Hailong Wang, WL Jin, PAM Basheer, B Xu. A Numerical Method for Investigating the Influence of ITZ on Chloride Diffusivity and Mechanical Properties of Concrete. Structural Faults and Repair, 2010;王海龙, 金伟良. 基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂模型. 水利学报, 2008;王海龙,李庆斌,金伟良. 水饱和混凝土静力抗拉强度降低细观机理及本构模型,应用基础与工程科学学报,2008;王海龙,李庆斌. 不同加载速率下干燥与饱和混凝土抗压性能试验研究分析; 水力发电学报,2007;王海龙,李庆斌.围压下裂纹中自由水影响混凝土力学性能的机理; 清华大学学报(自然科学版),2007;王海龙,李庆斌.不同加载速率下饱和混凝土的劈拉试验研究及强度变化机理; 工程力学,2007;王海龙,李庆斌.饱和混凝土静动力抗压强度变化的细观力学机理. 水利学报, 2006;王海龙,李庆斌. 湿态混凝土抗压强度与本构关系的细观力学分析; 岩石力学与工程学报,2006;
提高混凝土的抗压强度应:①选用高强度的、适合工程结构使用环境的品种的水泥;②选用优质砂、石;③减小水灰比;④骨料筛分后进行密实级配;⑤恰当使用外加剂;⑥规范施工及保样。
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
浅谈水泥砼路面裂缝成因及预防措施_苏清林_建筑施工_建筑中文网摘论文要文章分析水泥混凝土路面发生裂缝的原因和水泥混凝土路面裂缝形成的机理,并提出防止水泥混凝土路面发生裂缝的技术措施和建议。论文关键词:水泥砼(混凝土)路面;裂缝成因;预防措施摘论文要:文章分析水泥混凝土路面发生裂缝的原因和水泥混凝土路面裂缝形成的机理,并提出防止水泥混凝土路面发生裂缝的技术措施和建议。一、前言当前,水泥混凝土路面在国、省道路面改造和农村公路改造建设当中的应用比较普遍,水泥混凝土路面具有强度高、施工方便、工艺成熟、使用周期长等方面的卓越性能,因而受到公路建设者和使用者的亲睐。但其在施工和运营中容易出现的裂缝问题,使建设和养护费用大大增加。为了能更好地控制好水泥混凝土路面的质量,减少混凝土路面裂缝的发生,下面对公路建设当中常见的水泥混凝土路面裂缝问题以及产生的原因进行分析和探讨。二、裂缝成因 裂缝是水泥混凝土路面最常见、最普遍的质量病害。在水泥混凝土路面施工及运营过程中,其产生裂缝的原因很多,有水泥混凝土本身内在的原因,如水泥、水、集料等组成材料内在问题,还有外部条件如基层的质量、施工环境温度以及施工工艺等原因。裂缝的产生从时间上可分凝结前和凝结后两个过程。(一)凝结前 水泥在水化过程中会使混凝土的体积发生变化,主要是水泥——水体系的体积减少,这种体积的减缩叫做混凝土的塑性收缩。塑性收缩均会使混凝土发生裂缝。主要有以下几种情况: 1.在混凝土凝结前,砼还处于塑性状态,其组成材料的密度不同而发生沉降收缩以及平面积较大的混凝土其水平方向的收缩比垂直方向难时,都会引起形成不规则的裂纹; 2.当混凝土中的水泥与水发生反应,水泥水化物的体积会小于水泥和水的体积之和,加上混凝土内部自由水析出,混凝土内部会形成毛细管,毛细管张力会导致混凝土开裂; 3.当在干燥的基层上浇筑砼面层时,因其中的水分很快被基层吸收,使混凝土失水引起大的收缩而产生宽而深的裂缝; 4.在凝结前这段时间,混凝土里水泥的水化反应是一个放热的反应,这种反应将使混凝土内部温度升高,产生体积膨胀,待水化反应减慢以后,混凝土体积会收缩,因而引起应力变化而使混凝土出现裂纹。(二)凝结后 混凝土在凝结以后,混凝土强度会由于其物理和化学反应的持续进行而缓慢增长。因此,在这一段时间混凝土会由于其内在的原因与环境的不相适应或由于施工及材料的问题而产生裂缝,有以下几种: 1.收缩裂缝。混凝土置于未饱和空气中会由于水分丧失而引起干燥收缩。水分蒸发使干缩产生的拉应力大于砼的抗拉强度,使砼产生裂缝。它的主要特征是表面开裂,走向纵横交错,没有一定的规律,形似龟纹,缝宽和长度都很小。引起干缩裂缝的因素主要有: (1)水泥中的硅酸二钙在干湿作用下,发生化学反应,形成具有一定膨胀性的复合无机盐晶体,这种晶体体积变化很大。另外,水泥中的铝酸三钙水化时需大量的水,养护过程中膨胀值大,干燥时收缩亦大。这两种物质含量大时干缩性亦大。 (2)砼中的用水量对干缩值有很大的影响,用水量与干缩值成一定正比例的线性关系,当用水量增加时,收缩量值也增加。 (3)骨料本身尺寸的大小与级配也会影响混凝土的收缩量。较大颗粒的骨料拌和成的混凝土收缩量会较低。级配良好时,空隙率小,砂浆含量减少,收缩值相对减少。对使用偏细砂时,由于其有较高的空隙含量,会使砼收缩值增大。骨料中含泥量大时由于粘土本身就很容易收缩,因此砼收缩值也会增大。 2.温度应力而产生的裂缝。在混凝土强度增长的这段时间,混凝土里水泥的水化反应是一个放热的反应,这种反应将使混凝土内部温度升高,产生体积膨胀,待水化反应减慢以后,混凝土体积会收缩,因而引起应力变化而使混凝土出现裂纹。同时,由于混凝土的传导性能较低,类似绝缘体,加上混凝土块体外部失去一些热量使混凝土形成温度梯度,在以后内部的冷却期间会产生开裂。另外,昼夜温差太大或者降雨后刮风引起路面温度骤降,均会产生较大的温度应力,在混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量超过抗拉强度时,就会发生裂缝。 3.基层不合格而产生裂缝。由于在铺筑面板前,对基层的纵、横向断裂没有进行彻底的修复,而基层的断裂反射到面层,会使面层断裂。另外,当基层产生非扩展性温缩、干缩裂缝时,也会使面层产生断裂。 4.原材料不良引起的裂缝。有以下几种情况:(1)水泥安定性不良引起的裂缝。对水泥浆的基本要求是它一旦凝结,体积不会发生很大的变化。如果煅烧水泥的原料中含有的石灰相对过多,水泥熟料锻烧不充分,氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)以游离状态存在,并且产生过量的石膏。因为它们的水化过程延迟或很慢,导致水泥已凝结硬化后继续水化而产生水化产物,又由于水化产物的体积比它原始游离caO和MgO等的体积大得多,这种在硬化的混凝土中的不均匀的体积膨胀使路面出现龟裂、断板等。 (2)因拌和物温度过高,而出现“假凝”现象,并使砼板块断裂。水泥拌合后不久,便产生变硬,重新搅拌后又恢复了塑性,并逐步正常硬化。这一过程中开始出现的现象即为“假凝”。这是因为水泥中含有半水石膏或无水石膏,当水泥同水拌和时,这些化合物会生产石膏,使水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳,使砼拌和物的和易性变差,并影响后期强度。另外,内部热量不易散发,会使体积膨胀,引起混凝土裂开。这种不正常的早期固化即过早变硬现象对水泥浆体的强度并无不利影响,但却影响施工,也会造成裂缝。因此,为防止混凝土发生假凝现象,将假凝的水泥存放一定的时间或在制备混凝土时,适当延长搅拌时间。 (3)水及骨料中有害杂质对水泥混凝土的腐蚀。水质不纯及骨料中的有害杂质会扰乱水泥的凝结,而且会对混凝土的强度产生不利影响,并且会造成水泥砼中钢筋的锈蚀。有害杂质与砼产生反应生成易溶于水的物质,使混凝土腐蚀,强度降低,产生早期裂缝,在自然因素和车辆荷载等综合作用下,裂缝进一步扩展,导致混凝土路面板断裂。 (4)砂、石材料中的活性材料硅与水泥中碱产生碱骨料化学反应,使砼结构遭到破坏。集料中的活性二氧化硅与水泥中碱性氧化物(Na20和K:O)所水解生成的氢氧化物会产生化学反应,并在集料表面生成一种碱—硅酸凝胶体使骨料界面发生蚀变。这种凝胶体吸水后体积会膨胀,使砼结构破坏,出现较深的网裂。三、裂缝的预防措施(一)凝结前措施根据在凝结前裂缝产生的原因分析,控制和预防混凝土在这一阶段产生裂缝。首先,应降低水分从混凝土表面的蒸发速度,在混凝土尚未出现析水前,防止强风吹拂和烈日曝晒;其次,尽快修整抹面,及时养护,防止砼表面水分蒸发而干燥,并采用二次抹面,以减少表面收缩裂纹;最后,在浇筑砼前,应将基层浇湿。必须避开在高温气候条件施工,因在高温天气下,水泥水化作用加快,内部水化热不易及时散开,而产生温度裂缝,同时因水分蒸发加快,使砼迅速干燥而收缩,易产生收缩裂缝。(二)防止收缩裂缝要预防混凝土由于干缩引起的裂缝,首先,选择合适的骨料品种、控制集料级配的准确性及含泥量至关重要。在施工过程中,应加强抽查检验,防止集料的级配产生波动,尽量降低集料的含泥量;其次,通过混凝土试配,优选材料和配合比,严格按配合比所设计的各种材料比例进行投料,理论配合比要转换成现场的施工配合比,防止水灰比发生变化;最后,优选水泥,尽量选用性能稳定、质量可靠的水泥产品。(三)加强保温保湿养护 混凝土产生的裂缝很大一部分原因都是由于温度控制不当造成的,因此,控制和预防温度应力产生的裂缝,是混凝土施工过程中非常重要的步骤。必须严格执行施工规范所规定的施工气温,严格按照高温季节施工的规定进行,并采取相应的养护措施。同时设置伸缩缝或涨缝并且对混凝土面板进行及时切割,也是预防和避免温度应力造成面板拉裂的一条行之有效的措施。