夏、秋、冬四季,后发现砼产生裂缝,表现为:有很强规律性,一般在浇筑段中部,春秋季浇筑的砼多为一侧呈环向(或两侧腰线以下),夏季裂缝多为一环(横向一周),且多为砼浇筑后5-7天左右产生,裂缝分渗水和干缝(不渗水)两种。裂缝调查及分布情况见附表二。

三、裂缝产生的原因分析

3.1砼的配合比的选择

施工所用的配合比是经过室内试验后取得的,水泥掺量为280-330kg/m3之间,符合泵送砼要求,施工中使用的大同普硅525#水泥从多年的使用和检测结果看,该厂家水泥的强度、安定性等方面是稳定和良好的。已浇完砼共取样312组,检测结果为全部合格,平均强度为31Mpa,在现场及有关单位进行的回弹仪无损检测结果也是理想的,强度为32~33MPa。另外,分析砼裂缝形状、规律和水泥掺量大的所产生的裂缝形状、尺寸、规律也不相符,可以判断:裂缝的产生与配合比无直接关系。

3.2砼的浇筑方式

在施工中,4#洞的全断面砼衬砌是由2#拌合站供料的,砼搅拌车运料,运距0.5km,到现场后,由砼泵输送进仓号,(每块间隔3天左右),施工中每个浇筑段施工缝均设橡胶止水和铺设复合型泡沬板,从浇筑方式和间隔时间对照裂缝进行分析认为:砼的浇筑方式于裂缝没有直接影响的关系。

3.3地下洞室的基本恒温对施工有利

洞内温度除受季节产生的缓慢变化影响外,一定时段内基本处于恒温状态,从浇筑时温测结果看,5~9月份洞内温度基本在12~18℃之间,到了10月份也多稳定在8~10℃之间,洞内温度无骤降变化,8月份洞内日温温差也较小,洞内基本稳定的温度对砼的施工是有利的。温度统计见附表三。

3.4砼养生的条件良好

每一浇筑段的砼浇筑完后,均采取在已浇块下游部位用渣袋拦小坝截水,利用水泵抽水直接喷撒在砼表面上养护,水流循环利用。养护水为洞内水,温度经测定与气温相近,每班均设专人养护,所有这些有利条件构成了对砼的良好养护。

3.5良好的地质条件不会导致裂缝产生

所有浇筑段围岩坚硬完整,岩型均一,构造简单,除两处有小断层外,并无大的特殊地质构造,洞内地质变形也趋稳定,且岩质层湿度与洞内湿度趋向一致,分析判断,上述良好的地质条件不会导致砼产生裂缝。

3.6骨料成分不会导致裂缝产生

人工骨料是采用二级站开挖岩石经破碎生产的,因二级站岩石基本上为岩,含有的能与水泥活性物质引起碱性反应的成分较少,砂采用天然河砂,内含少量石英、长石等也不会与水泥发生较严重的碱反应以致形成裂缝。

3.7浇筑温度、超挖、分段长及配筋相对较少的综合作用是导致砼裂缝产生的主要原因

3.7.1从表二中可见,出现裂缝多的季节是在夏季6-7月份。骨料经过水喷淋降温,温度一般在17℃-22℃之间,最高温度24℃,水泥储存在库内,温度一般18℃-35℃之间,砼出机温度在21℃-29℃之间,仓面砼温度一般为21℃-29℃,根据当时的施工情况和有关规范,对浇筑块温度应力进行过计算,计算结果表明砼块体所受的温度应力处于临界状态,应是导致砼裂缝产生的主要原因之一。

3.7.2从开挖断面图看,设计砼衬砌厚度40cm,但实际挖深尺寸在底拱两侧角最深达1.2m,顶拱最深达85cm左右,均远远超出设计45cm,对照超挖数据看,超挖多的部位,产生的裂缝机率比较高。

3.7.3因为实际超挖后,原设计的双层筋是针对40cm后砼的,但实际情况是,双层筋后有约40cm后的砼内无筋,当内部产生应力时,无钢筋受力,对裂缝产生有很大的关系。

3.7.4原设计40cm砼厚度浇筑分块长度12m现浇筑厚度改变,长宽比等应力分布也有所改变。原12m块的长度对于90cm厚度的砼明显欠妥。实际检查中,也发现大多裂缝是产生在每块砼的中间部位,这也说明了,砼厚度改变后,浇筑段的长度比不适当,与裂缝产生也有一定关系。

四、裂缝的预防与处理

通过上述分析,我们可以得出这样一个结论,隧洞砼衬砌不单要考虑岩石突出或夹角部位对裂缝产生的影响,而且还应注意,虽无大的“坑塘”存在,但普遍的大面积的超挖对改变砼内部应力带来的不利影响也不可忽视。

4.1裂缝预防措施

4.1.1减小施工分块长度,建议施工长度取8-10m。

4.1.2对于底拱砼,如超挖大于设计值10cm以上部位,应采取浇筑基础垫层,再浇筑洞体的施工方法,对于边顶超挖段较大部位,则建议设计增加钢筋用量或其它方法解决。

4.1.3施工中加强骨料的降温工作,根据骨料含水调整配合比,并尽可能降低砼出机和入仓温度。

4.1.4减少砼水平和垂直运输中的砼中灰浆的流失,以防出机口和仓内砼坍落度和配比的变化。

4.1.5施工中还需加强养护,保证砼配制准确及振捣的密实性,防止其它类型的裂缝产生。

4.1.6在高温季节调整砼配和比,掺入粉煤灰。

4.2裂缝处理方法:

根据裂缝的状况和发展趋势,下步处理应安排在浇筑结束20天后进行,分两步进行:①进行砼浇筑后的回填灌浆和固结灌浆,②对灌完浆后仍有渗水的缝采用化学灌浆。回填灌浆和固结灌浆施工方法这里不在叙述。化学灌浆方案如下:

a.环向裂缝灌浆施工

环向裂缝也是有规则的裂缝,而且裂缝宽度较小。针对这种情况,采用深孔、浅孔相结合的高压灌浆法,裂缝漏水的情况下灌入YN堵漏剂,渗水和无水的情况下灌入环氧树脂灌浆材料,钻孔间距1.0~1.5米,孔径ø20。

b.灌浆施工程序

前期准备­——裂缝调查­——确定灌浆方案——布孔——钻孔——冲孔——丙酮洗孔——安装灌浆塞——灌浆——停止灌浆——管路冲洗——缝面修整——现场清理——验收

c.灌浆施工方法

①在对现场和裂缝进行了详尽的调查准备工作后,现场施工开始。

②在选好孔位后,开始钻孔,钻孔时必须定位开孔,准确控制进孔方向,确保孔缝相交,达到预期灌浆效果。

③灌浆塞采用根据膨胀螺栓的原理制成的专用灌浆塞。

④由于浆液的固化时间可以调整,因此不同的裂缝、不同的灌浆时段,采用不同的配比。配浆时要求称量准确,搅拌均匀,不能漏加或错加任一组份,以“少配、勤配”为原则,既避免了材料的浪费,同时也适应了环保要求。

