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混凝土裂缝研究专科论文

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混凝土裂缝研究专科论文

浅谈混凝土的施工温度与裂缝 摘要:通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。 1摘 要 通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。1 裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(~)×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(~)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。2 温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。3 温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下:(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;改善约束条件的措施是:(1)合理地分缝分块;(2)避免基础过大起伏;(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。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。在混凝土浇筑初期,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,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。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。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。4 混凝土的早期养护实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。5 结束语以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。

砼墙体纵向微细裂缝调研处理方案(二) 关于主楼内核心筒大墙体砼墙产生纵向细微裂缝,分析调研处理问题,9月1日已按有关专业人士建议,我项目部已向工程部监理申请试行。在9月2日浇筑十二层墙柱中未见有很好效果,还是避免不了产生纵向细微裂缝,至于微细裂缝在砼墙体在长于5米以上,墙厚450以上高强度砼墙要完成克服处理完善是很难。在混凝土结构上是属于收缩现象,也属通病,目前在世界上,中国上都在调研。现在工程部,监理要求我施工单位多方面调研,我作为施工方配合调研,是应尽力配合调研。但要我施工单位调研能有100%的效果是不敢担保,现经过多方调研,又根据深圳安托山搅拌站试验室主任和飞天利高级工程师再调研,在砼配合比再作调研,增加骨料和缓凝剂材料,减少粉煤灰,先确稳定砼强度,再做摸索调整。在这方面我公司也通过向有关专业人士请教,要克服裂缝处理,最大的处理方案就是从配合比调研,骨料调整适当增加,降低水化热,在这方面飞天利搅拌站厂家在9月10日作了一个C50新配合比,水泥量保持原上层重量387kg,粉煤灰100kg,比原更少29kg,砂769kg,比原增加11kg,碎石1050kg比原增加57kg,水减少10kg,外加剂增,我项目部经研究认为在保证水泥容量,适当增加骨料,对降低水化热,减少收缩方面效果可能是会好一些,所向工程部、监理申请下一歩施工按新配合比施工,对浇筑技术加强管理,保持

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。

混凝土裂缝论文

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水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文

在平时的学习、工作中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。写起论文来就毫无头绪?以下是我精心整理的水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要: 水泥混凝土,也称水泥砼,由水、水泥以及多种的混合材料组成,广泛地运用于工程施工。由于水泥混凝土结构施工会受到温度、水分、技术条件等多种因素的影响,所以在使用过程中非常容易出现裂缝。结合工程实际,简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了相关防治措施。

关键词: 工程施工;水泥混凝土结构;裂缝;结构病害;

水泥混凝土结构裂缝,是水泥混凝土施工过程中常见的结构病害。如果处理不及时,会使水泥混凝土出现严重结构性损坏,不仅增加了水泥混凝土结构的施工造价成本,同时也缩短了水泥混凝土结构的使用年限。由于部分水泥混凝土结构施工工期较紧,对水泥混凝土结构裂缝处理不够及时,导致水泥混凝土结构建筑物在使用过程中达不到预定要求。在实际施工过程中,应在分析水泥混凝土结构产生裂缝原因的基础上,及时制订施工防治技术方案,保证水泥混凝土结构施工的持续、有效开展。

1、工程施工中常见裂缝类型

由水泥混凝土集配问题引起的裂缝

现场施工人员经验主义作祟,未能及时掌握和调整施工现场水泥混凝土配比,一味地使用实验室配比,没有根据施工现场条件及时调整水泥混凝土结构配合比例,或者使用的原材料不合格,都极易造成水泥混凝土结构的裂缝。例如在水泥混凝土结构配比中,对各类原材料、水、外加剂等因素控制不当,结构物的强度达不到设计要求,就会产生裂缝[1]。

由环境原因引起的裂缝

水泥混凝土结构环境原因引起的裂缝,主要指的是由于水泥混凝土结构施工过程中温度、湿度等环境因素的变化对结构物引起的裂缝。施工过程中出现了较大的温、湿度等环境因素变化时,会导致水泥混凝土结构物理性能发生变化,进而出现裂缝。