(四)防止反射裂缝 为防止面板由于基层原因产生的反射裂缝,在施工混凝土面层前,对基层应进行详细的检查,清除所有产生纵、横向断裂的基层,并使用相同的基层料重铺,同时设涨缝板横向隔开,涨缝板应与路面涨缝或缩缝上下对齐;当基层产生非扩展性温缩、干缩裂缝时,应灌沥青密封防水,还应在裂缝上粘贴油毡、土工布或土工织物,其覆盖宽度不小于1000mm,距裂缝上最窄处不得小于300mm。(五)加强水泥的安定性检验 由于水泥是建筑工程中用量最大,而且是直接影响到工程质量的建筑材料,由于水泥安定性不合格具有一定的隐蔽性,如果不做检验一般很难被发现。因此水泥进入施工现场后,首先应该取样送检。每批水泥应至少取样一次,取样要有代表性,样品取好后,应及时送往检验单位试验。对于可能出现的安定性方面的问题应该以预防为主,否则一旦出现问题则难以弥补。 (六)控制原材料质量 为防止水及骨料中有害杂质对水泥砼的腐蚀,应严格控制混凝土的搅拌用水、养护用水和集料的硫化物及硫酸盐的含量,因为混凝土中的硫酸盐是造成混凝土被腐蚀的最主要因素之一。因此,水、集料里的硫化物含量必须满足《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTJ F30-2003里的规定。同时,水的PH值也必须符合规范要求,不得小于4。 控制原材料的质量,另一方面也是为了杜绝或减少碱骨料反应,尽管发生这一反应的几率较少,但它在混凝土整个使用周期内都有可能发生,而且一旦发生以后,对混凝土的破坏将是致命的。因此,必须加以预防和控制,尽量采用低碱水泥和非活性集料。《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTJ F30-2003里规定:对于粗、细集料,必须进行碱集料反应试验,且经碱集料反应试验后,试件应无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象,在规定试验龄期的膨胀率应小于0.10%。 四、结 语 水泥砼路面裂缝的产生,其内因与外部条件,非常复杂。以目前我们的施工管理水平和技术管理水平,要彻底解决和消除水泥混凝土路面裂缝问题几乎是不可能的。但只要我们了解和查清致使裂缝产生的各种原因,积极采取“预防为主”的方针,就能够有效减少各种裂缝问题的产生。因此我们对某一种裂缝的产生,不应看到其孤立的一面,应综合进行分析研究,采取合理有效的技术措施,从根本上进行“综合治理”。只有这样,才能既治标又治本,才能确保水泥砼路面的工程质量,减少裂缝所造成的损失。msg:【单页阅读】模式仅供网站【注册会员】使用!更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:
水泥混凝土和易性是,水泥混凝土混合料在施工过程中的流动性和不易离析、易于捣实等综合性质。 对于影响混凝土和易性的主要因素有: 一、水泥数量与稠度的影响 混凝土拌合物在自重或外界振动动力的作用下要产生流动,必须克服其内在的阻力,拌合物内在阻力主要来自两个方面,一为骨料间的摩擦力,一为水泥浆的粘聚力,骨料间摩擦力的大小主要取决于骨料颗粒表面水泥浆层的厚度,亦水泥浆的数量。水泥浆的粘聚力大小主要取决于浆的干稀程度,亦即水泥浆的稠度。 混凝土拌合物在保持水灰比不变的情况下,水泥浆用量越多,包裹在骨料颗粒表面的浆层就越厚,润滑作用越好,使骨料间摩擦力减小,混凝土拌合物易于流动,于是流动性就大。反之则小。但若水泥浆量过多,这时骨料用量必然减少,就会出现流浆及泌水现象,而且好多消耗水泥。若水泥浆量过少,致使不能填满骨料间的空隙或不够包裹所有骨料表面时,则拌合物会产生崩塌现象,粘聚性变差,由此可知,混凝土拌合物水泥浆用量不能太少,但也不能过多,应以满足拌合物流动性要求为度。 在保持混凝土水泥用量不变得情况下,减少拌合用水量,水泥浆变稠,水泥浆的粘聚力增大,使粘聚性和保水性良好,而流动性变小。增加用水量则情况相反。当混凝土加水过少时,即水灰比过低,不仅流动性太小,粘聚性也因混凝土发涩而变差,在一定施工条件下难以成型密实。但若加水过多,水灰比过大,水泥浆过稀,这时拌合物虽流动性大,但将产生严重的分层离析和泌水现象,并且严重影响混凝土的强度和耐久性。因此,绝不可以单纯以加水的方法来增加流动性。而应采取在保持水灰比不变的条件下,以增加水泥浆量的办法来调整拌合物的流动性。 以上讨论可以明确,无论是水泥数量的影响,还是水泥稠度的影响,实际都是水的影响。因此,影响混凝土拌合物和易性的决定性因素是其拌合用水量的多少。 二、砂率的影响 砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分比。 