混凝土裂缝防治
混凝土裂缝防治(精选12篇)
混凝土裂缝防治 第1篇
1 商品混凝土裂缝的类型
混凝土的裂缝基本是由于水分蒸发和浆体(水泥石)收缩,收缩应力大于混凝土的抗拉强度引起的,混凝土的收缩裂缝大体上有以下几种类型:塑性收缩裂缝、水化反应收缩裂缝、干燥收缩裂缝、自生干缩裂缝。
2 商品混凝土裂缝产生的原因
2.1 设计防裂措施不到位
现行设计对钢筋混凝土现浇楼(屋)面板板端嵌固节点的负弯矩效应,仅从构造上予以处理,没有突破平面弯曲所产生的应力。因此,对现浇板的配筋数量及配筋方法应加以探讨,防止配筋率的不足及配筋方法的问题而导致混凝土的裂缝;从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。另外,楼板厚度设计偏薄,不利于预埋管的敷设等,也易产生裂缝。对混凝土的强度等级在设计中应加以控制,在现实中,强度过大也常易导致现浇板裂缝的产生。
2.2 商品混凝土配制方面的原因
因商品混凝土要满足泵送工艺的要求,要求坍落度大,普通混凝土坍落度在70 mm~90 mm之间,一般商品混凝土在100 mm~180 mm之间,为保证现场泵送顺利及施工方便快速,均要求坍落度控制在150 mm~180 mm,大坍落度必然导致水泥用量高、用水量大或外加剂掺量大,这3种因素直接的后果是商品混凝土的收缩显著增加,均易导致结构或构件的裂缝。
2.3 施工方面的原因
1)搅拌、运输和浇筑原因:
商品混凝土拌和不匀、拌合时间过长、运输时间过长、运输泵送时改变了配合比(如加水)、浇筑顺序不合理、速度太快等均会改变混凝土的质量,降低混凝土的性能,引起浇筑混凝土结构或构件的裂缝。
2)板面负弯矩钢筋移位:
负弯矩钢筋被施工人员踩入板底等。
3)振捣不当:
振捣不当是施工中常发生的操作通病。混凝土振捣不密实、不均匀容易出现蜂窝孔洞,导致钢筋锈蚀,从而使混凝土产生裂缝。相反,混凝土振捣时间过长,表面将形成水泥含量较多的砂浆层,将会发生表面性的微小裂缝。
4)养护不及时、不到位:
混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常凝结、硬化。混凝土的养护可改变混凝土的水化反应速度,影响混凝土的强度。
3 商品混凝土裂缝防治措施
综上所述,商品混凝土容易产生裂缝,主要是因为设计防裂措施不到位、商品混凝土配制原因以及施工方面等造成的。只要我们能针对商品混凝土的特点,在设计中、配制中和现场施工的每一道工序都严把质量关,认真采取技术措施,是完全可以有效地预防和减少裂缝发生的。
3.1 设计中采取的措施
1)设计对钢筋混凝土现浇楼(屋)面板板端嵌固节点的负弯矩效应,在计算和构造上配足钢筋并保证其足够的锚固长度,并尽可能使用带肋钢筋。在满足计算钢筋截面不变的条件下,尽可能选用直径较小的钢筋,同时考虑楼(屋)面板在荷载作用下弯曲变形引起的负弯矩。建议对裂缝敏感部位的负弯矩钢筋拉通,使其在各种应力作用下协调变形。
2)现浇板混凝土的设计强度等级不宜过大,以不超过C30为宜,也不应低于C20。
3)充分考虑预埋管线的敷设,楼(屋)面板要尽可能保证足够的厚度。
4)控制建筑物的长度,适当增设伸缩缝或留后浇带。
3.2 配制混凝土时应考虑的因素
1)掺合料。
商品混凝土的掺合料较多,一般掺入活性粉料(粉煤灰)时,可提高其工作性,降低水化热。但是,掺入粉煤灰的混凝土在配制时尽可能使用一级粉煤灰,因为一级灰微珠多,可降低用水量,改善混凝土流动性。
2)外加剂。
使用适量的外加剂和膨胀剂,在不增加单位水量条件下,掺高效减水剂可提高混凝土的流动性,有利施工,便于捣实。在混凝土中掺用纤维增强材料,来抑制微小裂缝的扩展,增大混凝土的抗拉强度,避免开裂。虽然混凝土外加剂在改善新拌和硬化混凝土性能中起着重要的作用,但是外加剂的掺量不恰当,会增加混凝土早期的自生收缩。一般掺量为水泥重量的0.2%~1.0%,具体要视各种外加剂的性能和要求而定。
3.3 施工中应采取的主要技术措施
1)在混凝土运输过程中,要根据运距、坍落度预防混凝土产生离析现象。如果产生离析,在入模前应进行二次拌和,保证混凝土的和易性,以免产生裂缝。
2)浇筑混凝土前,检查板面负弯矩钢筋位置是否正确。
3)浇筑混凝土时,混凝土自料斗口自由下落的高度不得超过3 m,以免由于混凝土的冲击而影响模板支撑体系,出现沉降裂缝,当超过2 m时应加串筒或溜槽。
4)混凝土振捣时,振捣方式和方法必须确保正确。振捣宜短振、快插、慢拔,避免振捣时间过短,振捣不均匀。但振捣时间过长,易导致严重浮浆,减少混凝土现浇板的有效截面尺寸易造成裂缝,因此必须确保正确的振动方式、振捣方法。
5)混凝土初凝前后,配备足够人员,掌握二次抹压、三次抹压的时间。趁初凝前后水泥晶胚开始形成之际,再次抹压后,使重新组成的混凝土结构进一步密实化。
6)重视混凝土的养护阶段:表面保温与保湿,是防止开裂的一个重要原则。加强混凝土的早期养护,一般要在混凝土浇筑完成24 h后进行覆盖养护,养护时间保证14 d以上,并保持混凝土表面湿润。混凝土初凝后,采取保温措施,保温保湿的具体方法是在混凝土浇筑后,在混凝土表面用土工布覆盖一层,再用麻袋覆盖两层,并用冷却管的出水口洒水养护,保证混凝土处于潮湿状态下养护。实践证明,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。
7)严格控制拆模时间,尽量晚拆模。在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时,方可拆除侧模。拆除侧模后应立即浇水覆盖塑料薄膜养护,或喷涂养护剂养护。底模拆除必须按规范要求执行,跨度小于8 m的梁、板等结构物混凝土的设计强度等级标准值必须大于75%,跨度大于8 m的梁、板等结构物在混凝土强度不小于100%时方可拆模,否则将会影响结构物的安全。
4结语
对于商品混凝土裂缝的防治是一个综合性的问题,需要经过设计、配制、施工等多方面的配合。过去一致认为坍落度越大越好越便于施工的观念必须改变,因为坍落度越大拌合水量越多,混凝土的各种收缩裂缝必然越多,由收缩裂缝到干缩裂缝以致发展为贯通性有害裂缝的几率就越大。随着材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信商品混凝土裂缝问题能够有效预防和控制。
摘要:结合商品混凝土在工程中的广泛应用,对商品混凝土在使用过程中产生裂缝的类型、原因进行了分析,提出了混凝土在设计、配制和施工中有效预防和控制裂缝的相应措施,指出坍落度越大越好越便于施工的观念必须改变。
关键词:商品混凝土,收缩裂缝,措施
参考文献
[1]钟民.预拌泵送混凝土早期裂缝的成因与控制[J].能源与环境,2004(2):17-18.
[2]GB 50010-2002,钢筋混凝土结构设计规范[S].
