2023-06-29
2023-06-18
2023-03-19
2023-07-05
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面板非结构性裂缝的防治主要是从面板本身所用的材料和面板施工方法上采取措施。对由于施工不当和材料化学反应所引起的裂缝,只要采取合适的配合比、满足面板混凝土的施工度要求、加强施工管理控制面板施工质量等措施来避免。对具有碱活性的骨料,应按规范要求严格控制单方混凝土的总碱含量。面板收缩裂缝的防治是面板裂缝防治中最重要的也是最困难的工作。
1、优化面板混凝土配合比
在面板混凝土配合比设汁方面应选用优质的原材料配制面板混凝土。
选用水化热低的水泥,用粉煤灰代换部分水泥,以减少水化热温升从而降低面板因内、外温差引起的表面裂缝和水化热消散后混凝土收缩而引起的贯穿性收缩裂缝。
选用线膨胀系数小的骨料配制混凝土,以减少因温度变化引起混凝土的体积变形。
选用优质混凝土减水剂,在满足混凝土施工坍落度的前提下,降低面板混凝土的单方用水量,以减少混凝土的干缩量。
在满足设计强度的前提下,尽量降低混凝土胶凝材料的用量,以减少混凝土的凝缩量。
使用掺纤维混凝土。在混凝土中掺加适量的聚丙烯纤维,可以抑制早期裂缝形成和发展;降低混凝土的弹性模量,提高混凝土的极限拉伸值;提高混凝土的抗冻等级,改善抗渗性和耐久性。此外,混凝土拌和物应满足面板施工的要求,具有较好的和易性、流动性、凝聚性。
2、降低地基约束作用力
取消或减少面板架立钢筋插入坝体,并在面板浇筑前在基面上喷涂乳化沥青,使面板与其基面之间可以产生小量相对位移。此时基面对面板收缩变形产生的约束作用力可认为等于面板和其基面之间的摩阻力。因而该约束作用力可人为加以控制。如使面板摩阻力(阻滑力)小于面板在坝坡上的滑动力,这样不仅可大幅度减少面板致裂的约束力,还增加了面板水平截面的预压应力,有利提高面板抗裂能力。
加强面板施工质量管理,避免抗拉薄弱面
采用面板二次压面的施工工艺。面板二次压面工艺有助于消除面板表面因温度骤降和失水而产生的表面裂缝。
降低面板混凝土人仓温度以减少基础温差从而达到减少冷缩裂缝的目的。面板浇筑的环境温度一般以5~25℃为宜。
面板施工期间做好面板的保温、保湿、防风等养护工作,以减小面板混凝土的冷缩和干缩。
①保湿。面板长期保湿养护是面板防裂的主要措施之一。在面板混凝土脱模并二次抹面后,表面覆盖带塑料薄膜的保温被,定时洒水保湿,防止混凝土表面水分过快蒸发而形成干缩裂缝;
②保温。在中后期,在覆盖带塑料薄膜的保温被的基础上,不问断洒水保湿,达到保温的目的,避免水化热作用或外界温度影响产生混凝土内外部温差,从而产生温度裂缝;
③防风。风速是引起面板裂缝的重要原因。风速增大将引起混凝土热交换系数增大,从而导致面板表面温度降低,面板内外温度梯度变陡,拉应力剧烈增加,导致面板裂缝。
1建筑施工过程中常见的混凝土裂缝及其预防措施
干缩裂缝及其预防措施
在建筑施工过程中,对于混凝土的养护工作进行完成后,在水泥砂浆中容易出现水分的蒸发,这种水分蒸发是不可逆的,所以水分蒸发是建筑施工在浇筑混凝土完毕后一定会出现的状况,这种水分蒸发的不均衡会导致混凝土出现一定的变形,导致出现一定的混凝土裂缝,也就是干缩裂缝。这种裂缝的预防措施是:施工单位采用收缩量相对较小的水泥材料,可以选择粉煤灰水泥和中低温水泥降低水泥的使用量,控制混凝土的配合比例,并在其中加入一定的减水剂,加强对于水泥的保护措施,适当延长对于混凝土的保养和呵护时间,保证混凝土的质量,减少干缩裂缝现象的发生。
塑性裂缝及其预防措施
塑性裂缝是指混凝土在凝结之前,由于温度和风力的原因,并在没有任何强度或者强度很小的情况下,使其在终凝之前失水过快,导致混凝土体积的迅速收缩从而产生一定程度的裂缝,这种塑性裂缝大小不一,没有连贯性,对于其主要的防护措施可以首先更换为早期强度较高的水泥材料,例如硅酸盐水泥等,也可以在其中加入一定的减水剂提高混凝土的韧性,同时,在建筑施工时,应注意水灰比,严格控制水灰比,利用相应的塑料薄膜保证混凝土的湿润性,适当添加一些养护剂等等,提高对于混凝土的防治和保护,加强其抵抗能力。
沉陷裂缝及其预防措施
在建筑施工的过程中,混凝土也会存在一定程度的沉陷裂缝,沉陷裂缝是由于建筑物的地基不稳所导致的,建筑物结构不稳定,产生一定程度的不均匀沉降,导致混凝土出现一定的裂缝,这种沉陷裂缝多具有一定的连贯性,其并不受温度的影响,当地基不再变形后,沉陷裂缝也逐渐趋于稳定,不再变化,对于沉陷裂缝的预防措施主要是建筑施工单位应对具体松土的地方进行加固,同时保证建筑结构地基不被水浸泡,因为当水分流失后,地基会产生一定的变化从而导致沉陷裂缝的发生,因此,防止地基被水浸泡对于防治建筑施工出现混凝土裂缝十分重要。
温度裂缝及其预防措施
所谓温度裂缝,是指由于当地的气候条件或者混凝土表面的温度变化所影响产生的裂缝,这类裂缝没有固定的规律,通常影响的面积较大,宽度不一,随温度的影响其变化较为明显,对于混凝土温度裂缝的预防措施,需要建筑施工单位采用低热水泥和中热水泥,同时,尽量减少水泥的使用量,加强对于混凝土表面的养护,提高对于混凝土实时温度的监控,及时采取一定的措施保证混凝土的完整,当混凝土表面温度过高时,应对混凝土的表面进行一定的冷却,创新混凝土的搅拌技术,降低混凝土浇筑时的温度,减少建筑施工混凝土的温度裂缝。
化学裂缝及其预防措施
在混凝土的使用期间,由于其在搅拌后容易出现一些碱性离子,这种碱性离子可以和一些活性材料发生化学反应,进而改变混凝土的实际面积,使混凝土材料出现开裂和酥松的现象,对于建筑物结构的影响是十分巨大的,这种化学裂缝的出现通常较难进行相应的补救措施,因此需要在建筑施工阶段采用更为正确的方法进行相关的防治,对于化学裂缝的防治工作,需要建筑施工单位采用释放碱性离子较少的水泥材料,例如低碱水泥、无碱水泥等,同时,建筑施工单位也可以在水泥中加入一定的xxx,一定程度上对于碱性离子的化学反应形成有效的抑制,保证混凝土质量的合格过关,抑制化学裂缝的产生。
锈蚀裂缝及其预防措施
在建筑施工的过程中,许多建筑施工单位对于混凝土不能进行有效的浇筑,许多钢筋的保护层较为薄弱,导致一些物质进入混凝土内,将钢筋锈蚀,由于钢筋的锈蚀,导致其产生一定程度的膨胀,增大了体积,从而使混凝土出现一定程度的裂缝,这种裂缝通常出现在钢筋附近,对于钢筋锈蚀裂缝,建筑施工单位首先应该提高对于混凝土浇筑的重视,保证混凝土浇筑、振捣的有效和严谨;其次,应该对于钢筋材料涂抹相应的防腐剂,加厚钢筋保护层的厚度,保证钢筋的质量,提高钢筋的防锈蚀能力。
2建筑施工混凝土裂缝的处理方法
表面修补法
表面修补法是一种对于混凝土表面裂缝和深进裂缝进行处理的有效方法,这种方法通常在混凝土的表面进行刷漆或者涂抹一定的防腐材料,也可以在混凝土的表面涂抹一定程度的水泥浆、环氟胶泥等,对于混凝土的表面裂缝,可以在其表面粘贴一定的玻璃纤维布等进行相应的修补,这种方法较为简单、方便,可以更直接有效的对混凝土的表面裂缝进行修补。
灌浆、嵌缝封堵法
在建筑施工的过程中,容易存在一些对建筑物整体结构有影响的混凝土裂缝,这些裂缝可以采用灌浆、嵌缝封堵法,使用一定的胶结材料进行填补,同时,在其中加入聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶等塑性材料对裂缝进行一定的封闭,提高对建筑物的加固,保证建筑物整体结构的完整。
结构加固法
在处理建筑施工的混凝土裂缝方面,可以从结构入手,对建筑物的结构进行一定程度的加固,其具体方法主要有加大混凝土结构的截面面积,并采用预应力法进行相应的加固,同时也可以粘贴钢板,增设一定数量的支点进行加固,保证建筑物的稳定,加固建筑物的整体结构。
