浅谈钢筋混凝土楼板裂缝的成因和防治措施论文
关键词: 混凝土楼板;裂缝;防治
摘要: 本文首先分析了目前普遍采用的现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的特点和常见裂缝产生的原因,提出了具体预防措施和处理方法,供大家参考。
1、前言。
目前建筑物的楼板大多采用现浇钢筋混凝土楼板,因为现浇钢筋混凝土楼板在结构安全性,整体性和使用功能等方面都比预制板优越得多。但是现浇钢筋混凝土楼板的裂缝,是目前较难克服的质量通病之一,楼板裂缝轻者影响美观,重者破坏房屋结构的安全性,降低房屋的抗震能力和房屋的正常使用,特别是一些住宅楼板的裂缝发生后,往往会引起投诉纠纷等。根据对一些住宅小区的调查来看,现浇楼板裂缝大都发生在楼板表面,有的是表皮裂缝,有的是混凝土自身裂缝。除常见的板四角斜向裂缝外,还有许多横向、纵向杂乱的裂缝。
从现场取证及施工中出现的楼板裂缝有如下特点:
(1)部分裂缝出现在楼梯与楼板梁相连接处,特别是先砌砖,后浇混凝土者出现较多。
(2)裂缝多分布在建筑物外墙转角处房间的楼板上,一般呈45。斜向,有时一只角位同时出现2条~3条裂缝,基本为上下贯通。
(3)部分裂缝产生在板内管线埋设位置,沿着管线等应力集中部位展开。
以上裂缝不仅影响外观,还可引起渗漏、钢筋腐蚀和混凝土碳化等,影响建筑物的耐久性,给用户带来严重的不安全感。在裂缝出现后,如不及时采取补救措施,在1年~3年内裂缝会继续发展,给人的安全造成威胁。文中主要从设计、施工等方面来剖析裂缝的成因,并探讨具体的防治方法和弥补措施。
2、楼板裂缝原因分析。
(1)温度应力。
现浇钢筋混凝土楼板裂缝主要是由混凝土温度变形和收缩变形引起的。当环境的温度和湿度变化时,混凝土相应的会产生温度变形和收缩变形,由于现浇板的体积与表面积的比值(体表比)较小,混凝土的收缩变形较大,使板内出现拉应力。石河子地区具有荒漠大陆性气候特点属于典型的炎热和干燥气候,夏季白天升温快,气候炎热,夜间降温快,日差较大。混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料,当板内的拉应力超过混凝土的抗拉强度并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候,楼板内就会产生裂缝。
(2)水泥的品种与强度等级、水泥用量、水灰比。
水泥的水化热是水泥固有的性质,水化热引起混凝土内部温度的升高,内外产生温差,温差引起的应力可使混凝土产生裂缝。不同品种不同强度等级的水泥矿物成分的含量不相同,矿物成分中铝酸三钙水化产生的热量最大,速度也快,另外水泥细度越细,水化反应比较容易进行,水化放热量越大,放热速度也越快。因此根据水泥的不同矿物成分含量选择低水化热的水泥品种和与混凝土强度等级相适宜的水泥强度等级是预防裂缝的前提。混凝土中的水泥用量越大,总发热量越大。混凝土的温度会随水泥用量的增加而提高,造成混凝土的收缩大,水化热高,产生非受荷裂缝。相同强度等级的混凝土,水灰比增大,水泥用量增多,凝土的收缩量增大。混凝土硬化过程是化学结合水与水泥化合的结果,水灰比大,用水量多,混凝土的收缩增大。这是由混凝土收缩引起的非荷裂缝。
(3)粗细骨料。
夏季露天堆放的砂石料受高温和太阳辐射的影响表层温度达6℃以上,用这种砂石料配制混凝土会增大用水量,环境温度过高使水泥出现假凝和粘罐现象。由于水灰比的增大和搅拌质量的降低,将导致混凝土的强度降低干缩增加。
(4)浇筑方案。
整体现浇楼板浇筑之前,应从人、机、料、法、环五个方面入手编制一个科学的浇筑方案,在实际的施工过程中,大多数工地的垂直运输机械使用的是龙门架,设备比较陈旧,工作效率不高,在天气炎热、操作人员比较困乏的情况下会出现部分混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的时间超过了规范规定的时间,未做技术处理。导致了混凝土在浇筑时就已经留下了裂纹隐患,这种裂缝具有位置的不固定性,事后在没有客观真实的施工记录情况下,对此种裂缝产生的原因难以做出正确的判断分析。
(5)板内埋设的PVC管。
近些年来推广使用PVC管预埋,特别是总进户线预埋管管径较大预埋时又贯穿于板的长度和宽度方向,同一块板预埋管比较集中,楼板的厚度一般是80—120mm,使板内有效截面受到不同程度的消弱。另外预埋管与混凝土的膨胀系数不一致,粘结效果差,这时沿预埋管就有可能因为应力集中而出现裂缝。
(6)养护。
混凝土失水会影响水泥水化作用的正常进行,而且因水化作用未能完成,造成混凝土结构疏松,渗水性增大,形成干缩裂缝。特别是期养护质量与裂缝的关系密切,期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
(7)施工荷载超载。
混凝土浇筑完成后,还没有达到足够的强度,就迫不及待的上人操作和堆放材料,使其产生过大的变形,导致裂缝产生。这是结构受荷后产生的裂缝,施工中主要是楼板上施工荷载超载如:普通粘土砖堆放集中,塔吊吊运材料下落时吊笼对楼板的冲击等。
(8)模板的`拆除。
现浇板在未达到规定的拆模强度时拆除模板或支架,此时楼板的承载能力低于设计允许荷载,使楼板在不正常的情况下受荷产生裂缝,这是结构受荷引起的裂缝。施工现场也会出现在未达到规定的拆模强度时,拆除个别的木支撑或钢管支撑、扣件等,造成支架的承载体系发生变化而产生裂缝。
3、裂缝控制措施。
(1)施工方面。
保证模板的刚度。模板支撑的选用必须经过计算,除满足强度要求外,还必须有足够的刚度和稳定性。
模板的周转配置,应考虑到规定的拆模时间,跨度大于2m小于8m的现浇楼板,其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%,当跨度大于8m时,拆模混凝土强度必须达到标准值的100%,防止过早拆模引起的混凝土损伤。
在楼板负弯矩钢筋处设置撑脚和马凳,楼面钢筋上设置跳板,严禁在混凝土浇捣过程中踩踏钢筋,确保负弯矩钢筋的正确定位。
楼板混凝土浇捣完毕后,根据当时室外气温,确定养护方案。冬、夏季节,应采取混土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。混凝土在浇筑完后12h内,必须进行浇水养护,浇水养护时间一般不得少于7d,对掺用缓凝剂或抗渗要求的混凝土,不得少于14d。
按科学规律安排施工工期与进度计划。楼板混凝土浇捣完成后,其强度未达到,施工人员不得在楼面操作及堆放材料。
(2)材料方面。
合理确定混凝土的配合比和坍落度。在混凝土配合比设计时,应全面考虑,多用骨料、少用粉料,以减少裂缝产生。严格控制混凝土的水灰比,控制坍落度不宜过大,确保每层混凝土坍落度基本稳定。
严格原材料检验试验。在搅拌混凝土之前,必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不合格的材料不得使用。
采取适当措施增加混凝土的抗拉强度。当工程需要时,可通过添加合成纤维等措施增加混凝土的抗拉强度,控制混凝土的裂缝。
4、裂缝的处理方法。
对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理。
其它一般裂缝处理,其施工顺序为:清洗板缝后用l:2或l:l水泥砂浆抹缝,压平养护。
当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用l:2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。
通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于的,采用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。
在板底裂缝可采用增强纤维等材料对裂缝作粘贴加强处理,粘贴宽度为350mm。既能起到承受抗拉裂补强作用,又不影响粉刷和装饰效果。是目前较好的裂缝祢补措施。
5、结束语。
现浇钢筋混凝土楼板裂缝的预防与控制一直都值得关注,虽然已有的方法可将某些裂缝控制到一定的程度,但裂缝带来的隐患仍然随处可见,不管是表面的还是结构裂缝。只有从设计、材料、施工、使用等方面继续探讨,不断寻求更好的方法,才能进一步减免现浇钢筋混凝土楼板中的裂缝。
混凝土裂缝产生的原因及控制措施论文
无论是在学习还是在工作中,大家都写过论文吧,论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗?以下是我帮大家整理的混凝土裂缝产生的原因及控制措施论文,希望对大家有所帮助。
混凝土裂缝产生的原因及控制措施
