混凝土裂縫范文

時間:2023-04-07 01:11:47

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混凝土裂縫

篇1

1.1干縮裂縫及防制

干縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。外界濕度變化時,混凝土會產生干縮,且這種干縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致不同的變形結果:混凝土受外部環境的影響,表面水分蒸發快,變形較大,內部濕度變化較慢變形較小,表面混凝土受到混凝土內部約束,產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產生。

主要防制措施:一是選用收縮量較小的水泥,一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大,水灰比越大,干縮越大,因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用,同時摻加合適的減水劑。三是對于遭受劇烈氣溫或濕度變化作用的混凝土結構表面,常配置一定數量的鋼筋網,能有效地使裂縫分散,從而限制裂縫的寬度,減輕危害。四是加強混凝土的早期養護,并適當延長混凝土的養護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間,并涂刷養護劑養護。五是在混凝土結構中間隔一定距離設置伸縮縫。

1.2溫度裂縫及防制

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中?;炷翝仓?在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱,(當水泥用量在350~550kg/m3,每立方米混凝土將釋放出17500~27500kJ的熱量,從而使混凝土內部溫度升達70℃左右甚至更高)。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內外的較大溫差,較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力(實踐證明當混凝土本身溫差達到25℃~26℃時,混凝土內便會產生大致在10MPa左右的拉應力)。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導致混凝土表面溫度急劇下降,而產生收縮,表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力而產生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產生。

主要防制措施:一是盡量選用低熱或中熱水泥,如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量,將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統的“三冷技術”的基礎上采用“二次風冷”新工藝,降低混凝土的澆筑溫度。六是在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌合物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現時間。七是高溫季節澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升,降低澆筑混凝土的溫度。八是大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸相關,混凝土結構尺寸越大,溫度應力越大,因此要合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。九是預留溫度收縮縫。十是減小約束,澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。

1.3沉陷裂縫及防制

沉陷裂縫的產生是由于構件所處地基土質軟硬不均,或回填土沒有壓實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板強度不足,支撐間距過大導致底部松動等,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土融化產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為貫穿性裂縫,其走向與地基沉陷情況有關,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩定。

主要防制措施:一是在松軟地基、填土地基上部施工前應進行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆筑過程中地基被水浸泡。四是嚴格遵守模板拆除的拆除時間,而且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上支撐模板時要注意采取一定的預防措施。

1.4化學反應引起的裂縫及防制

混凝土中的粗細骨料若含有活性骨料,它與水泥中的堿分起作用,產生堿-骨料膨脹反應,使混凝土發生裂縫以及鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。這種裂縫一般出現在構件使用期間,一旦出現很難補救,因此在施工中應采取有效措施進行預防

主要的防制措施:一是所選用砂石骨料不含有活性骨料,當含有活性骨料時,應進行專門試驗。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和劑抑制堿骨料反應。

2裂縫處理

裂縫的出現不但會影響結構的整體性和強度,還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。因此應根據裂縫的形成原因和具體情況我們要區別對待、及時處理,從而保證建筑物的安全使用?;炷亮芽p的修補措施主要有以下一些方法:

2.1開槽法修補裂縫

該法適合于修補較寬裂縫大于0.5mm,采用環氧樹脂:10,聚硫橡膠:3,水泥:12.5,砂:28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后,將環氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當中,再用人工繼續攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度(約0.4斤丙酮就可以了)。及時將已拌好的改性環氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內進行嵌入。

2.2低壓注漿法修補裂縫

低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm~0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下:裂縫清理-試漏-配制注漿液-壓力注漿-二次注漿-清理表面。

當裂縫數量較多時,先要在裂縫位置上貼醫用白膠布,再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫,使裂縫封閉,大約10分鐘后,揭去膠布條,露出小縫,粘貼注漿嘴用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口,必須反復用漿補上,以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行,若氣溫高的話,半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液,插入注漿嘴,用手推動補縫器活塞,使漿液通過注漿嘴壓入裂縫,當相鄰的嘴中流出漿液時,就可拔出補縫器,堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿,水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿,在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。

2.3表面覆蓋法修補裂縫

這是一種在微細裂縫(一般寬度小于0.2mm)的表面上涂膜,以達到修補混凝土微細裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法,這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部,對延伸裂縫難以追蹤其變化。

表面覆蓋法所用材料視修補目的及建筑物所處環境不同而異,通常采用彈性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘貼)等。施工時,首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛,清除表面附著物,用水沖洗干凈后充分干燥,然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔,再用修補材料涂覆表面。

結論。裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此嚴格按規程、規范要求施工,嚴把質量關,防患于未來,盡可能地降低混凝土裂縫的出現;對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

參考文獻

[1]鋼筋混凝土結構設計規范.中國建筑工業出版社,1999.2.

篇2

關鍵詞:混凝土;裂縫;分析;控制;限制標準

混凝土工程中材料的特性決定了結構較易產生裂縫,從實踐中來看施工中混凝土出現裂縫的概率也是很大的,相當一部分裂縫對建筑物的受力及正常使用無太大的危害,但裂縫的存在會影響到建筑物的整體性、耐久性,會對鋼筋產生腐蝕,是受力使用期應力集中的隱患,應當盡量在各方面給予重視,以避免裂縫的出現或把裂縫控制在許可的范圍之內。

1高層建筑施工中幾個特殊部位的裂縫分析

1.1大體積基礎混凝土板

高層建筑中隨著高度的不斷增加,地下室愈做愈深,底板也愈來愈厚,厚度在3m以上的底板已屢見不鮮。高層建筑中基礎底板為主要的受力結構,整體要求高,一般一次性整體澆筑。國內外大量實踐證明,各種大體積混凝土裂縫主要是溫度變化引起。大體積混凝土澆筑后在升溫階段由于體積大,集聚在內部的水泥水化熱不易散發,混凝土內部溫度將顯著升高,這樣在混凝土內部產生壓應力,在外表面產生拉應力,由于此時混凝土的強度低,有可能產生表面裂縫。在降溫階段新澆混凝土收縮因存在較強的地基或基礎的約束而不能自由收縮。升溫階段快,混凝土彈性模量低,徐變的影響大,所以降溫時產生的拉應力大于升溫時產生的壓應力。差值過大時,將在混凝土內部產生裂縫,最后有可能形成貫穿裂縫。為解決上述二類裂縫問題,必須進行合理的溫度控制。