置换法
置换法是对于建筑施工影响较小的混凝土裂缝的处理方法,对于一些混凝土裂缝产生严重损坏的情况,可以采用混凝土置换法对建筑物进行有效的保护,置换法是指采用新的混凝土材料对于原有损坏的混凝土进行一定的更换,这种置换采用水泥砂浆、改性聚合物等材料,能更有效的保护混凝土,修补混凝土裂缝,保护建筑物的整体结构。
电化学法
所谓电化学法,是指通过施加一定的措施改变混凝土材料的化学作用,从而增强混凝土材料的防腐能力,通常采用的方法有氯盐提取法、阴极防护法和碱性复原法。改变混凝土材料所处的化学环境状态,使钢筋产生一定的钝化,保护混凝土材料,降低化学裂缝的发生率。
仿生法
仿生法是处理建筑施工裂缝的新型方法,这种方法是采用仿生自愈的方法,使建筑物在产生裂缝时,自身的混凝土材料可以自动分泌相关的结构材料,进行自动愈合,这种先进的处理方法,需要在混凝土材料中加入含有粘结剂的胶囊或液芯纤维,从而使建筑物形成一个自我修补的愈合系统,更快的修补裂缝,提高建筑施工的整体效率。
3结语
在建筑施工的过程中,混凝土裂缝的出现是十分正常的,这种裂缝的出现不仅会影响建筑物的使用寿命,降低建筑物的使用功能,同时,也会影响建筑物的整体结构,加强对于建筑物裂缝类型的专一性处理,加强对于建筑物裂缝的了解,通过不同的方法进行防治和处理,将保证建筑物的安全和稳定,同时,也将促进建筑事业的发展和进步。
1混凝土裂缝的成因:
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。
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。
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。
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。
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。
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~‰。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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
论文关键词:混凝土;温度变形;裂缝
论文摘要:大量的工程和实践理论分析表明,钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见(缝宽<),一般对结构的使用无大的危害,允许其存在。有些裂缝在使用荷载或外界物理及化学因素作用下,不断产生和发展引起混凝土碳化、保护层剥落及钢筋锈蚀,使钢筋混凝土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。
面板结构性裂缝的防治主要不是从面板本身而是从堆石坝的设计和控制坝体施工质量方面着手,应采取措施防止面板支撑部分过多的不均匀水平位移和沉降造成垫层和面板之间的脱空。设计时对坝坡的选择以及各项坝料的压实指标的选择应考虑面板支撑体的稳定,施工时要严格按照设计要求控制施工质量,待坝体沉降稳定后才可进行面板浇筑。
1、建基面的处理。一般面板堆石坝建基面,着重在迎水面以下坝厚约1/3处范围内进行严格处理,而其他区域,如有较厚的砂砾石覆盖层,一般不全部挖除,只做压实度或孔隙率检测,基础满足设计要求后即可作为建基面。对两岸坝坡需进行植被和覆盖层清理,对局部坡度较陡或反坡位置进行削坡或用混凝土、浆砌石补坡至设计坡比。
2、控制坝体填筑质量。堆石体变形的控制,主要控制填筑密实度和岩体强度。岩体强度的控制主要是施工过程中对不同填筑区按相应要求的岩性:来开挖取料。选择较高的填筑密实度,主要通过控制填筑料的级配及碾压质量实现,尤其是填筑料的级配,堆石体的压实度和力学性质与级配的关系极为密切,级配良好的堆石料经压实后可以获得较高的变形模量和较高的抗剪强度。
在大坝填筑过程中,严格按照设计参数进行施工,采用坑探法、质量附加法对施工参数及压实效果进行双重控制,保证大坝填筑碾压质量,避免大坝后期沉降过大。为减小坝体不均匀沉降,在填筑过程中,尽量使坝体全断面均匀上升。如由于度汛需要抢临时度汛断面的填筑,也应尽量避免上下游出现大的高差。
3、面板合理分缝及合理配置钢筋。根据三维非线性有限元计算结果,面板在大坝两坝肩周边处呈三维复杂受力状态,且多为受拉区,而面板中部多为受压区。根据上述受力特点,受拉区面板宜采用窄型板,并设置张性缝;受压区面板宜采用宽型板,并设置压性缝。压性缝问布置隔缝材料,避免压应力过大而引起面板抬动或翘起。此外,在面板受拉区、压应力较大部位、周边缝等重点部位应布置双层钢筋,提高面板适应变形的能力。
控制收缩裂缝的措施如下:
干缩裂缝的主要预防措施:选用收缩量较小的中低热水泥和粉煤灰水泥,这样会减少水泥的用量。另外水灰比会影响混凝土的干缩,所以在混凝土的设计中应控制好水灰比,还要添加适量的减水剂。在混凝土搅拌配合中要严格控制用水量。在结构中设置合适的收缩缝。塑性收缩裂缝的主要预防措施:选用收缩强度较小的水泥,比如硅酸盐或者普通的硅酸水泥,另外在混凝土最后凝结前可以采取覆盖塑料薄膜的方法来保持表面的水分,减少大风高温条件下水分的`严重流失。控制温度裂缝的措施如下:
采用底水化热、高强度水泥,以减低水泥水化热,提高混凝土的抗裂能力;水泥使用前进行水化热测定,水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法(直接法)》测定;改善骨料级配,采用导热性好、线膨胀系数小、级配合理的骨料,减少混凝土温度应力。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。在混凝土浇注初期,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。掺用混合材料以减少用水量、节约水泥,降低混凝土的抗裂能力。
掺用外加剂减缓水化热的发生速率。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。
控制沉陷裂缝的措施:
对于松软不结实的土质进行加深巩固,保证进入冻土里的支撑模板有足够的硬度,一定要结实牢固支撑均匀,使其处于平稳均匀的状态。
混凝土是由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而成的一种非均质脆性材料,由于其组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同,所以混凝土的裂缝产生原因也是各种各样的:
收缩裂缝
混凝土收缩是混凝土材料本身固有的一种物理现象,据测试混凝土的收缩值一般在(4—8)×l0一4,混凝土抗拉强度一般在2~3Mpa,弹性模量一般在(2—4)×l04 Mpa。由公式8=盯/E(式中8:为应变值、盯:为混凝土应力、E:为混凝土弹性模量)可知混凝土的允许变形范围仅在万分之一左右,而混凝土的实际收缩在(4—8)×l0_4,混凝土实际收缩大于混凝土允许变形范围,因此混凝土的裂缝是不可避免的,关键在于控制裂缝的宽度。
混凝土表面有可能失去水分而产生收缩,而塑性收缩产生的主要原因就是混凝土在凝结前的强度很小或者几乎没有,还可能是混凝土在刚刚凝结强度很小的时候,被大风或者高温所影响,其表面的水分流失过快,造成较大的负压从而使混凝土的体积急剧的收缩,因此发生龟裂状况。