混凝土裂缝防治 第2篇
现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、火力发电厂汽机机座基础、冷却塔基础、水利大坝等。大体积混凝土水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快。混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝。其他因素也会导致大体积混凝土出现裂缝,影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它,来保证成品的质量。
2、大体积混凝土裂缝的原因
大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种:一是结构型裂缝,由外荷载引起的。二是材料型裂缝,主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。
3、大体积混凝土裂缝的主要类型
3.1干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的`一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。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、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
3.2塑性收缩裂缝
混凝土塑性收缩裂缝形成过程与混凝土的泌水有关。泌水是指混凝土浇筑捣实后尚未凝结硬化之前,从外表看在混凝土的浇筑面上山现一层清水或者从模扳缝中渗出部分水的一种现象。泌水使混凝土的体积缩小,促成了混凝土塑性裂缝的产生。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
3.3沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
3.4温度裂缝
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。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,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩。
4裂缝的防治措施
4.1设计措施
4.1.1.精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能地降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。
4.1.2.增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。
4.1.3.避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
4.1.4.在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。
4.1.5.在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇带。
4.2施工措施
4.2.1.严格控制骨料级配和含泥量
选用10.40mm连续级配碎石,细度模数2.80-3.00的中砂。砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,杜绝使用海砂。
4.2.2.选择适当外加剂
可根据设计要求,混凝土中掺加一定用量外加剂,如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。
4.2.3.选择优化配合比
选用良好级配的骨料,严格控制砂石质量,降低水灰比,并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等,以降低水泥用量,减少水化热,以降低混凝土温升,从而可以降低混凝土所受的拉应力。
4.2.4严格控制混凝土入模温度
大体积混凝土最好选在春秋季施工,以降低入模温度,既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度,再者浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。施工过程中应对碎石洒水降温,保证水泥库通风良好,自来水预可先放入地下蓄水池中降温。
4.2.5.改进施工技术
施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体,易产生大的温度梯度,这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压,以消除初期裂缝,并加强早期养护,提高混凝土抗拉强度。
4.2.6.加强混凝土浇筑后的养护
混凝土浇筑后,应尽快回填土--土是混凝土最好的养护材料之一。目前这是混凝土保温保湿养护的最有效方法,对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护,在混凝土施工期间可通入冷却循环水,以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施,可有效降低混凝土的温升值,且可大大缩短养护周期,对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。
5结语
大体积混凝土结构的裂缝会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,为避免或减少裂缝对结构产生的危害,采用有效的设计措施,紧抓施工环节,严控施工过程,方能确保工程质量。
参考文献
[1]《大体积混凝土温度应力于温度控制》朱伯芳中国电力出版社
泵送混凝土施工及裂缝防治 第3篇
关键词:泵送混凝土;裂缝;防治
中图分类号:C93 文献标志码:A 文章编号:1000-8772(2012)15-0139-04
泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能,对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工,而且能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性。但是某些工程表明,泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生,特别是裂缝普遍存在,在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,应引起足够的重视。
1 泵送混凝土的特点
1.1 原材料和配合比
1.1.1 水泥用量较多
强度等级C20—C60范围为350~550kg/m3。
1.1.2 超细掺合料时有添加
为改善混凝土性能,节约水泥和降低造价,混凝土中掺加粉煤灰、矿渣、沸石粉等掺合料。
1.1.3 砂率偏髙、砂用量多
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砂率6%以上,约为38%?45%。
1.1.4 石子最大粒径
为满足泵送和抗压强度要求,与管道直径比1∶2.5(卵石)、1∶3(碎石)1∶4、1∶5。
1.1.5 水灰比宜为0.4?0.6
水灰比小于0.4时,混凝土的泵送阻力急剧增大;大于0.6时,混凝土则易泌水、分层、离析,也影响泵送。
1.1.6 栗送剂
多为高效减水剂复合以缓凝剂、引气剂等,对混凝土拌合物流动性和硬化混凝上的性能有影响,因而对裂缝也有影响。
1.2 工艺
1.2.1 混凝土拌制在搅拌站(楼)进行,原材料计量准确,搅拌均匀,但也偶有失控情况。
1.2.2 多数搅拌站未设细掺合料、粉状泵送剂、粉状膨胀剂称量和料仑,采用人工或容积法,使计量与分散存在问题,影响混凝土的均匀性。
1.2.3 当混凝土拌合物过干、过稀,运输时间过长、停留时间过长且未进行搅拌均匀前入泵时,混凝土拌合物干稀不匀。
1.2.4 每个运输车中混凝土的坍落度相差过大,加入泵车内输送时,会使浇筑的混凝土均匀性变坏。
1.2.5 混凝土浇筑后振捣不足、振捣过度,特别是面积系数很大的板材,采用振捣棒密实不均匀。
1.2.6 大体积混凝土施工,当技术措施不当或不完善时,易产生温度裂缝。
1.2.7 混凝土大面积板材,在浇筑后防风、防晒、养护不足时,易产生干缩裂缝。
1.2.8 混凝土拌合物过干、人工、无称量地加入高效减水剂或水时,混凝土质量不易保证。
2 有关裂缝的一些概念
2.1混凝土内部结构决定其产生裂缝
混凝土是粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均质堆聚结构。混凝土混合料在不同温湿度条件下凝结硬化,并同时产生体积变形。水泥石的干燥和冷却收缩大,集料的干燥和冷却收缩小,同时水泥石和集料之间相互黏结而约束,由于变形产生微裂缝。
2.2 混凝土裂缝的种类
2.2.1 按裂缝产生原因分类
a.由外荷载(静、动荷载)直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝。
b.由变形变化引起的裂缝,包括结构因温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。其特征是结构要求变形,当受到约束和限制时产生内应力,应力超过一定数值后产生裂缝,裂缝出现后变形得到满足,内应力松弛。 这种裂缝宽度大、内应力小,对荷载的影响小,但对耐久性损害大。
据国内外调查资料表明,工程结构产生属于变形变化(温湿度、收缩与膨胀、不均匀沉降)引起的裂缝约占80%;属于荷载引起的裂缝约占20%。
2.2.2 按裂缝所处状态分类
裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。
对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝,应考虑加固和补救措施。而对于稳定、闭合、愈合的裂缝则可持久地应用。例如,有些防水结构,在0.1MPa水壓下,出现0.1~0.2mm裂缝时,可能开始时有轻微渗漏,但经过一段时间后,裂缝处水化的水泥析出Ca(0H)2,逐渐弥合了裂缝,并与大气中的C02作用,形成CaC03结晶,封闭和自愈合裂缝,防止了渗漏的产生。这种裂缝是稳定的,不会影响工程结构的使用和耐久性。
2.2.3 按裂缝形状分类
裂缝按形状可分为表面的、深入的、贯穿的、断续的、纵向的、横向的、斜向的、对角线的、上宽下窄的、上窄下宽的、外宽内窄的、囊核形的等等。
2.3 裂缝宽度
2.3.1 平均裂缝宽度
在整条裂缝上,其宽度是不均匀的,有的位置宽,有的位置窄。平均裂缝宽度是指裂缝长度10%~15%范围较宽区段平均裂缝宽度和裂缝长度10%~15%范围较窄区段平均裂缝宽度的平均值,即最大与最小平均裂缝的平均值。
2.3.2 最大裂缝宽度
a.无侵蚀介质、无抗渗要求,结构处于正常状态下,最大裂缝宽度不得大于0.3mm。
b.有轻微侵蚀、无抗渗要求时,最大裂缝宽度不得大于0.2mm。
c.有最重侵蚀和抗渗要求时,不得大于0.1mm。
d.混凝土有自防水要求时,不得大于0.lmm。
上述标准是从耐久强度考虑的,为设计中和裂缝检测中的控制范围。但在工程实践中,有些结构存在数毫米宽的裂缝仍然正在使用,而且多年后也没有破坏危险。如土木建筑中的各种大型、特种结构和设备基础,一般均存在裂缝,完全没有裂缝是不可能的,科技工作者的主要任务是根据裂缝的部位、所处环境、配筋情况和结构形式,进行具体分析、判断和处理。一些专家和学者根据对结构物裂缝处理的实际经验,认为规范中限制的裂缝宽度应当根据具体条件加以放宽,如大量的表面裂缝,如果经过周密的研究分析确定是由变形作用引起的,其宽度可不受限制,只须作表面封闭处理即可。
3 变形裂缝产生的原因、特征和防治措施
3.1 温度裂缝
3.1.1 产生的原因和特征
水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥放出502J的热量,如果以水泥用量350~550kg/m3来计算,每m3混凝土将放出17500~27500KJ的热量,从而使混凝土内部温度升高,在浇筑温度的基础上,通常升高35°C左右。如果按着我国施工验收规范规定浇筑温度为28°C则可使混凝土内部温度达到65°C左右。但是,如果没有降温措施或浇筑温度过高,混凝土内部温度高达80~90°C的情况也时有发生,例如XX大厦在浇筑筏板反梁基础的大体积混凝土的内部温度,经实际测定高达95°C。水泥水化热在1—3天可放出热量的50%,由于热量的传递、积存,混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3—5天,因为混凝土内部和表面的散热条件不同,所以混凝土中心温度低,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力。温度应力和温差成正比,温度越大,温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土抗拉强度)时,就会产生裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3—5天,初期出现的裂缝很细,随着时间的发展而继续扩大,甚至达到贯穿的程度。
3.1.2 影响因素和防治措施
混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚,水泥用量越大,水化热越高的水泥,其内部温度越高,形成温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。
对于大体积混凝土,其形成的温度应力与其结构尺寸相关,在一定尺寸范围内,混凝土结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大,这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。因此,防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。
3.1.2.1 混凝土原材料和配合比的选用
a.水泥品种选择和水泥用量控制