混凝土溫度控制的主要目的是使因溫差產生的拉應力小于同期混凝土抗拉強度的標準值,并有一定的安全系數。為計算溫差,就要事先計算混凝土內部的最高溫度,它是混凝土澆筑溫度、實際水化熱溫升和混凝土散熱溫度的總和?;炷羶炔康淖罡邷囟却蠖喟l生在澆筑后的3~7天。

通過大量實際施工案例,經分析后,為避免裂縫出現,可采用合理選用材料,降低水泥水化熱,優化混凝土集料的配合比,控制水灰比,減少混凝土的干縮等措施加以控制。如有可能,減少澆筑長度,增加養護時間,減少降溫速率對控制貫穿裂縫也有一定的意義。

1.2地下室混凝土墻板及樓板的裂縫分析

地下室墻板的裂縫產生與基礎大體積混凝土裂縫產生的原因有相同之處,即混凝土在硬化過程中由于失水會產生收縮應變,在水泥水化熱產生的升溫達到最高點以后的降溫過程會產生溫度應變。但又有其特點:一是墻板受到基礎、樓板受到地下室外墻的極大約束,這種約束遠大于樁基對基礎的約束,產生貫穿裂縫的機率大。二是內墻板及樓板受環境溫度影響較大。三是內外溫差小,產生表面裂縫的機率小。四是養護困難,散熱快、降溫速率大,混凝土的松馳徐變優勢難以利用,在氣溫驟變季節尤應注意。

2裂縫的控制措施

2.1嚴格控制混凝土原材料的的質量和技術標準,選用低水化熱水泥,粗細骨料的含泥量應盡量減少(1%~1.5%以下)。

2.2細致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,減少混凝土的坍落度,合理摻加塑化劑和減少劑。

2.3澆筑時間盡量安排在夜間,最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時要求在沙、石堆場搭設簡易遮陽裝置,或用濕麻袋覆蓋,必要時向骨料噴冷水。混凝土泵送時,在水平及垂直泵管上加蓋草袋,并噴冷水。

2.4根據工程特點,可以利用混凝土后期強度,這樣可以減少用水量,減少水化熱和收縮。

2.5加強混凝土的澆灌振搗,提高密實度。

2.6混凝土盡可能晚拆模,拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上。

2.7采用兩次振搗技術,改善混凝土強度,提高抗裂性。

2.8對于高強混凝土,應盡量使用中熱微膨脹水泥,摻超細礦粉和膨脹劑,使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰,摻量15%~50%。

3混凝土裂縫限制標準

混凝土裂縫是不可避免的,其微觀裂縫是本身物理力學性質決定的,但它的有害程度是可以控制的。有害程度的標準是根據使用條件決定的,如從結構耐久性要求、承載力要求及正常使用要求,最嚴格的允許裂縫寬度為0.1mm。近年來,許多國家已根據大量試驗與泵送混凝土的經驗將其放寬到0.2mm。

如果結構所處的環境正常,保護層厚度滿足設計要求,無侵蝕介質,那么混凝土裂縫寬度可放寬至0.4mm;在溫氣及土封號為0.3mm;在海水及干濕交替中為0.15mm。當沿裂縫有害程度高時,必須處理。

近年來,由于房屋產權體制的改變及生活水平的提高,對房屋質量要求更加嚴格,雖然經鑒定認為沒有影響安全的有害裂縫,但從美觀和精神作用的要求,應用適當的允許范圍;當觀察人距離結構20~50cm時,可看清0.05mm寬度的裂縫,是最嚴格的要求;距離1~2cm時可看清0.1~0.2mm的裂縫,是一般要求;距離5~10cm時可看清0.5~1.0mm的裂縫,是必須修補的裂縫,有時雖然裂縫不寬,但是呈網狀密布,給人一種精神上的不愉快的感覺,需要修補;對有滲水的任何寬度裂縫必須處理。上述這類裂縫經處理后滿足正常使用要求,不應據此降低評定等級。

結語

混凝土結構的施工,絕對安全是不可能達到的,但在可接受的概率水平上可以得到保證,該水平可以通過可靠性理論的應用得到。當前,可靠性理論應用于混凝土結構施工期質量控制的基礎工作,是開展與施工期荷載、抗力有關的參量統計參數的觀測調查和統計分析,以獲取基于全國范圍數據的分析結果。

參考文獻

篇3

影響混凝土裂縫的因素往往不是單一因素造成的,裂縫的控制也往往涉及到設計階段、施工階段、養護階段等方面的措施。

一、設計方面的控制措施

1.設計時選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種

盡量先考慮礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,使用中熱水泥或低熱水泥。

2.設計時要注意的問題

要重點考慮建筑中易產生裂縫的部位,盡量避免結構形狀突變,防止產生應力集中,在結構轉角和洞口處增設構造鋼筋。

3.設計時合理控制構件的尺寸

墻板和樓板厚度的增加,外墻延長米的增長,混凝土澆筑面積的增大都將增大裂縫出現的可能性。因此,在滿足設計要求的前提下減小構件尺寸。

二、施工方面的控制措施

1.施工采用斜面澆注方法

根據混凝土流動性大的特點,施工采用“分層定點、一個度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的斜面澆注方法,以縮小凝土暴露面積及加大澆筑速度(要求每小時供應量滿足需要),以利縮小澆筑時間。

2.合理選擇混凝土的澆筑和搗實方法

在澆筑柱、梁、板等相互連接的不同深度構件時,如果不能在高度差處設置施工縫,則宜分層澆筑,比如先澆筑到梁底面,待沉降稍穩定后再往上澆筑,其時間的間隔一般不小于2小時,防止在構件的連接部位出現裂縫。

3.按照設計要求嚴格控制混凝土配比

混凝土的配比是保證混凝土強度極限的最優的組分的比例。其中水和泥的用量影響著混凝土的干縮變量。施工中嚴格控制混凝土配比,可以有效地控制混凝土的干縮變量,防止裂縫的產生。