⑤灌浆时选用的轻化灌泵和德国瓦格纳公司生产的电动隔膜泵。两者各项技术参数见表1。轻型化灌浆泵设计灌浆压力和进浆量较小;电动隔膜灌浆压力高,并且配有无级调速装置,能够很好的控制进浆量。现场灌浆时根据不同的裂缝和灌浆压力要求采用相应的灌浆设备。

表1

技术参数

类型

马达功率

(KW)

重量

(Kg)

电压

(V)

进浆量

(L/min)

最大压力

(Mpa)

电动隔膜

1.45

38.5

230v/50HZ

2.8

25

轻型化灌泵

7.0

1.0

1

⑥灌浆结束后,及时清理裂缝表面残留浆液,保持现场清洁。

⑦浆液固化后,采用Sikadur731涂抹缝面,并用磨光机修面。

d.灌浆材料

①环氧树脂灌浆材料

环氧树脂系列灌浆材料粘度小,固化时间可以调整,适合于开度较小,渗水不太严重的环向裂缝的灌浆施工,而且环氧树脂材料强度较高,在堵漏的同时也起到了补强和抗冲刷的作用,是一种理想的灌浆材料,在室温下其各项性能指标见表2。

表2

初始

粘度

(mpa.s)

比重

PH

纯浆硬化物强度(Mpa)

浆液粘强度(Mpa)

固砂体动弹模

抗压

抗拉

干缝

湿缝

固砂体动弹模

屈服

破坏

>1.0*

1.035

6

30~70

80~100

12.5~14.8

1.9

1.7

1.6~2.5

注:*——浆液粘度随不同的配比而变化

②YN——聚氨酯堵漏剂

YN——聚氨酯堵漏剂粘度较大,以水为固化剂,遇水后在几十秒内迅速与水反应,后成一种弹性体,短时间内即可止水,适用于漏水较大的环向裂缝和伸缩缝,在室温下其各顶性能指标见表3。

表3

粘度(mpa.s)

诱导凝固时间(s)

膨胀率

40~80

20~900

≥350%

e.化学灌浆质量保证

在进行充分的调查研究后,制定出以上方案,根据以往化学灌浆处理经验,漏水的裂缝逐渐变干燥,浆液在裂缝内部能起到止水的作用,灌入裂缝中浆液除了堵水这外,还可以对周边的混凝土起到补强的作用。

f.施工设备

施工主要设备见表4

序号

名称

单位

数量

备注

1

LILTI电锤

2

2

高压化灌泵

2

3

轻型化灌泵

2

4

磨光机

1

5

0.2m3气泵

1

6

五十铃交通车

1

g.施工进度及人员配置

以处理200m裂缝长度施工进度及人员配置为列。详见表5、6。

表6人员配置计划

类别

高级工程师

工程师

技术工人

普通工人

合计

人数

1

1

4

4

10

h.安全施工

①增强文明施工、安全生产的意识,操作人员要穿戴好防护用品,进入施工现场要戴安全帽,现场严禁吸烟;

②有些化灌材料有毒易燃,应存放在阴凉、干燥、通风良好的地方,特别注意防火、防毒,确保安全,备好必要的防火器材;

③施工现场要加强通风、排毒,保证施工人员身体健康;

④设备、器皿、工具要及时清洗。

第10篇

关键词:大体积混凝土裂缝

建筑裂缝分析

一、裂缝简述:

施工当中难免遇到裂缝的问题,一般人们首先想到的是结构问题,但也不全是这样。有时裂缝只是建筑表面的现象,它并不会影响结构的安全。

二、裂缝的形成:

(一)墙体裂缝:

1、沉降裂缝:

由于地基的不均匀沉降,使砖砌墙体表面产生一些不同性质的裂缝。由于砖混结构一般性裂缝(除严重开裂外)不危及结构安全和使用,往往容易被人们忽视,致使这类裂缝屡次发生,形成隐患。当地震及其他荷载作用下,容易引起提前破坏,所以应采取有效措施减少和防止裂缝的产生。

1)现象:

a、斜裂缝一般发生在纵墙的两端,多数裂缝通过窗口的两个对角,裂缝向沉降较大的方向倾斜,并由下向上发展。由于横墙刚度较大(门窗洞口较少),一般不会产生较大的相对变形,所以很少出现这类裂缝。裂缝多在墙体下部,向上逐渐减少,宽度下大上小,常常在房屋建成后不久就出现,其数量及宽度随时间而逐渐发展。

b、窗间墙水平裂缝。一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上。

c、竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。当纵墙顶层有钢筋混凝土圈梁时,顶层中央顶部竖向裂缝则较少。

2)原因分析:

a、斜裂缝主要发生在软弱土地基上,由于地基不均匀下沉,使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度较差,施工质量和材料强度不能满足要求时,导致墙体开裂。

b、窗间墙水平裂缝产生的原因是在沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力,而发生上下位置的水平裂缝。

c、房屋低层窗台下竖直裂缝,是由于窗间墙承受荷载后,窗台墙起反梁作用,特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下,窗台墙因反向变形过大而开裂,由于冻胀作用而在窗台处发生裂缝。