大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使混凝上出現早期升温和后期降温,产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,在掺加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有,可充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。根据大量试验研究和工程实践表明,每m3混凝土的水泥用量增减10kg,其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1°C。因此,为更好地控制水化热所造成的温度升高、减少温度应力,可以根据工程结构实际承受荷载的情况,对工程结构的强度和刚度进行复核与验算,并取得设计单位的同意后,可用56天或90天抗压强度代28天抗压强度作为设计强度。由于过去土木建筑物层数不多、跨度不大,且多为现场搅拌,施工工期短,混凝土标准试验龄期定为28天,但对于具有大体积钢筋混凝土基础的高层建筑,大多数的施工期限很长,少则1—2年,多则4—5 年,28天不可能向混凝土结构,特别是向大体积钢筋混凝土基础施加设计荷载,因此将试验混凝土标准强度的龄期推迟到56天或90天是合理的,正是基于这点,国内外许多专家均提出这样的建议。如果充分利用混凝土的后期强度,则可使每m3混凝土的水泥用量减少40~70kg左右,则混凝土温度相应降低4~7°C。最后,为减少水泥水化热和降低内外温差的办法是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。如果强度允许,可采用掺加粉煤灰来调整。
b.掺加掺合料
国内外大量试验研究和工程实践表明,混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,并且能够补充泵送混凝土中粒径在0. 315mm以下的细集料达到占15%的要求,从而改善了可泵性。同时,依照大体积混凝土所具有的强度特点,初期处于较高温度条件下,强度增长较快、较高,但是后斯强度增长缓慢。掺加粉煤灰后,其中的活性A1203、Si02与水泥水化析出的CaO作用,形成新的水化产物,填充孔隙、增加密实度,从而改善了混凝土的后期强度。但是应当值得注意的是,掺加粉煤灰混凝土的早期抗拉强度和极限变形略有降低。因此,对早期抗裂要求较高的混凝土,粉煤灰掺量不宜太多,宜在10%~15%以内。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。掺加粉煤灰的水泥混凝土的温度和水化热,在 1~28d龄期内,大致为:掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数,即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土,其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%,可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。目前许多商品混凝土厂家,由于认识、技术、设备(料仓)等原因,尚未有效、充分地利用粉煤灰。
c.掺加外加剂
掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂,可以改善混凝土拌合物的流动性、黏聚性和保水性。由于其减水作用和分散作用,在降低用水量和提高强度的同时,还可以降低水化热,推迟放热峰出现的时间,因而减少温度裂缝。例如,在泵送混凝土中,掺入占水泥重量0.25%的木质素磺酸钙减水剂,不仅能使混凝土的泵送性能改善,而且可以减少拌合水和水泥用量,从而降低水化热,延迟水化热释放速度,推迟放热峰。因此,不但减少了温度应力,而且使初凝和终凝时间延缓3~8h,降低了大体积混凝土施工中出现冷缝的可能性。
d.选用质量优良的粗细集料。
粗集料。根据结构最小断面尺寸和泵送管道内径,选择合理的最大粒径,尽可能选用较大的粒径。例如5mm~40mm粒径比5mm~25mm粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6~8kg/m3,降低水泥用量15kg/m3,因而减少泌水、收缩和水化热。要优先选用天然连续级配的粗集料,使混凝土具有较好的可泵性,减少用水量、水泥用量,进而减少水化热。
细集料。以采用级配良好的中砂为宜。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20~25kg/m3,可降低水泥用量28~35kg/m3,因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。
泵送混凝土也宜选用合理砂率,其砂率值较低流动性混凝土适当提髙是必要的。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。
3.1.2. 2 泵送混凝土施工工艺改进
a.控制混凝土出机温度和浇筑温度
为了降低混凝土的总温升,减少大体积工程结构的内外温差,控制混凝土的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。对于出机温度和浇筑温度的控制,世界各国都非常重视,并有较明确的规定。我国《水工混凝土施工规范》(SDJ207-82)中规定:高温季节施工时,混凝土最高浇筑温度不得超过28°C。为求得统一,《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)也规定了这个温度值。日本规范规定,暑期混凝土的搅拌温度为 30°C以下,浇筑时的混凝土温度应低于35°C;对于大体积混凝土的温度,规定拌制时为25°C以下,浇筑时要在30°C以下。前苏联规范规定,暑期施工时,当浇筑表面系数大于3的结构混凝土时,混凝土拌合物从搅拌站运出时的温度应当不超过30~35°C,而对于表面系数小于3的大体积结构,混凝土拌合物温度应尽可能降低,且不超过20°C。美国规范规定,在炎热的气候条件下,浇筑温度不得超过32°C。德国规范规定,在炎热气候时,新拌混凝土温度,在卸车时不得超过30°C。
为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度,最有效的方法是降低原料温度,混凝土中石子比热较小,但每nb混凝土中石子所占重量最大,所以最有效的办法是降低石子温度。在气温较高时,为了防止太阳直接照射,可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚,必要时可向集料喷淋雾状水,或者在使用前用冷水冲洗集料。国外也有的搅拌混凝土时加冰块冷却的。除此之外,搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。
b.改进工艺
搅拌工艺。采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大,从而提高混凝土強度10%或节约水泥5%,并进一步减少水化热和裂缝。
振动工艺。对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,可排除混凝土因泌水,在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。
养护工艺。为了严格控制大体积混凝土的内外温差,确保混凝土质量,减少裂缝,养护是一个十分重要和关键的工序,必须切实做好。
混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。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。由于散热时间延长,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,防止了贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程,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。同时在潮湿的条件下,可使水泥的水化充分、完全,从而提高混凝土的抗拉强度。
3.2 沉陷(塑性)收缩裂缝
3.2.1 产生的原因和特征
在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中,特别是板、墙等表面系数大的结构之中,经常出现一种早期裂缝。这种裂缝为断续的水平裂缝,裂缝中部较宽、两端较窄、呈梭状。裂缝经常发生在板结构的钢筋部位、板肋交接处、梁板交接处、梁柱交接处、结构变截面的地方。
这种裂缝产生的原因主要是混动性过大和流动性不足以及不均匀,在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够,当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制以及模板移动、基础沉陷所致。裂缝在混凝土浇筑后1—3小时出现,裂缝的深度通常达到钢筋上表面。
3.2.2 影响因素和防止措施
a.要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下,在满足泵送和浇筑要求时,宜尽可能减少坍落度;
b.掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料,可改善工作性和减少沉陷;
c.混凝土搅拌时间要适当,时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷;
d.混凝土浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分;
e.混凝土应振捣密实,时间以10~15秒/次为宜,在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣。在混凝土浇筑1~1.5小时后,混凝土尚未凝结之前,对混凝土进行两次振捣,表面要压实抹光;
f.在炎热的夏季和大风天气,为防止水分激烈蒸发,形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝,应采取措施缓凝和复盖。
3.3 干缩裂缝
3.3.1产生的原因和特征
干燥收缩的主要原因是水分在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。混凝土的干燥收缩由于集料的干燥收缩很小,因此主要是由于水泥石干燥收缩造成的。水泥石干燥收缩理论有毛细管张力学说、表面吸附学说和夹层水学说等,不论哪种学说,都是水分蒸发引起的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、由表及里,逐渐发展的。由于混凝土蒸发干燥非常缓慢,产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上,有时甚至一年半载,而且裂缝发生在表层很浅的位置,裂缝细微,有时呈平行线状或网状,常常不被人们所重视。但是应当特别注意,由于碳化和钢筋锈蚀的作用,干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性,也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。
3.3.2 影响因素和防治措施
3. 3. 2. 1水泥品种
一般来说,水泥的需水量越大,混凝土的干燥收缩越大,不同水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为:矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。所以,从减少收缩的角度出发,宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。
3. 3. 2. 2 水泥用量
混凝土干燥收缩随着水泥用量的增加而增大,但是增加量不显著。在有可能减少水泥用量时,还是尽可能降低水泥用量,因为泵送混凝土的水泥用量偏高, C20~Ceo混凝土的水泥用量一般约为350~600kg/m3。
3. 3. 2. 3 用水量
混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大,在同一水泥用量条件下,混凝土的干燥收缩和用水量成正比,为直线关系;当水泥用量较高的条件下,混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大。综合水泥用量和用水量来说,水灰比越大,干燥收缩越大。
沉陷裂缝、干缩裂缝都是由于混凝土单方用水量过大、混凝土过稀、坍落度过大,而且水分蒸发过快、过多造成的。因此,严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。为此,在混凝土配合比设计中应尽可能将单方混凝土用水量控制在170kg/m3以下,对于浇筑墙体和板材的单方混凝土用水量的控制尤为重要。特别值得注意的是,施工混凝土的坍落度(即用水量)绝对不允许大于配合比设计给定的坍落度(即用水量)。
为了降低用水量,掺加适当数量、减水率高、分散性能好的外加剂是非常必要的。
3.3.2.4 砂率
混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大,但堆加的数值不大。泵送混凝土宜加大砂率,但不是笼统的和无限的,也应在最佳砂率范围内,可以通过理论计算和工程实践确定。
3.3.2.5 掺合料
矿渣、硅藻土、煤矸石、火山灰、赤页岩等粉状掺合料,掺加到混凝土中,一般都会增大混凝土的干燥收缩值。但是质量良好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰,由于内比表面积小、需水量少,故能降低混凝土干燥收缩值。
3.3.2.6 化学外加剂
掺加减水剂、泵送剂,特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干燥收缩,但是对于某些减水剂、泵送剂,尤其是具有引气作用时,有增大混凝土干燥收缩的趋势。因此在选用外加剂时,必须选用干燥收缩小的减水剂成泵送剂。
3.3.2.7 膨胀剂
在地下室和防水工程中,混凝土中加掺适量的膨胀剂,可以起到收缩补偿作用,有利于防止裂缝。但是使用混凝土膨胀剂,一定要严格控制掺量和保证混凝土有足够强度,否则会使混凝土肿胀和开裂。
3.3.2.8 养护时间和方法
混凝土浇筑面受到风吹日晒,表面干燥过快,产生较大的收缩,受到内部混凝土的约束,在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温养护,对减少干燥收缩有一定的作用。
综上所述,泵送商品混凝土,特别是在高强度、大流动性条件下,由于水泥用量多,单位用水量大,砂率高和掺化学外加剂,使混凝土干燥收缩,产牛裂缝的潜在危险大,对此必须引起足够的重视。为此要按施工要求选择较低的坍落度,在满足流动性和泵送性的条件下,使单位用水量降低到170kg/m3以下,在满足强度条件下,尽可能降低水泥用量。同时,应选用对混凝土干燥收缩影响小的泵送剂。必要时掺加适量膨胀剂。在施工中采用二次振捣,加强抹面和湿養护也是必不可少的技术措施。