温度裂缝
温度裂缝是混凝土内部约束引起的,多发生在大体积混凝土、高强混凝土或温度变化较大地区的混凝土施工过程中。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。大体积混凝土从浇注时起,到达设计强度为止,即施工期间产生的结构裂缝主要是由水泥水化热引起的温度变化造成的。大体积混凝土工程,水泥用量多,结构截面大,因此,混凝土浇注以后,水泥放出大量水化热,混凝土温度升高。由于混凝土导热不良,体积过大,相对散热较小,混凝土内部水化热积聚难以散失到环境中,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快。升温阶段,混凝土表面温度总是低于内部温度。由于热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。中心部分混凝土膨胀的速度要比表面混凝土快,中心部分与表面质点间形成相互约束,中心属于约束膨胀,不会开裂;表面属于约束收缩,当表面拉应力(t)超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。随着水泥水化反应的减慢及混凝土的不断散热,混凝土由升温阶段过度到降温阶段,温度降低,体积收缩。由于混凝土内部热量是通过表面向外散发,降温阶段,混凝土表面温度与中心温度仍然存在差值,如果过大,同升温阶段一样产生表面裂缝。降温过程,混凝土体积收缩,同时,考虑到边界条件和地基的约束,属于约束收缩。
结构裂缝
虽然现浇楼板承载力均能满足设计要求,但由于预制多孔板改为现浇板后,墙体刚度相对增大,楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突变处,往往产生一些结构裂缝。例如墙角应力集中处的450斜裂缝,板端负弯距较大处的板面拉裂缝等。
结构基础不均匀沉降引起的裂缝
当结构的基础沉降不均匀时,结构构件受到强迫变形,导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切左右,从而使得结构构件开裂,随着不均匀沉降的进一步发展,裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大,因此裂缝宽度较大,多呈450,并且通常是贯穿性的。
水利工程混凝土裂缝处理措施研究论文
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,影响建筑物的使用功能,对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
1前言
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。硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,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,严重的将威胁到人民的生命、财产。
2水工建筑物产生裂缝因素
混凝土裂缝产生的原因很多,水工建筑物产生裂缝主要有以下几种:
2、1混凝土在硬化的过程中,由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。
2、2大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。
2、3在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。
2、4当有约束时,混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩,因为受约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度低,容易被温度引起的拉应力拉裂,从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。
2、5混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱--硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大三倍,从而使混凝土涨裂产生裂缝。
2、6在炎热的大风天气,混凝土表面蒸发较过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。
2、7构件超载产生的裂缝,例如:构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝,构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。
2、8当结构的基础出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。
2、9当钢筋混凝土处于不利环境中,例如:侵蚀性水,由于混凝土保护层厚度有限,特别是当混凝土密实性不良,环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈,生成氧化铁,氧化铁的体积比原来金属的体积大的多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。
3、水工混凝土工程的常见缺陷修补国内外修补裂缝的方法很多,归纳起来主要有以下三大类
3、1开槽法修补裂缝
该法适合于修补较宽裂缝大于,采用环氧树脂:10,聚硫橡胶:3,水泥:,砂:28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中,再用人工继续搅拌。最后用少量的'丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约斤丙酮就可以了)。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内,一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖,待完全初凝后,开始用水养护。
3、2低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于裂缝宽度为的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面。当裂缝数量较多时,先要在裂缝位置上贴医用白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝,使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行,若气温高的话,半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆嘴,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆嘴压入裂缝,当相邻的嘴中流出浆液时,就可拔出补缝器,堵上铝铆钉。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
3、3表面覆盖法修补裂缝