3)预防措施:

a、合理设置沉降缝。凡不同荷载(高差悬殊的房屋)、长度过大、平面形状较为复杂,同一建筑物地基处理方法不同和有部分地下室的房屋,都应从基础开始分成若干部分,设置沉降缝,使其各自沉降,以减少或防止裂缝产生。沉降缝应有足够的宽度,操作中应防止浇筑圈梁时将断开处浇在一起,或砖头、砂浆等杂物落入缝内,以免房屋不能自由沉降而发生墙体拉裂现象。

b、加强上部结构的刚度,提高墙体抗剪强度。由于上部结构刚度较强,可以适当调整地基的不均匀下沉。所以应在基础顶面及各楼层门窗口上部设置圈梁,减少浇水润湿、改善砂浆各易性、提高砂浆饱满度和砖层间的粘结(提高灰缝的砂浆饱满度可以大大提高墙体的抗剪强度)。在施工临时时间断处尽量留置斜槎。当留置直槎时,应加拉接筋。

c、加强地基探槽工作。对于较复杂的地基,在基槽开挖后应进行普遍钎探,等探出的软弱部位进行加固处理后,方可进行基础施工。

d、宽大窗口下部应考虑设混凝土梁以适应窗台反梁作用的变形,防止窗台处产生竖直裂缝。为避免多层房屋底层窗台下出现裂缝,除了加强基础整体性外,也可以采取通长配筋的方法来加强。窗台部位也不宜使用过多的半砖砌筑。

4)治理方法:

对于墙体产生裂缝首先应作好观察工作,注意裂缝开展规律。对于非地震区一般性裂缝,如若干年后不再发展,则可以认为不影响结构安全使用,局部宽缝处,用砂浆堵抹即可。对于影响安全使用的结构裂缝,应进行加固处理。对于因墙体原材料强度不够而发生的裂缝,墙面可敷贴钢筋网片,并配置穿墙壁拉筋加以固定,然后灌细石混凝土或分层抹水泥砂浆进行加固。墙体裂缝的加固方法,应结合裂缝性质和严重程度,由设计部门提出。

2、温度裂缝:

1)现象:

a、八字缝出现在顶层纵墙的两端(一般在1-2个开间的范围内),严重时可发展至房屋1/3长度内,有时在横墙上也可能发生。裂缝宽度一般中间大,两端小,当外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。

b、水平裂缝。一般发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁2-3皮砖的灰缝位置。裂缝一般沿外墙顶部断续分布,两端较中间严重,在转角处,纵、横墙水平还不够相交而形成包角裂缝。

2)原因分析:

a、八字裂缝一般发生在平屋顶房屋顶层纵墙面上,这种裂缝往往在夏季屋顶圈梁、挑檐混凝土浇筑后,而保温层未施工前,由于混凝土和砖砌体两种材料线胀系数不同,在较大温差情况下,纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字斜裂。无保温屋盖的房屋,经过冬、夏气温的变化也容易产生八字裂缝。

b、檐口下水平裂缝、包角裂缝以及在较长的多层房屋楼梯间处的竖直裂缝,产生的原因与上达原因相同。

3)预防措施:

a、合理安排屋面保温层施工。由于屋面结构施工完毕至作好保温层,中间有一段时间间隔,因此屋面施工应尽量避开高温季节。屋面挑檐可采取分块预制或留置伸缩缝,以减少混凝土伸缩对墙体的影响。

4)治理方法:

与沉降裂缝治理相同。

3、其它裂缝:

1)现象:

a、在较长的多层房屋楼梯间处,楼梯休息平台与楼板邻接部位发生的竖直裂缝。

b、大梁底部的墙体(窗间墙),产生局部竖直裂缝。

2)原因分析:

大梁下面墙局部竖直裂缝,主要由于未设梁垫或梁垫面积不足,砖墙局部承受荷载过大所引起的。此外,与砖和砂浆标号偏低、施工质量差也有关。

3)预防措施:

a、有大梁集中荷载作用于的窗间墙,应有一定的宽度,梁下较小的窗间墙,施工中应避免留脚手眼。

b、有些墙裂缝具有地区性特点,应同设计与施工部门,结合本地区气候、环境和结构形式、施工方法等,进行综合调查分析,然后采取措施,加以解决。

4)治理方法:

与沉降裂缝治理相同。

(二)混凝土裂缝:

对有些结构按其所处条件的不同,允许存在一定宽度的裂缝。但施工中仍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。

裂缝按产生的原因有:由外荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝;由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝;由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)引起的裂缝。

按裂缝的方向、形状有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。

1、塑性裂缝:

1)现象:

裂缝在结构表面出现,形状很不规则且长短不一,互不连贯,类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期(一般在浇筑后4小时左右),当混凝土本身与外界气温相差悬殊,或本身温度长时间过高(40℃以上),而气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂,属于干缩裂缝,出现普遍。

2)原因分析:

a、混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度很低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

b、使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的粉砂。

c、混凝土水灰比过大,模板过于干燥。

3)预防措施:

a、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。

b、浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿润。

c、混凝土浇筑后,对表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护。

d、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。

e、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。

f、设挡风设施。

4)治理方法:

a、此类裂缝对结构强度影响不大,但传统使钢筋锈蚀,可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于预制构件,可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。

2、干缩裂缝:

1)现象:

裂缝为表面性,宽度较细。其走向纵横交错,没有规律。较薄的梁、板类构件(或桁架杆件),多沿短向分布;整体性结构多发生在结构变截面处;平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘,大体积混凝土在平面部位较为多见,但侧面也常出现,并随湿度和温度变化而逐渐发展。

2)原因分析:

a、混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂,或者构件水分蒸发,产生体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。

b、混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化。

c、采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

d、混凝土经过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层。

e、后张法预应力构件露天生产后长久为张拉等。

3)预防措施:

a、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大;严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂;混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。

b、加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件,可覆盖草帘、草袋,避免曝晒,并定期适当洒水,保持湿润。薄壁构件则应在阴凉地方堆放并覆盖,避免发生过大湿度变化。

3、干缩裂缝:

1)现象:

表面温度裂缝走向无一定规律性;梁板式或长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝,一般与短边方向平行或接近于平行,裂缝沿全长分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,一般在0.5mm以下。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期间,缝宽受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细。沿断面高度,裂缝大多呈上宽下窗状,但个别也有下宽上窄情况,遇上下边缘区配筋较多的结构,在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2)原因分析:

a、表面温度裂缝,多由于温度较大。混凝土结构,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时(如施工中注意不够,过早拆除模板;冬季施工,过早除掉保温层,或受到寒潮袭击),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,此时表面胺到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部降温慢,受自约束而产生压应力),而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱。因此,裂缝只在接近表面较浅的范围出现,表面层以下结构仍保持完整。

b、深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基(特别是岩石地基)或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇灌时温度很高,加上水泥水化热的混凝土冷却收缩,全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束,将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现,裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击作用;框架结构的梁、墙板、基础梁,由于与刚度较大的柱、基础连接,或预制构件浇筑在台座伸缩缝处,因温度变形受到约束,降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件,混凝土降温制度控制不严,降温过速,或养生窑坑急剧揭盖,使混凝土表面剧烈降温,而受到肋部或胎模的约束,常导致构件表面或肋部出现裂缝。