4.嚴格按施工規范要求合理把握拆模時間

拆模時間對混凝土裂縫的產生有重要影響,在施工時模板應支撐牢固,確保足夠的強度、剛度及穩定性,并使地基和模具受力均勻。拆模時如發現表面微裂縫、蜂窩、麻面、露筋,要及時補抹水泥漿。杜絕過早拆模和過早上荷載。

5.嚴格控制混凝土的制備

在制備混凝土時,應優先采用預拌混凝土,其質量應符合《預拌混凝土》GB/T14902的規定,并執行相應指南的有關措施。

篇4

關鍵詞:裂縫;成因;控制要點;處理

Abstract: Concrete cracks are the quality defects of the troubled construction industry for many years; it will directly affect the structural safety. This paper analyzes the main reason for crack formation, and temperature crack control points, and put forward concrete crack treatment measures.Key words: crack; causes; control points; processing

中圖分類號:TV33文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)

前言:近些年,隨著我國經濟的快速發展,無論城市設施建設還是工業與民用建筑的建設,商品混凝土的應用也越來越多,但伴隨著的是混凝土裂縫的問題日顯突出,并成為具有相當普遍性的問題,帶來了嚴重的安全隱患。

1.裂縫產生的成因分析

1.1混凝土本身的影響

主要是水泥水化熱過高,混凝土在澆筑振搗以后,水泥水化過程中產生一定的熱量,水化熱聚在結構內部不易散失,引起急劇升溫,在建筑工程中一般為20―30℃甚至更高。由于結構物在一個自然散熱條件中,實際混凝土內部的最高溫度多數發生在混凝土澆筑的最初3d―5d。隨著混凝土齡期的增長,彈性模量的增高,對混凝土內部降溫收縮的約束也就愈來愈大,以致產生很大的拉應力,當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種應力時,開始出現溫度裂縫。混凝土的收縮,也是產生裂縫的重要原因。

1.2非施工因素1.2.1設計因素。①由于借用地質報告造成差錯,地基鉆探勘測不準,業余設計者錯誤設計。②圖紙采用梁平法,表達較簡單,施工單位若素質較差。1.2.2環境因素?;炷辆哂袩崦浝淇s的性質,當環境溫度發生變化,或水泥水化熱使混凝土溫度發生變化時,鋼筋混凝土結構就產生溫度變形。而建筑物中的結構構件在溫度變形和約束的共同作用下,產生溫度應力,當這種應力超過混凝土的抗裂強度時,就產生溫度裂縫。。1.3施工因素1.3.1材料質量控制不當,現實行商品混凝土,夏季施工時由于運輸車交通不暢耽擱時間,在泵車出料時混凝上的坍損較大,混凝土的和易性和流動性較差,現場工人人為加水,造成混凝土強度的降低,加水部分的混凝土水灰比和強度與原配合比的混凝土不同造成不同配比混凝土的凝縮裂縫和干縮裂縫。

1.3.2施工過程控制不當,澆砼時失誤造成坍落度等控制不好或碰著下雨,產生裂縫、麻面、蜂窩“炒米糖”等狀態。振搗方式不當引起裂縫不正確的振搗方式會造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂,或造成混凝土砂漿大量向低處流淌致使混凝土產生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交界處出現裂縫。施工養護不良時,混凝土表面干燥過快,而內部溫度變化小,表面收縮變形受到收縮慢的內部混凝土約束。

2.混凝土溫度裂縫控制要點

2.1重視材料的選用

使用低熱水泥如礦渣水泥和大壩水泥等,能明顯降低混凝土的絕熱溫升,降低混凝土的最高溫度。伴隨減小混凝土內表溫差,起到減小溫度應力的作用。在滿足混凝土設計要求的前提下,盡量采用低水化熱水泥。其次是優化混凝土的配合比,以便在保證混凝土強度及流動度條件下,盡量節省水泥、降低混凝土絕熱溫升。按照基于絕熱溫升控制的綠色高性能混凝土配合比優化設計四功能準則對配合比進行優化。

2.2施工階段的裂縫控制措施

2.2.1控制澆灌溫度

要降低混凝土的最高溫度和溫差,比較直接的措施是降低澆筑溫度,但其實施必須擁有一定的條件才能實現,在特大型工程中可能才用得到。為了降低混凝土從攪拌機出料到卸料,泵送和澆灌振搗后的溫度,減少結構的內外溫差,一般按季節采取措施。

2.2.2合理安排施工進度。對混凝土澆筑,應遵循“同時澆搗,分層堆累,一次到頂,循序漸進”的成熟工藝。在每次澆筑中,又分幾層,其層間的間隔時間應盡量縮短,必須在上層混凝土初凝之前,開始澆筑下層混凝土。層間最長的時間間隔不大于混凝土的初凝時間。

2.2.1改進攪拌工藝和振搗工藝

在攪拌的混凝土時,改變以往的投料程序,采取先把水、水泥和砂拌和后,再投放石子進行攪拌的新方法。這種攪拌工藝被為“裹砂法”,也可稱為二次投料法。這種攪拌工藝的主要優點是無泌水現象,混凝土上下層強度差減少,可有效地防止水分向石子與水泥砂漿面的集中,從而使硬化后的界面過渡層的結構致密、粘結加強。

2.3混凝土的養護

為了保證混凝土有適宜的硬化條件,混凝土終凝后,筏板邊緣、剪力墻中間等不易被塑料薄膜完全覆蓋部位,可采用澆水保濕?;炷辽郎仉A段如果因表面未能完全覆蓋而出現局部干燥時,可澆熱水(40―50℃)濕潤表面,防止出現干燥裂縫。

3.混凝土裂縫裂縫處理措施

3.1表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法,它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂,通??梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

3.2灌漿、嵌逢封堵法

灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補,它是利用壓力設備將膠結材料壓人混凝土的裂縫中,膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的,常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

3.3結構加固法

當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積。在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

3.4混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換人新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

3.5電化學防護法

電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態。鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優點是防護方法受環境因素的影響較小,適用鋼筋、混凝土的長期防腐,既可用于已裂結構也可用于新建結構。

3.6仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質,而使創傷部位得到愈合的機能,在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統,當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

4、結束語

本文對混凝土裂縫的控制問題進行了探討,在工程實踐中不斷發現問題,總結經驗,嚴格控制混凝土原材料選擇、配合比設計、現場施工等各個環節,加強管理,盡量避免混凝土裂縫的出現,以保證混凝土工程的質量。

參考文獻

[1]朱凱,王寶君.某高層住宅底板裂縫的施工控制[J].鐵道建筑,2007,(9).