摘要:
在建设工程中,混凝土结构与构件出现不同程度的裂缝,对结构造成一定的损伤,这严重影响了混凝土的强度和变形,甚至对结构的安全造成一定的威胁。严重的可能会威胁到人们的生命和财产安全,所以预防和处理好混凝土的裂缝就尤为重要了。
关键词:
收缩裂缝;温度裂缝;沉陷裂缝;措施
随着时代进程的迅猛发展,我国的建设市场规模正日益增大,混凝土在现代建筑工程中占有重要地位。混凝土裂缝不仅影响使用功能,而且影响混凝土的强度和变形,进一步会引起钢筋的绣蚀,最终影响结构的持久性和耐久性。因此本文对混凝土裂缝的成因、处理措施和补救方法进行探讨。
1、混凝土裂缝的成因
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。
2、混凝土裂缝的防治措施
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。
3、裂缝产生后常见的补救办法
表面修补法。适用于对承载力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理,亦适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。表面涂抹水泥砂浆、环氧胶泥、油漆和沥青。
内部修补发。用压浆泵将胶结材料压入裂缝中,由于其凝结、硬化而起到补缝作用,以恢复结构的整体性。
结构补强加固法。用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构做补强加固,可扼制裂缝进一步发展,恢复结构的整体性。
4、总述
以上对混凝土裂缝产生的原因进行了初步的探讨,收缩裂缝和温度裂缝是混凝土结构中普遍存在的问题,但是应用我们本文提到的措施结合实际工程通过采取相应的措施,对温度有效控制,混凝土的收缩裂缝和温度裂缝是完全可以避免的。沉陷裂缝通过合理的设计,严格把好材料进料关,系统控制施工工艺,严格操作程序,沉陷裂缝是可以得到解决的。此外,遇到大体积混凝土的浇注,合理地分缝分块,避免过大的高差和侧面长期暴露,确保工程质量。
参考文献
[1]罗先兵,现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及防治措施[J].西部探矿工程,2006.
[2]中华人民共和国建设部,混凝土结构设计规范(GB50010-2010)
[3].北京:中国建筑工业出版社,2010.
拓展:面板混凝土裂缝预防措施
完全避免面板混凝土裂缝是很困难的,必须采取综合措施加以预防。
一、 结构性裂缝的防治
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。
二、非结构性裂缝的防治
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。
混凝土裂缝原因分析 在修补裂缝前应全面考虑与之相关的各种影响因素,仔细研究产生裂缝的原因,裂缝是否已经稳定,若仍处于发展过程,要估计该裂缝发展的最终状态。调查的原则、普查、详查方法主要有: 裂缝的现状调查(裂缝类型和宽度);有无病害(漏水、钢筋锈蚀);产生裂缝的经过(发生时间和过程);设计书的检查;施工记录的检查;根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度;荷载调查;中性化试验;钢筋调查(钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀);地基调查;混凝土分析;荷载试验;振动试验。 混凝土裂缝的处理 1.表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法。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(土工膜或其它防水片)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.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,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型槽,然后作填充处理。 3.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。 4.结构补强法:因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等.
混凝土裂缝产生的原因及控制措施论文
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混凝土裂缝产生的原因及控制措施
摘要:
在建设工程中,混凝土结构与构件出现不同程度的裂缝,对结构造成一定的损伤,这严重影响了混凝土的强度和变形,甚至对结构的安全造成一定的威胁。严重的可能会威胁到人们的生命和财产安全,所以预防和处理好混凝土的裂缝就尤为重要了。
关键词:
收缩裂缝;温度裂缝;沉陷裂缝;措施
随着时代进程的迅猛发展,我国的建设市场规模正日益增大,混凝土在现代建筑工程中占有重要地位。混凝土裂缝不仅影响使用功能,而且影响混凝土的强度和变形,进一步会引起钢筋的绣蚀,最终影响结构的持久性和耐久性。因此本文对混凝土裂缝的成因、处理措施和补救方法进行探讨。
1、混凝土裂缝的成因
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。
2、混凝土裂缝的防治措施
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。
3、裂缝产生后常见的补救办法
表面修补法。适用于对承载力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理,亦适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。表面涂抹水泥砂浆、环氧胶泥、油漆和沥青。
内部修补发。用压浆泵将胶结材料压入裂缝中,由于其凝结、硬化而起到补缝作用,以恢复结构的整体性。
结构补强加固法。用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构做补强加固,可扼制裂缝进一步发展,恢复结构的整体性。
4、总述
以上对混凝土裂缝产生的原因进行了初步的探讨,收缩裂缝和温度裂缝是混凝土结构中普遍存在的问题,但是应用我们本文提到的措施结合实际工程通过采取相应的措施,对温度有效控制,混凝土的收缩裂缝和温度裂缝是完全可以避免的。沉陷裂缝通过合理的设计,严格把好材料进料关,系统控制施工工艺,严格操作程序,沉陷裂缝是可以得到解决的。此外,遇到大体积混凝土的浇注,合理地分缝分块,避免过大的高差和侧面长期暴露,确保工程质量。
参考文献
[1]罗先兵,现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及防治措施[J].西部探矿工程,2006.
[2]中华人民共和国建设部,混凝土结构设计规范(GB50010-2010)
[3].北京:中国建筑工业出版社,2010.
拓展:面板混凝土裂缝预防措施
完全避免面板混凝土裂缝是很困难的,必须采取综合措施加以预防。
一、 结构性裂缝的防治
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。
二、非结构性裂缝的防治
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。
钢筋混凝土楼板产生裂缝的原因及防治措施论文
摘要: 现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的原因有多种,本文对其产生裂缝的原因进行分析,从设计和施工两方面阐述了防治裂缝的措施,并提出了控制现浇钢筋混凝土楼板裂缝的具体措施。
关键字: 钢筋混凝土楼板;裂缝;防治措施
Abstract: Reinforced concrete slab cracks in a variety of reasons, this produces cracks on its analysis of the design and construction of two set of measures to combat crack and proposed a control place reinforced concrete floor concrete measures.
