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裂縫控制論文

時間:2023-03-24 15:08:39

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裂縫控制論文

第1篇

引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多,既有地基、溫度、干縮,也有設計上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗等。而最為常見的裂縫有兩大類,一是溫度裂縫,二是干燥收縮裂縫。

1.1溫度裂縫溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮,當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時,墻體就會產(chǎn)生溫度裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞邊的正八字斜裂縫,平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫等。導致平屋頂溫度裂縫的原因,是頂板的溫度比其下的墻體高得多,而砼頂板的線脹系數(shù)又比磚砌體大得多,故頂板和墻體間的變形差,在墻體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力。剪應力在墻體內(nèi)的分布為兩端大,中間小,頂層大,下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經(jīng)過一個冬夏之后才逐漸穩(wěn)定,不再繼續(xù)發(fā)展。

1.2干縮裂縫燒結(jié)粘土磚,其干縮變形很小,且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚,一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應力。但對這類砌體在潮濕情況下會產(chǎn)生較大的濕脹,而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊等砌體,隨著含水量的降低,材料會產(chǎn)生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為0.3~0.45mm/m,它相當于25~40℃的溫度變形,可見干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快,如砌塊出窯后放置28d能完成50%左右的干縮變形,以后逐步變慢,幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會發(fā)生膨脹,脫水后材料會再次發(fā)生干縮變形,但其干縮率有所減小,約為第一次的80%左右。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴重。如房屋內(nèi)外縱墻中間對稱分布的倒八字裂縫;在建筑底部一至二層窗臺邊出現(xiàn)的斜裂縫或豎向裂縫;在大片墻面上出現(xiàn)的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構(gòu)件的差異變形也會導致墻體開裂。如樓板錯層處或高低層連接處常出現(xiàn)的裂縫,框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現(xiàn)的裂縫。

2裂縫的危害和防裂的迫切性

砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,如整體性、耐久性和抗震性能,同時墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。它已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標準。因此加強砌體結(jié)構(gòu),已成為國家行政主管部門、建筑公司及房屋開發(fā)商共同關(guān)注的課題。

3現(xiàn)有產(chǎn)生裂縫的原因

3.1設計者重視強度設計而忽略抗裂構(gòu)造措施設計者一般認為多層砌體房屋比較簡單,在強度方面作必要的計算后,針對構(gòu)造措施,引用標準圖集,很少單獨提出有關(guān)防裂要求和措施。

3.2我國《砌體規(guī)范》抗裂措施的局限性我認為這是最為重要的原因?!镀鲶w規(guī)范》GBJ3-88的抗裂措施主要有兩條,一是第5.3.1條:對鋼筋砼屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開裂,可采取設置保溫層或隔熱層;采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋;控制硅酸鹽磚和砌塊出廠到砌筑的時間和防止雨淋。二是第5.3.2條:防止房屋在正常使用條件下,由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫,應在墻體中設置伸縮縫。

由此可見,《砌體規(guī)范》的抗裂措施,如溫度區(qū)段限值,主要是針對干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的,而對干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋,基本是不適用的。因為如果按照砼砌塊、硅酸鹽塊體砌體的干縮率0.2~0.4mm/m,無筋砌體的溫度區(qū)段不能越過10m;對配筋砌體也不能大于30m。在這方面,國外已有比較成熟的預防和控制墻體開裂的經(jīng)驗,值得借鑒:一是在較長的墻上設置控制縫,這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同,而是在單墻上設置的縫。該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形,又能隔聲和防風雨,當需要承受平面外水平力時,可通過設置附加鋼筋達到。這種控制縫的間距要比我國規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多。二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能,配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋,其配筋率各國不盡相同,從0.03%~0.2%或?qū)⑵鲶w設計成配筋砌體,如美國配筋砌體的最小含鋼率為0.07%,該配筋率又抗裂,又能保證砌體具有一定的延性。