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關鍵詞:混凝土裂縫;形成原因;防治措施

混凝土是目前用量最大的一種建筑材料,廣泛應用于工業與民用建筑、農林與城市建設、水利與海港工程。然而,許多混凝土結構在建設與使用過程中出現了不同程度、不同形式的裂縫。這不僅影響建筑物的外觀,更危及建筑物的正常使用和結構的耐久性。因此,裂縫問題倍受人們關注。

1.混凝土裂縫的分類

1.1按裂縫的成因劃分

根據混凝土裂縫產生的原因,可分為結構性裂縫與非結構性裂縫兩大類:(1)結構性裂縫是由各種外荷載引起的裂縫,也稱荷載裂縫。它包括由外荷載的直接應力引起的裂縫和在外荷載作用下結構次應力引起的裂縫。(2)非結構性裂縫是由各種變形變化引起的裂縫。它包括溫差,干縮濕脹和不均勻沉降等因素引起的裂縫。這類裂縫是在結構的變形受到限制時引起的內應力造成的。從國內外的研究資料以及大量的工程實踐看,非結構性裂縫在工程中占了絕大多數,約為80%,其中以收縮裂縫為主要類型。

1.2按裂縫產生的時間劃分

(1)施工期間出現的裂縫。包括沉降收縮裂縫、自身收縮裂縫、溫度裂縫、施工操作不當或養護不到位而出現的裂縫、早期凍脹作用引起的裂縫以及一些其它形式的不規則裂縫。(2)使用期間出現的裂縫。包括鋼筋銹蝕膨脹產生的裂縫、鹽堿類介質及酸蝕氣液引起的裂縫、堿骨料反應引起的裂縫以及循環動荷載作用下損傷累積引起的疲勞裂縫等。

1.3按裂縫的形狀劃分可分為

(1)縱向裂縫,平行于構件底面,順筋分布,主要由鋼筋銹蝕作用引起;(2)橫向裂縫,垂直于構件底面,主要由荷載作用、溫差作用引起;(3)剪切裂縫,由于豎向荷載或震動位移引起;(4)斜向裂縫、八字形或倒八字形裂縫,常見于墻體與混凝土梁,主要因地基的不均勻沉降以及溫差作用或抗剪承載力不足引起;(5)各種不規則裂縫,此外,還有因混凝土拌和或運輸時間過長引起的網狀裂縫,現澆樓板四角出現的放射狀裂縫或板面出現的十字形裂縫等等。

1.4按裂縫的發展狀態劃分

根據裂縫所處的運動狀態及其發展趨勢,可分為以下兩類:

(1)穩定裂縫。這種裂縫不影響持久應用,包括兩類:一類是在運動過程中可以自愈合的裂縫,常見于一些新建的防水工程中,這是由于裂縫處水泥顆粒在滲漏過程中與水進一步化合,兩者形成的凝膠物質將膠合裂縫封閉,從而滲漏停止,裂縫達到自愈。另一類是處于穩定運動中的裂縫,如在周期性荷載作用下產生的周期性擴展和閉合的裂縫。(2)不穩定裂縫。這種裂縫將產生不穩定性的擴展,影響結構物的持久使用,應視其擴展部位,采取相應的措施。

2.混凝土常見裂縫的成因與控制措施

收縮裂縫是由濕度變化引起的,它占混凝土非結構性裂縫中的主要部分。混凝土是以水泥為主要膠結材料,以天然砂、石為骨料加水拌合,經過澆筑成型、凝結硬化形成的人工石材。在施工中,為保證其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多4~5倍的水。多出的這些水分以游離態形式存在,并在硬化過程中逐步蒸發,從而在混凝土內部形成大量毛細孔、空隙甚至孔洞,造成混凝土體積收縮。此外,混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會引起混凝土體積收縮。一般來說,水灰比越大、水泥強度越高、骨料越少、環境溫度越高、表面失水越大,則其收縮值越大,也越易產生收縮裂縫。工程中常見的措施:(1)摻加高效減水劑、泵送劑以盡量降低用水量;施工時,下料不宜過快,并振搗密實。(2)對于早期收縮裂縫的防治,除加強早期養護外,宜在混凝土終凝前進行二次抹壓,在材料上可摻加促凝劑,且宜采用早期強度高、保水性好的普通硅酸鹽水泥;對于干縮裂縫的防治,可以適當延長養護時間,材料上宜選用粉煤灰水泥或中低熱水泥等干縮率小的品種。(3)盡可能降低水泥用量,增大粗骨料的含量,且宜選用石灰巖作為粗骨料,因為它對收縮的抗裂性優于火山巖和砂巖;應嚴格控制骨料的含泥量,砂率不宜過大,骨料應具有良好的級配。

3.裂縫的處理

混凝土結構一旦開裂應立即采取相應的措施。目前,常用的修補方法有表面封閉法、壓力灌漿法。

3.1表面封閉法

針對寬度小于0.2mm的微裂縫,可將聚合物水泥膏、彈性密封膠或滲透性防水劑涂刷于裂縫表面,以恢復其防水性和耐久性。該法施工簡單,但僅適用于淺裂縫。(1)工藝流程:表面刷毛并沖洗嵌補表面缺損(可用環氧膠泥或乳膠水泥)選材涂復。(2)施工要點:a.由于涂層較薄,應選用粘結力強且不宜老化的材料;b.對活動裂縫,應采用延伸率較大的彈性材料;c.涂復均勻,不得有氣泡。