由基础原因引起的裂缝

水泥混凝土结构基础原因引起的裂缝,主要是指在施工过程中没有对回填土进行挤密夯实而进行水泥混凝土结构施工所产生的裂缝;如果地基土质过于松软,在水泥混凝土结构施工前未进行夯实处理,同样也会出现水泥混凝土结构裂缝。如果水泥混凝土结构物长期被基础中的渗水浸泡,也会出现不均匀裂缝[2]。

由后期养护不当引起的裂缝

水泥混凝土施工过程中,应及时进行水泥混凝土养护。如果养护不及时,水泥混凝土面层将会出现干缩性裂缝,出现水泥混凝土表面“起皮”现象;或因温度不够达不到水泥混凝土终凝条件,水泥混凝土整体出现“断板”现象。

2、水泥混凝土结构裂缝带来的影响

容易埋下安全隐患,由于水泥混凝土结构裂缝的出现会影响到水泥混凝土建筑物原有的承载能力,进而缩短了水泥混凝土结构物的正常使用时间。在建筑施工过程中,裂缝的存在可能会造成大量的返修,浪费材料,延误工期,最终造成巨大的`经济和名誉损失。水泥混凝土结构裂缝会对建筑的外观质量造成极大的影响,影响工程的质量验收和后续款项的结算。

3、工程施工过程中,水泥混凝土结构裂缝产生的原因

在水泥混凝土结构施工过程中,受到温度、湿度、原材料本身以及施工技术等多方面因素的影响,会导致水泥混凝土结构出现裂缝。

原材料的影响

水泥混凝土中的原材料对水泥混凝土结构的质量起着至关重要的作用,一旦在施工过程中采用了不合格的原材料,就容易引起水泥混凝土裂缝现象:粗细集料含泥量过大会导致与水泥的黏合度不足;粗集料针片状比例过大、粗细集料配比不均会导致水泥混凝土密实度不足;水泥的最佳用水量及初、终凝时间等会对水泥混凝土结构的整体强度和水泥混凝土结构后期养护产生影响。

施工技术的影响

在水泥混凝土结构施工过程中,要采用科学的施工技术,加强对工程管理制度、施工组织设计的时间节点等关键要素的管理。在对水泥混凝土地面施工时,要对原地面进行找平、填土、分层夯实施工,不然会使水泥混凝土路面因受力不均而产生裂缝和“断板”现象。在水泥混凝土路面施工中,要将水泥混凝土路面振捣密实,切勿出现空洞而影响水泥混凝土路面的使用年限。在水泥混凝土施工养护的过程中,要及时观察和监测水分和温度变化情况,及时掌握水泥混凝土的初、终凝时间,实施喷水、覆盖保温设施。要保证水泥混凝土结构终凝后,才可以拆除模具,以免因水泥混凝土结构未达到强度而产生裂缝,影响水泥混凝土结构的正常使用。

物理性能的影响

由于水泥混凝土属于脆性材料,环境中温度、湿度对其影响较大。在温度、湿度数值出现较大变动时,水泥混凝土结构的应力也会出现相应的变化,导致水泥混凝土结构裂缝的产生。

4、工程施工中水泥混凝土结构裂缝的预防措施

水泥混凝土结构裂缝会对建筑物整体结构埋下隐患,有可能影响到人民群众的生命财产安全。通过对水泥混凝土结构裂缝产生原因的分析,需要对其做出积极的事前、事中、事后预防。

设计过程中的预防措施

科学制订水泥混凝土的配置比例。在水泥混凝土结构配比方案制订时,要合理控制水灰比,各类外加剂的添加要符合施工现场的实际情况。在实验室水泥混凝土配比符合施工要求的情况下,要在现场及时调整配比,不能一贯地依赖于实验室的配比结果。要根据水泥混凝土结构的高度、宽度、长度及时调整钢筋分布,使水泥混凝土结构应力分布均匀。加大对水泥混凝土原材料的质量监测力度,杜绝使用不合格的原材料。要根据实际情况,适时对水泥混凝土配比进行合理调整。