Key words: reinforced concrete floor; crack; prevention measures
1前言
随着我国房地产行业的快速发展,大量的新建住宅不断落成,一些建设过程中出现的质量问题也引起了大家的关注,例如住宅的钢筋混凝土楼板常会出现裂缝。虽然这些裂缝的存在对结构的整体质量影响不是很大,但是这些问题却常常受到业主们的投诉。所以,找出现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因,同时提出裂缝的防治措施具有现实的意义。
2住宅现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因
混凝土的水泥用量、塌落度、水灰比不当
现浇混凝土中的'水泥用量越大,产生的水化热就越高,总的发热量就越大。现浇混凝土的温度随水泥用量的增加而提高,水化热引起混凝土内部温度的升高,形成内外较大的温差,而温差引起的应力会使混凝土产生裂缝。混凝土硬化过程是水、沙子、石子与水泥化合的结果,水灰比大,混凝土硬化时的收缩增大,从而产生裂缝。商砼的坍落度大,浇筑时易产生粗骨料少和砂浆多的现象,此时,砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。如果使用含泥量大的砂配制,这样会造成混凝土收缩大,强度低,易因塑性收缩而产生裂缝。
混凝土浇捣后过分抹干压光
混凝土楼板浇捣后,过分抹干压光将会使细骨料过多地浮到楼板表面,这样会在混凝土表面形成含水量很大的水泥浆层,其中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,这样会引起表面体积碳水化收缩,使混凝土板表面产生龟裂。
混凝土浇捣养护不当
如果养护不当也会造成现浇混凝土楼板产生裂缝。混凝土楼板暴露于大气中,楼板表面的水分蒸发过快,混凝土硬化缺乏足够的水化水,这样会产生混凝土的体积收缩,混凝土不能抵抗这种应力而产生开裂。
现浇混凝土楼板施工中过分振捣,模板和垫层过于干燥
混凝土浇筑后,如果过分振捣,混凝土的粗骨料沉落,同时挤出水分、空气,造成表面形成砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。模板、垫层在浇筑混凝土之间如果洒水不够,就会造成模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,从而产生裂缝。
混凝土楼板早期受荷和模板下沉
在楼面荷载的作用下,混凝土楼板强度未达到要求而过早拆模,超出楼板混凝土能够承受的应力而产生裂缝;模板支撑系统不牢固,从而楼板出现向下挠曲,容易产生通长的裂缝。
板顶负筋配置情况如间距、保护层厚度不当
施工中不注意楼板上层负筋(一般较细)的保护,将其踩弯或整体下沉偏移原来标高位置,都会造成支座的负弯矩区楼板上表面混凝土受拉,从而出现裂缝。负筋间距过大和保护层的厚度过厚,也会使板顶混凝土产生裂缝。
预埋线管处的裂缝
现浇钢筋混凝土楼板通常要预埋电气线管,这样会使混凝土截面受到削弱,从而产生应力集中,特别是预埋线管的直径较大时,在这些楼面部位易产生裂缝,所以,在较粗的线管和多根线管集散处应当采取短钢筋网加强。
3防治措施
设计中,现浇钢筋混凝土楼板除需考虑强度外,还必须进行裂缝验算,同时可以适当增加板厚,增强楼板的刚度,减小楼板的挠度。在满足强度的要求下,混凝土楼板宜采用直径小、密度大的方式进行布筋,这样可以减小温度及收缩引起的应力影响,也可以适当提高配筋率,从而提高混凝土体的极限拉伸应变能力。另外,混凝土标号设计强度不能太高(高标号混凝土收缩变形大)。
施工方面应严格按配合比进行计量投料,同时控制搅拌时间和水灰比,保持混凝土强度及坍落度一致。严格控制板面负筋保护层厚度,为了控制好负筋保护层厚度,必须足够的钢筋马凳(间距为800 mm 左右)来固定负筋的位置,保证负筋在浇筑时不下沉,控制好其保护层的厚度,防止板负筋保护层过厚而产生裂缝。现浇板上不能过早施加荷载,因混凝土强度达到 kg/mm2后才允许在其上踩踏或安装模板及支架;在规定的养护时间内,应对混凝土加以合理养护,防止干缩变形出现裂缝。现浇混凝土楼板必须采用平板振捣器振捣,水平和垂直方向各一遍,每次振捣相互重叠1/3 的振捣宽度,不留施工缝。
4结束语
现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是建筑工程中经常出现的质量问题,我们只有在设计和施工过程中针对产生裂缝因素进行全面考虑,同时严格遵守设计施工规范,并制定正确的处理措施,楼板裂缝的出现是可以预防的。
毕业论文~大体积混凝土施工 班级: 学号: 姓名:目录一、施工方案的合理选择……………………………………………………1二、连续浇捣混凝土时在拌合及运输方面应采取的措施…………………………….2三、在施工过程中钢筋工程及模板工程的质量控制………………………………..2四、外加剂的合理选择………………………………………………………………..6五.高温条件下的混凝土浇筑质量……………………………………………………6大体积混凝土施工中的质量控制摘要:大体积混凝土的施工技术要求较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证大体积混凝土顺利施工。 关键词:大体积混凝土 施工方案 高温条件 钢筋模板一、施工浇筑方案的选择:大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证大体积混凝土顺利施工。1、 材料选择本工程采用商品混凝土浇筑。对主要材料要求如下:(1)水泥:考虑普通水泥水化热较高,特别是应用到大体积混凝土中,大量水泥水化热不易散发,在混凝土内部温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥,标号为525#,通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。(2)粗骨料:采用碎石,粒径5-25mm,含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。(3)细骨料:采用中砂,平均粒径大于,含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。(4)粉煤灰:由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求,采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时,其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低,对混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量控制在10以内,采用外掺法,即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。。2、混凝土配合比(1)混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土,因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求,提前做好混凝土试配。(2)混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。(3)粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况,以满足施工的要求。二、连续浇捣混凝土时在拌合及运输方面应采取的措施1、混凝土浇筑(1)混凝土采用商品混凝土,用混凝土运输车运到现场,每区采用2台混凝土输送泵送筑。(2)混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度,划定浇筑区域,每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行,直至达到设计标高,混凝土形成扇形向前流动,然后在其坡面上连续浇筑,循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺,使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上,确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题,也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。