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浅谈混凝土外加剂与水泥的适应性
摘要:我国经济不断发展,人们生活水平不断攀升,这就给建筑业的繁荣带来了物质的基础。特别是近年来,我国建筑业飞速发展,各项建筑新技术得到广泛的应用,尤其是混凝土的应用,有效的提高了施工的效率。其中,混凝土外加剂是生产混凝土是必不可少的重要原料,他能有效的调整混凝土的强度、含水量等,使混凝土的性能更加稳定,更加适合不同的工程下对混凝土的性能要求。但是混凝土外加剂与水泥存在着一定的适应性问题,如何协调好混凝土外加剂与水泥的适应性,对于提高混凝土的性能至关重要。本文从适应性的概念出发,研究了混凝土外加剂与水泥存在的适应性问题,探讨了影响混凝土外加剂与水泥适应性的因素,提出了一些混凝土外加剂与水泥适应性的改善措施,以供参考。
关键词:混凝土外加剂;水泥;适应性
引言
随着建筑业的发展,对于混凝土的早强、可调凝、高强、高密实性、大流动度、高耐久性、轻质、低水化热,并且要求制备成本低,易成型、易养护……,混凝土外加剂是达到这些目的的重要途径。而混凝土外加剂与水泥之间会有不适应的状况发生。人们都在疑惑,为什么提高了水泥标准,改进了生产工艺,外加剂技术飞速的发展了,外加剂与水泥适应性的却成为了一个突出的问题。更好使用外加剂,改善混凝土外加剂与水泥适应性,对于提高混凝土性能,充分发挥混凝土的重要作用意义重大。
一、混凝土外加剂与水泥存在适应性问题
(一)混凝土外加剂的定义
混凝土外加剂是指在混凝土搅拌前或拌制过程中的适当加入的,用以改善混凝土性能,实现混凝土施工性能的一种材料。混凝土外加剂的原理是:混凝土外加剂能改善水泥凝聚体的分散度以及吸附水、结合水和游离水的综合比例,提高游离水的含量,最终提高混凝土的稳定性和流动性。混凝土外加剂是固—液分散体系,伴随着水泥相变过程和水化过程,因此,对混凝土外加剂有着一定的要求。混凝土外加剂与水泥适应性是一个值得高度关注的问题,在添加混凝土外加剂之前,应进通过试验,分析混凝土外加剂与水泥的适应性,以保证混凝土的质量。
(二)适应性的概念
适应性是指在混凝土制作过程中,外加剂、水泥向满足相关国家标准的前提下,水泥—水系统中按照推荐掺量掺入适当的外加剂,能够达到目标效果的,则是适应的;反之,不能够达到目标效果的,则是不适应的。
(三)在混凝土制作过程中,混凝土外加剂与水泥适应性差的体现
1. 新拌混凝土的坍落度经过一段时间后损失较大。2. 新拌混凝土出现速凝、假凝等一些异常凝结。3. 新拌混凝土减水效果不佳,初始坍落度达不到要求。4. 混凝土产生泌水、离析分层的现象严重。5. 硬化混凝土强度明显下降。
二、混凝土外加剂与水泥适应性的影响因素
(一)混凝土外加剂掺量和掺加工艺
混凝土外加剂都会有一个最佳掺量,当掺量最佳时,混凝土外加剂在调整混凝土的性能中最佳效果。混凝土外加剂的最佳掺量要通过试验来确定的。此外,混凝土外加剂的掺加工艺,也是影响混凝土外加剂与水泥适应性的重要因素,掺加的方法分先掺法与后掺法,实践表明,后掺法的`效果优于先掺法,在达到同等效果的情况下,后掺法的外加剂使用量更小。
(二)混凝土搅拌时间与速度