砂率是表示混凝土中砂子与石子二者的组合关系,砂率的变动,会使骨料的总表面积空隙率发生很大的变化,因此对混凝土拌合物的和易性有显著的影响。当砂率过大时,骨料的总表面积和空隙率均增大,当混凝土中水泥浆量一定的情况下,骨料颗粒表面积将相对减薄,拌合物就显得干稠,流动性就变小,如果保持流动性不变,则需增加水泥浆,就要多耗水泥,反之,若砂率过小,拌合物中显得石子多而砂子过少,形成的砂浆量不足以包裹石子表面,并不能填满石子间空隙,在石子间没有足够砂浆润滑层时,不但会降低混凝土拌合物的流动性,而且会严重影响其粘聚性和保水性,使混凝土产生骨料离析、水泥浆流失,甚至出现崩散现象。 由上可知,在配置混凝土时,砂率不能过大,也不能太小,因该选用合理的砂率值。 所谓合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌合物获得最大的流动性,且能保持粘聚性及保水性能良好的砂率值。 三、组成材料性质的影响 (1)水泥品种的影响 在水泥用量和用水量一定的情况下,采用矿渣水泥或火山灰水泥拌制的混凝土拌合物,其流动性比用普通水泥时小,这是因为前者水泥的密度较小,所以在相同水泥用量时,它们的绝对体积较大,因此在相同用水量情况下,混凝土就显得较稠,若要二者达到相同的塌落度,前者每立方米混凝土的用水量必须增加一些,另外,矿渣水泥拌制的混凝土拌合物泌水性较大。 (2)骨料性质的影响 骨料性质指混凝土所用骨料的品种、级配、颗粒粗细及表面形状等。在混凝土骨料用量一定的情况下,采用卵石和河沙拌制的混凝土拌合物,其流动性比碎石和山砂拌制的好:用级配好的骨料拌制的混凝土拌合物和水性好,用细砂拌制的混凝土拌合物的流动性较差,但粘聚性和保水性好。 (3)外加剂的影响 混凝土拌合物掺入减水剂或引气剂,流动性明显提高,引气剂还可以有效的改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性,二者还分别对硬化混凝土的强度与耐久性起着十分有利的作用。 四、拌合物存放时间及环境温度的影响 搅拌拌制的混凝土拌合物,随着时间的延长会变得越来越干稠,塌落度将逐渐减小,这是由于拌合物中的一些水分逐渐被骨料吸收,一部分被蒸发,以及水泥的水化与凝聚结构的逐渐形成等作用所致。 混凝土拌合物的和易性还受温度的影响,随着环境温度的升高,混凝土的塌落度损失的更快,因为这时的水分蒸发及水泥的化学反应将进行的更快。 和易性。混凝土的主要性质是和易性。和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。影响和易性的因素主要有以下几方面。1)用水量;2)水灰比;3)砂率;4)其他影响因素:水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等。 (2)普通混凝土结构的力学性质。1)混凝土的抗压强度和强度等级。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪,其中以抗压强度为最高,所以混凝土主要用来抗压。2)普通混凝土受压破坏特点。混凝土受压破坏主要发生在水泥石与骨料的界面上。混凝土受荷载之前,粗骨料与水泥石界面上实际已存在细小裂缝。。3)影响混凝土强度的因素。影响混凝土强度的因素主要有: (A)水泥强度和水灰比。(B)龄期。(C)养护温度和湿度。(D)施工质量,施工质量是影响混凝土强度的基本因素。4)提高混凝土强度的措施。提高混凝土强度的措施有:采用高强度等级水泥、采用干硬性混凝土拌合物、采用湿热处理(蒸汽养护和蒸压养护)、改进施TT艺、加强搅拌和振捣(采用混凝 土拌合用水磁化、混凝土裹石搅拌法等新技术)、加入外加剂(如加入减水剂和早强剂等)。 (3)普通混凝土的变形性质。1)化学收缩。2)干湿变形。3)温度变形。4)荷载作用下的混凝土变形。混凝土变形分为弹性变形和塑性变形。徐变是指混凝土在持续荷载作用下,随时间增长的变形称为徐变。徐变变形,初期增长较快,然后逐渐减慢,一般持续2~3年才逐渐趋于稳定。 然而怎么提高混凝土和易性呢?一下有几种施工过程中经常用到的方法: 1。当塌落度值比设计要求值小或大时,在水灰比不变的情况下,增加或减少水泥浆量,或在保持砂率不变的情况下,按比例减少或增加粗细骨料用量。 2。选用最佳砂率。 3。改善砂石级配。 4。尽量减少较粗的砂石。 5。增加水泥浆量。 6。使用外加剂(减水剂、塑化剂)。 所以。。。。。 以上资料仅供参考,,,
这样很好,有助于省料和坚固。
深孔注浆技术在地铁隧道施工中的应用论文