4防止墻體開裂的具體構(gòu)造措施建議

4.1防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂,宜采取下列措施:

4.1.1屋蓋上設置保溫層或隔熱層;

4.1.2在屋蓋的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不大于30m;

4.1.3當采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12m時,宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20mm,縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫;

4.1.4建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》BGJ3-88第5.3.2條的規(guī)定外,宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m。

4.2防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一

4.2.1設置控制縫①控制縫的設置位置a在墻的高度突然變化處設置豎向控制縫;b在墻的厚度突然變化處設置豎向控制縫;c在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設置豎向控制縫;d在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設置豎向控制縫;e豎向控制縫,對3層以下的房屋,應沿房屋墻體的全高設置;對大于3層的房屋,可僅在建筑物1-2層和頂層墻體的上述位置設置;f控制縫在樓、屋蓋處可不貫通,但在該部位宜作成假縫,以控制可預料的裂縫;g控制縫作成隱式,與墻體的灰縫相一致,控制縫的寬度不大于12mm,控制縫內(nèi)應用彈性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅樹脂等填縫。②控制縫的間距a對有規(guī)則洞口外墻不大于6mm;b對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍;c在轉(zhuǎn)角部位,控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m。

4.2.2設置灰縫鋼筋①在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫,鋼筋伸入洞口每側(cè)長度不應小于600mm;②在樓蓋標高以上,屋蓋標高以下的第二或第三道灰縫,和靠近墻頂?shù)牟课?;③灰縫鋼筋的間距不大于600mm;④灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm;⑤灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片,網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25,橫筋間距不宜大于200mm;⑥對均勻配筋時含鋼率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、頂層窗洞上下不小于38;⑦灰縫鋼筋宜通長設置,當不便通長設置時,允許搭接,搭接長度不應小于300mm;⑧灰縫鋼筋兩端應錨人相交墻或轉(zhuǎn)角墻中,錨固長度不應小于300mm;⑨灰縫鋼筋應埋人砂漿中,灰縫鋼筋砂漿保護層,上下不小于3mm,外側(cè)小于15mm,灰縫鋼筋宜進行防腐處理;⑩當利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時,其配筋量應按計算確定,其搭接和錨固長度尚不應小于75d和300mm;不配筋的外葉墻應設控制縫,控制縫間距不宜大于6m;設置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。

4.2.3在建筑物墻體中設置配筋帶①在樓蓋處和屋蓋處;②墻體的頂部;③窗臺的下部;④配筋帶的間距不應大于2400mm,也不宜小于800mm;⑤配筋帶的鋼筋,對190mm厚墻,不應小于2Φ12,對250~300mm厚墻不應小于2Φ16,當配筋帶作為過梁時,其配筋應按計算確定;⑥配筋帶鋼筋宜通長設置,當不能通長設置時,允許搭接,搭接長度不應小于45d和600mm;⑦配筋帶鋼筋應彎入轉(zhuǎn)角墻處錨固,錨固長度不應小于35d和400mm;⑧當鋼筋帶僅用于控制墻體裂縫時,宜在控制縫處斷開,當設計考慮需要通過控制縫時,宜在該處的配筋帶表面作成虛縫,以控制可預料的裂縫位置;⑨對地震設防裂度≥7度的地區(qū),配筋帶的截面不應小于190mm×200mm,配筋不應小于410;⑩設置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m;

4.3也可根據(jù)建筑物的具體情況,如場地土及地震設防裂度、基礎結(jié)構(gòu)布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。

第2篇

關(guān)鍵詞:泵送混凝土溫度裂縫原因分析控制措施

1.前言

隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,泵送混凝土施工技術(shù)得到普及和應用。泵送混凝土不僅能改善混凝土的施工性能,對薄壁密筋結(jié)構(gòu)少振搗或不振搗施工,具有提高抗?jié)B性、改善耐久性特點。同時,泵送混凝土骨料級配的限制,膠凝材料的大量使用,產(chǎn)生大量的水化熱,造成溫度裂縫普遍存在,在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性,應當引起足夠的重視。為此,現(xiàn)就溫度裂縫產(chǎn)生機理及如何有效控制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,談幾點粗淺的認識。