混凝土搅拌时间与速度可调节混凝土的含气量,还可以调节混凝土的分散效果和凝结时间,最终实现对混凝土的耐久性和力学性等各种性能的调节。
(三)混凝土外加剂品种
混凝土外加剂中不同化学键水泥颗粒会造成不同影响。外加剂的分子量和分子形状、结构差异都会使得混凝土外加剂产生不同的性质。混凝土外加剂中各种表面活性剂,水泥中的C4AF 、C3A、游离CaO、C3S等吸附分散效果存在差异,会影响二水石膏的溶解度,进而影响混凝土外加剂与水泥的适应性。此外,混凝土外加剂中含碱量也会对混凝土外加剂与水泥的适应性产生影响。
(四)水泥方面的因素
水泥矿物成分、石膏形态、碱含量及其掺量、颗粒大小、混合材的品种及其掺量、温度和新鲜度,对混凝土外加剂与水泥的适应性都会产生不同程度的影响。
1. 矿物成分
水泥中C3A 和C4AF两种矿物质的比例越小,那么减水剂的分散效果就会越好。试验表明,水泥中磺化的超塑化剂与硫酸根离子相比,硫酸根离子的化学键活性更强,更容易与铝酸盐作用。因此,C3A与硫酸根离子的浓度平衡状况会直接影响到高效减水剂浓度。
2. 石膏形态和掺量
水泥刚开始接触水,石膏掺量、品种和形态会直接影响到液相中C3A与硫酸根离子之间的平衡状态,如果水泥的调凝剂采用的是无水石膏,那么,一旦碰到糖钙、木钙减水剂时,适应性就会完全显现,不仅达不到减水效果,还会引起流动性损失过快的显现,甚至是异常凝结现象。
3. 水泥的其他因素
影响水泥与混凝土外加剂适应性的因素众多,除了上述的矿物成分、石膏形态和掺量,还有水泥的水泥的碱含量、细度、新鲜度和温度也会对其余混凝土外加剂的适应性产生影响,比如水泥的碱含量过大、水泥越新鲜等都会会降低减水剂塑化效果。
三、调整混凝土外加剂与水泥适应性的方法
(一)混凝土外加剂的掺加工艺
对于混凝土外加剂的掺加方法,从工艺效果上看,采用后掺法、滞水法、少量多次掺法等方法,效果都比较好。这就需要对混凝土输送车的装置进行一些调整和改变。比如,在搅拌运输车上安装配套的后掺或多次参加混凝土外加剂的仪器装置,就可以大大的改善混凝土外加剂与水泥适应性,而且能更好的发挥运输车的技术优势,带来更好的经济效益。
(二)凝土外加剂的配方与掺量
调整混凝土外加剂的配方能降低其对对石膏的溶解度的影响,提高石膏的溶解度,控制 SO42-的浓度。如果硬石膏作调凝剂,更应减少甚至不用木钙、糖钙这类物质,因为他们更容易降低石膏溶解度。使用反应性高的物质时要应适当复配缓凝、保水、保塑组分。此外,增加混凝土外加剂掺量能降低混凝土掺合物坍落度损失速度。降低混凝土外加剂掺量可以降低泌水情况。
我国社会经济不断快速发展,特别是近些年来,土木工程的建设发展十分迅速。下文是我为大家搜集整理的关于土木工程大学本科毕业论文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅析土木工程施工中混凝土技术的运用
摘要:混凝土技术是目前国内、外建筑领域工程项目施工建设过程中常用的一种技术手段,同时也是建筑行业快速发展的技术保障。实践中可以看到,混凝土是确保土木工程项目整体施工质量的重要影响因素,混凝土技术水平在很大程度上关系着整个工程项目施工建设质量和应用安全可靠性。因此,在当前的形势下,加强对混凝土技术及其在土木施工过程中的应用问题研究,具有非常重大的现实意义。本文将对土木工程施工建设过程中用到的几种混凝土技术进行分析,并在此基础上提出一些建设性建议,以供参考。