施工过程中的预防措施

水泥混凝土结构的施工过程是影响工程质量的关键步骤,科学的施工工序是决定水泥混凝土结构是否产生裂缝的重要因素。在施工前要注意水泥混凝土结构原基层的平整度;施工中要严格根据设计和工艺进行施工,保证水泥混凝土结构合理的施工配合比例,满足水泥混凝土结构设计强度与材料和易性的质量要求;在水泥混凝土运输过程中时,要对水泥混凝土采取保水、保温等相关的防护措施;在水泥混凝土浇筑过程中,要适时控制水泥混凝土的出料速度,并保证水泥混凝土结构浇筑过程中要振捣密实、均匀。要注重二次抹压在水泥混凝土施工工程中的重要作用,二次抹压能够减少水泥混凝土结构裂缝的出现。二次抹压时,要适时掌握水泥混凝土结构的初、终凝时间,如果抹压时间过晚,水泥混凝土结构已经逐渐凝固,即使抹压也不能使水泥混凝土结构物理外观形态变化;如果抹压时间过早,二次抹压后水泥混凝土结构才会产生裂缝,不会对水泥混凝土结构物理外观产生影响。所以,工程施工人员需对抹压的时机进行控制,介于水泥混凝土结构初凝和终凝之间的时间段进行抹压,方能减少裂缝的产生,提高水泥混凝土结构的质量[3]。

养护过程中的预防措施

水泥混凝土结构的养护要严格按照水泥混凝土结构养护国家标准来实施,使水泥混凝土结构的裂缝降到最低。要加强温、湿度监控,严格按照水泥混凝土结构设计要求,对水泥混凝土养护的温度、湿度和技术条件进行把控;要采取措施,合理控制温度、湿度数值的变化范围,在施工中可采用水泥混凝土结构表面覆盖塑料薄膜、草席的方法,保证水泥混凝土结构物的温度,适时人工洒水来保证水泥混凝土所需的湿度。另外,在工程施工过程中,要保证水泥混凝土结构养护工作周期满足规范要求,通常情况下水泥混凝土结构养护周期为7~15d,工程施工过程中的具体养护时间应根据施工现场的实际风力、温湿度等情况而决定[4]。

5、结束语

目前,水泥混凝土结构施工已经普遍使用到了各类工程中,水泥混凝土结构的质量直接影响着工程质量。本文简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了防治水泥混凝土结构裂缝的措施。但是,水泥混凝土结构裂缝牵扯的因素较多,在实际工程施工中很难避免。要在水泥混凝土结构工程项目施工过程中,从施工的各个环节进行水泥混凝土结构裂缝的预防控制,使工程施工的质量和效率得到有效的保障,使建设物的使用年限得到有力的保证。

6、参考文献

[1]冯树合.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].江西建材,2014(3):74.

[2]吴巍.基于工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防措施的分析[J].中华民居(下旬刊),2014(6):333-334.

[3]赵晓春.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].科技致富向导,2014(29):262.

[4]沈亚萍.房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].四川水泥,2015(6):225.