3.2壓力灌漿法

針對寬度大于0.3mm且深度較大的裂縫,可將化學灌漿材料(如聚氨酯、環氧樹脂或水泥漿液)通過壓力灌漿設備注入到裂縫深處,以恢復結構整體性、防水性及耐久性。(1)工藝流程:鑿槽埋設漿嘴封縫密封檢查配制漿液灌漿封孔灌漿質量檢查。(2)施工要點:a.灌漿材料宜選用粘結力強、可灌性好的樹脂類材料,通常選用環氧樹脂;b.對于寬度大于2mm的特大裂縫可采用水泥類材料,對于活動性裂縫宜采用經稀釋的環氧樹脂或聚氨酯;c.化學灌漿壓力控制在0.2-0.4MPa,水泥漿灌漿壓力控制在0.4-0.8MPa,增大壓力并不提高灌漿速度,也不利于灌漿效果;d.灌漿后,待漿液初凝而不外滲時,方可拆下灌漿嘴(盒、管)。

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目前大部分的高層建筑主要為現澆鋼筋混凝土框剪結構, 并大量應用泵送混凝土。但近幾年的工程實踐發現采用泵送混凝土的現澆鋼筋混凝土框架結構經常引起樓屋面板裂縫, 并且成為較難克服的質量通病之一。

本論文結合本人多年的工作實踐就高層建筑泵送混凝土樓板裂縫產生的原因及防治進行探討。

1. 混凝土裂縫產生的原因

導致混凝土的裂縫的主要原因是混凝土收縮引起的。引起混凝土收縮主要有以下幾個因素。

1.1 水泥性能對混凝土收縮的影響

大量實驗研究表明,水泥抗裂性能的降低導致混凝土收縮增大;由于追求高強度及早強,水泥的含堿量越來越高,水泥細度越來越細,C3S 含量越來越高,這使水泥抗裂性能大幅度降低。

1.2 外加劑對混凝土收縮的影響

混凝土高效減水劑是泵送混凝土不可缺少的組成材料,而高效減水劑的性能直接影響到混凝土的收縮性能。根據國家標準《混凝土外加劑》(GB8076 - 1997)中規定:高效減水劑的收縮率應小于等于135%,也就是混凝土在稠度相同的條件下,允許加高效減水劑的混凝土收縮可以比不加高效減水劑的混凝土收縮率大35%。一般高效減水劑的收縮率在115%~135%之間。這就是為什么泵送混凝土比非泵送混凝土、現場攪拌混凝土容易產生裂縫的原因,因為前者比后者加更多的高效減水劑。

1.3 混凝土硬化前的收縮

根據試驗研究硬化前收縮率比硬化的收縮率大10~30 倍。

澆筑樓板混凝土時,表面溫度高,水蒸發量大很快變硬化,而內部混凝土未硬化。在表面至內部未硬化混凝土之間, 存在硬化梯度層,這層制約了內部混凝土繼續變形。由于未硬化混凝土變形快,在變形到一定程度,表層硬化就被拉裂。

2 .裂縫控制技術措施

2.1 設計優化

從結構方面對高層建筑樓板裂縫發生的部位分析,最容易產生裂縫的部位是建筑四周的陽角處及框架柱外露邊角,主要原因是由于該部位樓板受剪力墻或剛度較大梁約束,限制板面混凝土的自由變形,在溫差作用及收縮力等多因素綜合作用下產生裂縫。設計單位在設計時重點考慮強度,未充分考慮混凝土本身的收縮性能及施工過程中所產生的溫差作用。

建議設計人員在設計時在樓板設計時充分考慮樓板剛度平衡及混凝土工作特性,對房屋的陽角及跨度較大的樓面板,保證h0可設置雙層雙向通長鋼筋,陽角配筋應加大且增設放射筋;板筋應適當加大而且密,通常鋼筋直徑不宜小于φ 8,間距不宜大于150mm。

2.2 砼配合比設計及原材料的控制

水泥品種的選用和水泥用量的控制。選擇水泥要考慮水泥的抗裂性能,控制含堿量降低水化熱。引起混凝土樓板裂縫的主要原因是水泥水化熱的積聚使混凝土產生內部和表面的溫差。因此,選用低水化熱的水泥品種能有效降低水化熱、減少內外溫差,建議可選用礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。同時盡量選用質量穩定的旋窯廠生產的硅酸鹽水泥。

摻合料和外加劑。選用具有減水、增強和緩凝的外加劑,可提高混凝土的流動性、粘聚性及泵送性能,提高抗滲性能。通常泵送混凝土中主要采用減水劑和膨脹劑。實踐表明在泵送混凝土中采用具有減水、分散功能的高效減水劑能提高混凝土的泵送性能,降低用水量和水泥用量, 降低水化熱, 減少溫度裂縫。

對于有抗滲要求的混凝土如屋面混凝土,可在混凝土中摻入適量膨脹劑起到補償收縮作用,防止裂縫的產生。

骨料的選擇。增大粗骨料的比例并保證粗骨料有良好的級配,減少骨料的孔隙率,增加骨料的密實度,可以減少膠結材料的數量、減少用水量,能降低水化熱和減少收縮,提高混凝土的泵送性能, 保證板面混凝土的整體性。實踐表明碎石骨料在攪拌混凝土前澆水濕潤,可減少預拌混凝土在運輸過程中因碎石吸水而使混凝土坍落度損失。

水灰比的控制。在混凝土配合比設計中,在水泥用量相同時盡量降低用水量,減小水灰比,減小混凝土的干縮。但為保證混凝土的泵送性能,水灰比不宜過小,通??刂圃?.4~0.6 之間,同時單方用水量控制在170kg/m3 以內。

對抗裂要求較高的樓板,可采用在混凝土中加入纖維如鋼纖維、杜拉纖維等提高混凝土抗裂性能。目前已經有工程進行實踐。

2.3 施工過程工藝控制

施工中應提高混凝土的密實性、均勻性, 減少混凝土的收縮。

保證預拌混凝土的質量。目前高層建筑基本上采用商品混凝土泵送施工,在施工時首先應嚴格保證商品混凝土的質量,要求生產廠家結合工程實際認真、合理做好混凝土配合比的設計工作, 并嚴格按要求把好原材料質量,選用高效優質外加劑,做到原材料、摻合料計量準確,混凝土攪拌均勻從而保證商品混凝土質量。其中重點做好摻合料、外加劑保存、計量工作,保證混凝土的均勻性。

坍落度和溫度的控制.商品混凝土要嚴格控制混凝土坍落度,到施工現場后應逐車檢查泵車泄料口混凝土坍落度,對坍落度大的混凝土車堅決退場,以保證砼半成品的質量。同時應控制混凝土車運輸、停留時間, 避免因運輸、停留時間過長, 減少坍落度損失。