(3)混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置1~2台振捣器,因为混凝土的坍落度比较大,在米厚的底板内可斜向流淌1米远左右,2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实,另外2~4台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。(4)由于混凝土坍落度比较大,会在表面钢筋下部产生水分,或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝,在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。(5)现场按每浇筑100立方米(或一个台班)制作3组试块,1组压7d强度,1组压28d强度归技术档案资料用;l组作仍14d强度备用。三、在施工过程中钢筋工程及模板工程的质量控制根据平面控制网,在防水保护层上放出轴线和基础墙、柱位置线;每跨至少两点用红油漆标注。顶板混凝土浇筑完成,支设竖向模板前,在板上放出该层平面控制轴线。待竖向钢筋绑扎完成后,在每层竖向筋上部标出标高控制点。1、机具准备1)、剥肋滚压直螺纹机械连接机具由该项技术提供单位配备。高峰期钢筋施工时至少保证5台钢筋剥肋滚压直螺纹机,其技术参数如下表示:设备型号 GHG40型滚丝头型号 40型可加工范围 16~40整机质量(kg) 5902)限位挡铁:对钢筋的夹持位置进行限位,型号划分与钢筋规格相同。3)螺纹环规:用于检验钢筋丝头的专用量具。4)力矩扳手力矩扳手精度为±5%5)辅助机具砂轮切割机:用于钢筋端面整平用于检验钢筋丝头的专用量具6)、钢筋焊接机具电焊机、控制箱、焊接夹具、焊剂罐等焊接电流:焊接电源400~450A;施工手续现场钢筋工人员必须佩戴上岗证,焊工必须有岗位资格证(有效)参加钢筋机械接头加工人员必须进行技术培训,经考试合格后方可执证上岗。未经培训人员严禁操作设备。钢筋连接及锚固要求A.竖向钢筋D≥18mm,采用电焊压力焊;横向D≥18mm采用机械连接;D<18mm用搭接。B.相关要求(1)钢筋锚固必须符合GB5001-2002的规定,提供参考值如表:名称部位 锚固长度 末端弯钩长度 d<25 d≥25 基础DL 35d ≥10d底板 35d 40d ≥10d墙柱插筋 直接插至底板下表面 ≥10d(2)钢筋搭接长度必须符合GB50010-2002或按GB50204-2002附录B:纵向受力钢筋的最小搭接长度(3)机械连接接头按加工标准,见项所述钢筋的加工钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求:A.钢筋调直采用冷拉方法进行钢筋调直,I级钢筋冷拉率为4%,由于钢筋加工区场地有限,钢筋冷拉长度为27m,冷拉后为;钢筋冷拉采用两端地锚承力,标尺测伸长,并记录每根钢筋冷拉值。B.钢筋弯曲1)钢筋弯钩或弯折:I级钢筋末端做180°弯钩,其圆弧弯曲直径(d为钢筋直径),平直部分长度为3d;Ⅱ级钢筋做90°或135°弯折时,其弯曲直径为4d。2)箍筋末端的弯钩:I级钢筋弯钩的弯曲直径≥受力钢筋直径或箍筋直径的倍,弯钩平直长度为箍筋直径的10倍,弯钩角度45°/135°。C.焊接接头1)施焊前检查设备、电源,随时处于正常状态,严禁超荷工作;2)钢筋安装之前,焊接部位和电极钳口接触的(150mm区段)钢筋表面的锈斑、油污、杂物等,应清除干净,钢筋端部若有弯折、扭曲,应予以矫直或切除,但不得锤击矫直。3)选择焊接参数主要参数为:焊接电流,焊接电压和焊接通电时间(参见施工工艺标准)。焊剂应存放于干燥的库房内,防止受潮。如受潮,便用前须经250~300℃烘焙2小时,并进行记录。D.机械连接 钢筋端面整平→剥肋滚压螺纹→丝头质量检查→带帽保护→丝头质量抽检→存放待用。b.操作要点钢筋端面平头:采用砂轮切割机平头(严禁气割),保证钢筋端面与母材轴线垂直。剥肋滚压螺纹:使用钢筋滚压直螺纹机,将待加工钢筋加工成直螺纹;丝头质量检查:对加工的丝头进行质量检验(按以上丝头设计表);带帽保护:用专用的钢筋丝头塑料保护帽进行保护,防止螺纹损伤;丝头定量抽检:项目部质检部组织自检,存放待用:按规格型号及类型进行分类码放。钢筋绑扎及安装(1) 底板、基础梁钢筋防水保护层上放线,基础标高放线→搭设梁脚手架→南北向梁上铁放置、绑扎→东西向梁上钢筋放置、绑扎→放南北向梁箍筋→放置三道柱箍→东西向板梁钢筋下铁放置、绑孔→南北向板梁下铁放置、绑扎→放置底板、基础梁垫块→拆除基础梁脚手架→调整基础梁位置→墙柱插筋放线→放置墙柱插筋并临时固定→放置三道墙体水平筋→底板上铁标高放线→放置马凳→南北向底板上铁放置、绑扎→东西向底板上铁放置、绑孔→调整、固定墙柱插筋。a.底板、基础梁钢筋排列顺序为:东西向筋上铁在上,下铁在下;南北向钢筋在东西向钢筋中间;若基础梁上下铁不只一排,东西向筋与南北向钢筋交错布置;b.底板钢筋的弯钩,下排均朝上,上排均朝下;c.钢筋网的绑扎:所有钢筋交错点均绑扎,而且必须牢固;同一水平直线上相邻绑扎成“八”字型,朝向混凝土内部,同一直线上相临绑扣露头部分朝向正反交错;d.箍筋接头(弯钩叠合处)沿受力方向错开布置,箍筋转角与受力筋交叉点均应扎牢,绑扎箍筋时绑扣相互间应呈“八”字形 本工程主要是防护墙及顶板的支模及混凝土的浇筑,要确保混凝土的密实度防止射线泄漏, 防护墙、顶板模板在施工中的稳定性做到不变形、胀板。其它辅助用房按常规工程施工方法便可。 ⑴ 模板安装及支撑工程 本工程防护墙厚度有 、,高度、,为了保证工程需要,采用支模方法如下:模板采用20mm 厚竹胶合板、横档用80× 80 枋木间距400mm,拉丝及内撑均用Ф 16钢螺丝两用/ 梅花状 × 一道作为墙体拉结、墙体高度在 米以上拉丝间距可墙大至 × 一道,立档采用宽160mm 槽钢、间距600,经计算防护墙体的侧压力在高 米以下为,因此,斜支撑需用200mm 槽钢间距为1200。立柱水平拉杆用40 × 40 角钢、十字交叉拉结。同时,在墙体转角位置由于拉丝不能固定,立档及斜撑槽钢按外侧壁的间距加密一倍安装。 为保证F 轴防护墙外侧模板的平整、垂直,除了在墙体用钢螺栓拉结外,在地梁上预埋Ф 16a1200 钢筋,作水平拉结,防止斜撑滑移。 ⑵ 顶板模板有支撑 本工程的顶板厚度不同, 梁部X 机房厚500,60CO 机房1000、直加机房2500,经计算,直加机房顶板的最大荷载重是65800N/m 2, 因此, 对模板、杉木支撑的要求很高, 为保证其模板的稳定生刚性, 采用支模如下。 模板为20mm 竹胶合板,下用80 × 80 枋木拼密。 模枋条用工字钢1 2 # , 固定在支顶上。 支顶用Ф 108 无缝钢管。间距800mm。顶板厚度为 — 米的支撑,间距可增大到1 米。 为确保整体稳定性, 防护墙、枯板部分的模板均采用满堂红支顶一次成型,互成连整体 外加剂:设计无具体要求,通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验,每立方米混凝土2kg,减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量及使用性能,商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位4.外加剂的合理选择外加剂:设计无具体要求,通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验,每立方米混凝土2kg,减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量及使用性能,商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位(1)选择水泥。选用杭州水泥厂水化热较低的#425矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化热与同龄期的普通硅酸盐水泥相比,3d的水化热约可低30%。 (2)掺加磨细粉煤灰。在每立方米混凝土中掺加粉煤灰75kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性 ,还可节约水泥50kg。根据有关试验资料表明,每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg,其水化热引起混凝土的温度相应升降1~℃,因此可使混凝土内部温度降低5~6℃。 (3)选用优质外加剂。为达到既能减水缓凝,又使坍落度损失小的要求,经比较,最后选用了上海产效果明显优于木钙的—2型缓凝减水剂,可减少拌和用水10%左右,相应也减少了水泥用量,降低了混凝土水化热。 (4)充分利用混凝土后期强度。实践证明,掺优质粉煤灰混凝土后期强度较高,在一定掺量范围内60d强度比29d约可增长20%左右。同时按《粉煤灰混凝土应用技术规范(GBJ 146— 90 )》,地下室内工程宜用60d龄期强度的规定。为了进一步控制温升,减少温度应力,根据结构实际承受荷载情况,征得设计单位同意,将原设计混凝土28d龄期C30改为60d龄期C30(即用28d龄期C25代替设计强度),这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少50kg,混凝土温度相应随之降低5~6℃。5.高温条件下的混凝土浇筑质量1.,考虑高温和远距离运送造机坍落度18±2cm, 水泥用量控制在370kg/以下。由于降低水泥用量可降低混凝土温度16~18℃。 成的坍落度损失较大,取出2. 用原材料降温控制混凝土出机温度 根据由搅拌前混凝土原材料总热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理,可求得混凝土的出机温度T,说明混凝土的出机温度与原材料的温度成正比,为此对原材料采取降温措施:①将堆场石子连续浇水,使其温度自浇水前的56℃降至浇水后的29℃ ,且可预先吸足水分,减少混凝土坍落度损失;②黄砂在钱塘江码头起水时,利用江水淋水冷却,使之降温。③虽混凝土中水的用量较少,但它的比热最大,故在搅拌混凝土用的3只贮水池内加入冰块,使水温由31℃降到24℃,总共用去冰块75t。这样一来,经计算出机温度T为℃,37次实测的平均实测值℃,送达现场的实测温度为℃,从而使入模温度大为降低。 3 保持连续均衡供应控制混凝土浇筑温度 (1)为了紧密配合施工进度,确保混凝土的连续均匀供应,经过周密的计算和准备,安排南星桥和六堡两个搅拌站同时搅拌,配备了18辆搅拌车和两只移动泵,在三天四夜里始终保持了稳定的供应强度,基本上做到了泵车不等搅拌车,搅拌车不等泵车,未发生过一次由于相互等待而造成堵泵现象。 (2)本工程基坑挖深,坑内实测最高气温达62℃,为避免太阳直接暴晒,温度过高,造成浇筑困难,采取在整个坑顶搭盖凉棚,并安设了通风散热设施,使坑内浇筑温度大幅度降低,接近自然气温,不仅控制了最高温升,而且改善了工人劳动条件,得以顺利浇筑。 3)为不使混凝土输送管道温度过高,在管道外壁四周用麻袋包裹,并在其上覆盖草包并反复淋水、降温。 (4)考虑混凝土的水平分层浇筑装拆管道过于频繁,施工组织工作难于实施,故采取斜面分层浇筑,错开层与层之间浇筑推进的时间以利下层混凝土散热,但上下层之间严格控制,不得超过混凝土初凝时间,不得出现施工“冷缝”。由于泵送混凝土的浆体较多,在浇筑平仓后用直尺刮平。约间隔1~2h,用木蟹打压两次,以免出现表面收水裂缝。4 加强混凝土保湿保温养护 混凝土抹压后,当人踩在上面无明显脚印时,随即用塑料薄膜覆盖严实,不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上盖两层草包保湿保温养护,以减少混凝土表面的热扩散 , 延长散热时间,减少混凝土内外温差。经实测混凝土3天内表面温度在48~55℃之间,且很少发现混凝土表面有裂缝情况。 5 通过监控及时掌握混凝土温度动态变化 (1)温度监控的最终目的是为了掌握混凝土内部的实际最高温升值和混凝土中心至表面的温度梯度,保证规范要求的内部与表面的温差小于25℃及降温速率。 (2)温度是直接关系整个混凝土基础质量的关键。为了客观反映混凝土温度状况,进行原材料温度 、出机温度、入模温度、自然温度、覆盖养护温度、混凝土内部温度、棚内温度等7个项目的测试,便于及时调整温控措施。(3)主楼基础的混凝土温度按不同平面部位和深度共布置了25个测点(图1),由专人负责连续测温一周,每间隔2h测一次,比规范规定每8h测2次的频度要大些。效果及结论 (1)混凝土强度按《混凝土强度检验与评定标准(GBJ 107-87)》进行了测试,有关结果 如表1,属合格。(2)由于采用了“双掺技术”(缓凝减水剂和磨细粉煤灰),延缓了凝结时间,减少了坍落度损失,改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高温、远距离运送条件下仍能顺利泵送 ,也未发生堵泵。 (3)混凝土出机温度和入模温度共实测37次,原材料温度测试20次,混凝土内外温度连续测一周,混凝土中心最高温度出现在浇注后的3~4d之间,与文献介绍的一致。内外温差仅为1 5℃,且低于规范规定不得大于25℃的要求。 (4)经各有关单位的严格检查和近年来的使用,未发现有害裂缝(仅表面有个别收水裂缝)。 混凝土密实平整光洁,无蜂窝麻面
混凝土裂缝控制1、混凝土裂缝控制标准混凝土的裂缝是不可避免的,其微观裂缝是本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到。当结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至;在湿气及土中为;在海水及干湿交替中为。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到的结构领域,如大跨超长、超厚及超静定框架结构,其混凝土强度等级必须提高至C50。在采用泵送条件下,其收缩与水化热大大增加,约束应力裂缝很难避免,张拉前开裂,张拉后又不闭合,裂缝控制的难度更加困难。预应力结构裂缝允许宽度是严格的,预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂,预兆性较小,裂缝扩展速度快。裂缝深度h与结构厚度H的关系如下:h≤表面裂缝;
混凝土裂缝产生的原因及控制措施论文
无论是在学习还是在工作中,大家都写过论文吧,论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗?以下是我帮大家整理的混凝土裂缝产生的原因及控制措施论文,希望对大家有所帮助。
混凝土裂缝产生的原因及控制措施
摘要:
在建设工程中,混凝土结构与构件出现不同程度的裂缝,对结构造成一定的损伤,这严重影响了混凝土的强度和变形,甚至对结构的安全造成一定的威胁。严重的可能会威胁到人们的生命和财产安全,所以预防和处理好混凝土的裂缝就尤为重要了。
关键词:
收缩裂缝;温度裂缝;沉陷裂缝;措施
随着时代进程的迅猛发展,我国的建设市场规模正日益增大,混凝土在现代建筑工程中占有重要地位。混凝土裂缝不仅影响使用功能,而且影响混凝土的强度和变形,进一步会引起钢筋的绣蚀,最终影响结构的持久性和耐久性。因此本文对混凝土裂缝的成因、处理措施和补救方法进行探讨。
1、混凝土裂缝的成因
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。
2、混凝土裂缝的防治措施
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。
3、裂缝产生后常见的补救办法
表面修补法。适用于对承载力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理,亦适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。表面涂抹水泥砂浆、环氧胶泥、油漆和沥青。
内部修补发。用压浆泵将胶结材料压入裂缝中,由于其凝结、硬化而起到补缝作用,以恢复结构的整体性。
结构补强加固法。用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构做补强加固,可扼制裂缝进一步发展,恢复结构的整体性。
4、总述
以上对混凝土裂缝产生的原因进行了初步的探讨,收缩裂缝和温度裂缝是混凝土结构中普遍存在的问题,但是应用我们本文提到的措施结合实际工程通过采取相应的措施,对温度有效控制,混凝土的收缩裂缝和温度裂缝是完全可以避免的。沉陷裂缝通过合理的设计,严格把好材料进料关,系统控制施工工艺,严格操作程序,沉陷裂缝是可以得到解决的。此外,遇到大体积混凝土的浇注,合理地分缝分块,避免过大的高差和侧面长期暴露,确保工程质量。
参考文献
[1]罗先兵,现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及防治措施[J].西部探矿工程,2006.