这是一种在微细裂缝(一般宽度小于)的表面上涂膜,以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法,这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化。
表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。
4、结论
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,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,因此严格按规程、规范要求施工,严把质量关,防患于未来,尽可能地降低混凝土裂缝的出现;对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
浅谈混凝土裂缝预防与处理论文
【论文关键词】:混凝土裂缝;预防措施;处理修补
【论文摘要】:在建筑工程施工中混凝土裂缝的产生是一项质量通病,因此对混凝土裂缝的事先预防,以及产生后的修补处理是建筑生产过程中较为普遍的现象,应有足够的重视。
在建筑工程施工中,混凝土裂缝的产生是一个普遍存在的问题,而裂缝的解决也是一个较为棘手的问题。混凝土裂缝产生的原因是多方面的,有变形引起的:如收缩、膨胀、沉降等原因引起的裂缝;有外部荷载引起的:混凝土养护不当;外添加剂问题等引起的裂缝。
混凝土裂缝的.产生若不加以预防采取措施解决,它的进一步发展延伸会导致内部钢筋等产生腐蚀,降低钢筋混凝土结构的承载力、抗渗性能、耐久使用年限,甚至会影响人民的生命及财产安全。在工程中完全消除裂缝是不可能的,规范中也有明确规定对有些结构在所处的不同条件下,允许存在一定宽、深度的裂缝。但作为施工过程中应尽量采取有效的预防和技术保障措施来有效的控制裂缝的产生,尽量少产生或尽量减少裂缝宽度、深度,尤其要避免出现在关键部位或有害裂缝。
混凝土中常见的裂缝主要有以下这些:①干缩裂缝;②塑性收缩裂缝;③沉降裂缝;④温度裂缝;⑤化学反应引起的裂缝。
1. 干缩裂缝的产生原因及主要预防措施
一般出现在混凝土浇筑完毕养护后的一周左右,这种裂缝的产生是由于混凝土表面水分蒸发过快而内部变化较小产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,干缩裂缝越易产生。混凝土干缩裂缝的产生和水灰比、水泥成分、水泥用量、集料的性质和用量以及外添加剂等因素有关。因此为了防止干缩裂缝的产生可采取以下预防措施:①选用收缩量较小的水泥,如采用中低热水泥和粉煤灰水泥;②控制水灰比,掺适量减水剂;③施工中控制配合比,用水量不得超过配合比中的用水量;④注重混凝土的养护;⑤设置合理的收缩缝。
2. 塑性收缩裂缝的产生原因及主要预防措施
塑性收缩裂缝是由于混凝土表面失水过快引起的,一般在干热、大风天气容易产生;影响的因素主要有水灰比、混凝土凝结时间、环境温度、风速及相对湿度等。
预防措施主要有:①选用干缩性小、早期强度高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;②严格控制水灰比,添加高效减水剂,减少水泥用量和用水量;③浇筑混凝土前浇水湿润基层和模板;④及时养护,避免高温或大风导致水分的过量过速蒸发。
3. 沉降裂缝的产生原因及主要预防措施
沉降裂缝是由于基层的不均匀沉降或模板支撑间距过大或模板本身刚度不足等原因所致。预防的主要措施有:①基土要分层夯实和加固;②保证模板的足够刚度,支撑间距要按计算模板方案操作;③防止基底被水浸泡;④注意拆模时间及顺序;⑤在冻土上搭设要采取一定的预防措施。
4. 温度裂缝的产生原因及主要预防措施
温度裂缝都产生在大体积混凝土表面或温差较大的地区。由于混凝土体积大,大量水化热积聚在内部不易散发,导致混凝土内部温度急剧上升,而外部散热较快,从而产生内外的较大温差,使得内外热胀冷缩程度不同,使得混凝土表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉极限强度时就产生裂缝。主要预防措施有:①选用低中热水泥;②减少水泥用量;③降低水灰比;④改善骨料级配,掺加外添加剂减少水泥用量降低水化热;⑤改善混凝土搅拌工艺,降低混凝土浇筑温度;⑥掺加一定的减水、增塑、缓凝等外加剂,改善混凝土的流动性、保水性、降低水化热;⑦高温季节注意控制混凝土温升,降低浇筑时温度;⑧大体积混凝土合理安排施工工序、分层分块浇 筑,利于及时散热,减小约束;或在大体积混凝土内部设置冷却管道,减小内外温差;加强温度监控及时采取冷却措施;⑨预留温度缝;⑩容易开裂部位配置增强抗拉强度的钢筋或纤维材料减少裂缝产生的机率。
5. 化学反应引起的裂缝及主要预防措施
混凝土搅拌后碱性骨料产生的一些碱性离子与某些活性骨料产生化学反应,吸水体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这些裂缝一般出现在结构使用期间,一旦发生很难补救。主要预防措施有:①选用低碱水泥、外加剂或碱活性小的骨料;②添加外加剂降低碱骨料反应。
混凝土振捣不良或钢筋保护层不足,使得外界物质容易侵蚀钢筋,使得体积增大,导致沿钢筋方向的混凝土开裂。主要预防措施有:①保证钢筋保护层厚度;②保证混凝土良好级配,振捣密实;③对钢筋事先采取防锈蚀措施。
以上是混凝土结构产生裂缝的一些具体原因及针对性事先控制裂缝产生的一些预防措施。但是在生产施工过程中并不是预防了就能绝对避免,只是减少发生的概率而已,因此裂缝的后期处理弥补就必不可少。
(1)表面修补
根据现场勘察,沙湖泵站混凝土结构中多处出现裂缝现象,且多数集中在泵房内部,由于裂缝对水工建筑物有极大的危害作用,现经多方研究决定对其进行补强处理,具体施工方案及工艺如下:
1.工程特点
经现场勘察,此工程主要有以下特点:
1)多数裂缝在泵房(主要建筑物)内部,对泵站安全危害极大;
2)裂缝大多为贯穿性裂缝;
3)裂缝宽度一般在左右且为老混凝土;
4)裂缝处理的施工期外界温度对处理效果无太大影响。
2.处理方案
针对该工程的特点,综合考虑现场情况、工期要求等因素,拟采用:
1)贯穿裂缝:采用环氧材料进行化学灌浆处理;
2)表面裂缝:采用环氧砂浆嵌缝处理。
3.材料选择
在材料的选用上,水溶性聚氨酯材料适用于水下混凝土或基础的防渗堵漏加固方面,而沙湖泵站裂缝大多在水上,且裂缝相对稳定,根据水溶性聚氨酯材料和环氧树脂灌浆材料的性能比较,我们认为采用环氧树脂灌浆材料更为合适些,因为它具有粘度小、可灌性强、和混凝土的粘结强度高、浆液固结后的抗压强度和抗拉强度都很好、有较好的补强加固作用、且凝固时间可以进行调节以满足施工不同需要等效果。具体情况见表1、2、3:
表1.环氧树脂灌浆材料的主要性能指标:(见附表1)
表2.环氧树脂灌浆材料配合比:(见附表2)
表3.环氧砂浆配合比:(见附表3)
4.施工工艺要点
1)贯穿裂缝处理
根据沙湖泵站实际情况,制订灌浆工艺流程为:施工准备→查缝定位→凿槽→孔位布置→钻孔→清孔→安装灌浆管→封缝→试气补漏→现场灌浆→缝面处理→验收
先开槽封缝,后钻孔注浆、采用封缝和注浆相结合的治理裂缝的方法。
①查缝定位:组织人员对裂缝进行排查,并在裂缝处作出明显标记;
②凿槽:沿裂缝凿除裂缝两侧混凝土,开缝宽度为5cm左右,深度为5~8cm,开槽长度沿裂缝两端各延长10~20cm,然后用水清洗凿除面;
③孔位布置:孔位布置的原则是先疏后密,孔距~;
④钻孔;孔要求深而细,钻60斜孔,孔径为8~18,孔深为混凝土厚度1/2~2/3,本工程中采用电锤钻孔;