关键词:土木工程施工建设混凝土技术
1土木施工中的混凝土浇筑技术
土木工程项目施工建设过程中,对混凝土质量有标准和要求,土木工程施工建设中用到的混凝土,其强度一般在C20至C40之间,该范围内的土木工程项目施工建设用料(混凝土)选择过程中,还应当根据建筑构造要求、性能等,对混凝土进行合理的配筋作业;比如,针对土木工程项目中的大体积混凝土浇筑比例方法,对钢筋数量适当增加,而且钢筋可承受混凝土浇筑时中的温度应力,可以有效对混凝土裂缝等病害进行控制。土木工程项目施工建设过程中,尤其是混凝土浇筑前,应当对混凝土温度、产生的温度应力等进行全面预算,并且合理确定土木工程施工过程中的温度指标、混凝土温度变化情况。
在此基础上,还要制定温度变化管控措施,并且对土木工程项目施工建设过程中的各种混凝土裂缝病害问题进行预防,以此来确保土木工程项目整体施工质量。土木工程施工过程中,混凝土浇筑施工是一项比较难操作的的工程,主要是因为混凝土的成分是水、砂石,并且还有加入适量的外加剂。在混凝土施工过程在,通常因上述组成材料的比例控制不好,而容易出现施工质量问题。比如,因混凝土灌水量不足,而形成收缩性裂缝,该种情况容易发生在混凝土施工时地基受到限制的情况下。在具体的土木工程施工建设过程中,因内部拉应力比混凝土抗拉强度大,所以可能会产生内部裂缝病害。之所以会出现拉应力超标现象,主要原因在于水分、温度等参数不合理。
比如,温度性病害,主要是因为热胀冷缩,混凝土膨胀、收缩过程中,形成挤压应力、拉伸应力,进而导致混凝土结构内部产生裂缝。基于以上分析可知,混凝土施工过程中,应当把握好混凝土浇筑技术,具体分析如下:第一,全面分层技术。在土木工程施工过程中,混凝土结构施工时常用分层技术进行浇筑,首层浇筑后、初凝前,对第二层进行浇筑,然后以此类推,逐层进行浇筑施工操作,直到最终完成施工任务。同时,利用该技术手段,可以有效确保施工质量,而且建筑结构平面一定要避免过大,施工时从短边依次向长边进行施工操作。第二,分段分层技术。土木工程施工过程中,采用分层技术手段进行浇筑,其强度一般都非常的大,若现场施工机械难以有效满足施工质量要求,则建议采用分段分层技术进行浇筑施工作业。具体操作过程中,应当从底层开始,完成一段距离后,再对第二层进行浇筑,如此往复至浇筑完毕为止。第三,斜面分层技术。土木工程施工过程中,该技术适用于结构相对较长,超过厚度本身大约3倍的工况,将混凝土一次性浇筑到顶,混凝土可形成自然斜面坡1∶3,振捣时应当确保从浇筑层最底端开始施工,然后逐层上移。
2土木施工中的混凝土振捣技术
土木工程施工过程中,振捣是一个非常重要的环节,混凝土自吊斗口下落过程中,自由降落的有效高度应当控制在2米范围之内。实践中,若浇筑高度在3米以上,则需采取有效的保护措施,比如利用溜管、入串桶等。混凝土浇筑过程中,应当本着分段分层、不间断的原则进行施工作业,根据建筑结构的特点、钢筋材料的疏密程度等,合理确定浇筑层的有效高度。通常情况下,浇筑层有效高度为振捣器作用范围的1.25倍时,最大高度也不能超过50厘米。实际振捣施工过程中,若所选用的是插入式振捣器设备,则应当保持快插、慢播。