[2]中华人民共和国建设部,混凝土结构设计规范(GB50010-2010)
[3].北京:中国建筑工业出版社,2010.
拓展:面板混凝土裂缝预防措施
完全避免面板混凝土裂缝是很困难的,必须采取综合措施加以预防。
一、 结构性裂缝的防治
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。
二、非结构性裂缝的防治
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. 框架结构按承重体系分为哪几类?说明优缺点。1、答:(1) 横向框架承重方案;优点:横向框架数较少有利于增加房屋横向抗侧移刚度;纵向连系梁截面尺寸较小,有利于建筑的通风采光。缺点:主梁截面尺寸较大,使结构层高增加。(2)纵向框架承重方案;优点:适用于大空间房屋,净空高度较大,房屋布置灵活。缺点:进深尺寸受到板长度的限制,同时房屋的横向刚度较小。(3)纵横向框架混合承重方案。优点:各杆件受力较均匀,整体性能较好;2. 框架体系的优点是什么?说明它的应用范围。2、答:框架结构体系的优点是:整体性和抗震性均好于混合结构,平面布置灵活,可提供较大的使用空间,也可形成丰富多变的立面造型。适用范围:工业厂房及公共建筑中广泛使用。3. 框架结构的设计步骤是什么?3、答:(1)、结构平面布置;(2)、柱网和层高的确定;(3)、承重方案的确定(4)、荷载计算;(5)、内力、位移计算;(6)、配筋计算;(7)、钢筋选择;(8)、绘制结构施工图。4. 怎样确定柱网尺寸?4、答:框架结构柱网应满足房屋使用要求,同时构件的规格、类型要少,柱网间距一般不宜小于,也不宜大于,柱网跨度根据使用要求不同,有、、、、、、等。5. 怎样确定框架梁、柱截面尺寸?5、答:框架梁的截面尺寸,(1)应满足刚度要求;(2)满足构造要求;(3)满足承载力要求。框架柱的截面尺寸,(1)应满足稳定性要求;(2)满足构造要求;(3)满足承载力要求。6. 怎样计算水平荷载作用下框架的内力和侧移?6、答:水平荷载作用下框架内力的计算方法用反弯点法和D值法。具体计算步骤是:反弯点位置的确定;柱的侧移刚度的确定;各柱剪力的分配;柱端弯矩的计算;梁端弯矩的计算;梁的剪力的计算。水平荷载作用下的侧移的计算:可认为是由梁柱弯曲变形引起的侧移和柱轴向变形的叠加。7. 修正反弯点法(D值法)计算要点是什么?7、答:修正反弯点法(D值法)的计算要点是:1)修正柱的抗侧移刚度;2)修正反弯点刚度;3)柱的剪力分配;4)柱端弯矩计算;5)梁端弯矩的计算;6)梁的剪力的计算。8. 怎样计算在重力荷载下的框架内力?8、答:重力荷载作用下框架内力计算:重力荷载属于竖向荷载,将多层框架分层,以每层梁与上下柱组成的当成框架作为计算单元,按无侧移框架计算,一般采用弯矩分配法或迭代法。9. 弯矩二次分配法的计算要点是什么?9、弯矩二次分配法:1)求固端弯矩;2)求分配系数、传递系数;3)进行两次弯矩的分配与传递;4)求梁端弯矩。10. 什么是梁、柱的控制截面,怎样确定控制截面的内力不利组合?11. 简述什么是单向板?其受力与配筋构造特点是什么?10、梁的控制截面在跨中附近(正弯矩最大截面)和梁与柱相交处(负弯矩最大截面)。柱的控制截面在梁底部(柱的上端)和梁顶部(柱的下端),即轴向压力最大截面。控制截面内力不利组合:竖向荷载的布置方法有逐跨施荷组合法;最不利荷载位置法;满布荷载法。不同的布置会产生不同的内力,由最不利布置方式确定内力。水平荷载(风荷载和地震荷载)的布置方法:在矩形平面结构中,正负两方向作用荷载下内力大小相等,符号相反,所以只需作一次计算,将内力加上正、负号即可。11. 简述什么是单向板?其受力与配筋构造特点是什么?11、 单向板:是指板的长边与短边的比值大于3的情况。受力特点是板上的荷载主要沿短边方向传递,而长边方向传递的荷载很少,可以忽略不计。配筋构造特点:板中受力钢筋的配筋方式有弯起式和分离式。受力钢筋一般采用HPB235级,直径常用6mm,8mm,10mm,间距应满足构造要求。构造钢筋有分布钢筋、板顶部附加钢筋等。12. 什么是双向板?试述其受力与配筋构造特点是什么?。12、双向板:是指板的长边与短边的比值小于等于2的情况。受力特点是板上的荷载沿短边和长边方向传递。配筋构造特点是:板的受力钢筋沿两个方向分别布置,钢筋配置方式有弯起式和分离式。板顶部沿两个方向应设置附加钢筋。13. 板式楼梯与梁板式楼梯有何区别?你设计的建筑属于哪种类型的楼梯?13、板式楼梯:是一块斜放的板,板的两端支撑在平台梁上。板式楼梯的梯段按斜梁进行配筋计算;斜板较厚,当跨度较大时,材料用量较多,板式楼梯外观完整,轻巧美观。梁式楼梯:在楼梯斜板侧面设置斜梁,踏步板支撑在斜梁上,斜梁再支撑在平台梁上。梯段较长时,较为经济,但是施工复杂,外观显得笨重。14. 板式楼梯与梁板式楼梯的踏步板的计算与构造有何不同?14、 板式楼梯的踏步板按简支斜板计算。其构造斜板上部应配置适量钢筋,为弯起式配筋,跨中钢筋应在距支座边缘四分之一净跨处弯起。也可为分离式配筋。踏步板中分布钢筋应在受力钢筋的内侧,一般应在每踏步下设置一根。梁式楼梯踏步板计算为两端斜支在斜梁上的单向板,踏步的高度由构造确定。踏步板的计算为特殊的梯形截面,一般在竖向切除一个踏步,按竖向简支计算。踏步板的配筋按计算确定,且每一级踏步受力钢筋不少于2φ6,沿梯段宽度应布置间距不大于300mm的φ6分布钢筋。15. 少筋梁、适筋梁和超筋梁的破坏特征是什么?在设计中如何防止少筋梁和超筋梁?15、 少筋梁的破坏特征:由于钢筋配置较少受拉区混凝土一裂即坏,钢筋屈服甚至被拉断。少筋破坏属于脆性破坏。适筋梁的破坏特征:当钢筋用量适宜时,受拉区混凝土开裂,随着荷载的增加,钢筋屈服,荷载进一步增加,受压区混凝土压碎破坏。属于延性破坏。超筋梁破坏的特征:由于钢筋用量较多,钢筋还没有屈服,受压区的混凝土已被压碎而破坏。属于脆性破坏。设计中根据ξ≤ξb,防止超筋破坏;根据ρ≥ρmin,防止少筋破坏。16. 在受弯构件中,斜截面有哪几种破坏形式?它们的特点是什么?16、 斜截面破坏形式有:1)斜压破坏,其特点是:当剪跨比较小,而腹筋用量较多时,随荷载增加时,在梁端附近,出现很多斜裂缝,破坏时象短柱一样被压碎,此时箍筋一般未屈服。;2)剪压破坏,其特点是:当剪跨比适中,腹筋用量适当时,在梁的剪弯区,首先出现主斜裂缝,随着荷载的增加,主斜裂缝延伸,受压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下被压碎,此时箍筋也屈服。;3)斜拉破坏,破坏特点是:当剪跨比较大,箍筋用量较小时,斜裂缝一旦出现很快就向上下延伸,然后将梁劈裂成两部分而破坏。(以有腹筋梁为例)17. 什么是腰筋?它的作用是什么?17、 腰筋:当梁高h>700mm时,应在梁的两侧沿梁高每隔300~400mm处,各设一根直径不小于10mm的腰筋,并用拉筋联系,拉筋间距一般取箍筋间距的2倍。作用:防止当梁太高时,由于混凝土收缩和温度变形而产生的竖向裂缝,同时也是为了加强钢筋骨架的刚度。18、为什么箍筋和弯起钢筋间距S要满足一定要求?18、 梁内箍筋和弯起钢筋间距不能过大,以防止在箍筋或弯起筋之间发生斜裂缝,从而降低梁的受剪承载力。所以最大间距S要满足规范要求。 19、构成建筑的基本要素是什么?19、构成建筑物的基本要素是:(1)建筑功能:是三个要素中最重要的一个。建筑功能是人们建造房屋的具体目的和使用要求的综合体现。(2)建筑的物质技术条件,是构成建筑的重要因素。(3)建筑的艺术形象,是以其平面空间组合,建筑体型和立面,材料的色彩和质感,细部的处理及刻画来体现的。20、民用建筑的构造组成:由基础、墙体或柱、楼板层、楼梯、屋顶、地坪、门窗等几部分组成。