3)预防措施:

a、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。

b、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。

c、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。

d、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。

e、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。

f、大体积混凝土适当预留一些孔道,采取通冷水或冷气降温。

g、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。

h、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。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。

i、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。

j、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。

4)治理方法:

a、温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化、抗冻融(有抗冻要求的结构)、抗疲劳(对受动荷载构件)等方面有影响,故应采取措施治理。可以采用涂两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布,以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理,对有防水、抗渗要求的结构,缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝,应根据裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或化学浆液(环氧、甲凝或丙凝浆液)方法进行裂缝修补,或者灌浆与表面封闭同进采用。宽度不大于0.1mm的裂缝,由于后期水泥生成氢氧化钙、硫酸铝钙等类物质,能使裂缝自行愈合,可不处理或只进行表面处理即可。

4、不均匀沉陷裂缝:

1)现象:

不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直或呈30°~45°角方向发展。较大的不均匀沉陷裂缝,往往上下或左右有一定的差距,裂缝宽度受温度变化影响较小,因荷载大小而异,且与不均匀沉降值成比例。

2)原因分析:

a、结构、构件下面的地基未经夯实和必要的加固处理,混凝土浇筑后,地基因没水引起不均匀沉降。

b、平卧生产的预制构件(如屋架、梁等),由于侧向刚度较差,在弦、腹杆件或梁的侧面常出现裂缝。

c、模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动,以及过早拆模,也常导致不均匀沉陷裂缝出现。

3)预防措施:

a、对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。

b、避免直接在松软土或填土上制作预制构件,或经压夯实处理后作预制场地。

c、模板应支撑牢固,保证有足够强度和刚度,并使地基受力均匀。拆模时间不能达早,应按规定执行。

d、构件制作场地周围应作好排水措施,并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。

第11篇

关键词:混凝土温度应力裂缝控制

混凝土裂缝产生的主要原因是温度和湿度的,混凝土在施工阶段常受外界气温变化的影响。混凝内部温度为水泥水化热的绝热温度和浇筑温度二者的叠加值,其中浇筑温度与外界温有直接关系。一般而言,外界气温愈高,混凝土在硬化期间水泥放出大量水化热,混凝土的浇筑温度也愈高,当气温下降,会大大增加外层混凝土混凝土内部的温度梯度,造成温差和温度应力,使大体积混凝土出现裂缝。

为了防止裂缝,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。

控制温度的措施如下:

(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)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;

(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;

(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;

(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;

改善约束条件的措施是:

①合理地分缝分块;

②避免基础过大起伏;

③合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;

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,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。

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。例如使用减水防裂剂,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。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

(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,提高的混凝土抗裂性能。

(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,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。

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。

温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

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。

③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。

第12篇

关键词:大体积混凝土裂缝防裂措施

1前言

近年来,随着国民经济和建筑技术的发展,建筑规模不断扩大,大型现代化技术设施或构筑物不断增多,而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强的特点,日益受到人们的欢迎,于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。所谓大体积混凝土,一般理解为尺寸较大的混凝土,美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义:任何现浇混凝土,其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度的减少开裂影响的,即称为大体积混凝土。这就提出了大体积混凝土开裂的问题,开裂问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题,裂缝一旦形成,特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位,危害极大,它会降低结构的耐久性,削弱构件的承载力,同时会可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂,是一个值得关注的问题。

2大体积混凝土裂缝形成的原因

裂缝产生的原因可分为两类:一是结构型裂缝,是由外荷载引起的,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力裂缝。二是材料型裂缝,是由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。本文主要探讨材料型裂缝。其中具体原因如下。

2.1温度应力引起裂缝(温度裂缝)

目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种:混凝土浇注初期,产生大量的水化热,由于混凝土是热的不良导体,水化热积聚在混凝土内部不易散发,常使混凝土内部温度上升,而混凝土表面温度为室外环境温度,这就形成了内外温差,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝;另外,在拆模前后,表面温度降低很快,造成了温度陡降,也会导致裂缝的产生;当混凝土内部达到最高温度后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,它们与最高温度的差值就是内部温差;这三种温差都会产生温度裂缝。在这三种温差中,较为主要是由水化热引起的内外温差。

2.2收缩引起裂缝

收缩有很多种,包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。

2.2.1干燥收缩

混凝土硬化后,在干燥的环境下,混凝土内部的水分不断向外散失,引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。

2.2.2塑性收缩

在水泥活性大、混凝土温度较高,或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。因为这时混凝土的泌水明显减少,表面蒸发的水分不能及时得到补充,这时混凝土尚处于塑性状态,稍微受到一点拉力,混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝,出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加大,于是裂缝进一步扩展。

3防止裂缝的措施

由以上分析,材料型裂缝主要是由温差和收缩引起,所以为了防止裂缝的产生,就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩,具体措施如下。

3.1优选原材料

3.1.1水泥

由于温差主要是由水化热产生的,所以为了减小温差就要尽量降低水化热,为了降低水化热,要尽量采取早期水化热低的水泥,由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数,要降低水泥的水化热,主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数,硅酸盐水泥的矿物组成主要有:C3S、C2S、C3A和C4AF,试验表明:水泥中铝酸三钙(C3A)和硅酸三钙(C3S)含量高的,水化热较高,所以,为了减少水泥的水化热,必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外,在不影响水泥活性的情况下,要尽量使水泥的细度适当减小,因为水泥的细度会影响水化热的放热速率,试验表明比表面积每增加100cm2/g,1d的水化热增加17J/g~21J/g,7d和20d均增加4J/g~12J/g。