其中,插点的排列一定要均匀,而且依点移动,严格按照设计要求和顺序进行施工作业,不可出现遗漏,确保振实均匀性。在振捣过程中,对移动间距也提出了更高的要求,比如移动间距不能超过振捣半径的1.5倍,一般在30至40厘米之间。在上层振捣过程中,建议插入下层大约5厘米位置,以此来有效避免两层间产生接缝问题。在布设表面振动器移动间距时,每一次移动间距均需确保底板完全覆盖已振捣的区域边缘,在结构衔接位置的混凝土可达到标准密实度要求。
3土木工程施工中的箍筋施工技术
土木工程混凝土施工过程中,各个梁柱节点位置的箍筋施工非常重要,箍筋施工时,钢筋分布比较密集,操作人员需高空作业,尤其是纵横交错处,箍筋绑扎操作难度比较大。在此过程中,若采用的是整体沉梁施工方式,则节点位置的下部箍筋绑扎难度非常的大,甚至会导致梁柱节点位置无法准确放置柱箍筋,产生安全隐患。在具体施工过程中,建议采用两个开口箍筋拼台方式,即在节点位置采用开口箍筋施工技术手段,通过规范箍筋封闭、箍筋末端弯钩构造,可确保箍筋对混凝土核心的有效约束作用。
然而,分层下箍施工方法的实际应用难度非常的大,建议拆除节点处的模板,只有这样才能保证节点箍筋间距、绑扎安全可靠性。梁板模板施工安装完毕后,方可对梁板钢筋进行安装,进而对整体沉梁进行施工作业。从施工效果来看,该种施工方法,钢筋堆放、运输以及绑扎,整体施工非常的安全,交叉工序也比较多。在施工过程中,应当避免支模与绑钢筋不发生冲突,施工效率高。在此过程中,针对节点箍筋少放、难以确保箍筋间距等问题,笔者建议采用以下技术措施进行处理。首先,下料施工时,每个节点位置均应当适当增加纵向短筋;其次,柱节点位置箍筋焊接过程中,在纵向短筋上构建骨架;同时,还要将整体骨架套入柱纵筋,并且将其布设在楼板模板面之上,用穿粱钢筋对其进行牢固绑扎。
4土木工程施工中的混凝土养护技术
混凝土施工技术在国内建筑行业发展过程中的应用非常的广泛,实际操作过程中多采用的是泵送混凝土施工模式。采用泵送混凝土施工技术,可有效缩短施工工期,改善混凝土性能。在土木工程项目施工建设过程中,应当做好原材料购置、配比以及振捣等环节的质量管控,以免混凝土强度不达标。土木工程施工中的混凝土养护过程中,主要的养护技术手段包括以下几个方面的内容。第一,墙板混凝土完成浇筑振捣以后,需带模养护7天以上。拆模以后,挂上两层麻袋将其严密的覆盖好,继续对其进行保温。在此过程中,需洒水养护到两周的时间;第二,顶板混凝土浇捣施工完成、终凝以后,6小时内不能浇水,以免出现起灰、起皮等问题;8至12小时内,用薄膜可将其严密覆盖,而且面层加盖两层麻袋进行保温和养护,确保7天内混凝土足够的湿润。3~4天以后,确认混凝土核心温度高峰期过去,再正常洒水养护至14d(满足UEA防水混凝土养护要求)。
5结语
土木工程施工过程中的混凝土施工技术应用非常的广泛,而且涉及到诸多方面的影响因素,因此实践中应当加强重视和技术创新,只有这样才能确保我国建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]杨毅,马士良,王涛,等.混凝土温升抑制抗裂技术在镇江西津湾地下停车场工程中的应用[J].混凝土,2015(8):143-145.