对混凝土桥墩开裂的原因及对策分析论文
摘要:
近年来,随着城市公路交通量的增加,公路、桥梁负荷上升、其承载力日趋饱和,考虑不少公路、桥梁采用混凝土结构,且大多为建国后所建,桥龄基本在40年左右,这些旧有桥梁很多都已出现老化、破损、裂缝等现象。大体积混凝土施工的关键问题是控制混凝土温度,防止混凝土裂缝的产生,因此,施工前要制定针对大体积混凝土施工的技术方案,即防止混凝土产生温度裂缝的预案。针对方形桥墩易于开裂的问题,本文通过对方形桥墩在设计、施工及运营期间可能出现的裂缝原因进行列述,并就施工期间水化热、运营期间的温度骤降因素建立有限元模型进行应力场分析,根据分析结果提出相应的处理对策。
关键词: 桥梁工程方形桥墩裂缝对策
引言:
根据相关病害调查,桥墩裂缝是混凝土桥梁最主要的病害形式之一:桥墩作为桥梁结构中重要的下部构件,不仅承担着上部结构及汽车等产生的竖向轴力、水平力和弯矩,有时还受到风力、土压力、流水压力以及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物对墩台的撞击力等荷载的作用。桥墩墩身裂缝直接影响且损害其自身乃至整体桥梁(根据混凝土结构缺损状况评定标准,墩台部件权重约占全桥的50%)的安全性、实用性、耐久性和美观。
裂缝形成原因归结为温度裂缝,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;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。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
1、裂缝成因。
分析桥墩病害的主要表现形式为:混凝土剥落、露筋、砌体风化、灰缝脱落、水平裂缝、竖向裂缝、网状裂缝、水平位移、倾斜、沉降等。其中,裂缝作为混凝土结构的主要病害之一,其成因复杂繁多,裂缝划分无严格界限,每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素,其余因素对于裂缝起到继续发展或加剧劣化的作用。常见的墩身裂缝形式包含:桥墩中心线附近的竖向裂缝、桥墩在日照时间较长侧的裂缝、桥墩模板对拉筋孔处的裂缝、桥墩模板分块接缝处的裂缝、桥墩顶部环向裂缝以及混凝土表面细小、不规则的裂缝。究其开裂原因,拟从桥墩的设计、施工及运营使用三方面进行分析论述。
(1)桥墩设计。
桥墩在设计阶段,结构不计算或漏算、结构受力假设与实际受力不符,内力与配筋计算错误,结构的安全系数不够、设计时考虑的施工可能性与实际情况出现差异等均会使桥墩在外荷载直接作用下产生裂缝。
(2)桥墩施工。
桥墩施工过程中,水化热效应、施工工艺、材料自身等因素都会影响桥墩开裂。
①水化热。混凝土浇注过程中水泥水化放热,受混凝土自身的不良导热性和混凝土热胀冷缩性质影响,桥墩内部温度升高体积膨胀而外部温度相对较低发生收缩,内外相互作用易导致桥墩混凝土外部产生很大的温度拉应力,当混凝土抗拉强度不足以抵抗该拉应力时,会引发桥墩竖向开裂。该类裂缝仅存在于结构表面。
②施工工艺。
在桥墩浇注、起模等过程中,若施工工艺不合理、质量低劣,可能产生各种形式的'裂缝,裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度都因产生的原因而异:模板的倾斜、变形以及接缝都可能会使新浇注的混凝土产生裂缝;混凝土振捣不密实、不均匀,也会引发蜂窝、麻面等缺陷;混凝土的初期养护时的急剧干燥也会引发混凝土表面的不规则裂缝;混凝土入模温度过高、施工拆模过早也会导致墩身开裂。
(3)桥墩运营。
桥梁在运营阶段,交通量的增长、超出设计荷载的重型车辆过桥、钢筋的锈蚀等都会影响桥梁墩柱及其它构件的裂缝开展情况。当墩柱受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,则应特别注意,往往是结构达到承载力极限的标志。此外,环境温度对桥墩等构件的开裂影响也不容忽视,引起混凝土桥墩温度变化的主要因素包括:年、月温差、日照变化、骤降温差等,尤其是入冬期间温度骤降极易造成桥墩等大体积构件开裂。
2、裂缝对策研究。
混凝土不可避免地带裂缝工作,裂缝的存在和发展也将一定程度地削弱相应部位构件的承载力,并进一步引发保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等,甚或危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。因而,针对前裂缝在设计、施工及运营阶段可能出现的原因,进行控制对策的研究,列述如下。
(1)设计阶段。
在计算模型选取合理、桥墩强度、刚度、稳定性等满足规范要求的条件下,可选择尺寸较小的圆形截面桥墩,以一定程度地减缓减弱其温度应力峰值,从而降低其开裂风险。此外,在桥墩四周加防裂钢筋网,配筋除满足承载力及构造要求外,应结合水泥水化热引起的温度应力增配钢筋,以提高钢筋控制裂缝的能力。
(2)施工阶段。
①水化热。
认为,混凝土的2/3应力来自于温度变化,1/3来自干缩和湿胀。典型的波特兰水泥会在开始3天内放出约50%的水化热。可见,水化热是混凝土早期温度应力的主要来源,过快过高的水化热是早期开裂的主要原因。针对水化热效应,可采取以下措施以改善并控制开裂情况:在满足设计强度的前提下,尽可能采用圆形截面柱、尽可能采用低标号混凝土;采用低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂,其对改善混凝土和易性、降低温升、减小收缩具有较好的效果,也可提高自身抗裂性。此外,对墩身内部布设冷水管以循环降温。
②入模温度。