混凝土裂缝防治技术 第4篇
1 混凝土产生裂缝的成因及其特点
1)因塑性沉降产生裂缝。
这类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑时骨料受到阻碍(如钢筋、模板)而产生的。这种裂缝是混凝土浇筑初期经常出现的一种裂缝,这时混凝土还处在水化反应的初期,混凝土自身还具有一定的可塑性,还没有完全硬化,随着混凝土自身水分的逐渐消失,裂缝便沿着混凝土构件的上层钢筋的走向出现,由于混凝土的坍落度过大(商品混凝土一般坍落度都比较大)从而产生沉陷过大,也就形成了裂缝,多出现在混凝土浇筑后0.5 h~3 h之间,但是也不排除模板的支护结构基础松软下沉产生移位也会造成此类裂缝的出现。
2)因塑性收缩产生裂缝。
这类裂缝产生的原因主要是混凝土浇筑后3 h~4 h左右表面没有被覆盖,尤其是大面积结构平板构造的混凝土板在高温的夏季更容易产生此类裂缝,如遇到大风天气也会造成水分蒸发过快,或者是由于混凝土模板和基础没有充分洒水湿润,模板和地基而产生表面裂缝,有时也因为混凝土内部水化热产生高温造成混凝土急剧收缩,这时处于初凝期间的混凝土强度为零,不具备抵抗变形应力的能力从而造成开裂。
3)因温度差而产生应力裂缝。
这类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑后,产生水化反应放出大量的热能,聚积在内部的水泥水化热不易扩散,而外部的热量却很容易地在空气中产生对流而扩散使温度马上降下来,这样形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,如果温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生裂缝。这种裂缝一般产生很早,多呈不规则状态,深度较浅,属表面性质。
4)因施工工艺质量问题产生的裂缝。
在钢筋混凝土结构浇筑过程中,若施工工艺不合理、措施不到位,或无专项施工技术措施做保障,也会产生各种人为的裂缝,主要有以下几种情形:a.钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,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。b.混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其他荷载裂缝的起源点。c.混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。d.混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,引起混凝土坍落度过低,使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。e.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,或因其他原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,混凝土表面出现不规则裂缝。f.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。g.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。h.施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,因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。i.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。
5)因原材料质量问题产生的裂缝。
a.砂石含泥量超过规定要求,直接导致混凝土的强度降低,在混凝土干燥的前提下会产生不规则的网状裂缝。砂石的级配没有严格按照化验室的配比单进行,有时使用的砂颗粒过细,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。b.拌合用水及外加剂拌合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。
2 针对以上产生裂缝应采取以下预防措施
1)针对塑性沉降裂缝:a.在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土坍落度;b.保证混凝土搅拌均匀,搅拌运输卸料前先高速运转20 s~30 s,然后反转卸料;c.施工过程中要求混凝土工和模板木工密切配合,及时检查模板和支护的安全稳定性,防止跑模和垮塌,针对钢筋密集区一定要耐心,不能过振和漏振,既不能造成空洞和裂纹,也不要多振造成离析分层;d.施工过程中不得随意加水,改变混凝土的坍落度。2)针对塑性收缩产生裂缝:施工现场一定要在混凝土浇筑完毕后及时进行覆盖养护,保持一定的环境湿度,尽量减少水分的流失,要严格控制骨料的进场质量,特别是砂石的含泥量一定要控制在规定范围内,尽量采用流动性、和易性好、坍落度较小、水灰比含砂率适中的商品混凝土来施工,可最大限度地减少裂缝的发生。3)针对温度应力产生裂缝:a.降低混凝土发热量。选用水化热低、凝结时间长的水泥做原料,以降低混凝土在硬化过程中的温度;合理添加缓凝剂或高效减水剂,以提高混凝土强度并减少用水量及水泥用量,延长混凝土达到最高温度时间,减少干缩现象;在满足输送和施工要求的前提下使用低流动性混凝土,严格控制水灰比。b.降低混凝土入模浇筑温度。夏季要尽量避开高温时段进行浇筑,大体积的混凝土浇筑一定要有专项浇筑施工措施方案,要有必要的降温设施投入,要从混凝土出场开始到浇筑结束进行全过程的降温监控。c.要分层分块逐次浇筑。d.表面要有保温与保湿措施,以免表面与内部产生温度差,表面失水过快会导致裂缝的产生,所以要尽量长时间的保湿保温,以保证其表面均匀地冷却、干燥,使混凝土能够产生自身的抵抗开裂作用应力,降低开裂几率,定期洒水养护要及时跟上。4)因施工工艺因素产生的裂缝:a.要有过硬的木工支模施工班组,模板及支架要有足够的承载力、刚度、稳定性,在浇筑过程中,木工要和混凝土工密切配合,要在安全、稳定的大前提下进行浇筑,如果发现问题要马上会同有关人员立即商讨解决,确保支护稳定。加强模板施工的全过程监控管理。b.混凝土的成品保护工作要跟上特别是大跨度的混凝土结构和混凝土悬挑悬臂结构,必须严格按照规范要求进行。c.钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理。加密支撑马凳的间距、确保板面负弯矩筋的保护层厚度。d.振捣方式方法必须符合施工工艺规范要求:要做到振捣快插、慢拔按合理的节奏进行。
尽管很好地采用以上预防措施,但是裂缝是不可能完全消除的,在产生不可避免的裂缝时,我们还要积极采用一系列合理的工程补救措施来消除工程不安定因素,确保工程结构整体质量。主要有以下几种方法:1)表面处理法:包括表面涂抹和表面补贴法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝、麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。2)灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。3)填充法:用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3 mm,深度较浅的裂缝或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采取开V形槽,然后作填充处理。4)结构补强法:裂缝等影响结构强度时可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验;钻芯取样试验;压水试验;压气试验等。
3 结语
混凝土裂缝问题已经成为我们建筑业多年来困扰施工质量的一只拦路虎,严格按照各项施工规范进行操作是前提,在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施,尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,在实际工程中还需不断的总结摸索出较好的防治方法,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,以预防为主,防治结合,确保工程质量,使我们的建筑产品更好、更稳、更精、更有竞争力。
摘要:结合工程施工过程中的实际情况分析了混凝土裂缝产生的原因,总结其特点,并指出应根据混凝土裂缝产生的不同原因采取相应的措施,以预防为主,防治结合,以确保工程质量。
关键词:混凝土裂缝成因,特点,预防措施
参考文献
泵送混凝土施工裂缝的成因和防治 第5篇
泵送混凝土施工裂缝的成因和防治
泵送混凝土不仅应能改善混凝土的`施工性能,而且应能减少收缩、防止裂缝、提高抗渗性、改善耐久性.但是某些工程表明,泵送混凝土强度不足、凝结异常时有发生,特别是裂缝普遍存在,在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,值得引起足够的重视,重点分析其产生原因,找出防止裂缝的措施.
作 者:达炜 作者单位:邢台路桥建设总公司,河北,邢台,054001刊 名:黑龙江科技信息英文刊名:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年,卷(期):“”(3)分类号:U4关键词:泵送 混凝土 施工裂缝 成因 防治
混凝土温度裂缝成因探析及防治 第6篇
【关键词】混凝土;裂缝;措施
混凝土是现代工程所主要使用的建设材料,混凝土应用的范围较广,但是混凝土在构件上所呈现出的裂缝现象也较为普遍。尽管有时候在进行施工的过程中已经采取了一定的措施来对其进行控制,但是混凝土裂缝等现象仍然会出现。在对混凝土成型的原理进行研究后发现,对混凝土凝固过程中,导致裂缝出现的主要因素就在于温度,而加强对温度的控制,能够变相的达到对裂缝进行控制的目的。下文主要针对混凝土温度裂缝的具体成因和防治措施进行了探讨。
1.裂缝的原因
混凝土在凝固的过程中,促使其出现裂缝的因素较多,但是影响最大的就是混凝土内部温度和湿度所发生的剧烈变化,同时还有着混凝土的不均匀性和脆性、原料不合格、模板变形、基础不均匀、施工工艺较差等多个方面的因素。
混凝土在施工完成之后的硬化期间,其水泥会释放出大量的热量,也就是水化热现象,这些因素的存在促使其混凝土构件的温度在不断的上升,最后导致混凝土的表面出现剧烈不均匀的拉应力。而混凝土在硬化的后期的过程中,其构件由于受到了混凝土上方其他方面的约束,从而使得混凝土的内部同样也出现了不同程度的拉应力。而混凝土在经历了拉应力上升和拉应力下降之后,结构的表面部分也就出现了裂缝。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。如养护不合理、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,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。
2.温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束。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时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。
3.温度的控制和防止裂缝的措施
(1)新浇筑结构的早期拆模过程,会在其表面上引起巨大的拉应力,从而出现温度冲击的现象。而混凝土在进行浇筑的初期阶段,其水化热在这一过程中不断的散发,混凝土的表面就会出现巨大的拉应力,而在这一过程中,其混凝土表面的温度通常较高,如果在这个过程中将其模板完全拆除,那么表面温度剧烈降低,从而导致温度梯度的现象出现,其混凝土的表面则会形成一层附加的拉应力,拉应力在和水化热现象所导致的应力叠加之后,再加上混凝土表面水分蒸发过快所出现的干缩,促使混凝土表面所存在的拉应力已经远远超标,有引发大面积裂缝的可能性。但在实际施工的过程中,如果在将混凝土的模板直接拆除之后,就在其表面覆盖上一层轻型的保温材料,就能够极为有效的避免混凝土表面出现快速干缩等现象,所带来的裂缝控制效果极为明显。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。
(2)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。
(3)对混凝土自身的性能进行加强,增大其抗裂性能,不断对其进行养护,能够最大限度的避免混凝土表面出现干缩现象,尤其是对于混凝土质量来说,避免混凝土裂缝的出现,是一根极其重要的因素,尤其是贯穿性裂缝。使用外加剂是减少开裂的措施之一:
1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。
2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。
3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。
4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。
5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。
4.混凝土的早期养护
根据调查结果来看,混凝土中所出现的常见裂缝,通常都保持着不同的裂缝深度,而这些不同裂缝产生的主要原因基本上都是由于温度的梯度所导致,并且在寒冷地区进行施工的时候,如果混凝土遭遇了突然的降温,那么也同样有可能会导致裂缝的出现。所以说,对云混凝土来说,其保温措施能够起到极为良好的预防混凝土裂缝的目的。
从温度应力观点出发,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。
5.结束语
综上所述,上文对混凝土成型过程中的裂縫关系进行了深入探讨,并且对于其中的理论也进行了初步的阐述,就目前来说,虽然学术界对于混凝土产生裂缝的具体原因和计算方式都有着一定的差别。但就对于如何对混凝土施工过程中的裂缝进行控制的措施还是保持着基本相同的处理意见,并且这类方法在经过实践之后,也同样发现了其自身所具有的良好理论,根据综合意见来看,只要在混凝土施工过程中能够采取有效的预防措施,那么混凝土裂缝就能够得到最大限度的控制。 [科]
【参考文献】
[1]李国胜.建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理.北京:中国建筑工业出版社,2006.