1、裂缝是混凝土的一个常见现象,也是混凝土一个十分复杂的问题。混凝土裂缝类型很多,各种裂缝的成因、裂缝形态、预防方法见附表。2、混凝土裂缝必须以预防为主,必须有设计、施工、混凝土生产企业各方面的通力合作,尤其是施工方与混凝土生产企业之间的互相配合。3、商品混凝土搅拌站预防裂缝的措施:1)严格控制集料的含泥量符合要求。2)不使用立窖水泥,刚出厂未经陈化的水泥不得急于使用。3)外加剂不能经常变更,非变更外加剂不可时,应做与水泥的适应性试验。4)使用合格的掺合料。5)控制水胶比、粉砂含量、胶凝材料用量不要过大。6)选择和使用适当的能保证密实性的砂率。7)合理使用膨胀剂,包括膨胀剂的类型和掺量。8)混凝土初凝和终凝之间的时间间隔不宜过长。9)混凝土搅拌计量准确,物料投放不发生错误,搅拌时间符合要求,坚持开盘鉴定,坚持搅拌生产过程质量控制。10)运输和泵送过程不改变混凝土的质量特性。11)做好预拌混凝土现场交接与现场服务。3、商品混凝土搅拌站要协助施工方做好混凝土的养护工作。1)尽可能早地保湿养护以避免塑性收缩裂缝。尽可能早是指正常情况下,当混凝土浇筑后12小时内必须开始养护,并尽可能地早;当遇到大风、干燥天气时应及时养护;大体积混凝土浇筑时应与浇筑工作同步。2)足够长时间的保湿养护以避免干燥收缩裂缝。足够长时间的湿养护是指硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土至少保湿养护7天。火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸水泥、复合硅酸盐水泥配制的混凝土以及掺有火山灰、粉煤灰掺合料的混凝土至少湿养护14天。3)保湿养护的方法。采用复盖保湿养护方式可使用麻片、草帘、锯末等进行复盖,适时浇水,一般地说可初凝后复盖,终凝后开始浇水。大面积水平结构,如地坪、楼板、屋面等也可以采用蓄水养护,但尽量推荐使用二次抹压后复盖塑料薄膜密封复盖的方法,保持塑料膜内有凝结水,尤其是对板状结构。4)为防止温度裂缝隙的产生,尤其是对大体积混凝土在保湿养护的同时,还应做好保温养护,保湿和保温必须同步。5)模板必须有足够强度和刚度的支撑。6)合理地浇筑顺序。7)适度振捣,不欠振,也不过振,适时抹压。8)不过早拆模,拆模时防止剧烈振动和冲击。9)当混凝土强度较低(一般低于)时,不得踩踏和过早施加荷载。10)养护过程中如发现遮盖不全,浇水不足,以至表面泛白或出现细小干缩裂缝时,应立即遮盖,充分浇水,加强养护,并延长浇水养护时间加以补救。

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混凝土裂缝论文研究现状

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。

首先,这个尺寸的混凝土是大体积混凝土这方面是可以确定的。我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定:混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,称之为大体积混凝土。第二,题主说的两个方法实际上是不同的两个方面。分层浇筑是混凝土施工过程中的施工措施;预埋PVC管通水降温是混凝土浇筑完成后养护过程中的养护措施;这两个方面是不但不相矛盾反而是相符相承的。混凝土一次浇筑的高度根据浇筑部位的不同,从到2m不等;题主这个承台厚度达到4m,如果想一次浇筑到位的话,不是不行但是投入将相当大,而且危险系数很大。混凝土中胶凝材料主要是水泥的水化热的释放时一个持续缓慢的过程,在混凝土浇筑完成后会持续较长的时间。由于大体积混凝土的尺寸较大,结构内部的水化热的释放不能够自主的通过结构自身散发从而在结构内部持续积累,如果不采取措施将内部的热量导出,将很有可能产生有害裂缝,危害结构安全。预埋PVC管通水降温的作用就是为了将内部的温度导出,使得结构温度均匀,保证结构安全。

首先,这个尺寸的混凝土是大体积混凝土这方面是可以确定的。我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定:混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,称之为大体积混凝土。第二,题主说的两个方法实际上是不同的两个方面。分层浇筑是混凝土施工过程中的施工措施;预埋PVC管通水降温是混凝土浇筑完成后养护过程中的养护措施;这两个方面是不但不相矛盾反而是相符相承的。

混凝土裂缝论文文献

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水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文

在平时的学习、工作中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。写起论文来就毫无头绪?以下是我精心整理的水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要: 水泥混凝土,也称水泥砼,由水、水泥以及多种的混合材料组成,广泛地运用于工程施工。由于水泥混凝土结构施工会受到温度、水分、技术条件等多种因素的影响,所以在使用过程中非常容易出现裂缝。结合工程实际,简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了相关防治措施。

关键词: 工程施工;水泥混凝土结构;裂缝;结构病害;

水泥混凝土结构裂缝,是水泥混凝土施工过程中常见的结构病害。如果处理不及时,会使水泥混凝土出现严重结构性损坏,不仅增加了水泥混凝土结构的施工造价成本,同时也缩短了水泥混凝土结构的使用年限。由于部分水泥混凝土结构施工工期较紧,对水泥混凝土结构裂缝处理不够及时,导致水泥混凝土结构建筑物在使用过程中达不到预定要求。在实际施工过程中,应在分析水泥混凝土结构产生裂缝原因的基础上,及时制订施工防治技术方案,保证水泥混凝土结构施工的持续、有效开展。