降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的重要措施。一般的,混凝土从塑形状态转变为弹性状态时,浇注温度越低开裂倾向越小。过高的入模温度会加剧了混凝土的早期温升,使得温度应力更大。
③其它。
桥墩的模板应具备足够的强度、刚度和稳定性,可承受新浇混凝土的重力、侧压力以及施工过程中可能产生的各种荷载;混凝土的振捣密实、均匀,可有效防止收缩裂缝,不可过捣,否则造成混凝土离析;拆模不应太早,混凝土终凝后对墩柱表面应及时的保湿保温养护,使水泥水化作用顺利进行,以提高混凝土的抗拉强度。主要养护方法包括:覆盖养护、浇水养护、储水养护和薄膜养护等。
(3)运营阶段。
运营阶段的抗裂措施应主要包含两方面内容:对潜在开裂隐患的控制和既有裂缝的修补控制。对于前者,若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响,桥梁在运营期间的裂缝则主要跟环境变化相关。根据前文的温度骤降影响分析,圆形截面柱的抗裂情况较另2者略优,因而,可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。
除此,可在温度骤降前期或初期,于桥墩表面附加保温材料或涂抹防护材料以削减温度骤降带来的影响。对于后者,虽然对桥墩混凝土的原材料、配合比及工艺等方面加强预防措施,但混凝土桥墩的裂缝仍不可避免。根据《公路工程质量检验评定标准》规定,公路桥墩裂缝缝宽>,铁路桥墩裂缝缝宽>以下的局部收缩裂缝,须进行处理、修补。对于运营期间出现的裂缝,由变形变化所引起的裂缝,其无承载力危险,可采用防水型化学灌浆技术作一般表面处理。
混凝土桥墩工程中,多属于大体积混凝土工程,较易出现裂缝。只有在设计、施工、运营各阶段进行科学、合理的运作,可减轻减缓混凝土的裂缝开展。根据前文,相同体积情况下,满足强度、刚度、稳定性要求后,圆截面柱较矩形柱受施工期间水化热、运营期间温度骤降所引起的温度应力小,因而建议桥墩设计采用圆截面。
现浇混凝土施工裂缝原因分析及预防措施论文
混凝土是一种非匀质材料,脆性较大,具有较高的弹性模量、较低的抗拉强度,加之外部因素的影响,使现浇混凝土裂缝产生的原因较为复杂。总结许多工程实际,多数裂缝发生在混凝土拌和物的初凝到终凝这段时间内,其表面症状也不一。不同结构构件的裂缝成因也就不一样。
一、混凝土裂缝产生的主要原因有:
1、温度变化大,在混凝土内部产生拉应力,产生温度胀缩裂缝。2、湿度不匀引起表面干燥收缩,开成裂缝。
3、混凝土中掺加外加剂的碱骨料反应,产生内部应力膨胀开裂。、4、混凝土表面塑性收缩引起裂缝。
5、浇筑过程中,振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水,在表面形成水泥含量较多的水泥浆层,水分蒸发,易形成收缩裂缝。
6、混凝土配合比不良,胶—骨料过大和砂率过大,混凝土本身缺少抵抗温度,干缩变形的.骨架作用,容易开裂。
7、养护不当是造成现浇混凝土裂缝的主要原因,过早养护会影响混凝土的胶结能力,过迟养护,混凝土表面游离水蒸发过快,水泥缺少必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,产生裂缝。
8、在施工中混凝土未达到规定强度过早拆模;在混凝土未达到终凝时间就上荷载,施工中不注意钢筋的保护,钢筋移位,后浇带未按设计规范要求施工等都可能造成混凝土的裂缝。
二、裂缝预防控制措施
从上面的分析可以看出,很多因素都会导致混凝土产生不同程度的裂缝,因此必须采取多种措施加以控制。
(一)混凝土的制作
1、材料的选用;
(1)对于大体积混凝土应采用水化热低的矿渣水泥、粉煤灰水泥。
(2)掺加适宜的外加剂,如添加碱水防裂剂,改善水泥浆的稠度,提高混凝土的抗拉强度。
(3)精细骨料的选择,采用适宜的砂率。
2、搅拌技术措施:
(1)各种材料称量准确。
(2)严格控制水灰比,混凝土应充分搅拌。
3、混凝土的运输:
(1)采取的混凝土运输方式,应当严格掌握混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间,不得超出规范的要求和试配的初凝时间。
(2)对商品混凝土应就近选择搅拌站,并向搅拌站提出具体的技术要求,包括施工部位、强度等级、坍落度及允许偏差,有无早强及缓凝要求、初凝时间、浇筑速度等。
4、混凝土浇筑
对不同的混凝土构件,应有针对性的采用相应的浇筑工艺,浇筑大体积混凝土首先应制定详细的浇筑施工方案。采取切实可行的措施。
(1)合理的分缝分块,安排合理的浇筑顺序。
(2)热天浇筑混凝土时分层浇筑,减小浇筑厚度,利用浇筑层面散热。
(3)在混凝土中埋设降温水管,通入冷水降温。
(4)合理安排浇筑顺序,避免过大的高差和侧面长期暴露。
(5)注意控制钢筋位置,防止钢筋位移造成混凝土保护层过大而开裂。
浇筑薄形构件时,控制措施尤为重要:
(1)严禁在浇筑时在混凝土中任意加水。
(2)尽量避免中高温天气施工。
(3)浇筑时及时移动混凝土布料管,以防止出料口处混凝土过于集中。
(4)使用合适的振捣设备,在浇筑前,应将基层和模板充分湿润,振捣时避免过度或不足。
(5)混凝土振捣完后,先用木刮刮平,在初凝时,用木抹子做第一次抹压,要求加力较大,使面层充分达到密实。在混凝土终凝前进行二次抹压,抹压力应比第一次抹压力较大,使混凝土面层再次充分达到密实。
5、混凝土的养护措施
(1)及时养护,应在浇筑完后12小时内对混凝土加以覆盖保湿养护。根据采用水泥品种不同,确定养护时间,洒水养水应以保持混凝土处于湿润状态为宜。
(2)薄膜布养护应在振捣二次抹压后立即塑料薄膜严密覆盖,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护,同时辅以洒水养护。
(3)蓄水养护,对大面积楼板可采用此方法。
(4)冬期浇筑混凝土后,应采用适宜可行的养护方法,但总归要保证混凝土的环境温度。如蓄垫法养护覆盖式养护、暖棚法养护、电热法养护等。
三、工程实例
我单位施工的温州大厦工程,建筑面积达53600㎡,箱形基础,框剪结构,筏板厚米,防水板厚米,楼层板厚120——200㎜,板跨度5—米不等,由于严格采用合适的混凝土裂缝控制措施,裂缝产生极少。特别是筏板、防水板控制措施得力,没有产生裂缝,200㎜厚大跨度现浇板采用薄膜覆盖与洒水综合养护,没有一处裂缝。
四、结束语
以上对现浇混凝土施工裂缝原因分析及预防措施的采用能够很好的解决这一施工质量通病问题,而关键在于我们在施工中如何去贯彻执行,是否有可靠、健全的制度去规范。
很好很有意义的题材。 关于混凝土裂缝的书籍有很多,可买几本书系统的看一下。其中,王铁梦的书是必看的。 网上的东西杂乱而且不系统,仅供参考。