施工時應布料均勻、振搗密實。施工時應加強對混凝土澆筑施工管理力度,要求做到振搗密實,嚴格防止混凝土漏振現象的發生。對面積大的板面,對澆筑后混凝土在振動界限前用平板振動器給予二次振搗,不但能防止采用振動棒振搗局部密實不均勻,而且能排除混凝土在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙,增加混凝土的密實度,提高混凝土的抗裂性能。

注意對鋼筋的保護。鋼筋在樓板混凝土中抗拉受力,起著抵抗外荷載產生的彎矩、防止混凝土收縮和抵抗溫差應力防止發生溫差裂縫的作用,這一作用必須在鋼筋上下有合理的保護層,h 0 有保證才能有效。施工過程中各工種交叉作業、施工人員眾多,踩筋現象嚴重,樓板上層鋼筋未能受到有效保護。

2.4 后期養護、保護

早期養護。加強對混凝土澆筑后的養護工作;剛澆筑后的混凝土尚處于凝固硬化階段,水化速度較快,可采用覆蓋保濕的辦法創造適宜的潮濕條件防止混凝土表明脫水而產生干縮裂縫。因此加強混凝土表面養護,尤其在7 天內使混凝土始終保持濕潤狀態是防止混凝土裂縫很重要的一個環節。

成品保護。加強澆筑后混凝土成品保護工作?;炷翝仓蟊仨氁幸欢ǖ谋Wo時間, 混凝土澆筑完后, 待混凝土強度達到1 .2 N / m m 2 以后(一般不宜≤ 2 4 h )方可允許在混凝土表面進行放樣作業;這也同時要求主體結構施工速度不能強求過快,必須有合理的施工時間。

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關鍵詞:混過凝土裂縫;預防措施

前言:混凝土是一種非均質材料,由骨料、水泥及存留其中的氣體和水組成。在溫度和濕度變化的條件下,硬化并產生體積變形,由于各種材料變形不一致,互相約束而產生初始應力,造成在骨料與水泥粘結面或水泥本身之間出現微細裂縫。這種微細裂縫會在荷載作用下或進一步產生溫差、干縮的情況下,會進一步擴展,并逐漸互相串通,從而出現較大的裂縫。這就是通常所說的砼裂縫?;炷两Y構體產生的裂縫,長期以來嚴重影響著混凝土結構的安全性、抗滲性和耐久性?;炷恋牧芽p是不可避免的,其微觀裂縫是本身物理力學性質決定的,但它的有害程度是可以控制的。

混凝土裂縫的產生,都是微裂縫發展的結果?;炷林挟a生裂縫有多種原因,就其本身而言,一般認為是混凝土材料變形約束所引起的內應力大于材料抗拉強度的緣故。主要表現在:

1.材料選配不當形成缺陷和裂縫

使用過期水泥,骨料含泥過量、含活性SiO2,水泥中含堿量過高,骨料石灰石,水泥水化熱等。

2.施工違反操作規程形成缺陷和裂縫

塑性混凝土下沉,被頂部鋼筋所阻,形成沿鋼筋的裂縫;混凝土振搗不密實,出現蜂窩、易形成各種受力裂縫的起點;混凝土攪拌、運輸時間過長,使水分蒸發,引起混凝土澆注時坍落度過低,使得在混凝土體積中出現不規則的網狀裂縫;混凝土初期養護時急劇干燥使得在混凝土與大氣接觸面上出現不規則的網狀裂縫;過早拆模,混凝土尚未建立足夠強度,構件在實際施加與自身的重力荷載作用下,容易發生各種受力裂縫等。

3.因構件受力、變形形成缺陷和裂縫

中心受拉;中心受壓;受彎;受剪;受沖切;梁的混凝土收縮和溫度變形;板的混凝土收縮和溫度變形;在鋼筋混凝土中,拉應力主要是由鋼筋承擔,混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力,則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度,往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。

4.因環境因素影響形成缺陷和裂縫

主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結構不合理,原材料不合格(如堿骨料反應),模板變形,基礎不均勻沉降等?;炷翗嫾啻问鼙鶅雳D― 溶解循環作用,使混凝土中產生內應力,促進已有裂縫發展,結構疏松,表面龜裂,表層剝落或整體崩潰。

混凝土裂縫按其成因和表現方式,一般主要分為以下幾種形式:

5.塑性裂縫:主要在結構表面出現,形狀很不規則,且長短不一,互不貫連,大多在混凝土澆筑初期出現;

5.1產生原因一般有:(1)、混凝土澆筑后表面沒有及時覆蓋,風吹日曬,水分蒸發,體積急劇收縮而導致開裂;(2)、使用收縮率較大的水泥,水泥用量過多,或使用過多的粉砂;(3)、混凝土水灰比過大,模板過于干燥;

5.2預防控制措施有:(1)、配制混凝土時應嚴格控制水灰比和水泥用量,同時在施工時應振搗密實,以減少收縮量,提高混凝土抗裂強度;(2)、澆筑前應將模板澆水濕透,澆筑后加強表面的抹壓和養護工作。

6.干縮裂縫:裂縫為表面性,寬度較細,其走向縱橫交錯,沒有規律性,一般在混凝土露天養護完成經一段是間后,在表面或側面出現,并隨溫度變化和濕度變化而逐漸發展;

6.1產生原因有:(1)、混凝土成型后養護不當;(2)、混凝土構件長期露天堆放,表面溫度經常發生劇烈變化;(3)、采用含泥量大的粉砂配制砼;(4)、過度振搗,表面形成水泥含量較多的砂漿層;

6.2預防控制措施有:(1)、嚴格控制水泥用量、水灰比和砂率,以及砂石含泥量;(2)、加強表面的抹壓和養護工作。

7.溫度裂縫:裂縫走向無一定規律性,多發生在施工期間,縫寬受溫度變化影響較明顯;

7.1產生原因有:(1)、表面溫度出現非均勻溫差產生應力而形成裂縫,(2)、混凝土溫度變形受到約束;