2.溫度裂縫產(chǎn)生機理及特征

混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā),導致內(nèi)部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差,這些溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應力。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(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)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(chǎn)生收縮,表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應力而產(chǎn)生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結(jié)構(gòu)裂縫??v橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu),裂縫多平行于短邊;深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接行,裂縫沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

3.影響因素和防治措施

混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)?;炷猎胶?,水泥用量越大,水化熱越高的水泥,其內(nèi)部溫度越高,形成溫度應力越大,產(chǎn)生裂縫的可能性越大。

對于大體積混凝土,其形成的溫度應力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān),在一定尺寸范圍內(nèi),混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大,溫度應力也越大,因而引起裂縫的危險性也越大,這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。因此防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。

3.1混凝土原材料及配合比的選用

(1)盡量選用低熱或中熱水泥,減少水泥用量。大體積鋼筋混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚,使混凝土出現(xiàn)早期升溫和后期降溫,產(chǎn)生內(nèi)部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時,也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有,可充分利用混凝土后期強度,以減少水泥用量。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。

(2)摻加摻合料大量試驗研究和工程實踐表明,混凝土中摻入一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應,起到作用,可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性,從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥水化熱,減少絕熱條件下的溫度升高。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(xiàn)時間。

3.2施工工藝流程改進

(1)改善攪拌工藝采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝,可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上,使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大,從而提高混凝土強度10%或節(jié)約水泥5%,并進一步減少水化熱和裂縫。改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統(tǒng)的三冷技術(shù)的基礎上采用二次風冷新工藝,降低混凝土的澆筑溫度。

(2)嚴格控制澆筑流程合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。對已澆筑的混凝土,在終凝前進行二次振動,可排除混凝土因泌水,在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,提高粘結(jié)力和抗拉強度,并減少內(nèi)部裂縫與氣孔,提高抗裂性。在高溫季節(jié)泵送,宜用溫草袋覆蓋管道進行降溫,以降低入模溫度。

(3)注重澆筑完畢后養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護主要是保持適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫?;炷翝仓?,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護,適當延長養(yǎng)護時間,保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié),混凝土表面應設置保溫措施,以防止寒潮襲擊。

4.溫度裂縫的處理方法

混凝土裂縫的修補措施主要有采取以下一些方法:如表面修補法,嵌縫法,結(jié)構(gòu)加固法,混凝土置換法等。

4.1表面修補法

表面修補法主要適用于穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)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(huán)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(xù)開裂,通??梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.2嵌縫法

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;常用的剛性防水材料為聚合物水泥砂漿。

4.3結(jié)構(gòu)加固法

當裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時,就要考慮采用加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積,在構(gòu)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。

4.4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,然后再置換入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。

第3篇

關(guān)鍵詞:混凝土;溫度應力;裂縫;控制

中圖分類號:TU973+.254 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2009)03-0287-01

1 裂縫的原因

混凝土中產(chǎn)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(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格,模板變形,基礎不均勻沉降等?;炷劣不陂g水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到基礎或老混凝上的約束,又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。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(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)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(xiàn)拉應力或者只出現(xiàn)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(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當大的拉應力。有時溫度應力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(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設計和施工極為重要。

2 應力的分析

(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上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(nèi)形成殘余應力。

(2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)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,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。

(3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)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迭加。

3 根據(jù)溫度應力引起的原因可分為兩類:

(1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如,橋梁墩身,結(jié)構(gòu)尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應力,在中間出現(xiàn)壓應力。