如何防治混凝土温度裂缝 第7篇
a.混凝土表面温度裂缝的走向无一规律。
b.梁板式结构或长度较大的结构, 裂缝多半是平行于短边。
c.大面积结构, 裂缝通常纵横交错。
d.深进的和贯穿的温度裂缝, 一般与短边平行, 裂缝沿全长分段出现, 中间较密。
e.裂缝宽度大小不一, 一般在0.5mm以下, 且沿结构全长没有多大变化。
f.温度裂缝多数发生在施工期间, 裂缝宽度受温度影响较明显, 冬季较宽, 夏季较细。
g.大多数温度裂缝沿结构截面高度呈上宽下窄状, 但个别也有下宽上窄情况, 遇上下边缘区配筋较多的结构, 有时亦出现中间宽, 两端窄的棱形裂缝。
2 分析混凝土温度裂缝产生的具体原因有:
2.1 表面温度裂缝大多数是由于温度差引起的。混凝土结构, 特别是大体积混凝土基础浇筑后, 在硬化期间水泥释放出大量水化热, 内部温度不断上升, 使混凝土表面和内部的温度相差很大。当降温产生非均匀温差时 (如在施工中注意不够, 过早拆除模板;冬季施工, 过早除掉保温层, 或受到寒潮袭击) , 将导致混凝土表面温度急剧变化而产生较大的降温收缩, 此时表面受到内部混凝土的约束, 将产生很大拉应力, 而混凝土早期强度和弹性模量很低, 因而出现裂缝。但这种温差仅在表面处较大, 离开表面就很快减弱, 因此裂缝仅在接近表面较浅的范围内出现。
2.2 深进的和贯穿的温度裂缝大多数是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、墙体浇筑在坚硬地基 (岩石地基) 上时, 没有采取隔离层等放松约束的措施, 如果混凝土浇筑时气温很高, 加上水泥水化热的温升很大 (当混凝土中水泥用量过大或高标号水泥拌制时) , 则会使混凝土的温度很高。当混凝土冷却收缩, 全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其它外部结构的约束, 将会在混凝土内部出现很大的应力, 产生降温收缩裂缝。这种裂缝常在混凝土浇筑后2~3个月或更长时间出现。裂缝较深, 有时是贯穿的, 会破坏结构的整体性, 基础工程长期不回填土, 受风吹、日晒或寒潮袭击, 会出现这种裂缝, 框架梁、基础梁、墙板, 由于与刚度较大的柱、基础连接, 或预制构件浇筑接在台座伸缩缝处, 因温度变化受到约束, 降温时亦常出现这种裂缝。
2.3 预制构件蒸汽养护时, 混凝土降温控制不严, 降温过快或养生窑坑盖揭得过急, 致使混凝土表面剧烈降温, 受到构件肋部或股模约束, 在构件表现或肋部常出现裂缝。
3 预防混凝土温度裂缝的产生, 可从控制温度、改进设计和施工操作工艺、改善混凝土性能、减少约束条件等方面着手, 一般措施有:
3.1 尽量选取用低热或中热水泥 (如矿碴水泥、粉煤灰水泥) 配制混凝土, 或在混凝土中掺适量粉煤灰或利用混凝土的后期强度 (龄期90~180天) , 降低水泥用量, 以减少水化热。
3.2 先用级配良好的骨料, 并严格控制砂、石子的含泥量, 降低水灰比 (至0.6以下) , 加强振捣, 以提高混凝土的密实性和抗拉强度。
3.3 在混凝土中掺缓凝剂, 减缓浇筑速度, 以利于散热。或掺入减水剂等, 以改善和易性, 减少水泥用量。在设计允许的情况下, 可掺少于混凝土25%体积的毛石, 以吸收热量并节约混凝土。
3.4 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。
3.5 分层浇筑混凝土, 每层厚度不大于30cm, 以加快热量散发, 并使温度分布较均匀, 同时也便于振捣密实。
3.6 大体积混凝土内适当预留一些孔道, 采取通冷水或冷气降温。
3.7 大型设备基础采取分块分层间隔浇筑 (间隔时间5~7天) , 分块厚度为0.1~1.5m, 以利于水化热散发和减少约束作用。或者每隔20~30。留一条0.1~1.5m宽的临时断缝, 再用干硬性细石混凝土浇筑, 以减少温度收缩应力。
3.8 浇筑混凝土后, 表面应及时用草帘或草袋等覆盖, 并滴水养生。深坑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。在寒冷季节, 混凝土表面应采取保温措施, 以防寒潮袭击。对薄壁结构要适当延长拆模时间, 使之缓慢降温。拆模时, 块体中部和表面的温度差不宜大于200C, 以防止急剧冷却造成表现裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填土。
3.9 蒸汽养护构件时, 控制升温的速度不大于250C/小时, 并缓慢揭盖, 及时脱模, 避免引起过大的温度应力。
水工混凝土裂缝的防治 第8篇
在许多的重力坝、水闸、渡槽、涵洞水利工程中, 由于混凝土的施工和本身变形、约束等一系列因素, 均产生大量的表面裂缝和贯穿性裂缝。因为裂缝的存在和发展, 破坏了水工建筑物结构的整体性, 影响了水工建筑物的结构受力状况与稳定, 给水工建筑物结构的运行事带来不确定性, 而且易导致水工建筑物内部与钢筋锈蚀, 降低水工建筑物结构的耐久性, 甚至会引起渗透变形, 危及水工建筑物的结构的稳定性。由此可见, 分析裂缝的成因, 探讨防治措施, 对水利工程建筑物的应用有着极其重要的意义。当然, 引起水工建筑物混凝土结构产生裂缝的原因是多方面的。但是, 归纳起来可分为荷载作用引起的裂缝和非荷载引起的裂缝两类。
2 荷载作用引起的裂缝
2.1 水工建筑物混凝土结构在使用荷载作用下, 由于截面的混
凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的, 所以构件在使用时总是带缝工作的。这类裂缝总是与主拉应力方向大致垂直, 且最先在荷载效应最大处产生。如果荷载效应相同, 裂缝首先在混凝土抗拉能力最薄弱处产生。
2.2 预防荷载作用引起的裂缝的措施是合理的配筋。
在施工过程中, 选用混凝土粘结较好的变形钢筋, 控制钢筋的应力不过高, 钢筋的直径不过粗, 并用钢筋不在混凝土中分布比较均匀。这样就能较好地控制正常使用条件下裂缝宽度, 不致过宽。
3 非荷载引起的裂缝
3.1 温度变化引起的裂缝
水工建筑结构件随着温度的变化而产生变形, 即通常所说的热胀冷缩。当变形受到约束时, 便产生了裂缝, 约束的程度越大, 裂缝就越宽。
预防热胀冷缩的措施:一是撤去约束, 允许自由的产生变形;二是设置伸缩缝。
水泥和水所引起化学反应引起裂缝。大体积混凝土开列的主要原因之一, 是由于混凝土在硬化过程中, 水泥和水起化学反应, 产生大量的水化热引起混凝土的温度上升, 如果热量不能很快散失, 内部和外部温差过大, 就将产生温度应力, 使结构内部受压, 外部受拉。混凝土在硬化初期, 只有很低的抗拉强度, 如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时, 混凝土就要产生裂缝。
防止这类裂缝产生的措施是:尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥;减少水泥用量, 将水泥用量尽量控制在450kg/m2以下;降低水灰比, 一般混凝土的水灰比控制在0.60以下;改善骨科级配, 掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量, 降低水化热;改善混凝土的搅拌工艺, 采用"二次风冷"新工艺降低混凝土的浇筑温度;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, 改善混凝土拌和物的流动性、保水性, 降低水热化, 推迟热峰出现的时间;合理安排施工工序, 分层、分块浇筑, 以利于散热, 减小约束;在大体积混凝土内部设置冷却管道, 通过冷水或冷气冷却, 减小混凝土的内部温差;加强混凝土温度的监控, 及时采取冷却保护措施;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, 并洒水养护, 适当延长养护时间, 保证混凝土表现缓慢冷却, 在寒冷季节, 混凝土两面必须采取保温措施, 以防寒潮袭击。
构件硬化成型后, 在使用中, 如果温度较大, 构件内部温度梯度就极大, 也会引起构件开裂。
预防产生比类裂缝的措施是:采用隔热 (或保温) 措施, 尽量减少构件内部温度梯度, 在配筋时应考虑温度力的影响。
3.2 混凝土收缩引起的裂缝
混凝土在空气中结硬时, 体积要缩小, 产生收缩变形, 当受到约束时, 就可能导致裂缝的产生。在配筋率较高的构件中, 由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强, 混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力, 引起构件局部裂缝。新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。防止和减少收缩裂缝的措施:合理设置收缩缝;改善水泥土性能, 降低水灰比, 减少水泥用量;配筋率不宜过高, 设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀, 避免发生集中的大裂缝;加强混凝土的时期养护, 并适应当延长混凝土保温覆盖时间, 并涂刷养护剂养护。
3.3 混凝土塑性坍落引起的裂缝
混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个小时内, 这时混凝土还处于塑性状态, 如果混凝土出现泌水现象, 在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时, 在上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。
预防措施是:要仔细选择集料的配级, 做好混凝土的配合比设计, 特别是要控制水灰比, 采用适量的减水剂;施工时混凝土既不能漏振也不能过振, 避免混凝土泌水现象的发生, 防止模板沉陷;如果发生这类裂缝, 可在混凝土终凝以前重新抹面压光, 使裂缝闭合。
3.4 基础不均匀沉降引起的裂缝
基础不均匀沉降, 使超静结构受迫, 从而导致裂缝。
防止基础不均匀引起裂缝的措施是:根据地基条件及上部结构形式, 采用合理的构造措施及设置沉降缝。
3.5 冰冻引起的裂缝
水在结冰过程中, 荷重要增加, 因此, 水在设灌浆或灌浆不饱满的预应力构件孔道中结冰, 就可以产生沿着孔道方向的纵向裂缝。
预防冰冻裂缝的措施:在建筑物基础梁下填一定厚度的松散材料 (炉渣) 。
3.6 钢筋锈蚀引起的裂缝
原因:钢筋的生锈过程实际上是电化学反应过程, 这种效应可在钢筋周围的混凝土中产生胀拉应力, 如果混凝土的保护层比较薄, 不是以抵抗这种拉应力时, 就会沿着钢筋形成一条顺筋裂缝。顺筋裂缝一旦产生, 又进一步促进钢筋锈蚀程度的增加, 形成恶性循环, 最后导致混凝土保护层剥落, 甚至钢筋锈断。这种顺筋裂缝对结构的耐久性影响最大。
预防措施:防止顺筋裂缝的措施是提高混凝土的密实度和抗渗性, 适当加大保护层的厚度。
3.7 碱骨科化学反应引起的裂缝
原因和分析:碱--骨科反应是指混凝土孔隙中水泥的碱性溶液与活性骨科 (含活性Si02) 化学反应, 生成碱--硅酸凝胶, 碱硅胶温水后可产生膨胀, 使混凝土胀裂, 开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝, 然后由表及里地发展, 裂缝中充满了白色深沉。
预防措施:碱骨科化学反应对结构件的耐久性影响极大, 为了控制碱骨科的化学反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥, 并提高混凝土的密实度和采用较低的水灰比。
4 结语
裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象, 它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力, 影响水利建筑物的使用功能, 而且会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低材料的耐久性, 影响水利建筑物的承载能力。所以, 必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究, 区别对待, 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, 以保证水利工程建筑物的构件的安全、稳定、经久、耐用。
参考文献
[1]李常升.水利工程质量监控与通病防治全书[M].北京:中国环境科学出版社, 1999.[1]李常升.水利工程质量监控与通病防治全书[M].北京:中国环境科学出版社, 1999.