3.1.2掺加粉煤灰

为了减少水泥用量,降低水化热并提高和易性,我们可以把部分水泥用粉煤灰代替,掺入粉煤灰主要有以下作用:①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,其中二氧化硅含量40%~60%,三氧化二铝含量17%~35%,这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应,是其活性的来源,可以取代部分水泥,从而减少水泥用量,降低混凝土的热胀;②由于粉煤灰颗粒较细,能够参加二次反应的界面相应增加,在混凝土中分散更加均匀;③同时,粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构,使混凝土中总的孔隙率降低,孔结构进一步的细化,分布更加合理,使硬化后的混凝土更加致密,相应收缩值也减少。

值得一提的是:由于粉煤灰的比重较水泥小,混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面,使上部混凝土中的掺合料较多,强度较低,表面容易产生塑性收缩裂缝。因此,粉煤灰的掺量不宜过多,在工程中我们应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。

3.1.3骨料

(1)粗骨料

尽量扩大粗骨料的粒径,因为粗骨料粒径越大,级配越好,孔隙率越小,总表面积越小,每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小,水化热就随之降低,对防止裂缝的产生有利。

(2)细骨料

宜采用级配良好的中砂和中粗砂,最好用中粗砂,因为其孔隙率小,总表面积小,这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少,水化热就低,裂缝就减少,另一方面,要控制砂子的含泥量,含泥量越大,收缩变形就越大,裂缝就越严重,因此细骨料尽量用干净的中粗沙。

3.1.4加入外加剂

加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会,外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响:

(1)减水剂对混凝土开裂的影响

减水剂的主要作用改善混凝土的和易性,降低水灰比,提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量,而水灰比的降低,水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的。

(2)缓凝剂对混凝土开裂的影响

缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间,由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大,所以等放热峰值出现时,混凝土强度也增大了,从而减小裂缝出现的机率,二是改善和易性,减少运输过程中的塌落度损失。

(3)引气剂对混凝土开裂的影响

引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在这里值得注意的是:外加剂不能掺量过大,否则会产生负面影响,在GB8076~1977中规定,掺有外加剂的混凝土,28d的收缩比不得大于135%,即掺有外加剂的混凝土收缩比基准混凝土的收缩不得大于35%。

3.2采用合理的施工方法

3.2.1混凝土的拌制

(1)在混凝土拌制过程中,要严格控制原材料计量准确,同时严格控制混凝土出机塌落度。

(2)要尽量降低混凝土拌合物出机口温度,拌合物可采取以下两种降温措施:一是送冷风对拌和物进行冷却,二是加冰拌合,一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。

3.2.2混凝土浇注、拆模

(1)混凝土浇注过程质量控制

浇注过程中要进行振捣方可密实,振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜,间距要均匀,以振捣力波及范围重叠二分之一为宜,浇注完毕后,表面要压实、抹平,以防止表面裂缝。另外,浇注混凝土要求分层浇注,分层流水振捣,同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。

(2)浇注时间控制

尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注,若由于工程需要在夏季施工,则尽量避开正午高温时段,浇注尽量安排在夜间进行。

(3)混凝土拆模时间控制

混凝土在实际温度养护的条件下,强度达到设计强度的75%以上,混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内,预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。

3.2.3做好表面隔热保护

大体积混凝土的温度裂缝,主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇注后,由于内部较表面散热快,会形成内外温差,表面收缩受内部约束产生拉应力,但是这种拉应力通常很小,不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击,或者过分通风散热,使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生,所以在混凝土在拆模后,特别是低温季节,在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大,引起裂缝。另外,当日平均气温在2~3d内连续下降不小于6~8℃时,28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。

3.2.4养护

混凝土浇注完毕后,应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润,这样既减少外界高温倒罐,又防止干缩裂缝的发生,促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇注完毕后12~18h内立即开始养护,连续养护时间不少于28d或设计龄期。

3.2.5通水冷却

若是在高温季节施工,则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰值,但注意,通水时间不能过长,因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。为了削减内外温差,还应在夏末秋初进行中期通水冷却,中期通水一般采用河水,通水历时两个月左右。后期通水是使混凝土柱状块达到接缝灌浆的必要措施,一般采用通河水和通制冷水相结合的方案。

4结语

大体积混凝土的开裂是目前学者和工程界关注的一个重要问题,通过以上分析可知,大体积混凝土的材料型裂缝主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的,笔者认为精心选择原材料,并在施工中采用合理的方法,能有效的防止裂缝的发生。

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[5]康方中:浅谈现浇商品混凝土楼板变形裂缝的成因和防治.混凝土,2003,(5):18

第13篇

关键词:道路桥梁裂缝事故处理

l引言

近年来,我国交通基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。其实,如果采取一定的设计和施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识,尽量避免工程中出现危害较大的裂缝,本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结,以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用。

l混凝土桥梁裂缝种类、成因

实际上,混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:

一、荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有:

1、设计计算阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。

2、施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

3、使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有:

1、在设计外荷载作用下,由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰,理论计算该处不会存在弯矩,但实际该铰仍然能够抗弯,以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

2、桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。研究表明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中,经常在跨内根据截面内力需要截断钢束,设置锚头,而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此,若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

实际工程中,次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起,仅是按常规一般不计算,但随着现代计算手段的不断完善,次应力裂缝也是可以做到合理验算的。例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力,不少平面杆系有限元程序均可正确计算,但在40年前却比较困难。在设计上,应注意避免结构突变(或断面突变),当不能回避时,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,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出,如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是结构达到承载力极限的标志,是结构破坏的前兆,其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式,产生的裂缝特征如下:

1、中心受拉。裂缝贯穿构件横截面,间距大体相等,且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时,裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

2、中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

3、受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝,并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时,裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时,裂缝少而宽,结构可能发生脆性破坏。

4、大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件,类似于受弯构件。

5、小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件,类似于中心受压构件。

6、受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏,沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝;当箍筋适当时发生剪压破坏,沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

7、受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝,并向相邻面以螺旋方向展开。

8、受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂,形成冲切面。

9、局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

二、温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:

1、年温差。一年中四季温度不断变化,但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调,只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝,例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性,年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

2、日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

3、骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行,混凝土弹性模量不考虑折减。

4、水化热。出现在施工过程中,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。施工中应根据实际情况,尽量选择水化热低的水泥品种,限制水泥单位用量,减少骨料入模温度,降低内外温差,并缓慢降温,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。