(2)約束應力:結(jié)構(gòu)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。

4 溫度的控制和防止裂縫的措施

(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。

(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(guī)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(fā)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(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)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(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),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,與水化熱應力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數(shù)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(chǎn)生過大的拉應力,具有顯著的效果。

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(wěn)定的,而與應力狀態(tài)、時間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當內(nèi)混凝土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(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)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(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細而淺的裂縫,其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結(jié)構(gòu)的強度和耐久性仍有一定的影響。

5 使用外加劑也是減少開裂的措施之一

(1)混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發(fā)后毛細管中產(chǎn)生毛細管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力,但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。

(2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。

(3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來補充。

(4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。

(5)提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高的混凝土抗裂性能。

(6)混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應力,當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度,大幅提高混凝土的抗裂性能。

(7)摻加外加劑可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。

(8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當,在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

(9)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發(fā),減少干燥收縮。

許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經(jīng)濟。

6 混凝土的早期養(yǎng)護

從溫度應力觀點出發(fā),保溫應達到下述要求:

(1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。

(2)防止混凝土超冷,應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。

(3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。

混凝土的早期養(yǎng)護,主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達到兩個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。

7 結(jié)語

以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進行了理論和實踐上的初步探討,雖然學術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論,但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一,同時在實踐中的應用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的。

參考文獻

[1]賈應春,崔清強.蘇通大橋輔橋主墩承臺大體積混凝土施工溫度控制[J].橋梁建設,2006,(1).

第4篇

關(guān)鍵詞:混凝土;溫度應力;裂縫控制

中圖分類號:TV543文獻標識碼: A 文章編號:

1.水庫除險加固中混凝土施工溫度與裂縫的控制的發(fā)展

根據(jù)溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:

1.1水庫防險加固混凝土澆筑后初期養(yǎng)護階段

混凝土在凝結(jié)硬化前處于塑性狀態(tài),應力較小。在澆筑入模后最初的一段時間里(一般一個月左右),混凝土會放出大量的水化熱,而且再放熱的同時,彈性模量會急劇下降,因混凝土導熱較慢,造成表里溫度不均衡,所以混凝土硬化初期會形成內(nèi)應力。

1.2水庫防險加固混凝土澆筑后中期護理階段

此時里層混凝土的溫度和彈性模量變化都較小,自放熱現(xiàn)象已基本結(jié)束,所以混凝土里層較穩(wěn)定;而表層受外界溫度影響,溫度變化較大,易出現(xiàn)拉壓應力變化,還有就是里層與外層溫度不一致,出現(xiàn)了一定的膨脹內(nèi)應力[1]。

1.3水庫防險加固混凝土澆筑后晚期維護階段

晚期維護階段,混凝土已經(jīng)進入工作狀態(tài),此時混凝土中有來自外界的溫度變化應力,內(nèi)部膨脹帶來的內(nèi)應力,結(jié)構(gòu)不均勻?qū)е碌膬?nèi)應力,另外還有工作時來自外部的約束力。由于外部環(huán)境變化,這些應力大多會隨環(huán)境變化而變化,例如防滲墻在汛期和干旱時期受力是有很大變化的,在汛期主要受到來自正面的壓力,而干旱時期,這會因高溫導致表層受拉里層受壓,還有就是汛期剛過出現(xiàn)高溫天氣,這種情況對防險類建筑影響較大,因受力變化大,外部環(huán)境惡劣,極易對防滲墻造成破壞。所以后期維護階段應力對整個工程都會有很大影響,要正確的進行受力分析,以確定應力在安全范圍范圍。

2.裂縫產(chǎn)生的原因分析

根據(jù)裂紋的成因性質(zhì),可將裂縫分產(chǎn)生的原因成如下幾種:

2.1材料本身的原因

混凝土是一種脆性材料,約為抗壓強度的 1/10,短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.6~1.0)×104, 長期加荷時的極 限位伸變形也只有(1.2~2.0)×104.另外混凝土在運輸及鑄造的過程中會出現(xiàn)離析現(xiàn)象,離析現(xiàn)象會導致混凝土結(jié)構(gòu)不均勻,混凝土中出現(xiàn)一些非常薄弱的位置,這些位置受拉力后,極易出現(xiàn)裂縫。