大体积混凝土裂缝的防治 第9篇
一、大体积混凝土施工准备的控制
审核施工单位提交的施工组织设计, 重点检查大体积混凝土在材料供应方案, 混凝土浇筑方案, 大体积混凝土测温及混凝土养护等方面的施工组织设计及专项技术措施。主要内容包括: (一) 施工单位在工程开工前或在基础施工中一般都会提供±0.00以下基础工程施工方案, 但未必都会有大体积混凝土施工详细完善的内容, 所以, 必须要求施工单位在所上报的施工组织设计中具备以上所述的内容。否则应要求编写单项的“方案”。 (二) 重点审核其方案是否包括了工程概况、地理位置、交通、为施工而增设的临时设施、现场浇筑安排、考察商品混凝土搅拌站资质及供应情况。 (三) 现场要考察审核商品混凝土搅拌站施工资质及供应量情况, 在一个搅拌站无法满足工程连续浇筑供应混凝土的情况下还应选择二家单位联合供应, 质量要求技术参数必须完全一致。 (四) 针对大体积混凝土降低水化热等技术措施建设单位应组织监理单位、设计单位、施工单位等有关方面进行专题讨论。 (五) 根据编制的大体积混凝土施工实施细则的内容组织监理人员进行大体积混凝土浇筑监控要点的技术交底, 明确大体积混凝土浇筑的重点, 并明确每个人员的职责。
二、大体积混凝土施工质量保证的技术措施和控制方法
(一) 大体积混凝土浇筑的质量控制。
根据混凝土配合比要求, 跟踪检查进入现场的混凝土质量, 监理工程师应目测混凝土和易性, 离析状况, 混凝土用料规格, 并按施工组织设计要求定时、定量要求施工单位每车检查混凝土塌落度, 监理进行抽查。一旦发现异常情况, 应对砼进行退场处理。检查现场试块操作人员试块制作组数应符合规范要求, 试块制作应规范, 试块抽取应有代表性和追溯性, 反映不同搅拌站及时间段混凝土强度。试块拆模后应及时送至标准室养护存放, 并与施工现场同条件养护混凝土试块同步制作。商品混凝土到现场后严禁加水, 若因为混凝土塌落度而影响泵送时, 应立即将不合格混凝土退出现场, 并及时通知混凝土搅拌站进行调整。基础承台板混凝土浇筑, 应从一个方向分层浇捣, 混凝土振捣由上下、前后同时进行, 监理人员应现场检查混凝土振捣的均匀性, 严禁出现振捣不实或漏振情况。
经常观察浇筑面混凝土状况, 一旦发现混凝土有初凝前兆, 应及时督促施工单位调整局部混凝土浇筑顺序, 避免出现施工冷缝, 施工现场重点注意以下部位:1、面积较大的承台部位。电梯和设备井坑, 外墙板及水池墙板高低止水口部分;由于每个泵台速度不匀或个别由于停泵导致混凝土不连续供应的部位, 并在混凝土初凝前督促施工单位进行处理, 克服混凝土早期脱水裂缝, 检查混凝土平整度;检查现场测温落实情况, 及时分析温度差变化, 组织有关方面及时解决混凝土浇筑过程中出现技术问题。2、根据温度变化及时落实已浇筑至设计标高部分混凝土表面保温工作, 保温塑料薄膜覆盖处理, 减少混凝土表面裂缝, 并浇水湿润。薄膜覆盖必须落实, 薄膜内保留一定水分, 其它保温材料根据温度变化分层覆盖。3、基础承台混凝土浇筑过程中要采取措施, 降低混凝土的入模温度, 控制坍落度, 控制坍落度的波动, 不得加水, 并要振捣密实。4、混凝土浇筑方法从一个方向斜坡式分层连续浇捣, 不留施工缝。5、混凝土振捣采用上下、前后同时振捣的方法进行, 即在混凝土浇筑点上下配备振捣棒操作工进行振捣。由于混凝土坍落度大, 混凝土流淌坡度小, 距离长, 依次在浇筑点后面配备振捣人员对斜坡进行振捣, 为了便于下坑内施工, 操作人员在承台侧模处开设若干孔洞供操作人员上下。
(二) 大体积混凝土养护的控制。
根据方案布置图, 混凝土浇筑前检查测温点布设情况及防止浇筑时损坏该设施, 并建立测温点初始值。混凝土初凝前, 克服由于早期脱水引起的裂缝, 并适量浇水后覆盖薄膜, 并落实保温措施。根据施组要求, 严格检查混凝土保温措施落实情况。混凝土浇捣过程中以及养护期内, 应严密监测混凝土内温度变化情况。自浇筑时起按照施工方案的测温时间进行测量温度并及时记录, 落实加强保温措施。大体积混凝土养护一般不少于14 d, 并根据板中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期。
(三) 降低水泥水化热和变形。
1、在厚大无筋的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, 以达到降低水化热和节省水泥的目的。2、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调整。
(四) 其他方面。
1、改善约束条件, 削减温度应力。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施工后浇带, 以放松约束程度, 减少每次浇筑长度的蓄热量, 防止水化热的积聚, 减少温度应力。2、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。
三、大体积混凝土的信息化施工
大体积混凝土施工应加强测温和温度控制, 实行信息化控制, 随时控制混凝土内的温度变化, 以便及时调整保温及养护措施, 使混凝土的温度梯度和湿度不至过大, 以有效控制裂缝的出现。
(一) 温度监测。
为掌握基础内部混凝土实际温度变化情况, 了解冷却水管进出水温度, 对基础内外部以及进出水管进行测温记录, 密切监视温差波动, 来指导混凝土的养护工作, 并同时控制冷却水流量以及流向。
(二) 监测结果及其分析。
混凝土裂缝的防治与处理 第10篇
一、混凝土裂缝原因分析
1.温度裂缝。一般由于水泥水化热或环境温差过高引起的,混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,从而使混凝土内部升温,大量水化热聚集在内部不易散发,而混凝土表面散热较快,内外温差过大使得混凝土表面产生了一定的拉应力,造成了裂缝。比如混凝土养护期间突然降温或施工中温差变化较大都会引起温度裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内发生,走向通常无一定规律。
2.干缩收缩裂缝。干缩收缩裂缝主要是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形情况不同的结果,与混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质等有关。此裂缝多为表面性的,宽度较细,走向纵横交错,没有规律性,裂缝分布不均。
3.基础沉降裂缝。建筑工程基础不均匀沉降是造成钢筋混凝土开裂的主要原因,房屋建于土质差别较大或软弱土质上;建筑物基础深浅不一;房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大;建筑物平面形状复杂、立面变化过大、长度过大等原因均可造成基础不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向与地基变形的情况有关,由于地基变形的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的,危害较大。
4.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。
5.设计造型产生的裂缝。造型复杂的工程,例如结构上留有预留洞、槽的混凝土工程,会造成应力集中,在薄弱部位形成裂缝。
6.化学反应产生的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性例子,这些离子与某些活性骨料中活性氧化硅产生化学反应,析出胶状碱,并吸收周围环境中的水而体积膨胀,造成混凝土酥松、开裂。
7.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。配置混凝土所用材料质量不合格,也能导致结构出现裂缝。
二、混凝土裂缝的防治
采取适当的措施进行预防要比事后补救有效的多,有效的预防措施总结起来,主要有以下几个方面:
(一)严格把好材料质量和配比关[1~2]
1. 水泥。
由于混凝土裂缝的原因包括温差的因素,而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。(1)采取早期水化热低的水泥;(2)在满足施工和易性的条件下,尽量减小混凝土水灰比,减少单位体积的水泥浆量和砂浆量;(3)在不影响水泥活性的情况下,尽量使水泥的细度适当减小;(4)在满足强度要求的原则下,减少水泥用量。
2. 粗细骨料。
(1)粗骨料应采用连续级配、良好粒级的弹性模量低的硬质岩石、碎石;(2)细骨料采用含泥量低的中粗砂;(3)砂率不宜过高;(4)砂石的吸水率尽可能小。
3. 外加剂。
(1)我们可以把部分水泥用粉煤灰代替,从而降低水化热并提高和易性;(2)可以掺入减水剂,降低水灰比,减少水泥浆量,提高砼的可泵性;(3)膨胀剂可使混凝土体积微膨胀,补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝。
(二)严格把好施工关
1. 混凝土的搅拌要严格按照规范进行,搅拌时间必须充
足,配有外加剂的更要搅拌均匀,否则可能造成混凝土性质的不同,收缩凝结不均匀而引起开裂。
2. 运输混凝土时,应能保持混凝土拌合物的均匀性,不应