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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0.5mm,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1.5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4.1.2D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28.08m;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2.5d(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2.5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0.5m 、2.5m,高度3.8m、4.3m,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0.80 × 0.80m 一道作为墙体拉结、墙体高度在2.0 米以上拉丝间距可墙大至1.20 × 1.20m 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3.5 米以下为16.5T/m2,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0.5 — 1.0 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1~1.2℃,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E.A—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/m.3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32.8℃,37次实测的平均实测值33.2℃,送达现场的实测温度为34.60℃,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6m.3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8.7m,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
外加剂减水率和砂浆的减水率试验方法不一样的
混凝土外加剂减水率的快速测定方法1.1 标准方法简介 减水率为坍落度基本相同的基准混凝土和掺外加剂混凝土单位用水量之差与基准混凝土单位用水量之比。 wr =(w0-w1/ w0)×100 式中 w0 — 基准混凝土单位用水量 w1 — 掺外加剂混凝土单位用水量 wr — 减水率。 wr 以三批试验的算术平均值计,精确到小数点后一位。若三批试验的最大值或最小值与平均值之差超过15 %时,取中间值作为该外加剂的减水率。若最大值和最小值与平均值之差均超过15 %时,应重做试验。 1.2 方法的优点 (1) 比较准确地测定外加剂的减水率,一般试验结果的误差< 5 % ,并能较好地反映混凝土的粘聚性和保水性。 (2) 当外加剂对水泥存在适应性问题时,能准确反映外加剂在水泥中的塑化效果,较准确地测定坍落度损失率。 1.3 方法的缺点 (1) 工作量大。因为只有通过估算外加剂的减水率才能使掺外加剂混凝土和基准混凝土的坍落度基本相同。而一般外加剂的说明书中给出的减水率波动范围较大,这必然会增加估算的难度,有时候为确定其减水效果,往往需要数次试拌才能得出结果。 (2) 虽然《混凝土外加剂匀质性试验方法》 (gb8077 2000) 中有以测定砂浆工作性的方法来计算砂浆减水率,但其用水量仍需要通过估算来确定。(3) 配合比的设计及坍落度的测定可能影响到结果准确性。如砂率不当造成混凝土坍落度测定不准确,影响了减水率的计算结果。 2 本文介绍的快速测定方法 2.1 基本原理 本方法通过用不变水量法测定水泥净浆的标准稠度用水量和掺外加剂的水泥净浆标准稠度用水量来计算外加剂的减水率,用调整水量法对掺外加剂的水泥净浆的标准稠度用水量进行校核,从而达到快速测定外加剂减水率的目的,为按gb807621997 测定外加剂减水率提供一种简捷、准确的估算依据。 2.2 仪器设备 (1) 水泥净浆搅拌机。 (2) 水泥标准稠度测定仪。 2.3 操作步骤 (1) 称量水泥500g ,倒入净浆搅拌机锅内,准确称取加水量w1 ,按《水泥标准稠度用水量,凝结时间安定性测定方法》( gb1346289) 的方法进行拌合,用水量应能使水泥标准稠度控制在28 ±2mm 范围内。 (2) 搅拌完毕,测定试锥下沉深度s1 ,按p = 33.4-0.185s 计算水泥的标准稠度用水量p1 。 (3) 按外加剂的推荐掺量准确称取外加剂、水泥500g 及2.3(1) 中的加水量,按gb1346-89 的方法进行拌和。若采用先掺法,外加剂应与水泥一同加入若采用同掺法,外加剂应预先溶解成溶液,与水一同加入,若采用滞水法外加剂应滞后于水1~3min 加入。再慢速搅拌2min ,快速搅拌2min 。 (4) 搅拌完毕,测定试锥下沉深度s2 ,按[ 2.3 (2) ]中公式计算掺外加剂的水泥净浆标准稠度用水量p2 。 (5) 外加剂的减水率wr1 = (p1 -p2 /p1)×100 ?试验结果精确到小数点后一位。 (6) 按测定的外加剂减水率计算掺外加剂的500g水泥的实际用水量,重复步骤(3) (4) ,记下此时的用水量w2 ,所得的结果应能使标准稠度用水量控制在28 ±2m 范围内。若标准稠度用水量小于28 ±2mm , 应适量加水。 (7) 外加剂的实际减水率 wr = (w1-w2/ w1)×100 2.4 本方法的优点 (1) 试验直观性强,工作量小,测定结果迅速,当外加剂对水泥不适应的时候,应用本方法可大大降低劳动强度。 (2) 本方法特别适用于外加剂的选择试验及外加剂掺量试验,外加剂掺加方法试验。 (3) 本方法也可推广应用于测定外加剂的抗压强度比,凝结时间差。 2.5 应用本方法注意事项 (1) 由于测定水泥标准稠度的w/ c , 一般在0.26 ~0.28 之间,与实际生产中混凝土的w/ c 在0.4~ 0.6 之间有一定差别,对于某些掺混合材的水泥的测定结果有较大误差。因为水泥中的非活性组分在w/c= 0.5 左右时,能敏感显示出来,同时在此水灰比范围内,也符合水泥在混凝土中的使用实际。 (2) 本方法由于没有考虑砂石的吸水率,在进行混凝土试拌时,其减水率应降低1~2 % 。 (3) 若外加剂减水率超过15 % , 可预先扣减15 %加水量,再按2.3(3) 步骤进行试验。将测得的wr 加上15 % , 即为外加剂的减水率,这样做可以减小试验误差。 2.6 几组对比试验结果( 表1) 表1 两种试验方法结果比较 外加剂品种 fdn2 ynb b y2 fdn 木钙 fdn 3000 gb8076 测定结果( %) 18. 0 24. 1 21. 0 12. 2 9. 9 20. 2 本方法测定结果( %) 17. 2 25. 0 20. 0 10. 5 10. 5 18. 9 相对误差( %) 4. 4 3. 7 4. 8 13. 9 6. 1 6. 4 从表1 可以看出, 用本方法测得的结果和用gb8076 测得的结果相对误差大都在5 % 以内,个别外加剂由于减水率太小,故误差较大。当误差> 10 % 时,可以认为外加剂对水泥可能存在适应性问题。 3 结 语 (1) 本方法和gb8076 测得的外加剂减水率结果误差一般在5 % 以内。 (2) 当外加剂对水泥不适应或混凝土坍落度损失较大时用此法可以快速得出结论,大大降低了劳动强度。 (3) 当混凝土坍落度损失过快时, 用本方法和gb8076 的方法都不能准确测定外加剂的减水率,此时应更换水泥或更换外加剂。 (4) 本方法对工程选用外加剂品种、掺量、掺加方法,不失为一种快速简捷的方法。 [参考文献] [1 ] 混凝土外加剂(gb8076-2008) . [2 ] 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性测定方法( gb1346- 2001) . [3 ] 张云理,卞葆芝.《混凝土外加剂产品及应用手册》. 中国铁 道出版社,1994
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1.2N/mm,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0.3mm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。
我国社会经济不断快速发展,特别是近些年来,土木工程的建设发展十分迅速。下文是我为大家搜集整理的关于土木工程大学本科毕业论文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅析土木工程施工中混凝土技术的运用
摘要:混凝土技术是目前国内、外建筑领域工程项目施工建设过程中常用的一种技术手段,同时也是建筑行业快速发展的技术保障。实践中可以看到,混凝土是确保土木工程项目整体施工质量的重要影响因素,混凝土技术水平在很大程度上关系着整个工程项目施工建设质量和应用安全可靠性。因此,在当前的形势下,加强对混凝土技术及其在土木施工过程中的应用问题研究,具有非常重大的现实意义。本文将对土木工程施工建设过程中用到的几种混凝土技术进行分析,并在此基础上提出一些建设性建议,以供参考。