2.2外部環(huán)境變化的影響

在混凝土澆筑后,釋放出大量熱量使塑性下降,放熱之后混凝土的體積會發(fā)生變化,而混凝土已被澆筑入模,所以體積變化受到限制,從而產(chǎn)生溫度內(nèi)應力?;炷量績?nèi)部的鋼筋來承受拉力,但是當拉力為局部拉力時,這部分拉力就只能靠混凝土來承受了,當混凝土受到的拉力較大時,就會出現(xiàn)裂紋。另外濕度反復變化也會導致混凝土表層出現(xiàn)裂紋。

2.3人工失誤造成的裂紋

設計師在設計時考慮不周全,導致混凝土凝結(jié)后因結(jié)構(gòu)不合理導致的裂縫。例如,水庫堤壩本身的受力墻影響新除險加固混凝土建筑物的施工,那么新建筑物就無法起到預先設計的作用,這必然會影響到周圍的混凝土受力,當受力不均勻時,混凝土就很容易出現(xiàn)裂紋。

溫度的控制和防止裂縫的措施

通過分析,筆者認為防裂主要應從溫度控制和改善約束兩個方面入手:

3.1溫度控制措施

一、更改原料配比,減少水泥的使用量,在配料時增加一些塑化劑、引氣劑、和復合材料,以增加混凝土的干硬性;

二、再放原料之前,先將原料進行冷卻降溫處理,以降低混凝土內(nèi)部溫度減少溫度應力;

三、當混凝土厚度較大時,應在澆筑時先內(nèi)部添加冷鐵,在必要的時候可以在澆筑時往里添加制冷水管;

四、注意早期養(yǎng)護,安排好養(yǎng)護工作,規(guī)劃合理的拆模時間,氣溫驟降時停止外表保溫,以免混凝土外表發(fā)生急劇的溫度變化;

五、冬日澆筑,應注意給混凝土進行適當?shù)谋?,還要控制好混凝土塊之間的間距,避免溫度上身后出現(xiàn)過大的擠壓應力;

3.2改善約束的措施:

首先,相關(guān)人員應該對大型筑件進行受力分析,然后根據(jù)受力情況選擇合適的連接位置,確保連接完成后筑件不出現(xiàn)裂縫,不受較大的約束應力;其次,施工前對地基進行一定的硬化處理,必要時可以給特殊部件澆筑一個基床,以減小地基起伏帶來的約束應力;另外,針對某些較大的端面或側(cè)面,在澆筑時要進行合理的工序改進,盡量減少不必要的長期[2]。

3.3除上述之外,還可對混凝土性能進行優(yōu)化

混凝土可以通過減少水泥使用量,添加彈性纖維、增加外加劑、合理進行養(yǎng)護等方式來改善混凝土的性能,以避免表層裂紋和貫穿性裂縫的出現(xiàn)。因混凝土的貫穿性裂縫對混凝土質(zhì)量影響極大,所以要盡量避免貫穿性裂縫。貫穿性裂縫主要是由一些小裂縫在外力的作用下逐漸擴大聯(lián)合而形成的,所以在澆筑早期,因進行合理的維護保養(yǎng),以保證工程結(jié)束時混凝土無貫穿性裂縫。為節(jié)省成本,提高效率,新澆筑的混凝土會盡早拆模,這會在表面引起很大的拉應力,出現(xiàn)“溫度沖擊” 現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),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,從而在表面產(chǎn)生拉應力,與水化熱應力迭加之后,表面拉應力會非常大,此時極易出現(xiàn)裂紋。為了消除這種裂紋,必須在澆筑之前就做好準備。例如,在模板上鋪一層薄膜,這樣既有利于保濕,又可以避免拆模帶來的拉應力。在拆模之后,也要注意進行適當?shù)谋?,保濕,盡量減少“溫度梯度”現(xiàn)象。拆模后,可以在混凝土上纏繞一層覆蓋一層稻草,并定時進行噴水。厚度和體積都較大的容易出現(xiàn)大的裂縫的混凝土,可采用加筋的方式來防裂。當混凝土體積較大時,鋼筋在其中所占的比例就非常小,對混凝土產(chǎn)生的溫度應力也較小,而且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(wěn)定的,而與應力狀態(tài)、時間及溫 度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時兩 者間只發(fā)生很小的內(nèi)應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的 7-15 倍,當內(nèi)混凝土應力達到抗拉強度而開裂時,鋼筋的應力將不 超過 100-200kg/cm2。所以加筋可以控制大裂縫,減少大裂縫,采用細鋼筋且分布較密,混凝土可獲得很好的抗裂能力[3]。