产生分层离析现象,运送容器应不漏浆,内壁光滑平整,具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施,并宜快速运输。运送频率,应保证混凝土施工的连续性。运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌合物的工作性时,外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌,搅拌时间应由试验确定。
3. 振捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度
正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。严格控制振捣时间,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。
4. 浇筑前应对混凝土的需求量进行预计测算,确保有足够的混凝土供应量,以保证大体积砼顺利浇筑。
合理安排施工顺序,在浇筑范围内的混凝土一次成型,彻底避免出现施工缝。在电梯井,集水坑等底部下凹较多部位,先将该处用混凝土浇到与底板标高基本相平后,在循序推进浇筑。采取分层分段法浇筑混凝土。
5. 刚浇筑完的混凝土要及时覆盖,防止脱水过早而产生
收缩裂缝,在冷天还要注意保温,采用蒸养或干热养护的混凝土,一定要控制预热、升温、等温、降温的温度要求,避免过早脱模。冬季混凝土严禁洒水养护,应采取喷涂养护剂、覆盖保水材料等措施。
6. 冬季浇筑混凝土拆模时间不宜过长,一般在5天左右。
拆模后应立即对混凝土面进行保温。(1)当日平均气温在2~4天内连续下降6℃~9℃时,未满28天龄期混凝土表面必须进行保温,防止气温骤降出现裂缝。(2)应避免混凝土结构早龄期过水,过水会造成混凝土环境温度骤降,极易出现温度裂缝。
(三)优化设计
(1)采用合理的结构形式,对建筑平面不规则、形状突变、凹凸较多、转角等容易形成应力集中的薄弱部位增配构造筋,配筋尽量考虑小而密,也可采用钢筋网片,有利于裂缝的控制。(2)充分考虑温度应力作用,合理设置温度缝,对于强约束的结构应适当留有变形余地,以减少约束力。(3)加强模板和支撑系统设计。模板和支撑是保证混凝土外形尺寸和美观的关键,所以必须强调要按照结构的具体情况(形状、尺寸、荷载等)进行模板和支撑系统的设计,要做到受力明确,坚固牢靠。
三、裂缝的修补措施[3~5]
国内外修补裂缝的方法很多,归纳起来主要有以下几大类:
1.表面覆盖法修补裂缝。这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)的表面上涂膜,以达到修补混凝土微细裂缝的目的,包括表面涂抹和表面贴补法。适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。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。
2.低压注浆法修补裂缝。低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm~0.3mm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。该方法属传统方法,效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3.填充法。当裂缝较宽时,可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽,使用树脂砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时,先将槽内碎片清除,必要时涂底层结合料,填充后待填充料充分硬化,再用砂轮或抛光机将表面磨光。
4.结构加固法。适用于对整体性、承载能力有较大影响的表面损坏严重的表面、深进及贯穿性裂缝的加固处理。一般的方法有围套加固法、钢套箍加固法、预应力加固法、粘贴加固法、喷浆加固法等。
5.电化学防护法。电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的方法。
6.仿生自愈合法。仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
四、结论
混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,涉及原材料质量、配合比、混凝土生产质量控制及施工质量等诸多因素。混凝土裂缝的出现是不可避免的,但预防及控制可以将裂缝的危害降低到最低限度。这就需要在混凝土工程的施工中多观察、多思考、多分析,运用各种控制手段尽量减少混凝土工程裂缝的出现,确保工程建设的质量。
参考文献
[1]刘玉萍.浅析混凝土裂缝原因及预防[J].山西建筑,2009,(27):158-159.
[2]卜祥禹.混凝土裂缝施工方面的控制措施[J].山西建筑,2008,(33):136-137.
[3]赵国藩.钢筋混凝土结构的裂缝控制[M].北京:海洋出版社,1991.
[4]富文权.混凝土工程裂缝分析与控制[M].北京:中国铁道出版社,2002.
浅析路桥施工中混凝土裂缝防治 第11篇
关键词钢筋混凝土;裂缝;控制措施;防治措施
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0151-01
1混凝土裂缝形成的主要原因
首先温度和湿度的变化是引起混凝土裂缝的主要原因。混凝土在硬化期间,水泥会放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力;在后期降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束叉会在混凝土内部出现拉应力;同时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,便会出现裂缝,即混凝土裂缝。施工单位在意识上对混凝土认识不足,对大体积混凝土的认识不够深刻,其个性也不够了解。这是当前大体积混凝土产生裂缝的认识问题。在实际施工中,混凝土施工承包人为了某些个人利益,往往会采取低成本的处理技术,一些施工人员不按照相关规定实施技术,也是造成大规模混凝土产生裂缝的重要原因之一。
2钢筋混凝土裂缝分类
在实际使用过程中,由于长期承受着静载、动载和变形荷载等作用,不可避免地会产生混凝土开裂、破损等,这将影响到桥梁结构物的正常使用,严重的甚至引起交通事故及缩短结构的使用年限。混大体积混凝土的裂缝可以分为三种:即表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。对于表面裂缝由于其对混凝土的结构应力、耐久性和安全影响不大,一般可不作处理。对深层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝,用风镐、风钻或人工方法将裂缝凿除,至裂缝消失,再在梯形凿槽断面上浇筑混凝土即可。
3裂缝的控制措施
3.1设计方面的控制措施
从理论上讲,混凝土是一种非匀质的复合型建筑材料,加之外在作用效应影响因素的多样性和复杂性,大体积混凝土裂缝的出现是必然的,相应的也应允许其存在。这也使各国在颁布的规范中,都有对裂缝宽度控制的规定。在浇筑的混凝土中掺入一定量的膨胀水泥或微膨胀剂,这样使混凝土收缩得到补偿,减少混凝土的温度应力。根据规范设置伸缩缝,让混凝土能自由收缩。主要做到以下几点:1)加强混凝土表面的抹压,但应注意避免过分抹压。2)采用密封保水的方法,如在混凝土表面喷养护剂或覆盖塑料薄膜,缓慢水分的蒸发,或采用其他方法从而减少空气流动,以便达到延缓混凝土表面水分蒸发的效果。
3.2施工过程工艺控制
混凝土浇筑前要先对模板进行检查,保证足够的刚度和牢固度以免胀模变形。混凝土浇筑时须保证有足够的坍落度和流动性,不得随意改变水灰比。严格控制混凝土的搅拌、运输、浇注、振捣、养生等各个工序,控制浇筑厚度、宽度;控制混凝土入模温度并加强振捣,严格控制振捣时间,移动距离和插入深度,振捣要均匀,保证振捣密实,严防漏振及过振,确保混凝土均匀密实。施工时,混凝土应尽可能一次浇注,不设施工缝,如因故必须间断,间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间。混凝土浇筑完成后,为避免混凝土失水引起早期裂缝,应立即用塑料布或草帘子覆盖,并在终凝后立即进行洒水养护;养护期间应控制混凝土內部最高温度不超过75℃ ;为缩小混凝土的内部温差,应防止混凝土表面温度受环境因素影响而发生剧烈变化;混凝土表面不宜浇水养护时,应涂刷保护层,如薄膜养生液等。严格按配合比要求计量称重和控制搅拌时间,确保混凝土搅拌均匀,从而保证混凝土质量:严格控制混凝土坍落度,对商品混凝土应逐车检查泵车泄料口混凝土坍落度:同时控制混凝土车的运输和停留时间,避免因运输、停留时间过长,减少水分损失:施工较大跨度的桥梁箱梁和高层建筑板面混凝土时,混凝土泵出料口宜采用布料机施工作业,使作业面布料均匀,避免混凝土不均的离析现象:施工时应做到振捣密实,防止出现混凝土漏振和过振现象,从而保证混凝土密实,提高混凝土的抗裂性能。
3.3养护、保护
刚浇筑后的混凝土尚处于凝固硬化阶段,水化速度较快,须采取覆盖保湿措施防止t昆凝土表面脱水而产生干缩裂缝。因此加强混凝土早期养护,尤其在7d内始终保持混凝土湿润状态是防止裂缝出现的重要环节:混凝土浇筑完后.待混凝土达到一定强度后方可允许在混凝土表面进行施工作业;严格控制拆模时间,待混凝土强度达到设计和规范要求后方可拆模,避免因拆模过早而产生裂缝。在施工工艺上,加强防御裂缝的产生。要配料严格计量,控制好用水量,搅拌均匀。