1、工程施工中常见裂缝类型

由水泥混凝土集配问题引起的裂缝

现场施工人员经验主义作祟,未能及时掌握和调整施工现场水泥混凝土配比,一味地使用实验室配比,没有根据施工现场条件及时调整水泥混凝土结构配合比例,或者使用的原材料不合格,都极易造成水泥混凝土结构的裂缝。例如在水泥混凝土结构配比中,对各类原材料、水、外加剂等因素控制不当,结构物的强度达不到设计要求,就会产生裂缝[1]。

由环境原因引起的裂缝

水泥混凝土结构环境原因引起的裂缝,主要指的是由于水泥混凝土结构施工过程中温度、湿度等环境因素的变化对结构物引起的裂缝。施工过程中出现了较大的温、湿度等环境因素变化时,会导致水泥混凝土结构物理性能发生变化,进而出现裂缝。

由基础原因引起的裂缝

水泥混凝土结构基础原因引起的裂缝,主要是指在施工过程中没有对回填土进行挤密夯实而进行水泥混凝土结构施工所产生的裂缝;如果地基土质过于松软,在水泥混凝土结构施工前未进行夯实处理,同样也会出现水泥混凝土结构裂缝。如果水泥混凝土结构物长期被基础中的渗水浸泡,也会出现不均匀裂缝[2]。

由后期养护不当引起的裂缝

水泥混凝土施工过程中,应及时进行水泥混凝土养护。如果养护不及时,水泥混凝土面层将会出现干缩性裂缝,出现水泥混凝土表面“起皮”现象;或因温度不够达不到水泥混凝土终凝条件,水泥混凝土整体出现“断板”现象。

2、水泥混凝土结构裂缝带来的影响

容易埋下安全隐患,由于水泥混凝土结构裂缝的出现会影响到水泥混凝土建筑物原有的承载能力,进而缩短了水泥混凝土结构物的正常使用时间。在建筑施工过程中,裂缝的存在可能会造成大量的返修,浪费材料,延误工期,最终造成巨大的`经济和名誉损失。水泥混凝土结构裂缝会对建筑的外观质量造成极大的影响,影响工程的质量验收和后续款项的结算。

3、工程施工过程中,水泥混凝土结构裂缝产生的原因

在水泥混凝土结构施工过程中,受到温度、湿度、原材料本身以及施工技术等多方面因素的影响,会导致水泥混凝土结构出现裂缝。

原材料的影响

水泥混凝土中的原材料对水泥混凝土结构的质量起着至关重要的作用,一旦在施工过程中采用了不合格的原材料,就容易引起水泥混凝土裂缝现象:粗细集料含泥量过大会导致与水泥的黏合度不足;粗集料针片状比例过大、粗细集料配比不均会导致水泥混凝土密实度不足;水泥的最佳用水量及初、终凝时间等会对水泥混凝土结构的整体强度和水泥混凝土结构后期养护产生影响。

施工技术的影响

在水泥混凝土结构施工过程中,要采用科学的施工技术,加强对工程管理制度、施工组织设计的时间节点等关键要素的管理。在对水泥混凝土地面施工时,要对原地面进行找平、填土、分层夯实施工,不然会使水泥混凝土路面因受力不均而产生裂缝和“断板”现象。在水泥混凝土路面施工中,要将水泥混凝土路面振捣密实,切勿出现空洞而影响水泥混凝土路面的使用年限。在水泥混凝土施工养护的过程中,要及时观察和监测水分和温度变化情况,及时掌握水泥混凝土的初、终凝时间,实施喷水、覆盖保温设施。要保证水泥混凝土结构终凝后,才可以拆除模具,以免因水泥混凝土结构未达到强度而产生裂缝,影响水泥混凝土结构的正常使用。

物理性能的影响

由于水泥混凝土属于脆性材料,环境中温度、湿度对其影响较大。在温度、湿度数值出现较大变动时,水泥混凝土结构的应力也会出现相应的变化,导致水泥混凝土结构裂缝的产生。

4、工程施工中水泥混凝土结构裂缝的预防措施

水泥混凝土结构裂缝会对建筑物整体结构埋下隐患,有可能影响到人民群众的生命财产安全。通过对水泥混凝土结构裂缝产生原因的分析,需要对其做出积极的事前、事中、事后预防。