3.4添加外加劑

在很多混凝土表面常常出現(xiàn)一些不深的細小裂紋,這些裂紋是混凝土干縮形成的,加筋效果并不理想,因此,就要換用別的方法。在混凝土中添加外加劑可改善混凝土拌合物和易性、耐久性、調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)時間,這對混凝土的運輸和澆筑過程,以及成型后的強度都有很大影響,所以用這種方法來消除這些細小裂紋,比較有效。常用的外加劑有引氣劑、減水劑、早強劑、速凝劑、緩凝劑等,它們的作用也各不相同。引氣劑 使混凝土拌合物在攪拌時引入空氣而形成微小氣泡的外加劑,主要用于抗凍性要求高的結(jié)構(gòu),如混凝土大壩、路面。減水劑 也稱塑化劑,是在保持混凝土拌合物一定和易性條件下,能減少用水量,提高強度,或在相同用水量條件下,可提高和易性的外加劑。早強劑,,也稱促凝劑,是縮短混凝土凝結(jié)時間、提高早期強度的外加劑。緩凝劑 延緩混凝土凝結(jié)時間而對后期強度無明顯影響的外加劑,適用于高溫條件下連續(xù)灌筑混凝土、大體積混凝土、預拌混凝土和泵送混凝土。根據(jù)不同的需求,加入適量的外加劑,防裂效果會很好。

3.4混凝土的早期養(yǎng)護

混凝土澆筑后的一個星期,是混凝土養(yǎng)護的關(guān)鍵時期,在這段時間,應注意對混凝土進行保溫保濕,其中最主要的是保溫,這段時間很容易出現(xiàn)溫度梯度和干縮現(xiàn)象。早期養(yǎng)護要注意以下幾點:(1)注意混凝土外部保溫,防止內(nèi)外溫差過大,出現(xiàn)溫度梯度;(2)保持混凝土溫度在正常使用時的穩(wěn)定溫度之上;(3)對老混凝土進行保溫,是新舊混泥土溫度較均衡,防止老混凝土對新混凝土形成過大的約束。(4)定時對混凝土進行補水,以保證水泥的順利水化。初期養(yǎng)護是澆筑后最重要的一步,若初期養(yǎng)護沒做好,混凝土會出現(xiàn)裂縫,影響整個工程的質(zhì)量,所以一定要做好初期養(yǎng)護工作[4]。

結(jié)束語

總而言之,筆者通過對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進行了理論和實踐,并進行了初步探索。就裂縫成因及算法,說法比較雜亂,但其核心依據(jù)都是一致的,而在裂縫預防措施方面,見解比較統(tǒng)一,這些措施很多都已經(jīng)過實踐考證,取得了良好的效果。

參考資料:

[1]何曉桐.大體積混凝土裂縫防控綜合措施[J].高等教育,2011(2).

[2]郭皓.大體積混凝土的裂縫控制[J].建材世界,2010(2).