5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝。

6、预制T梁之间横隔板安装时,支座预埋钢板与调平钢板焊接时,若焊接措施不当,铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时,预应力钢材温度可升高至350℃,混凝土构件也容易开裂。试验研究表明,由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低,钢筋与混凝土的粘结力随之下降,混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%,抗压强度下降60%,光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%;由于受热,混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。

三、收缩引起的裂缝

在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。

缩水收缩(干缩)。混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件(超过3%),钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。

炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。

研究表明,影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:

1、水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高,普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大,则混凝土收缩越大,且发生收缩时间越长。例如,为了提高混凝土的强度,施工时经常采用强行增加水泥用量的做法,结果收缩应力明显加大。

2、骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小,含水量大收缩越大。

3、水灰比。用水量越大,水灰比越高,混凝土收缩越大。

4、外掺剂。外掺剂保水性越好,则混凝土收缩越小。

5、养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应,获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长,则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

6、外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大,则混凝土水分蒸发快,混凝土收缩越快。

7、振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定,一般以5~15s/次为宜。时间太短,振捣不密实,形成混凝土强度不足或不均匀;时间太长,造成分层,粗骨料沉入底层,细骨料留在上层,强度不均匀,上层易发生收缩裂缝。

对于温度和收缩引起的裂缝,增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁结构(壁厚20~60cm)。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋(φ8~φ14)、小间距布置(@10~@15cm),全截面构造配筋率不宜低于0.3%,一般可采用0.3%~0.5%。

四、地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:

1、地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工,这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁,勘察时钻孔间距太远,而地基岩面起伏又大,勘察报告不能充分反映实际地质情况。

2、地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁,河沟处的地质与山坡处变化较大,河沟中甚至存在软弱地基,地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。

3、结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下,各部分基础荷载差异太大时,有可能引起不均匀沉降,例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大,中部的沉降就要比两边大,箱涵可能开裂。

4、结构基础类型差别大。同一联桥梁中,混合使用不同基础如扩大基础和桩基础,或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时,或同时采用扩大基础但基底标高差异大时,也可能引起地基不均匀沉降。

5、分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时,如分期修建的高速公路左右半幅桥梁,新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结,均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。

6、地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀;一旦温度回升,冻土融化,地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。

7、桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。

8、桥梁建成以后,原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后,尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土,土体强度遇水下降,压缩变形加大。在软土地基中,因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降,地基土层重新固结下沉,同时对基础的上浮力减小,负摩阻力增加,基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅,受洪水冲刷、淘挖,基础可能位移。地面荷载条件的变化,如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等,桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此,使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。

对于拱桥等产生水平推力的结构物,对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。

五、钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

六、冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水(结冰温度在-78度以下)在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

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。冬季施工时,采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂(但氯盐不宜使用),可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

七、施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。

1、水泥

(1)、水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢,在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化的水泥石,使混凝土抗拉强度下降。

(2)、水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂。

(3)、当水泥含碱量较高(例如超过0.6%),同时又使用含有碱活性的骨料,可能导致碱骨料反应。

2、砂、石骨料

(1)、砂石的粒径、级配、杂质含量。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中云母的含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度。砂石中含泥量高,不仅将造成水泥和拌和水用量加大,而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多,将延缓水泥的硬化过程,降低混凝土强度,特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应,体积膨胀2.5倍。

(2)、碱骨料反应。

碱骨料反应有三种类型:

①、碱硅酸反应。参与这种反应的骨料有流纹岩、安山岩、凝灰岩、蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、玻璃质火山岩、玉髓及微晶或变质石英等。反应发生于碱与微晶氧化硅之间,其生成物硅胶体遇水膨胀,在混凝土中产生很大的内应力,可导致混凝土突然爆裂。这类反应是碱骨料反应的主要形式。

②、碱硅酸盐反应。参与这种反应的骨料有粘土质岩石、千枚岩、硬砂岩、粉砂岩等。此类反应的特点是膨胀速度非常缓慢,混凝土从膨胀到开裂,能渗出的凝胶很少。

③、碱碳酸岩反应。多数碳酸岩石没有碱活性,有特定结构的泥质细粒白云质灰岩和泥质细粒灰质白云岩才具有与碱反应的碱活性,且还须高碱度、一定湿度环境下才能反应膨胀。

碱骨料反应裂缝的形状及分布与钢筋限制有关,当限制力小时,常出现地图状裂缝,并在缝中有白色或透明的浸出物;当限制力强时则出现顺筋裂缝。在工程实践中必须对骨料进行碱活性检验,采用对工程无害的材料,同时使用含碱量低的水泥品种。

3、拌和水及外加剂

拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

八、施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异,比较典型常见的有:

1、混凝土保护层过厚,或乱踩已绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的受力筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

2、混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

3、混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝,既塑性收缩裂缝。

4、混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

5、混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

6、用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

7、混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时,后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑,引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时,先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好,新旧混凝土之间粘结力小,或后浇混凝土养护不到位,导致混凝土收缩而引起裂缝。

8、混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。

9、施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。

10、施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

11、施工前对支架压实不足或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉,导致混凝土出现裂缝。

12、装配式结构,在构件运输、堆放时,支承垫木不在一条垂直线上,或悬臂过长,或运输过程中剧烈颠撞;吊装时吊点位置不当,T梁等侧向刚度较小的构件,侧向无可靠的加固措施等,均可能产生裂缝。

13、安装顺序不正确,对产生的后果认识不足,导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时,钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑,拆架后墙式护栏往往产生裂缝;拆架后再浇筑护栏,则裂缝不易出现。

14、施工质量控制差。任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,结果造成混凝土强度不足和其他性能(和易性、密实度)下降,导致结构开裂。

第14篇

关键词:大体积混凝土裂缝

建筑裂缝分析一、裂缝简述:施工当中难免遇到裂缝的问题,一般人们首先想到的是结构问题,但也不全是这样。有时裂缝只是建筑表面的现象,它并不会影响结构的安全。二、裂缝的形成:(一)墙体裂缝:

1、沉降裂缝:

由于地基的不均匀沉降,使砖砌墙体表面产生一些不同性质的裂缝。由于砖混结构一般性裂缝(除严重开裂外)不危及结构安全和使用,往往容易被人们忽视,致使这类裂缝屡次发生,形成隐患。当地震及其他荷载作用下,容易引起提前破坏,所以应采取有效措施减少和防止裂缝的产生。