4裂缝治理方法
4.1表面封闭修补法
这是最简单和最普通的裂缝修补方法,用于修补对结构影响不大的静止裂缝。该法是指在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽裂缝,然后先在槽面上刷一层环氧树脂浆液,然后嵌填水泥砂浆进行修补。凿深槽嵌补。先沿裂缝将混凝土凿一条深槽,然后嵌补各种粘结材料,以达到恢复耐久性,以及部分恢复结构整体性的目的。该方法适用于数量较少的宽大裂缝及钢筋锈蚀所产生的裂缝修补。
4.2压力灌浆法修补裂缝
泥灌浆法是指施加一定的压力,将水泥浆液灌人结构物内部裂缝深部,以达到封闭裂缝、恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。该法适用于宽度较大、深度较深的裂缝修补,尤其是受力裂缝的修补。化学灌浆法是采用环氧和甲凝这两类粘结强度高、可灌性好的材料。
4.3粘贴加固法
注入法粘贴钢板,即首先在混凝土表面与钢板之间加垫块,然后用环氧树脂胶泥进行周边封闭,以使粘贴钢板与混凝土之间形成一个封闭的空腔,随后从注入口,选择从每片钢板的最低点开始注胶,以利于注胶空腔内空气的排出。
5结语
随着当今对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信钢筋混凝土结构裂缝问题将会逐渐得到解决。实际当中,要在施工前设计并制定出可靠可行的方案,采取卓有成效的措施,应用切实可行的办法,并将措施与办法落实到实处,施工周密,管理严谨,实现对大体积混凝土裂缝的严格有效控制。在施工时一定要严格把关,做好混凝土早期养护及其预防发生的措施,把混凝土的裂缝减少到最低限度,以避免危害结构的裂缝的产生。正确认识混凝土桥梁结构裂缝产生的原因,并对其采取相应的对策,以确保桥梁的安全和正常使用,是目前需要迫切解决的问题之在此。
参考文献
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沥青混凝土路面裂缝的防治 第12篇
沥青混凝土路面裂缝产生的原因众多,涉及设计、施工、养护等多个方面的因素,因此裂缝的防治也应包含上述多个方面的措施,成为一个综合治理的问题。也只有从设计、施工、养护等多个方面综合考虑,才能有效的解决沥青混凝土路面裂缝的防治问题。
1 沥青混凝土路面裂缝产生的原因简析
沥青混凝土路面从本质上来说仍是一种工程结构物,因此它的行为必定符合工程结构的特点和规律。对于沥青混凝土路面的开裂,从力学角度来说,肯定存在着某种因素或多种因素的组合,其产生的使沥青混凝土路面开裂的作用超过了沥青混凝土路面自身抵抗开裂的能力。要分析沥青混凝土路面产生裂缝的原因,首先应该弄清楚是哪一种或哪几种因素产生的作用造成了沥青混凝土路面的开裂,其次这些因素又与沥青混凝土路面建造和使用过程中的哪些环节有关。只有搞清楚了这些才能因地制宜的制订措施,有效的解决问题。
沥青混凝土路面开裂的根本原因是路面结构在车辆荷载和其他各种因素的作用下受到了超过其承载能力的弯拉作用或剪切作用,内部结构受到破坏,最终形成裂缝。这是沥青混凝土路面开裂的最直接的原因。
2 沥青混凝土路面裂缝处理和防治的措施
公路的主要功能就是稳定、可靠的承受车辆荷载,保证车辆通行。从这个意义上来说,路面结构作为公路的组成部分应能在公路的整个运营过程中可靠的承受车辆荷载及其他各种因素的作用而不被破坏。但这是一个理想的目标,这个目标在多大程度上能得以实现与公路建造过程中的设计、施工和公路运营过程中的养护都有很大关系。可以说设计、施工和养护是路面以及整个公路结构达到建设目的、实现使用功能的关键环节,防治公路病害包括沥青路面裂缝的防治理所当然应从这3个方面入手。
2.1 沥青混凝土路面裂缝处理和防治的设计措施
作为柔性路面,沥青混凝土路面的设计必须根据道路等级、交通量、自然环境、基层情况和施工季节等因素综合考虑,以确定其设计指标和参数。
以沥青路面面层的设计为例,与路面结构强度有关的沥青路面面层设计问题,目前国内许多高校和科研单位都进行了大量的理论研究和分析,并利用结构有限元计算软件建立了三维有限元应力计算模型,研究面层厚度、层内弯拉应力、层内剪切应力以及面层综合应力之间的相互关系。研究结果表明沥青面层顶部以下2 cm~10 cm范围内在车辆荷载的作用下存在较大的剪应力,而这个范围基本上属于沥青面层的上面层和中面层,因此设计时上面层和中面层的沥青应使用工作性能较好的改性沥青,以增强面层的抗剪切性能。
研究还表明良好的级配设计可有效提高沥青混凝土路面的抗裂性能和抗车辙性能。国内高等级公路的沥青混凝土路面普遍采用较粗的级配,用油量少、空隙率偏大、传递车辆荷载作用的能力较弱,抗开裂性能和抗疲劳性能也较低。因此设计中应综合考虑各方面因素的作用,并根据设计厚度选择适当的混合料类型。
此外透层油的设计是沥青混凝土路面设计中一个非常重要的环节,透层油是将面层和基层紧密连接在一起的过渡油层。忽视透层油的作用将会使面层和基层之间缺乏可靠的粘结作用,进而使面层在车辆荷载的作用下发生推移、开裂等情况,最终造成面层损坏。
结合国内外的实际经验和最新的发展动态,为防治沥青路面裂缝的发生,可针对工程具体情况在设计中采用如下具体的技术措施:1)加强基层。增加基层的弹性模量可有效地减少沥青面层底部的弯拉应力。因此,在设计中应充分考虑基层的刚度问题,尽可能采用刚度较大的基层。2)加铺网状格栅。在面层的底部加铺纤维格栅类的加筋网片,使温度产生的收缩应力和车轮荷载产生的弯拉应力由网格状的加筋来承受,这样可大大提高沥青混凝土路面局部的使用寿命,同时也能较好地解决检查井周围沥青混凝土路面的过早破坏问题。3)推广应用抗裂性好的改性沥青。在沥青的低温粘度、温度敏感性、耐老化等指标上,改性沥青均优于普通沥青,这已得到公认。因此在沥青混凝土路面的设计中应优先采用改性沥青作为预防和减少沥青路面裂缝以及延长路面使用寿命的重要措施。4)选择合适的材料。为使沥青与矿料产生可靠的粘附作用,在沥青混凝土的设计中应使用抗剥落剂,以防止由于荷载和温度的反复作用产生沥青和骨料剥离的现象。在可能的情况下,应尽量限制酸性骨料的使用。
为减少收缩裂缝,除增加4.75 mm以上骨料含量、降低施工含水量和提高压实度外,选择水泥代替石灰作为水泥稳定碎石的胶结材料比二灰碎石具有更好的抗裂性能。
2.2 沥青混凝土路面裂缝处理和防治的施工措施
施工是防治沥青混凝土路面裂缝的重要环节,对于沥青混凝土路面裂缝的防治问题,在施工方面应综合考虑路基和路面各结构层的施工质量问题,这其中任何一个工序出现问题都有可能最终导致沥青路面的开裂。在具体内容上可采取以下措施:
1)加强路基、路面底基层和基层施工中对压实度和材料质量的控制,保证上述各结构层的刚度和均匀性,避免由于各结构层的刚度不足而使沥青路面在荷载作用下产生过大的弯拉应力以及由于各结构层的刚度不均匀导致路面在荷载作用下产生过大的剪切应力,进而开裂。这其中对路基的施工质量控制应给予特别重视。2)加强底基层、基层的养生,保证底基层、基层的强度,减少由于基层损坏进而导致面层产生反射裂缝的情况发生。3)在沥青混凝土路面的施工过程中保证摊铺厚度和压实度,严格按施工规范施工,尽量减少混合料由于表面温度降低,影响路面的温度均匀性,进而为路面的开裂留下隐患的情况出现。4)在沥青混凝土路面的摊铺施工中,加强混合料拌制温度的控制和运料车的保温工作,保证适宜的摊铺、碾压温度,以及施工的连续性。避免由于施工的不协调导致路面质量不均匀,进而在荷载的作用下产生裂缝。
2.3 沥青混凝土路面裂缝处理和防治的养护措施
养护也是防治沥青混凝土路面裂缝的一个重要环节。沥青混凝土路面裂缝的防治在养护环节的措施主要包括两个方面的内容:一个方面是路面裂缝产生前的预防性养护措施;另一个方面是路面裂缝产生后的维修处理措施。两个方面措施的侧重点也有所不同。第一个方面的措施侧重于预防,其目的是防止或尽量推迟沥青路面裂缝的出现。第二个方面的措施侧重于处理,其目的是在裂缝出现后对已损坏的路面结构进行修复,以尽可能的减小裂缝对路面结构造成的不利影响,保证公路的工作性能。
对于第一个方面的措施,其主要内容包括:1)完善路基路面的排水设施,确保路面排水顺畅;2)在公路养护过程中尽量少使用或不使用对沥青路面结构有损害的物质和方法,如北方地区冬季使用氯化钠除雪等。
对于第二个方面,根据裂缝开展程度的不同可依次采取如下措施:1)当沥青路面只出现轻微裂缝,没有明显变形,也未出现唧浆等现象时,可采用涂防水胶的方法进行修补,即在沥青面层上涂薄薄一层防水胶,防止水分的渗透;2)当路面出现裂缝但未出现明显错台,也无啃边等现象时,可采用灌热沥青的办法作修复防水处理;3)经过考证,若沥青路面的裂缝只局限于上面层,且路面变形不严重时,可采用热烘,并适当添加新料,人工搅拌均匀,之后采用压实补强的方法进行修复处理;4)当沥青路面的裂缝已发展到中面层和下面层甚至基层时,则必须采取挖除破损路面,然后分层修补的方法进行处理才能取得较好的效果。
3 结语
合理设计、精心施工、科学养护是防治沥青混凝土路面裂缝唯一的也是最直接、最有效的方法。
摘要:在简要剖析沥青混凝土路面裂缝产生原因的基础上,着重从设计、施工、养护三个方面论述了沥青混凝土路面裂缝处理和防治的措施,从而减少裂缝的产生,提高路面承载力要求。
关键词:沥青混凝土路面,裂缝,养护,设计,荷载
参考文献
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混凝土裂缝防治
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