设计过程中的预防措施

科学制订水泥混凝土的配置比例。在水泥混凝土结构配比方案制订时,要合理控制水灰比,各类外加剂的添加要符合施工现场的实际情况。在实验室水泥混凝土配比符合施工要求的情况下,要在现场及时调整配比,不能一贯地依赖于实验室的配比结果。要根据水泥混凝土结构的高度、宽度、长度及时调整钢筋分布,使水泥混凝土结构应力分布均匀。加大对水泥混凝土原材料的质量监测力度,杜绝使用不合格的原材料。要根据实际情况,适时对水泥混凝土配比进行合理调整。

施工过程中的预防措施

水泥混凝土结构的施工过程是影响工程质量的关键步骤,科学的施工工序是决定水泥混凝土结构是否产生裂缝的重要因素。在施工前要注意水泥混凝土结构原基层的平整度;施工中要严格根据设计和工艺进行施工,保证水泥混凝土结构合理的施工配合比例,满足水泥混凝土结构设计强度与材料和易性的质量要求;在水泥混凝土运输过程中时,要对水泥混凝土采取保水、保温等相关的防护措施;在水泥混凝土浇筑过程中,要适时控制水泥混凝土的出料速度,并保证水泥混凝土结构浇筑过程中要振捣密实、均匀。要注重二次抹压在水泥混凝土施工工程中的重要作用,二次抹压能够减少水泥混凝土结构裂缝的出现。二次抹压时,要适时掌握水泥混凝土结构的初、终凝时间,如果抹压时间过晚,水泥混凝土结构已经逐渐凝固,即使抹压也不能使水泥混凝土结构物理外观形态变化;如果抹压时间过早,二次抹压后水泥混凝土结构才会产生裂缝,不会对水泥混凝土结构物理外观产生影响。所以,工程施工人员需对抹压的时机进行控制,介于水泥混凝土结构初凝和终凝之间的时间段进行抹压,方能减少裂缝的产生,提高水泥混凝土结构的质量[3]。

养护过程中的预防措施

水泥混凝土结构的养护要严格按照水泥混凝土结构养护国家标准来实施,使水泥混凝土结构的裂缝降到最低。要加强温、湿度监控,严格按照水泥混凝土结构设计要求,对水泥混凝土养护的温度、湿度和技术条件进行把控;要采取措施,合理控制温度、湿度数值的变化范围,在施工中可采用水泥混凝土结构表面覆盖塑料薄膜、草席的方法,保证水泥混凝土结构物的温度,适时人工洒水来保证水泥混凝土所需的湿度。另外,在工程施工过程中,要保证水泥混凝土结构养护工作周期满足规范要求,通常情况下水泥混凝土结构养护周期为7~15d,工程施工过程中的具体养护时间应根据施工现场的实际风力、温湿度等情况而决定[4]。

5、结束语

目前,水泥混凝土结构施工已经普遍使用到了各类工程中,水泥混凝土结构的质量直接影响着工程质量。本文简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了防治水泥混凝土结构裂缝的措施。但是,水泥混凝土结构裂缝牵扯的因素较多,在实际工程施工中很难避免。要在水泥混凝土结构工程项目施工过程中,从施工的各个环节进行水泥混凝土结构裂缝的预防控制,使工程施工的质量和效率得到有效的保障,使建设物的使用年限得到有力的保证。

6、参考文献

[1]冯树合.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].江西建材,2014(3):74.

[2]吴巍.基于工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防措施的分析[J].中华民居(下旬刊),2014(6):333-334.

[3]赵晓春.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].科技致富向导,2014(29):262.

[4]沈亚萍.房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].四川水泥,2015(6):225.