近年来,由于我国交通事业取得了较大的进步,进而推动了城市地铁的发展。地铁作为城市现代化发展的新标志、新形象,在一定程度上不仅缓解了交通的拥挤,还为城市的发展奠下了有效的基础。地铁工程建设数量的不断增加,就需要对地铁隧道的施工安全进行主要的控制,因所施工的地质条件以及周围的环境等都较为复杂,对地铁隧道的施工具有重要的影响,为了使地面的沉降量得到减少,就必须要对周围环境进行全面的了解和分析。为了提高地铁隧道施工的安全性以及稳定性,采取深孔注浆技术已经成为了地铁施工的重要方式。
1 注浆加固的原理
就注浆加固而言,则是对周围的岩层以及土体进行水泥浆液的渗透、充填以及压密作业,这样一来就可以形成浆脉现象。对于地层中岩层中存在的不均匀现象,则可以对钻孔的岩层注入适量的水灰浆液,灌浆孔经过向外扩张的作用后,就会致使圆柱状浆体的形成,然后钻孔周围存在的岩层就会被挤压以及充填。另外,在灌浆施工过程中,由于岩层裂缝以及浆液渗透的作用,在地层中浆液的方向就会有所不同,并且纵模相互交错,浆脉的片状、条状以及团块状的厚薄也不一样,然后浆脉通过凝结就会形成硬化现象,就可以较少沉降量的发生,还可以确保其承载能力。
2 注浆质量的控制要点
第一,在进行注浆施工的过程中,注浆的材料以及浆液的配合比必须要符合施工方案的标准。对浆液的搅拌还应该要求均匀地进行,若不经过搅拌浆液就会产生沉淀,就需要禁止使用。
第二,在进行注浆施工前,还必须要检查注浆泵、注浆管线以及灰浆搅拌机是否能具备完好状态。若其中一台注浆泵出现问题,就会对整体的注浆施工产生重要的影响,所以就需要及时的修复,使注浆尽快地恢复,为确保对注浆的质量提供有利的根据。
第三,对于双液注浆作业来说,则浆液混合器的使用必须是单向阀的形式,要求禁止使用其他仪器来取代,这样一来就可以避免管路、注浆泵堵塞问题的出现。在进行注浆的过程中,必须要确保注浆管路的畅通,避免因注浆管路堵塞因素对注浆结束标准的判断产生影响。
第四,在双液注浆过程中,还要对浆液的吸入比例进行经常性的检查,对浆液凝胶的时间进行测试,这样就能够提高注浆加固的效果,并且还可以确保浆液强度。另外,注浆量以及注浆压力还要按照施工前方案的标准进行合理的控制,还要对注浆的压力、注浆的时间等做好记录,以便及时地发现问题,并且能够及时地进行处理。
3 地铁工程深孔注浆的具体施工
3.1 地铁工程的地质以及水文地质的概况
3.1.1 地铁施工工程的地质。对于整个地铁区间来说,由于地质条件十分复杂,有些地铁工程的原河床底部位置属于上软下硬地层,并且存在拱顶在富水砾砂层、中砂层中进行穿越。还有些注浆的掌子面大多属于富水砂层,并且某些地铁部分的全断面一般都是砂层,区间还多次较近距离地在重要建构筑物及较为重要的管线中穿越。
有些地铁工程施工的中砂层以及砾砂层成分主要是以石英石为主,并且含有大量的黏粒。有时还可以看见卵石,通过饱和,就可以达到稍密至中密的效果,这样一来级配就会较好,但是分选性较差。因此,要是在动水的作用下,就会很容易使流塑状得到软化,进而导致坍塌的出现,并且不具有稳定性。
3.1.2 地铁施工水文地质。就有些地铁区间范围地下水而言,若地下水的水位是21~30.5米,就需要以孔隙潜水为主,区间局部的地段具有较小的承压能力,主要因素是通过大气的降水作用给予的,并且水量极其丰富,水质很容易产生污染现象。由于岩层裂隙水的发育较快,主要分布在花岗岩的构造节理裂隙密集带以及强风带中。由于富水性的基岩裂隙的'发育程度以及贯通度会随着地表水源连通性的变化而变化,主要是通过大气降水以及孔隙潜水补给的形式进行,并且局部地段具有一定的承压能力。
3.2 深孔注浆之前技术的准备
3.2.1 要对该工程施工的对象以及特点进行了解和分析。主要内容有:工程的地质特征,这对工程所使用的材料以及工艺具有影响。水文地质特征,对材料、设备以及工艺有着影响。周边环境特点影响着材料、工艺。造价以及工期要求影响着设备以及劳动力的组织。
3.2.2 要对浆液注入地层的方法进行了解。主要内容有:对于中粗砂层来说,就需要通过超细水泥水玻璃双液浆注浆固结来完成渗透扩散。动水粉细砂层溶洞需要通过六种混材料来完成注浆固结的劈裂扩散。另外,对于断层破碎带来说,需要通过普通水泥水玻璃双液浆进行注浆加固裂隙的填充。对于粉细砂层中局部空洞而言,就需要通过普通水泥单液浆来进行挤压填充作业。
3.3 浆液注入地层的方式
3.3.1 渗透扩散产生在中粗砂层,就需要采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆固结。
3.3.2 劈裂扩散产生在动水粉细砂层溶洞,就需要采用六种共混材料注浆固结。
3.3.3 裂隙填充产生在断层破碎带,就需要采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆加固。