关键词:土木工程施工建设混凝土技术
1土木施工中的混凝土浇筑技术
土木工程项目施工建设过程中,对混凝土质量有标准和要求,土木工程施工建设中用到的混凝土,其强度一般在C20至C40之间,该范围内的土木工程项目施工建设用料(混凝土)选择过程中,还应当根据建筑构造要求、性能等,对混凝土进行合理的配筋作业;比如,针对土木工程项目中的大体积混凝土浇筑比例方法,对钢筋数量适当增加,而且钢筋可承受混凝土浇筑时中的温度应力,可以有效对混凝土裂缝等病害进行控制。土木工程项目施工建设过程中,尤其是混凝土浇筑前,应当对混凝土温度、产生的温度应力等进行全面预算,并且合理确定土木工程施工过程中的温度指标、混凝土温度变化情况。
在此基础上,还要制定温度变化管控措施,并且对土木工程项目施工建设过程中的各种混凝土裂缝病害问题进行预防,以此来确保土木工程项目整体施工质量。土木工程施工过程中,混凝土浇筑施工是一项比较难操作的的工程,主要是因为混凝土的成分是水、砂石,并且还有加入适量的外加剂。在混凝土施工过程在,通常因上述组成材料的比例控制不好,而容易出现施工质量问题。比如,因混凝土灌水量不足,而形成收缩性裂缝,该种情况容易发生在混凝土施工时地基受到限制的情况下。在具体的土木工程施工建设过程中,因内部拉应力比混凝土抗拉强度大,所以可能会产生内部裂缝病害。之所以会出现拉应力超标现象,主要原因在于水分、温度等参数不合理。
比如,温度性病害,主要是因为热胀冷缩,混凝土膨胀、收缩过程中,形成挤压应力、拉伸应力,进而导致混凝土结构内部产生裂缝。基于以上分析可知,混凝土施工过程中,应当把握好混凝土浇筑技术,具体分析如下:第一,全面分层技术。在土木工程施工过程中,混凝土结构施工时常用分层技术进行浇筑,首层浇筑后、初凝前,对第二层进行浇筑,然后以此类推,逐层进行浇筑施工操作,直到最终完成施工任务。同时,利用该技术手段,可以有效确保施工质量,而且建筑结构平面一定要避免过大,施工时从短边依次向长边进行施工操作。第二,分段分层技术。土木工程施工过程中,采用分层技术手段进行浇筑,其强度一般都非常的大,若现场施工机械难以有效满足施工质量要求,则建议采用分段分层技术进行浇筑施工作业。具体操作过程中,应当从底层开始,完成一段距离后,再对第二层进行浇筑,如此往复至浇筑完毕为止。第三,斜面分层技术。土木工程施工过程中,该技术适用于结构相对较长,超过厚度本身大约3倍的工况,将混凝土一次性浇筑到顶,混凝土可形成自然斜面坡1∶3,振捣时应当确保从浇筑层最底端开始施工,然后逐层上移。
2土木施工中的混凝土振捣技术
土木工程施工过程中,振捣是一个非常重要的环节,混凝土自吊斗口下落过程中,自由降落的有效高度应当控制在2米范围之内。实践中,若浇筑高度在3米以上,则需采取有效的保护措施,比如利用溜管、入串桶等。混凝土浇筑过程中,应当本着分段分层、不间断的原则进行施工作业,根据建筑结构的特点、钢筋材料的疏密程度等,合理确定浇筑层的有效高度。通常情况下,浇筑层有效高度为振捣器作用范围的1.25倍时,最大高度也不能超过50厘米。实际振捣施工过程中,若所选用的是插入式振捣器设备,则应当保持快插、慢播。其中,插点的排列一定要均匀,而且依点移动,严格按照设计要求和顺序进行施工作业,不可出现遗漏,确保振实均匀性。在振捣过程中,对移动间距也提出了更高的要求,比如移动间距不能超过振捣半径的1.5倍,一般在30至40厘米之间。在上层振捣过程中,建议插入下层大约5厘米位置,以此来有效避免两层间产生接缝问题。在布设表面振动器移动间距时,每一次移动间距均需确保底板完全覆盖已振捣的区域边缘,在结构衔接位置的混凝土可达到标准密实度要求。
3土木工程施工中的箍筋施工技术
土木工程混凝土施工过程中,各个梁柱节点位置的箍筋施工非常重要,箍筋施工时,钢筋分布比较密集,操作人员需高空作业,尤其是纵横交错处,箍筋绑扎操作难度比较大。在此过程中,若采用的是整体沉梁施工方式,则节点位置的下部箍筋绑扎难度非常的大,甚至会导致梁柱节点位置无法准确放置柱箍筋,产生安全隐患。在具体施工过程中,建议采用两个开口箍筋拼台方式,即在节点位置采用开口箍筋施工技术手段,通过规范箍筋封闭、箍筋末端弯钩构造,可确保箍筋对混凝土核心的有效约束作用。
然而,分层下箍施工方法的实际应用难度非常的大,建议拆除节点处的模板,只有这样才能保证节点箍筋间距、绑扎安全可靠性。梁板模板施工安装完毕后,方可对梁板钢筋进行安装,进而对整体沉梁进行施工作业。从施工效果来看,该种施工方法,钢筋堆放、运输以及绑扎,整体施工非常的安全,交叉工序也比较多。在施工过程中,应当避免支模与绑钢筋不发生冲突,施工效率高。在此过程中,针对节点箍筋少放、难以确保箍筋间距等问题,笔者建议采用以下技术措施进行处理。首先,下料施工时,每个节点位置均应当适当增加纵向短筋;其次,柱节点位置箍筋焊接过程中,在纵向短筋上构建骨架;同时,还要将整体骨架套入柱纵筋,并且将其布设在楼板模板面之上,用穿粱钢筋对其进行牢固绑扎。