⑤清孔:用压风机冲孔,然后用水冲洗,将孔内沉碴、淤泥彻底清理干净,通过冲孔可了解孔位之间的连通关系,从而确定压浆孔和通气孔;
⑥安装灌浆管:沿钻孔方向布置好灌浆管,并将其固定牢固,另一接头连接手摇灌浆泵;
⑦封缝:先用环氧基液在砼清洗面上涂一层1mm厚的环氧基液,后将配制好的环氧砂浆捏成团状沿裂缝顺序依次嵌入凿槽中,并用锤子轻轻敲打砂浆外露面,使其与砼面充分接触,最后再在环氧砂浆表面涂一层厚度为1mm左右的环氧基液,基液涂刷厚度要均匀;⑧试气补漏:检查注浆嘴孔口有无渗漏水、孔洞是否畅通和提供裂缝注浆进浆压力;
⑨灌浆:灌浆顺序自下而上单孔逐一连续进行,将环氧树脂灌浆材料按配合比配制好,通过压力泵由管线送浆液至工作面而进行压浆,压浆工序可视浆液的凝结时间而定,以保证其结实强度。
灌浆时按由下而上的顺序逐孔依次进行,灌浆压力采用逐渐升压法控制,根据裂缝的深度,灌浆压力控制在—范围内。在规定的灌浆压力下,如单孔吸浆率小于5mL/min,继续灌注30min,结束该孔的灌浆,改灌相邻灌浆孔。当相邻孔灌浆后,缝面出浆不能连通时,应在两孔间补孔。灌浆过程中注意观察其它灌浆孔出浆情况,如满管出浆,则将其管口封闭(扎死)。如遇裂缝跑浆,可采用限量灌浆法,灌浆量达到该缝理论值的~倍以上即可结束灌浆;
⑩缝面处理:所有孔灌浆结束后,使用环氧沙浆进行封孔,浆液凝固后,凿除早强材料并磨平,表面涂抹一层白水泥浆。
2)表面裂缝处理表面裂缝处理的施工工艺:施工准备→查缝定位→凿槽→涂刷环氧基液→嵌入环氧砂浆→涂刷环氧基液→验收
①沿裂缝凿除裂缝两侧混凝土,开缝宽度为5cm左右,深度为5~8cm,开槽长度视情况沿裂缝两端各延长10~20cm,然后用水清洗凿除面。
②涂刷环氧基液:涂刷基液时应避免气泡的产生。气泡产生后应轻轻涂抹将其排出。涂刷基液力求薄而均匀,对于凹凸不平难于涂刷的地方,应反复多刷几次,确保表面充分被环氧浆液所湿润,基液厚度应在1mm左右为宜。涂刷时可用毛刷或干净粗纱人工涂刷,将基液均匀刷在混凝土表面上,涂刷时应注意保护,防止灰尘杂物掉在上面。随时检查涂刷质量,不允许有漏刷现象;
③嵌入环氧砂浆:按配合比将配制好的环氧砂浆揉捏成团状沿裂缝顺序依次嵌入凿槽中,并用锤子轻轻敲打砂浆外露面,使其与砼面充分接触。
④涂刷环氧砂浆:按步骤
工艺进行,涂刷后的基面力求平整。
4.注意事项
①各种化学材料须单独堆放,切勿成桶成堆放置,以免提前硬化。配料时采用广口浅底器皿,易于散热,并需不断搅拌;
②环氧材料的组合成分大都易挥发、有毒,须避免有害气体对人体的不良影响。施工操作时,必须注意防火和劳动保护,操作人员须戴口罩和橡皮手套。如人体与环氧材料接触,可用酒精、肥皂与清水多次清洗,严禁用有机溶剂清洗;
③施工工具要清洗。未硬化的环氧材料,可用丙酮、甲苯、二甲苯等溶剂清洗若环氧材料硬结在工具上,可加热刮掉,禁止燃烧,以免有毒烟气,危害人体健康;
④施工中,不允许将用过的器具以及残液等随便抛弃或投入河中,以防水质污染和发生中毒事故。
5.质量控制
①环氧材料要求专人配制,按重量比例及需求严格控制,并做好配合比记录,裂缝处理过程中应备齐音像资料。
②开工前,对全体施工人员进行技术交底,明确施工技术要求和操作要领,做到发现问题及时报告、解决;
③坚持现场施工技术员值班制度,做到发现问题,及时解决,避免返工;
④抓好原材料购进及质量检验工作;
⑤坚持四检(班组自检、乙方施工自检、甲方现检、甲方技术总检)制度,每道工序经专职质检员检查验收合格后,方可进行下道工序的作业;
⑥坚持质量抽查制度,项目负责人组织质检人员对各工序进行中间检查,发现问题,及时整改。
3)施工人员及设备
1.主要施工人员
项目经理、质量安全员1人、现场技术管理2人、操作工12人、杂工2人。
2.主要施工设备
手摇泵1台,空压机1套、电锤2台、搅拌机1台、高压水泵1台。
大体积混凝土是指混凝土结构实体最小尺寸超过1米的大体量混凝土或者预测因混凝土水化热会出现有害裂缝的混凝土。在新形势下,高层建筑、超高层建筑、大型桥梁等层出不穷,混凝土构件的体量也日渐变大,大体积混凝土结构应运而生,面积较大、体积较厚,极易出现裂缝问题,大幅度降低了工程质量,必须综合分析大体积混凝土裂缝的成因,通过不同途径采取有效的预防措施,避免大体积混凝土裂缝频繁出现。
1.大体积混凝土裂缝的成因
收缩裂缝
混凝土收缩是指混凝土拌合物硬化过后体积逐渐减小的现象,是自发的,和水泥特性紧密相连。混凝土收缩受到外部约束的时候,比如,钢筋、模板,混凝土内部会产生拉应力,一旦超过混凝土抗拉强度,混凝土便会出现裂缝问题。由于收缩的原因各不相同,混凝土收缩类型收缩并不单一,即温度收缩、塑性收缩、自收缩、干燥裂缝。以“自收缩”为例,c-s-H凝胶是泥水化反应的核心产物,其体积不超过水泥、水二者之和,也就是说,固相体积增加的同时,水泥浆体却在不断减小,这便是自收缩,2/3的硅酸盐水泥浆体全都水化之后,理论上体积会减缩7%-9%。
温度裂缝
在混凝土凝固过程中,水泥水化会释放大量的水化热,从而使混凝土内部的温度随之上升。大体积混凝土结构在内外环境温差的作用下,结构内温度会随时间增长而降低,直至达到多年平均气温水平。混凝土的温度变化过程分为温升、冷却降温、稳定三个阶段。大体积混凝土的温度变化会引起温度变形,受到约束产生温度应力,当拉应力超过抗拉强度时产生裂缝。
环境条件
环境温度和湿度的变化会在混凝土内部形成变化不均匀的温度场和湿度场,促使内部微裂缝的发展,进而形成表面的宏观裂缝。大体积混凝土工程施工时,如果遇到连续的低温天气,混凝土浇筑后就会因为内外温差过大而产生混凝土裂缝。连续阴雨天气下,过多的雨水会渗入混凝土内部,影响混凝土的凝固,造成微小裂缝的扩展。混凝土浇筑之后及时完善的养护可以减小收缩变形。
施工裂缝
施工中所产生的裂缝原因较多,主要是由于人工操作的原因,施工工艺的选择,施工裂缝产生的原因众多,而其裂缝的分布是随机的,一般主要是由于浇筑与模板粘合的不充份,或是进行浇筑时较快,其浇筑的程序缺少正确的方式等,以上这些原因都会导致混凝土产生裂缝,对水利工程的质量产生影响。
2.控制措施
优选混凝土各种原材料
水泥的选择
理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的.矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥,并尽量降低混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的温升,提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失,可适度增加活性细掺料替代水泥。
骨料的选择
在选择粗骨料时,可根据施工条件,尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量,也可以相应减少水泥用量,还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时,采用平均粒径较大的中粗砂,从而降低混凝土的干缩,减少水化热量,对混凝土的裂缝控制有重要作用。
掺加外加料和外加剂
掺加适量粉煤灰,可减少水泥用量,从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。掺加适量的减水剂,它可有效地增加混凝土的流动性,且能提高水泥水化率,增强混凝土的强度,从而可降低水化热,同时可明显延缓水化热释放速度。
坚持科学的施工工艺