7.2預防控制措施有:應從控制溫度、改進設計和施工工藝,改善砼性能、減少約束條件等方面采取措施。

8.不均勻沉降裂縫:裂縫多屬貫穿裂縫,其走向與沉陷情況有關,裂縫寬度受溫度變化影響較小,因荷載大小而異,且與不均勻沉降成比例;

8.1產生原因有:(1)、地基的不均勻沉降,(2)、模板剛度不足;

8.2預防控制措施有:(1)、對地基進行必要的壓實和加固,(2)、加強模板支撐,保證模板有足夠的強度和剛度,并按規定時間拆模,(3)、在施工場地周圍做好排水措施,并注意防止水浸泡地基。

9.張拉裂縫:常出現在預應力構件的表面和端頭;

9.1產生原因有:(1)、預應力筋放張后構件產生反拱或空間撓曲而產生的裂縫,(2)、混凝土振搗不密實張拉時強度過低或張拉力超過規定等;

9.2預防控制措施有:(1)、嚴格控制混凝土配合比,加強混凝土振搗,保證砼的密實性和強度;(2)、預應力張拉或放松時,混凝土必須達到規定強度。

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【關鍵詞】:混凝土裂縫;預防措施;處理修補

中圖分類號:TU7 文獻標識:B 文章編號:1997-0668(2008)0210003-02

在建筑工程施工中,混凝土裂縫的產生是一個普遍存在的問題,而裂縫的解決也是一個較為棘手的問題?;炷亮芽p產生的原因是多方面的,有變形引起的:如收縮、膨脹、沉降等原因引起的裂縫;有外部荷載引起的:混凝土養護不當;外添加劑問題等引起的裂縫。

混凝土裂縫的產生若不加以預防采取措施解決,它的進一步發展延伸會導致內部鋼筋等產生腐蝕,降低鋼筋混凝土結構的承載力、抗滲性能、耐久使用年限,甚至會影響人民的生命及財產安全。在工程中完全消除裂縫是不可能的,規范中也有明確規定對有些結構在所處的不同條件下,允許存在一定寬、深度的裂縫。但作為施工過程中應盡量采取有效的預防和技術保障措施來有效的控制裂縫的產生,盡量少產生或盡量減少裂縫寬度、深度,尤其要避免出現在關鍵部位或有害裂縫。

混凝土中常見的裂縫主要有以下這些:①干縮裂縫;②塑性收縮裂縫;③沉降裂縫;④溫度裂縫;⑤化學反應引起的裂縫。

1. 干縮裂縫的產生原因及主要預防措施

一般出現在混凝土澆筑完畢養護后的一周左右,這種裂縫的產生是由于混凝土表面水分蒸發過快而內部變化較小產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低,干縮裂縫越易產生?;炷粮煽s裂縫的產生和水灰比、水泥成分、水泥用量、集料的性質和用量以及外添加劑等因素有關。因此為了防止干縮裂縫的產生可采取以下預防措施:①選用收縮量較小的水泥,如采用中低熱水泥和粉煤灰水泥;②控制水灰比,摻適量減水劑;③施工中控制配合比,用水量不得超過配合比中的用水量;④注重混凝土的養護;⑤設置合理的收縮縫。

2. 塑性收縮裂縫的產生原因及主要預防措施

塑性收縮裂縫是由于混凝土表面失水過快引起的,一般在干熱、大風天氣容易產生;影響的因素主要有水灰比、混凝土凝結時間、環境溫度、風速及相對濕度等。

預防措施主要有:①選用干縮性小、早期強度高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥;②嚴格控制水灰比,添加高效減水劑,減少水泥用量和用水量;③澆筑混凝土前澆水濕潤基層和模板;④及時養護,避免高溫或大風導致水分的過量過速蒸發。

3. 沉降裂縫的產生原因及主要預防措施

沉降裂縫是由于基層的不均勻沉降或模板支撐間距過大或模板本身剛度不足等原因所致。預防的主要措施有:①基土要分層夯實和加固;②保證模板的足夠剛度,支撐間距要按計算模板方案操作;③防止基底被水浸泡;④注意拆模時間及順序;⑤在凍土上搭設要采取一定的預防措施。

4. 溫度裂縫的產生原因及主要預防措施

溫度裂縫都產生在大體積混凝土表面或溫差較大的地區。由于混凝土體積大,大量水化熱積聚在內部不易散發,導致混凝土內部溫度急劇上升,而外部散熱較快,從而產生內外的較大溫差,使得內外熱脹冷縮程度不同,使得混凝土表面產生拉應力,當拉應力超過混凝土抗拉極限強度時就產生裂縫。主要預防措施有:①選用低中熱水泥;②減少水泥用量;③降低水灰比;④改善骨料級配,摻加外添加劑減少水泥用量降低水化熱;⑤改善混凝土攪拌工藝,降低混凝土澆筑溫度;⑥摻加一定的減水、增塑、緩凝等外加劑,改善混凝土的流動性、保水性、降低水化熱;⑦高溫季節注意控制混凝土溫升,降低澆筑時溫度;⑧大體積混凝土合理安排施工工序、分層分塊澆 筑,利于及時散熱,減小約束;或在大體積混凝土內部設置冷卻管道,減小內外溫差;加強溫度監控及時采取冷卻措施;⑨預留溫度縫;⑩容易開裂部位配置增強抗拉強度的鋼筋或纖維材料減少裂縫產生的機率。

5. 化學反應引起的裂縫及主要預防措施

混凝土攪拌后堿性骨料產生的一些堿性離子與某些活性骨料產生化學反應,吸水體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開裂。這些裂縫一般出現在結構使用期間,一旦發生很難補救。主要預防措施有:①選用低堿水泥、外加劑或堿活性小的骨料;②添加外加劑降低堿骨料反應。

混凝土振搗不良或鋼筋保護層不足,使得外界物質容易侵蝕鋼筋,使得體積增大,導致沿鋼筋方向的混凝土開裂。主要預防措施有:①保證鋼筋保護層厚度;②保證混凝土良好級配,振搗密實;③對鋼筋事先采取防銹蝕措施。

以上是混凝土結構產生裂縫的一些具體原因及針對性事先控制裂縫產生的一些預防措施。但是在生產施工過程中并不是預防了就能絕對避免,只是減少發生的概率而已,因此裂縫的后期處理彌補就必不可少。