3.3.4 挤压填充产生在粉细砂层中局部空洞,就需要采用普通水泥单液浆挤压填充。
3.4 深孔注浆参数
3.4.1 浆液凝胶时间:双液浆凝胶时间为30sec~3min,单液浆不宜超过8h。
3.4.2 单孔单段注浆量:根据公式计算。
3.4.3 注浆分段长度:前进式分段注浆每环15m。
3.4.4 注浆终压:0.1~0.3MPa。
3.4.5 注浆速度:砂层、粉质黏性土为20~40L/min,砂砾石为40~60L/min,断层破碎带为60~120L/min。因此,注浆参数则是按照地层的实际情况进行检验确认的,并且还需要在施工现场进行不断地完善以及调整工作。另外,在注浆的施工过程中,还根据注浆压力的变化对注浆参数进行调整。所以,本次施工工程要根据砂层和粉质黏土特性进行施工,注浆参数的设定如下:TGRM深孔注浆扩散半径为0.65~0.8m;注浆终压为0.2~0.3MPa;注浆速度为10~100L/min;前进式分段注浆长度为2~3m;TGRM浆液水灰比W∶C=0.8∶1~1∶1。
3.5 深孔注浆工艺
对于TGRM前进式分段深孔注浆工艺而言,则具体注浆过程是:对水平地质需要采取钻机进行成孔作业,然后还要对孔口进行孔口管的安装,再对孔口管内进行钻注施工。另外,要对各个循环进尺严格控制在2~3m之间。等到成孔完成后还要将钻杆退出,然后通过法兰盘、注浆管的安装来进行注浆施工,法兰盘的拆除要等到浆液凝固完成后进行,再次实施钻孔,不断进行循环,直到钻孔的深度符合施工标准的要求才可以停止。
3.6 注浆孔间排距
控制好注浆孔间的排距,可以实现浆液扩散范围的相互重叠,不易产生漏注区现象。在本工程应用过程中,需要根据现场施工的实际情况对钻孔进行设置,则注浆孔的设置是从工作面向开挖的方向进行的,就会呈现辐射状。另外,钻孔的设置还要均匀地进行,成圆圈形式,这样就可以确保注浆量的充分使用。
3.7 深孔注浆效果的检验
在深孔注浆完成之后,进行地铁隧道开挖之前,就必须要对钻芯取样的抗压强度进行检测,土体在注浆加固后强度就需要保持在1.5MPa以上。若没有达到要求值,还需要再次进行注浆加固。另外,等到注浆加固完成后,其掌子面就可以通过检测看到有没有渗漏水问题的出现,这样就可以增加土体的强度。
4 结语
目前,随着城市地铁的快速发展,深孔注浆技术在地铁隧道的应用越来越广泛,对隧道存在的安全问题进行有力的解决。由于深孔注浆施工技术具有较多的优点,通过采取此措施,不仅可以提高地表的沉降量,还能够降低环境的污染。与此同时,还确保了地铁施工的安全性,降低了地铁施工的成本,使地铁更好地为社会服务。
参考文献
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[3] 戴 兴民.深孔管注浆技术在地铁工程中的应用[J].交通建设与管理,2014,(12)
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摘 要: 建筑结构的现场检测,按结构、材料不同可分为混凝土和钢结构现场检测。通过对混凝土建筑结构、砌体结构及钢结构现场检测方法的总结、分析、评价,结合检测技术的现场应用,提出对结构现场检测技术的展望。 关键词: 建筑结构;检测方法;非破损检测;强度 引言 建筑结构的现场检测,按不同结构、不同材料可分为:混凝土结构现场检测和钢结构的现场检测,本文试对其现状和发展趋势进行分析和展望。 1、混凝土结构现场检测方法 混凝土结构宏观性能试验方法是“试件试验”。这类方法以试件破坏时的实测值,作为判断混凝土性能的依据较为直观,称为破损性实验,由于试件中的混凝土与结构中的混凝土质量、受力状况及各种条件不可能完全一致,而且对于建筑结构的现场检测也不太适用。 20 世纪30 年代混凝土非破损检测方法发展起来了,如回弹法、超声脉冲法等在不破损混凝土的条件下进行现场检测。 1. 1 回弹法 回弹法是用回弹仪弹击混凝土表面,由仪器重锤回弹能量的变化,反映混凝土的弹性和塑性性质,测量混凝土的表面硬度推算抗压强度,是混凝土结构现场检测中常用的一种非破损试验方法,我国已编制了规范。 回弹法的主要优点是:仪器构造简单,方法易于掌握,检测效率高,费用低廉,影响因素较少,但还存在一定不足:回弹值受碳化深度、测试角度的影响,石子种类对其也有影响,要对回弹值进行不同的修正,对存在有质量疑问区域的混凝土,需用其它方法进行进一步检测。 1. 2 超声脉冲法 用超声脉冲法检测混凝土强度是测试超声波在混凝土中的传播参数,找出混凝土抗压强度与这些参数的关系,确定其抗压强度。 