(1)根据工程的具体情况,通过计算温度应力来确定混凝土浇筑方式。可以选取夜间进行浇筑工作,从而减小温差应力,减少裂缝的产生。浇筑时据混凝土泵送产生的坡度,在混凝土卸点和坡角处布置振捣点,确保混凝土振实。因混凝土的流动性很大,泵送混凝土浇筑完毕之后,为消除混凝土表面裂缝,要在混凝土初凝之后、终凝之前进行二次振捣,提高混凝土防水性能。充分的振捣可以有效减少结构性裂缝。(2)在整个施工过程中要做好对温度的测量、控制工作。采用先进的测温装置做好温度记录,可以全面、准确的掌握大体积混凝土内部的实r温度变化,技术人员可以利用测量结果制定、实施相应的温控措施。(3)重视大体积混凝土的养护工作。在工程项目建设中,施工企业必须做好混凝土养护工作,可以用塑胶袋包裹混凝土表面,也可以采用麻袋、棉毡等材料,可以起到较好的保湿作用,混凝土养护比较及时,浇筑结束后必须及时养护,确保在混凝土硬化早期养护到位。
3.结语
总而言之,在工程项目建设中,施工企业必须意识到大体积混凝土裂缝的重要性,要根据其成因,根据施工现场水文、地质等情况,采取适宜的裂缝预防措施,科学施工。以此,提高工程整体性能与质量,将所产生的裂缝危害降到最低,减少因其裂缝的产生对水利工程的质量与寿命产生影响。使其更好地投入到运行中,具有较好的“经济、社会、生态”效益。
一、建筑混凝土裂缝的主要因素
1.水泥化热
建筑混凝土主要依靠水泥遇水生热吸取自身需要的热源,水泥遇水化热一般在浇注的后期才开始进行短暂性的放热。放热的速度通常与混凝土进行配合比,和水泥的种类具有直接性的关系。大量的水化热在混凝土内部进行集聚,再慢慢释放出来。此时,混凝土内部的温度相对比较高,外表温度相对较低。因此,混凝土内外温度产生了一定的梯度,对内部造成压应力。而且,表面上产生了拉应力等现象,且拉应力一旦超过混凝土的抗拉力便会产生裂缝。
2.楼板力学发生形变
楼板发生形变或者支座处出现负筋下沉现象均能够造成混凝土裂缝的产生。且在施工工程中,由于混凝土未能达到一定的强度,或者是拆模时间过早等多种因素,均容易造成混凝土楼板发生弹性形变,导致混凝土在初期的强度大大的降低,拉应力以及成应力未能满足规定的要求,从而造成混凝土裂缝的产生。
3.温度体积较大的混凝土在施工过程中,由于受外界温度变化的影响容易产生裂缝现象。混凝土内部的温度主要是由浇筑的温度、水泥水化热以及结构散热等各种温度融合在一起所组成的。此外,浇筑的温度和外界的温度具有密不可分的联系。也就是说,外界的温度越高,混凝土浇筑的温度也越高,两者成正比关系。外界温度一旦出现下降趋势,将会造成严重地温度应力,进而导致混凝土裂缝的出现。除此之外,外界的湿度还能够有效地加快混凝土干缩的速度,促使裂缝产生。
4.混凝土配比不合理
建筑施工过程中,混凝土的配比主要表现为高强强砼的水灰比取值是否按照相关规定进行(一般控制在~数值间)。对于普通砼水灰比来说,控制在左右最佳。另外,在同一品种且强度相同的等级水泥前提下,混凝土强度的等级主要由水灰比所决定。原因是,水泥进行水化时,需要与水相结合(占水泥重量1/4即可)。目前,在建筑施工过程中,施工方为了较快地获取所需的流动性,以确保浇灌的质量,通常需要相对较大地水灰比。与之相反的是,水泥在进行水化之后,多余的水分将会留在混凝土内,形成定量的水泡,一定程度上减少了混凝土实际上的抵抗荷载有效断面。受荷载的影响,孔隙的周围容易产生应力集中,从而楼板的表面便会出现裂缝的现象。
二、建筑混凝土裂缝的处理对策
1.增强对混凝土结构设计的控制
建筑施工过程中,混凝土结构的设计必须采取中低强度的混凝土。此外,可适当地采取部分承台表面比较温和的钢筋,用来控制体积较大的混凝土,使其表面裂缝收缩。光凭增加钢筋的分量虽然不能完全防护混凝土裂缝融合,但可利用其分量逐步增强结构整体上的裂缝宽度。在控制过程中,若允许设置水平施工缝的话,可根据混凝土裂缝的温度进行划分,并设置一定的内在联系。
2.加强对混凝土原料选择与配比的管理
建筑混凝土内选择的运用骨料(一般为吸收率比较大的骨料),或干缩相对较大、切骨料含泥量较多时,在一定程度上可增强混凝土的干缩性。此外,混凝土若运用的是粒径较大的骨料时,一定程度上能够有效降低混凝土内的水泥浆的量,促使其干缩率迅速减小。除此之外,加入部分粉煤灰可以降低水化热,某种程度上可降低混凝土内水泥的用量以及单方用量,促使其进行体积自行收缩等。在建筑施工过程中,施工单位通常会加入一些高效减水剂在混凝土内,增强其和易性、可泵性以及抗离析性等多种性能,避免在施工过程中出现泌水的状况。建筑中关于混凝土的配合比也是一个重要问题,因此,必须加强对配合比设计工作人员的管理,严格要求配合比设计工作人员必须深入工程施工现场,根据现场的操作水平以及构成截面、沙石原料以及施工配合比等状况进行混凝土选择与设计,为工程施工奠定良好的基础条件。
3.加强对混凝土施工后期的保护工作
建筑施工之后,必须加强对混凝土的保温及养护工作。这能够有效降低体积较大的混凝土在浇注块体时的内外温差值,从而一定程度上降低混凝土块体的自约束应力。不仅能够有效降低混凝土浇注块体降温的速度,同时还能够有效利用混凝土自身的抗拉强度,增强混泥土的抗裂能力。除此之外,还需要注意环境温度以及混凝土养护等多种因素,要在一定程度上降低混凝土的强度,促使其在硬化的整个过程中得到补偿,规避混凝土裂缝的出现。
三、结语
综上所述,裂缝是混凝土施工中较常见且普遍存在的一种现象。其本身存在的质量、施工的方法、施工技术以及养护不当等多种原因,造成了混凝土产生裂缝的现象,一定程度上降低了结构的耐久性和承载能力。由此可见,必须抓好混凝土施工质量及施工工艺等环节。只有采用有效地控制技术,才能尽量避免在建筑施工中混凝土裂缝的产生,继而促进建筑施工的经济效益和社会效益的提高。
在建筑装修当中,混凝土是基础中的基础,如果没有混凝土的存在,这个世界上就会有这么多的高楼大厦,也不会有这么多的让人惊奇的优秀建筑。但是在建筑装修的过程中,也许会因为各种原因,建筑中的混凝土出现裂缝,但是不管什么样的原因,出现裂缝就需要修补,下面就来介绍一下混凝土裂缝原因及混凝土裂缝处理方案。
那么混凝土裂缝原因的产生有哪些情况呢,综合起来,也就是这么些个:荷载引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、收缩引起的裂缝、地基变形引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝、施工工艺质量引起的裂缝、冻胀引起的裂缝。
要搞出混凝土裂缝处理方案,就需要清楚地明白这混凝土裂缝原因的相相,才可能针对不同的原因而找到对的混凝土裂缝处理方案,这些方案有这么几个。
一、表面处理法。
这个是针对混凝土裂缝不大,不严重的`情况下的办法,不会有什么大问题,因此就可以简单对混凝土裂缝表面进行处理。
二、填充法。
当混凝土裂缝较宽时,但又不会对结构产生足够的影响,就可以使用专门的修补材料填入。
三、灌浆法。
这个方法可适用于上面的两种方法中的情况,而且效果很不错。
四、结构补强法。
这种情况是因为承重原因让整个混凝土的结构有隐患,这个时候就需要采用的这个方法。
在使用这些方法后,还需要对完工后的情况进行正确的检测。有关于混凝土裂缝原因及混凝土裂缝处理方案就介绍到这里了。
论文关键词:混凝土楼板;裂缝;施工因素
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:
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[3]郭仕万,肖欣,赵和平.混凝土施工中的裂缝控制.山西水利科技,.