4土木工程施工中的混凝土养护技术
混凝土施工技术在国内建筑行业发展过程中的应用非常的广泛,实际操作过程中多采用的是泵送混凝土施工模式。采用泵送混凝土施工技术,可有效缩短施工工期,改善混凝土性能。在土木工程项目施工建设过程中,应当做好原材料购置、配比以及振捣等环节的质量管控,以免混凝土强度不达标。土木工程施工中的混凝土养护过程中,主要的养护技术手段包括以下几个方面的内容。第一,墙板混凝土完成浇筑振捣以后,需带模养护7天以上。拆模以后,挂上两层麻袋将其严密的覆盖好,继续对其进行保温。在此过程中,需洒水养护到两周的时间;第二,顶板混凝土浇捣施工完成、终凝以后,6小时内不能浇水,以免出现起灰、起皮等问题;8至12小时内,用薄膜可将其严密覆盖,而且面层加盖两层麻袋进行保温和养护,确保7天内混凝土足够的湿润。3~4天以后,确认混凝土核心温度高峰期过去,再正常洒水养护至14d(满足UEA防水混凝土养护要求)。
5结语
土木工程施工过程中的混凝土施工技术应用非常的广泛,而且涉及到诸多方面的影响因素,因此实践中应当加强重视和技术创新,只有这样才能确保我国建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]杨毅,马士良,王涛,等.混凝土温升抑制抗裂技术在镇江西津湾地下停车场工程中的应用[J].混凝土,2015(8):143-145.
[2]张永存,李青宁.薄壁混凝土渡槽结构施工过程中的温度应力分析[J].混凝土与水泥制品,2015(10).
[3]胡伟华,彭刚,黄仕超,等.基于声发射技术的混凝土动态损伤特性研究[J].长江科学院院报,2015(02):123-127.
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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。
R.Springenschmid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>0.15mm,铁路桥墩裂缝缝宽>0.2mm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。
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1.2N/mm,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0.3mm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
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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:
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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
3.1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。
3.2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。
3.3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。
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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。
1.5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。
2.1 加强面板施工质量管理,避免抗拉薄弱面
2.2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。
2.3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。
2.4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。
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我没做过毕业论文,只做过毕业设计,按你说在混凝土搅拌站实习,可以写混凝土的添加剂应用方面的内容,分析利与弊,及今后的发展,这个是需要很多试验数据支持的,不知道好不好找资料
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