1)现象:

a、斜裂缝一般发生在纵墙的两端,多数裂缝通过窗口的两个对角,裂缝向沉降较大的方向倾斜,并由下向上发展。由于横墙刚度较大(门窗洞口较少),一般不会产生较大的相对变形,所以很少出现这类裂缝。裂缝多在墙体下部,向上逐渐减少,宽度下大上小,常常在房屋建成后不久就出现,其数量及宽度随时间而逐渐发展。

b、窗间墙水平裂缝。一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上。

c、竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。当纵墙顶层有钢筋混凝土圈梁时,顶层中央顶部竖向裂缝则较少。

2)原因分析:

a、斜裂缝主要发生在软弱土地基上,由于地基不均匀下沉,使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度较差,施工质量和材料强度不能满足要求时,导致墙体开裂。

b、窗间墙水平裂缝产生的原因是在沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力,而发生上下位置的水平裂缝。

c、房屋低层窗台下竖直裂缝,是由于窗间墙承受荷载后,窗台墙起反梁作用,特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下,窗台墙因反向变形过大而开裂,由于冻胀作用而在窗台处发生裂缝。

3)预防措施:

a、合理设置沉降缝。凡不同荷载(高差悬殊的房屋)、长度过大、平面形状较为复杂,同一建筑物地基处理方法不同和有部分地下室的房屋,都应从基础开始分成若干部分,设置沉降缝,使其各自沉降,以减少或防止裂缝产生。沉降缝应有足够的宽度,操作中应防止浇筑圈梁时将断开处浇在一起,或砖头、砂浆等杂物落入缝内,以免房屋不能自由沉降而发生墙体拉裂现象。

b、加强上部结构的刚度,提高墙体抗剪强度。由于上部结构刚度较强,可以适当调整地基的不均匀下沉。所以应在基础顶面及各楼层门窗口上部设置圈梁,减少浇水润湿、改善砂浆各易性、提高砂浆饱满度和砖层间的粘结(提高灰缝的砂浆饱满度可以大大提高墙体的抗剪强度)。在施工临时时间断处尽量留置斜槎。当留置直槎时,应加拉接筋。

c、加强地基探槽工作。对于较复杂的地基,在基槽开挖后应进行普遍钎探,等探出的软弱部位进行加固处理后,方可进行基础施工。

d、宽大窗口下部应考虑设混凝土梁以适应窗台反梁作用的变形,防止窗台处产生竖直裂缝。为避免多层房屋底层窗台下出现裂缝,除了加强基础整体性外,也可以采取通长配筋的方法来加强。窗台部位也不宜使用过多的半砖砌筑。

4)治理方法:

对于墙体产生裂缝首先应作好观察工作,注意裂缝开展规律。对于非地震区一般性裂缝,如若干年后不再发展,则可以认为不影响结构安全使用,局部宽缝处,用砂浆堵抹即可。对于影响安全使用的结构裂缝,应进行加固处理。对于因墙体原材料强度不够而发生的裂缝,墙面可敷贴钢筋网片,并配置穿墙壁拉筋加以固定,然后灌细石混凝土或分层抹水泥砂浆进行加固。墙体裂缝的加固方法,应结合裂缝性质和严重程度,由设计部门提出。

2、温度裂缝:

1)现象:

a、八字缝出现在顶层纵墙的两端(一般在1-2个开间的范围内),严重时可发展至房屋1/3长度内,有时在横墙上也可能发生。裂缝宽度一般中间大,两端小,当外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。

b、水平裂缝。一般发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁2-3皮砖的灰缝位置。裂缝一般沿外墙顶部断续分布,两端较中间严重,在转角处,纵、横墙水平还不够相交而形成包角裂缝。

2)原因分析:

a、八字裂缝一般发生在平屋顶房屋顶层纵墙面上,这种裂缝往往在夏季屋顶圈梁、挑檐混凝土浇筑后,而保温层未施工前,由于混凝土和砖砌体两种材料线胀系数不同,在较大温差情况下,纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字斜裂。无保温屋盖的房屋,经过冬、夏气温的变化也容易产生八字裂缝。

b、檐口下水平裂缝、包角裂缝以及在较长的多层房屋楼梯间处的竖直裂缝,产生的原因与上达原因相同。

3)预防措施:

a、合理安排屋面保温层施工。由于屋面结构施工完毕至作好保温层,中间有一段时间间隔,因此屋面施工应尽量避开高温季节。屋面挑檐可采取分块预制或留置伸缩缝,以减少混凝土伸缩对墙体的影响。

4)治理方法:

与沉降裂缝治理相同。

3、其它裂缝:

1)现象:

a、在较长的多层房屋楼梯间处,楼梯休息平台与楼板邻接部位发生的竖直裂缝。

b、大梁底部的墙体(窗间墙),产生局部竖直裂缝。

2)原因分析:

大梁下面墙局部竖直裂缝,主要由于未设梁垫或梁垫面积不足,砖墙局部承受荷载过大所引起的。此外,与砖和砂浆标号偏低、施工质量差也有关。

3)预防措施:

a、有大梁集中荷载作用于的窗间墙,应有一定的宽度,梁下较小的窗间墙,施工中应避免留脚手眼。

b、有些墙裂缝具有地区性特点,应同设计与施工部门,结合本地区气候、环境和结构形式、施工方法等,进行综合调查分析,然后采取措施,加以解决。

4)治理方法:

与沉降裂缝治理相同。

(二)混凝土裂缝:

对有些结构按其所处条件的不同,允许存在一定宽度的裂缝。但施工中仍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。

裂缝按产生的原因有:由外荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝;由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝;由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)引起的裂缝。

按裂缝的方向、形状有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。

1、塑性裂缝:

1)现象:

裂缝在结构表面出现,形状很不规则且长短不一,互不连贯,类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期(一般在浇筑后4小时左右),当混凝土本身与外界气温相差悬殊,或本身温度长时间过高(40℃以上),而气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂,属于干缩裂缝,出现普遍。

2)原因分析:

a、混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度很低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

b、使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的粉砂。

c、混凝土水灰比过大,模板过于干燥。

3)预防措施:

a、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。

b、浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿润。

c、混凝土浇筑后,对表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护。

d、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。

e、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。

f、设挡风设施。

4)治理方法:

a、此类裂缝对结构强度影响不大,但传统使钢筋锈蚀,可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于预制构件,可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。

2、干缩裂缝:

1)现象:

裂缝为表面性,宽度较细。其走向纵横交错,没有规律。较薄的梁、板类构件(或桁架杆件),多沿短向分布;整体性结构多发生在结构变截面处;平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘,大体积混凝土在平面部位较为多见,但侧面也常出现,并随湿度和温度变化而逐渐发展。

2)原因分析:

a、混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂,或者构件水分蒸发,产生体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。

b、混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化。

c、采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

d、混凝土经过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层。

e、后张法预应力构件露天生产后长久为张拉等。

3)预防措施:

a、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大;严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂;混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。

b、加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件,可覆盖草帘、草袋,避免曝晒,并定期适当洒水,保持湿润。薄壁构件则应在阴凉地方堆放并覆盖,避免发生过大湿度变化。

3、干缩裂缝:

1)现象:

表面温度裂缝走向无一定规律性;梁板式或长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝,一般与短边方向平行或接近于平行,裂缝沿全长分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,一般在0.5mm以下。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期间,缝宽受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细。沿断面高度,裂缝大多呈上宽下窗状,但个别也有下宽上窄情况,遇上下边缘区配筋较多的结构,在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2)原因分析:

a、表面温度裂缝,多由于温度较大。混凝土结构,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时(如施工中注意不够,过早拆除模板;冬季施工,过早除掉保温层,或受到寒潮袭击),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,此时表面胺到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部降温慢,受自约束而产生压应力),而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱。因此,裂缝只在接近表面较浅的范围出现,表面层以下结构仍保持完整。

b、深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基(特别是岩石地基)或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇灌时温度很高,加上水泥水化热的混凝土冷却收缩,全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束,将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现,裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击作用;框架结构的梁、墙板、基础梁,由于与刚度较大的柱、基础连接,或预制构件浇筑在台座伸缩缝处,因温度变形受到约束,降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件,混凝土降温制度控制不严,降温过速,或养生窑坑急剧揭盖,使混凝土表面剧烈降温,而受到肋部或胎模的约束,常导致构件表面或肋部出现裂缝。

3)预防措施:

a、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。

b、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。

c、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。

d、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。

e、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。

f、大体积混凝土适当预留一些孔道,采取通冷水或冷气降温。

g、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。

h、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。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。

i、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。

j、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。

4)治理方法:

a、温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化、抗冻融(有抗冻要求的结构)、抗疲劳(对受动荷载构件)等方面有影响,故应采取措施治理。可以采用涂两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布,以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理,对有防水、抗渗要求的结构,缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝,应根据裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或化学浆液(环氧、甲凝或丙凝浆液)方法进行裂缝修补,或者灌浆与表面封闭同进采用。宽度不大于0.1mm的裂缝,由于后期水泥生成氢氧化钙、硫酸铝钙等类物质,能使裂缝自行愈合,可不处理或只进行表面处理即可。

4、不均匀沉陷裂缝:

1)现象:

不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直或呈30°~45°角方向发展。较大的不均匀沉陷裂缝,往往上下或左右有一定的差距,裂缝宽度受温度变化影响较小,因荷载大小而异,且与不均匀沉降值成比例。

2)原因分析:

a、结构、构件下面的地基未经夯实和必要的加固处理,混凝土浇筑后,地基因没水引起不均匀沉降。

b、平卧生产的预制构件(如屋架、梁等),由于侧向刚度较差,在弦、腹杆件或梁的侧面常出现裂缝。

c、模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动,以及过早拆模,也常导致不均匀沉陷裂缝出现。

3)预防措施:

a、对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。

b、避免直接在松软土或填土上制作预制构件,或经压夯实处理后作预制场地。

c、模板应支撑牢固,保证有足够强度和刚度,并使地基受力均匀。拆模时间不能达早,应按规定执行。

d、构件制作场地周围应作好排水措施,并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。

第15篇

关键词:大体积混凝土;裂缝;原因;预防措施

1裂缝产生的原因分析

混凝土中产生的裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,原材料不合格(如碱骨料反映),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水热化热,内部温度不段上升,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,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。混凝土是一中脆性材料,拉抗强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形也只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限拉伸变形也只有(1.2~2.0)×104。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇注过程中的离析现象,在同一块混凝土中其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,拉应力只要是由钢筋来承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力,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,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。

2温度应力的分析

温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(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。这个阶段有两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土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)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,在此期间混凝土上的弹性模量变化不大。(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。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

(1)自生能力: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,混凝土冷却时表面的温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。(2)约束能力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而一起的应力,如箱梁顶板混凝土和护拦混凝土;这两种温度应力往往和混凝土上的干缩所引起的应力共同作用;想要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弛,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。

3温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝,可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手,现场常用的措施如下:

(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)搅拌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。(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,最好控制在500mm以内,以便于表面散热;第二层浇筑必须在第一段砼初凝前浇筑完毕。(4)根据混凝土浇注面积,在混凝土上中下部设置一定数量测温管,定时测定内外温度,前4天每2h测一次,5~7天每4h测一次,8~15天每天一次,并及时记录,确保混凝土内外温差控制在25℃以内,做到及时观察,出现温度超偏,可通过调整养护方式来降低温差。(5)规定合理的拆模时间,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度,加强保温养护措施,现场通常采取措施为混凝土浇注后先覆盖一层塑料薄膜,用麻袋装锯末,厚度80~100mm进行中层覆盖,最后覆盖1~2层100mm厚岩棉被。(6)夏季施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面及侧边,设置专人撒水养护时间不少于14d,有条件的应对基础侧边进行覆土掩盖,避免内部水分蒸发过快,产生裂缝。

改善约束条件的措施是:

(1)合理地分区分块。(2)避免基础过大起伏。(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。

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,应特别主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,与水化热应力叠加,再加上混凝土干缩,表面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些轻型保温材料,如泡沫海绵等,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,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土的线胀系数相差很小,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的数目多、间距小、宽度与深度较小了。为了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,例如使用减水防裂剂,在实践中总结出其主要作用为:

(1)混凝土中存在大量的毛细孔道,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)掺加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)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,我们在工程实践中应多进行这方面的研究,比单纯改善外部条件,可能会更加简洁、经济。

4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的,寒冷地区的温度骤降也是容易形成裂缝的。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,现场保温应达到下述要求:

(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)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的使用期的稳定温度。(3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

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,在施工中应该切实重视起来。