[4]鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术,.[5]刘宗仁,土木工程施工.高等教育出版社,
建筑物混凝土裂缝的处理论文
水利工程混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等。在实际工程中要区别对待,本文根据具体情况提出了预防混凝土裂缝的措施与处理方法。
1、混凝土工程中常见裂缝及预防
干缩裂缝及预防
主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比,同时掺加合适的减水剂。三是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。四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的.收缩缝。
塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混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。
主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。
沉陷裂缝及预防
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所致,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。
主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
温度裂缝及预防
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。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。
主要预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在以下。四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺,降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。七是加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。八是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。
2、裂缝的处理方法
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。
灌浆、嵌缝封堵法
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。
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。
仿生自愈合法
摘要:
目前混凝土结构物裂缝问题,是混凝土工程建设中带有一定普遍性的技术问题。而混凝土结构的破坏和建筑物的倒塌,也都是从结构裂缝的扩展开始而引起的,一是影响美观,二是影响使用寿命,有严重裂缝的建筑物将会威胁到人们的生命和财产的安全。故在某些施工验收规范和工程都是不允许混凝土结构出现有明显的裂缝。
关键词:
裂缝;原因;处理
1、混凝土裂缝的种类及渗、漏原因
混凝土渗、漏的主要原因是在其拌合物在浇灌振捣过程中漏振和振捣不密实而产生的毛细孔隙或蜂窝状,在外部水压力的作用下,导致渗、漏现象。
同时,由于设计的原因,如结构的造型尺寸、受力情况、构造等因素考虑不周,也会造成混凝土结构的渗、漏现象。从以往的实际情况看,混凝土的裂缝大致可分为以下几种:
①混凝土拌合物凝结前的沉降裂缝及干缩裂缝;
②混凝土温度应力裂缝;
③混凝土自应力裂缝;
④混凝土受外力及荷重影响裂缝。
从实际情况来看,地下混凝土工程结构的裂缝情况可分为以下几个方面:
混凝土拌合物沉降裂缝
这种裂缝的发生,往往是采用大流动性混凝土拌合物时而发生的裂缝,大流动性混凝土拌合物在混凝土初凝前,混凝土拌合物中的粗骨料始终处于一种自由体,虽然经过振动器械进行了振动,内部的孔隙也基本排除,但在混凝土内部的粗骨料本身在自身质量的作用下缓慢下沉,若是素混凝土,内部的下沉是均匀的,在混凝土硬化过程中,表面的裂缝一般均为施工人员在操作过程中所留下的脚窝因用素浆找平后而形成的,因为这些裂缝是素浆在硬化时产生的收缩(干裂)裂缝;但是只要在混凝土初凝时予以压光即可解决。
另外一方面是钢筋混凝土,在混凝土没有达到初凝前,其内部的粗骨料继续处于下沉状态,而混凝土沿着钢筋的下方继续下沉,由于在钢筋的作用下,钢筋上面的混凝土被钢筋的支护,在钢筋上表面沿着钢筋的走向产生裂缝,这种裂缝的深度一般只达到钢筋表面为止。
早期混凝土干缩裂缝
这种裂缝一般出现在混凝土较薄的结构;如现浇楼板混凝土、道路混凝土、地坪等混凝土,在结构断面≤300mm、混凝土坍落度>100mm时,最容易发生此种裂缝。这种裂缝产生的原因是混凝土拌合物在浇捣完毕后,混凝土拌合物内部的水份一部分泌出流失,一部分被水泥水化所用,另外一部分被蒸发,尤其是在干热、风较大的季节以及在空中的薄壁结构板混凝土拌合物则更容易出现失水干缩而发生裂缝。
这种裂缝出现的时间较早,一般混凝土在初凝前就已经发生,若不加以处理和养护,局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构,部分裂缝也将达到结构1/3~1/2的深度。象这样的裂缝若在混凝土还没达到初凝之前,对其表面用木抹子进行再次拍压抹平,并立即在表面覆盖养护,即可消除该种裂缝的再发生。这种裂缝在实际的施工过程中会经常遇到,但只要引起注意,象混凝土早期出现初凝前的裂缝完全可以避免。
对拉螺栓钢筋端头处漏水现象
在实际工程的施工中,对拉螺栓是用来固定模板的,在混凝土浇灌前已预先固定在钢筋笼内,且钢筋穿过整个混凝土结构物。在施工时,该对拉钢筋在±以下都要求在对拉钢筋中焊接有钢板止水垫,防止地下水从钢筋周围直接渗入混凝土结构物内部,要求止水钢板与钢筋四周用电焊焊满,不得有漏焊和点焊,确保对拉螺栓的止水效果,若止水垫焊不满,在混凝土振捣过程中,对拉螺栓下方的骨料颗粒还在继续下沉,在混凝土凝结后,对拉钢筋下面就形成一道水膜,在混凝土中的水泥产生水化和水份的蒸发以后,在螺拴下表面就形成了一道贯穿性的毛细孔,这种毛细孔在外部地下水的压力作用下,将产生渗水现象。
但是,有的钢止水板在焊接时焊得不严,有漏焊点或漏焊处,在外部水压力的作用下,水就会通过止水板的漏焊处,顺着钢筋螺栓渗透到结构物内部。
贯通性毛细孔和微细裂缝
在一般大流动性混凝土工程结构上容易产生贯通性的毛细孔。因为泵送混凝土的流动性大,相应地混凝土单位用水量也要比普通混凝土用水要多。在混凝土浇捣完后,一部分水泌掉,一部分蒸发,一部分在水泥水化时被水泥吸收,那么另外一部分搅拌用水就存在混凝土内部,在一定的时间内,水慢慢挥发,原来水所占的体积就形成了一条毛细孔隙,在混凝土结构外部地下水的压力下,这种贯通性的毛细孔就很容易产生渗漏。
微细裂缝主要反映在大流动性混凝土内部,由于在振捣时漏振或振捣不够,在混凝土硬化前,尤其是在钢筋下方的骨料仍在继续下沉,而钢筋上部的混凝土中的骨料被钢筋所支撑不能下沉,在钢筋的下表面就形成了一道微细的水膜,日后它则会形成一条孔隙,地下水便会从此缝隙渗漏到混凝土结构物内部。
荷载变形裂缝
这种裂缝一般可分为两种情况造成:
一是在混凝土结构还未达到设计要求的强度时,被车辆或重物的碾压或撞、砸而造成的变形缝;
二是即使混凝土已经达到了设计强度,而在混凝土墙壁或薄壁结构物上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。
后者出现的裂缝一般较为明显,属于贯穿性的裂缝。
2、混凝土结构的漏水现象
混凝土的漏水现象往往会发生在以下几个方面:
蜂窝麻面渗水现象
蜂窝麻面直接与混凝土施工有关。这些蜂窝麻面的出现原因主要是在施工时漏振或者振动时间不足而发生的,这种蜂窝麻面在混凝土结构中有的是独立一批片存在、有的则呈连贯性的。所以,在发生渗、漏时它不是点渗、漏,而是成片渗、漏的现象。
伸缩缝、沉降缝渗、漏
在大体积混凝土和混凝土结构物比较长、结构物高低相差较大的工程中,因工艺的要求一般都设有伸缩缝和沉降缝,以保证混凝土结构在部分变形时而不影响其它整体变形的需要。这些部位往往在施工时因某些原因使伸缩缝和沉降缝不能完全保证其质量,造成这些部位的渗、漏,它在处理时往