混凝土是各向异性的多相复合材料,内部存在广泛分布的砂浆与骨料的界面和各种缺陷,使超声波在混凝土中的传播要比在均匀介质中复杂得多,产生反射、折射和散射现象,并出现较大衰减,因此超声脉冲法检测混凝土强度虽然能够检测出混凝土内部存在的问题,但是对测试仪器、换能器与混凝土的强度和超声传播声速间的定量关系受到混凝土的原材料性质及配合比的影响;测试试件的温度和含水率的影响等,只有综合考虑各种因素和条件,建立高拟合度的专门曲线,使用时才能得到比较满意的精度。 1. 3 超声回弹综合法 超声回弹综合法是建立在超声传播和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系上,以声速和回弹值来综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。 超声回弹综合法在一定程度上克服了以单一指标评定混凝土强度的不足,它把石子和测试面的影响,从检测结果中加以修正,对于多指标综合,能较全面地反映与混凝土强度有关的各种要素的作用,提高了测试精度。 1. 4 钻芯法 钻芯法与前3 种方法不同。它用专用取芯机从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱型的混凝土芯样,并根据芯样的抗压试验强度,推定混凝土的抗压强度,是一种较为直观可靠的检测混凝土强度的方法,由于需要从结构上取样,对原结构有局部损伤,所以是一种现场检测的半破损试验方法。 钻芯法为许多国家所采用,俄罗斯、美国、英国、日本、法国等都制定了各自的标准,国际标准化组织也提出了相应国际标准草案( ISO/ DIS7034) 。 1. 5 拔出法 拔出法试验也是一种半破损检测方法,它是用一金属锚固件预埋入未硬化的混凝土浇筑构件内,或在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一膨胀螺栓,然后测试锚固件或膨胀螺栓被拔出时的拉力,由被拔出时的锥台型混凝土块的投影面积确定混凝土的拔出强度,并由此推算出混凝土的抗压强度。 拔出法在美国、加拿大、丹麦等国家已广泛得到应用,国际标准化组织( ISO) 曾提出关于测定硬化混凝土拔出强度的国际标准草案( ISO/ DIS8046) 。 1. 6 超声脉冲法 超声脉冲法是检测混凝土内部缺陷和操作应用最广泛的方法,当结构混凝土中存在缺陷或损伤时,超声脉冲通过缺陷时会产生绕射,传播的声速要比相同种类材质无缺陷混凝土的传播声速要小,声时偏长;缺陷界面上产生反射,因而能量显著衰减,波幅和频率明显降低,接收信号的波形平缓,甚至发生畸变,因此可判别混凝土的缺陷与损伤,这在工程验收、事故处理和已建建筑物可靠性鉴定工作中,可为结构补强和维修,提供可靠的判别依据。 需要特别注意的是,有波形显示的超声检测仪方可用于探伤,而无波形显示的数字式声速仪,只能提供声时和声速作为唯一的判别依据,容易造成误判。 1. 7 混凝土结构中钢筋位置和钢筋锈蚀检测1. 7. 1 钢筋位置的检测 对已建混凝土结构作可靠性诊断和对新建混凝土结构施工质量鉴定时,要求确定钢筋位置、钢筋情况,当采用钻芯法检测混凝土强度时,为所取部位避开钢筋,也常作钢筋位置检测。常用的电磁感应法检测,比较适用于配筋稀疏和混凝土保护层不太厚的情况,当钢筋位置在同一平面或在不同平面内距离较大时,测得的结果比较满意。 1. 7. 2 钢筋锈蚀的检测 混凝土若质量差、工作环境恶劣或其它原因使结构产生各种裂缝,就会造成钢筋的锈蚀。而钢筋锈蚀则导致混凝土保护层胀裂、剥落,钢筋有效面积削弱等,直接影响结构的承载能力和使用寿命,而对已建结构进行结构鉴定和可靠度诊断时,必须对钢筋锈蚀进行检测。 用半电池法测量钢筋表面与探头之间的电位差,以判断钢筋锈蚀的可能性及锈蚀程度。 2、砌体结构的现场检测方法 砌体结构主要指砖砌体,砌体强度是由砖块和砂浆强度或施工时制做的砌体试块强度来决定的,传统的检测方法是直接从砌体结构上截取试样,进行抗压强度试验而砌体结构的特点导致取样存在较大难度,取样时的扰动又会对试样产生较大损伤,从而影响试验结果。因此,砌体结构的现场原位非破损或半破损试验方法理所当然地受到重视,并广泛开展研究和工程实际应用。 2. 1 砌体强度的间接测定法 砌体强度与砂浆和砖块强度有直接关系。由砂浆和砖块强度等级可确定砌体的抗压强度,间接测定法就是使用专门的仪器和专门的测试方法,测量砂浆和砖块的某一项强度指标或与材料强度有关的某一项物理参数,并由此间接测定砌体强度。 (1) 冲击法。依据物体破碎时所消耗的功与破碎过程中新产生表面积成正比的基本原理、由事先建立的单位功表面积增量和抗压强度之间的经验公式,求得砂浆或砖块试样的强度。 (2) 回弹法。