(1)表面修補

這是一種簡單的修補方法,針對混凝土表面開裂不影響結構穩定及承載力的情況。通常處理只在表面涂抹水泥漿、環氧膠泥等,同時為了防止進一步開裂可在裂縫表面粘貼玻纖網布等。

(2)結構加固

當裂縫影響結構安全時,采取加大截面積,外包型鋼、粘貼增強纖維網布、噴射混凝土補強加固等措施保證結構安全。

(3)灌漿法

主要適用對混凝土結構有影響且有抗滲要求的裂縫,用壓力設備將水泥漿、環氧樹脂、聚氨酯等膠結材料壓入裂縫,使它硬化后和混凝土形成整體。

(4)嵌縫法

此法是沿裂縫鑿槽,后嵌填止水材料。

(5)混凝土置換法

對于損壞嚴重的混凝土,先將其剔除,后置換入新的混凝土或其它材料。常用普通混凝土、水泥砂漿、改性聚合物混凝土等置換。

(6)電化學防腐法

電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,鈍化鋼筋,以達到防腐作用。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是比較常用的方法,這些方法受環境影響小,可以長期防腐。

(7)自身愈合法

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一、裂縫的原因

混凝土中產生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結構不合理,原材料不合格,模板變形,基礎不均勻沉降等。為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從以下兩個方面著手。

1.控制溫度:

(1)采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。

(2)拌和混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

(3)熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱。

(4)在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫。

(5)規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度。

(6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施。

2.改善約束條件:

(1)合理地分縫分塊。

(2)避免基礎過大起伏。

(3)合理的安排施工工序,避免過大的高差和側面長期暴露。

二、常見裂縫及預防

1.干縮裂縫

干縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥砂漿中水分的蒸發會產生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,大體積混凝土中平面部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布。

預防措施:①選用收縮量較小的水泥,一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。②混凝土的干縮受水灰比的影響較大,水灰比越大,干縮越大,因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比,同時摻加合適的減水劑。③嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量。④加強混凝土的早期養護,并適當延長混凝土的養護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間,并涂刷養護劑養護。⑤在混凝土結構中設置合適的收縮縫。

2.塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態。產生的主要原因:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產生龜裂。

預防措施:①選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。②嚴格控制水灰比,摻入高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性,減少水泥及水的用量。③澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。④及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土終凝前表面濕潤,或者在混凝土表面噴灑養護劑等進行養護。⑤在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施,及時養護。

3.沉陷裂縫 沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等所致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩定。

預防措施:①對松軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。②保證模板有足夠的強度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻。③防止混凝土澆筑過程中地基被水浸泡。④模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先后次序。⑤在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

4.溫度裂縫

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【關鍵詞】混凝土;溫度應力

1 前言

混凝土在現代工程建設中占有相當重要地位。但混凝土中裂縫的出現嚴重影響了混凝土結構的性能。盡管在施工中采取各種措施,小心謹慎,但裂縫仍時有出現。究其原因,我們對混凝土溫度應力的變化注意不夠是其中之一。在大體積混凝土中,溫度應力及溫度控制十分重要。主要原因是:

1.1在施工中混凝土常常出現溫度裂縫,從而影響到混凝土結構的整體性和耐久性;

1.2在結構服役期間,溫度應力的變化對結構的應力狀況具有不容忽視的影響。

2 裂縫的原因分析

工程建設中混凝土裂縫的產生有多種原因,其中主要的原因有混凝土溫度和濕度的變化、混凝土自身的脆性和不均勻性、混凝土結構的不合理、混凝土原材料不合格(如堿集料反應等)、模板變形以及基礎的不均勻沉降等?;炷劣不陂g水泥釋放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在混凝土表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到其他部分的約束又會在混凝土內部出現拉應力。同時,氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗拉強度時,即會出現裂縫。

工程建設中許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、干濕變化,混凝土表面干縮形變受到內部混凝土的約束,也往往導致裂縫。

在鋼筋混凝土中,拉應力主要是由鋼筋承擔,混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝土邊緣部位如果結構內出現了拉應力,則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度,往往在混凝土內部引起拉應力。有時溫度應力甚至可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

3 溫度應力的分析

3.1溫度應力的形成過程

溫度應力的形成可分為以下三個階段:

3.1.1早期自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量水化熱,二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內形成殘余應力。

3.1.2中期自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止,這個時期中,溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加,在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

3.1.3晚期:混凝土完全冷卻以后的服役時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。

3.2溫度應力引起的原因

對于邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如:橋梁墩身,結構尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內部溫度高,在表面出現拉應力,在中間過程出現壓應力。這種應力成為自身應力。

結構的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。此時的應力稱為約束應力。

這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下,需要依靠模型試驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松馳,所以計算溫度應力時,還必須考慮徐變的影響。

4 溫度裂縫控制措施針對上述原因分析。為了防止裂縫。減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。

4.1溫度控制措施

為了降低混凝土溫度的產生,工程建設中一方面采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;另一方面在拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

與此同時,應該提供溫度散發的途徑,熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱:對大體積混凝土,在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫;同時規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度;對于施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施。

4.2約束條件改善措施

工程建設中混凝土結構澆筑是應合理地分縫分塊:避免基礎過大起伏;同時要合理安排施工工序,避免過大高差和側面長期暴露。在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應力,出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發,表面引起相當大的拉應力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力疊加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數值,就有導致裂縫的危險,但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止混凝土表面產生過大的拉應力,具有顯著效果。

改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養護,防止表面干縮,特別是保證混凝土的質量對防止裂縫十分重要,應特別注意避免產生貫穿性裂縫的發生為主。加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小,因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩定的,而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線膨脹系數與混凝土線膨脹系數相差很小,在溫度變化時兩者間只發生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當混凝土內應力達到抗拉強度而開裂時,鋼筋的應力將不超過100 200kg/cm2。因此,在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結構內的裂縫就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時,對提高混凝土抗裂性的效果較好?;炷梁弯摻罨炷两Y構的表面常常會發生細而淺的裂縫,其中大多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般較淺,但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。實踐證明,在工程建設中為保證混凝土工程質量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。