大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的主要原因有以下几点:
(1)水泥水化热引起的温度应力和温度变形。水泥在水化过程中产生大量的热量,使混凝土内部温度升高,因高层建筑基础大体积混凝土单方水泥用量多在400kg以上,1-3天放出的热量相当多,其内部最高温度可达70―80℃,夏季施工时会更高。当混凝土内部与表面温度过大时,就会产生温度应力和温度变形,当这种温度应力超过混凝土内外的约束时,就会产生裂缝;
(2)混凝土收缩与内外约束条件的影响。混凝土在凝结过程中产生收缩,由于受到下部地基的约束而产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度即产生垂直裂缝;另外,混凝土内部温度高,热膨胀大,因而中心产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度值和钢筋的约束作用时,同样会产生裂缝。
大体积混凝土裂缝分析及措施论文
摘要:混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料、需要时掺入外加剂和矿物掺合料,按适当比例配合,经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。在施工过程中,经常发现混凝土结构在成型后,出现各种裂缝。本文对大体积混凝土的裂缝成因与措施做如下论述。
关键词:混凝土裂缝措施
1混凝土裂缝产生的主要原因
混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种:
由外荷载引起的裂缝,这是发生最为普遍的一种情况,即按常规计算的主要应力引起的;
结构次应力引起的裂缝,这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;
变形应力引起的裂缝,这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形,当变形受到约束时便产生应力,当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。
当混凝土结构物产生变形时,在结构的内部,结构与结构之间,都会受到相互影响.相互制约,这种现象称为约束。当混凝土结构截面较厚时,其内部温度和湿度分布不均匀,引起内部不同部位的变形相互约束,这样的约束称之为内约束;当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍所受到的约束称为外约束。外约束又可分为自由体、全约束和弹性约束。建筑工程中的大体积混凝土结构所承受的.变形,主要是温差和收缩而产生的。
建筑工程中的大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同,温度外低内高,形成了温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度,混凝土逐渐降温,这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形,受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力,超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上,都属有害裂缝。
2控制混凝土裂缝的措施
为了有效地控制有害裂缝的出现和发展,必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计结构等方面全面考虑,结合实际采取措施。
降低水泥水化热和变形
选用低水化热或中水化热的水泥品种配置混凝土,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。
充分利用混凝土的后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
使用粗骨料,尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料;控制砂石含泥量;掺加粉煤灰等掺合料和相应的减水剂、缓凝剂,改善和易性、降低水灰比,以达到减少水泥用量、降低水花热的目的。
在基础内部预埋冷却水管,通入循环冷却水,强制降低混凝土水化热温度。
在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中,掺加总量不超过20%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。
在拌合混凝土时,还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥,使混凝土得到补偿收缩,减少混凝土的温度应力。
改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋,可建议设计人员将分布筋做适当的调整。温度筋分布细密,一般用φ8钢筋,双向配筋,间距15cm.这样可以增强抵抗温度应力的能力.上层钢筋的绑扎,应在浇筑完下层混凝土之后进行。
设置后浇缝.当大体积混凝土平面尺寸过大时,可以适当设置后浇缝,以减少外应力和温度应力;同时也有利于散热,降低混凝土地内部温度。
降低混凝土温度差
选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土,尽量避开炎热天气浇筑混凝土,夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,可对骨料喷冷水晒,运输工具如具备条件也应搭设遮阳设施,以降低混凝土拌合物的入模温度。
掺加相应的缓凝型减水剂,如木质素磺酸钙等.
在混凝土入模时,采取措施改善和加强模内的通风,加速模内热量的散发。 加强施工中的温度控制
在混凝土浇筑之后,做好混凝土地保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力,夏季应注意避免暴晒,注意保湿,冬季应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度发生。
采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,发挥凝土的“应力松弛效应”。
加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土地温度梯度和湿度不至过大,以有效控制有害裂缝的出现。
合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土拌合物堆积过大高差.在结构完成后及时回填土,避免其侧面长期暴露。
改善约束条件,消减温度应力
采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置后浇带,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的集聚,减少温度应力。
对大体积混凝土基础与岩石地基,或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层,如采用平面浇沥青胶铺砂或刷热沥青或铺卷材.在垂直面、健槽部位设置缓冲层,如铺设30~50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料,以消除嵌固作用,释放约束应力。
提高混凝土的极限拉伸强度
选择良好级配的粗骨料,严格控制其含泥量,加强混凝土的振捣,提高混凝土密实度和抗拉强度,减小收缩变形,保证施工质量。
采取二次投料法,二次振捣法,浇筑后及时排除表面积水,加强早期养护,提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋,在截面突变和转折处,底顶板与墙转折处,孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。
3结语
经过以上的分析可以看出,大体积混凝土有自己的特性,采取有效的、合理的、科学的手段是可以避免混凝土裂缝的发生。
只要我们在实际的施工过程中,严格执行设计和施工验收规范以及施工操作规程,大体积混凝土
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