检测砖块和砂浆强度的基本原理与混凝土强度检测的回弹法相同,只是采用专门的砂浆回弹仪,因为砖的表面硬度与强度有良好的相关性,所以,此法精度高,且简单、适用。 (3) 推出法。推出法又称顶推法、剪法,具体称单砖单剪法。即把一单砖的顶面、两侧面砂浆清除,只留底面,用特制的小千斤顶将其“顶出”,在极限状态时,测得砖与砂浆的粘接抗剪强度,并根据抗剪强度与抗压强度的关系,推出抗压强度。 此外尚有筒压法、点荷法等通过测定砂浆的强度来测定砌体强度的方法,都已进行了大量的研究,取得了一定成果。 2. 2 砌体强度直接测定法 (1) 抽样检测法。主要包括切割法与取芯法,切割法切割的试件宠大,搬运过程中扰动大,造成试验结果的离散性大,耗费大量的人力、财力,只限于庞大砌体工程质量事故处理及对其它方法的校准。取芯法是对芯样作抗压和抗剪试验,对砌体扰动也很大,其试验结果不太一致。 (2) 原位检测法。主要包括扁顶法、原位轴压法和原位剪切法。扁顶法是采用扁式液压测力器装入开挖的砌体灰缝中进行砌体强度的原位检测方法,它较好地克服了取样法的不足,但设备复杂,允许的极限应变较小,测定砌体的极限强度受到限制。原位轴压法是对扁顶法的改进,其原理与其一致,测定砌体的极限抗压强度,推算其标准抗压强度,缺点是设备较沉重,使用不便,原位剪切法是在墙体上直接测试砌体通缝的抗剪强度,由于对测试部位有限制,使其应用有一定的局限性。 (3) 动测综合法。动测综合法是振动反演理论在工程上的应用。在脉动、起振机共振、自由释放或冲击等激振方式的作用下,通过测量砌体结构的频率和振型等参数,根据系统识别理论得到层间刚度,推算出各层砌体轴心抗压强度,此法从房屋整体出发,不仅能得到砌体的强度,鉴定房屋的质量,便于对房屋进行安全性评定,随着检测仪器技术的改进,算法的优选,结果的精度不断提高,很有发展前途。 (4) 微观结构法。声、波、射线等在材料中传播时,会因材料的微观结构的判别而不同,由此可推断出材料的强度。我国在砌体房屋检测的方法有应力波法和超声波法。应力波法测低强和高强砂浆砌体时,精度不高,超声波法由于影响因素较多,测试结果不理想,有待进一步提高。 3、钢结构的现场检测方法 在我国的建筑结构形式中,钢结构也是一种重要的结构形式,对已建钢结构鉴定时,检查钢结构材质,了解结构钢材的力学性能,最理想的方法就是在结构上截取试样,由拉伸试验确定其强度,但会损伤结构,影响它的正常工作,因此,常用的方法有表面硬度法、超声法等。 3. 1 表面硬度法 表面硬度法由布氏硬度仪测定,由硬度计端部的钢珠受压时在钢材表面和硬度标准试样上的凹痕直径,测得钢材的强度,换算得到钢材的强度、屈服强度。此法在检测中,由于仪器简单、使用方便、基本无损害而得到广泛的应用。 3. 2 超声法检测钢材和焊缝缺陷 超声法检测钢材,多采用脉冲反射法。超声波脉冲发射进入被测材料传播,无缺陷时,不出现缺陷反射波,反之产生部分反射,由于钢材密度比混凝土大得多,为了能检测到较小的缺陷,要求选用较高的超声频率,此法比磁粉探伤、射线探伤更有利于现场检测。 4 、结构现场检测技术展望 结构现场检测技术对工程质量事故的检测、处理方面,具有重大的应用价值,从国内外的发展状况来看,该项技术涉及到多个学科的应用技术,应进一步研究、完善,应从以下几个方面来努力、创新。 (1) 新参数、新性能指标的测试。随着材料科学的发展,许多新材料被工程所应用,建筑结构设计的不断改进,一些新的参数和新的性能指标能够说明新材料和新结构的可靠性,需要不断研究这些参数指标的测试方法,为工程实践服务,是当前测试技术发展的趋势。 (2) 新思想的引入、对数学模型的创新和改善。在建筑结构检测方法的研究中,引入新思想,不仅要考虑宏观力学,还要考虑微观力学,深入全面地看问题。已有的检测方法中用到的经验公式有一定的局限性、在新的数学模型建立时,应更加注意其边界条件,扩大使用范围,提高拟合程度。 (3) 测量仪器的改进。随着计算机的普及与发展,改进测量仪器成为必然,测量仪小型化、智能化,使测试精度不断提高,以保证现场检测的需要。 (4) 操作方法的改进。结构检测仪器的操作方法要日趋简单化,使其更适合于大面积建筑工程质量的检测。
每个构件选10个测区,每个测区回弹记录16次(4点x4行,20cmx20cm);数据处理为每个测区16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值,余下10个求平均值,再按JGJ.T 23-2001《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》附录表换算.
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