水泥混凝土早期裂缝成因及防治

早期裂缝是水泥混凝土路面的关键问题,早期裂缝对于道路的使用寿命和运营安全具有重要影响,需要在施工过程中进行管理和控制。下面由我为大家分享水泥混凝土早期裂缝成因及防治,欢迎大家阅读浏览。

1 水泥混凝土路面早期裂缝的成因分析

分析水泥混凝土路面的施工全过程,早期裂缝的形成主要是在水泥混凝土养护过程中产生,但其形成原因却包含了水泥混凝土原材料质量、配比,施工和易性、振捣和养护的控制,施工中温度的影响等,这些成因是复杂的,但从裂缝形成的机理和呈现特点来看,早期裂缝的形成主要是水泥混凝土的塑性收缩、自收缩和温度收缩等效应形成,以下将从这三个方面剖析早期裂缝的成因特点和组成。

塑性收缩效应

塑性收缩是水泥混凝土在浇筑振捣过程中,由于水分蒸发引起混凝土表面收缩而形成的裂缝,这些裂缝的分布没有规律性,主要呈现网状或者斜向,与路面结构的受力特点无必然联系。塑性裂缝在水泥混凝土浇筑过程中或多或少会产生,其形成机理是水泥在硬化过程中,水分蒸发使得水泥混凝土的化学反应受到影响,导致水泥混凝土各个材料不能完全黏结,形成了细微的裂缝。一般塑性裂缝主要发生在面层表面,因此表面的水分蒸发速度是最快的,失水效率也是最高的,因此塑性裂缝的深度一般在0~50mm之间。塑性开裂的程度与浇筑过程中气温、湿度和浇筑温度等因素高度相关,气温越高、风速越大、湿度越低,则水分的`蒸发速度越快,裂缝也更容易产生。

自收缩效应

自收缩是指水泥混凝土中的水泥在水化过程中需要消耗水分,这个水化过程使得混凝土的相对湿度变低,造成毛细孔、凝胶孔等缺少,造成胶凝料体积变小,即混凝土内部部分材料收缩,而这种自收缩作用受到周边其他材料的限制并产生裂纹。这种自收缩完全是水泥混凝土的本身特性所致,因此一般的施工过程都需要加入缓凝剂,延缓水泥混凝土的凝结,降低水化效率,从而减少不必要的自收缩裂缝。大量研究表明:未加入缓凝剂的混凝土,在初凝开始就会进行自收缩,1d时间内自收缩值就能达到28d的50%~60%,说明了自收缩主要发生在早期。为了避免自收缩效应,需要加入一定量的缓凝剂以保证质量。

温度收缩效应

温度收缩是混凝土材料的一个关键问题。目前我国生产的水泥品种,其比表面都比较大,水泥的水化速度很快,这就使得水泥混凝土在浇筑过程中,在初凝的时间段内水泥产生水化作用大量放热,这些热量可以使得浇筑的路面温度上升6~10℃,而水化放热完成后,周围空气和热交换作用使得面层的温度降低,而面层内部的温度尚无法进行高效率的热交换,使得路面的表面和内部形成温度差,这个温度差的作用使得内部水泥混凝土约束表面的收缩,导致面层混凝土开裂。一般而言,面层厚度越大,温度收缩效应越明显,裂缝的数量、宽度和深度等也将越大,而水泥混凝土的水泥用量、周围气温对温度效应也有显著影响,例如水泥用量越大,则水化效应更显著,温度收缩效应也越大;周围气温越大、昼夜温差越大,则温度的收缩效应也越显著。

2 水泥混凝土路面早期裂缝防治措施

明确了水泥混凝土的早期裂缝特点和成因后,可以针对裂缝形成的源头建立防治措施和方法,保证水泥混凝土路面结构的施工质量。具体而言,可以从原材料控制、材料配比的控制、施工质量控制、混凝土板切缝等方面形成防治措施。

原材料控制

水泥混凝土的原材料质量是确保路面施工质量的关键,也是影响塑性收缩和自收缩效应的关键。首先,水泥材料的选择非常关键,为了降低早期裂缝,应该选择强度高、干缩性好及抗冻性能好的水泥材料,例如矿渣硅酸盐水泥的早期强度低、水化热又高,很容易产生早期裂缝,不宜采用。其次,混凝土骨料的级配和粒径等也是重要影响因素,骨料应该确保无风化、含泥量低且强度足够,骨料的粒径应该采用连续粒径级配,保证集料与水泥的黏结密实而不容易产生离析;最后,水泥混凝土的混合料中水的质量也需要保证,不能随便采用江河水,需要确保用水的质量满足混凝土浇筑要求。

材料配比的控制

原材料的配比同样影响水泥混凝土的早期性能,这其中水泥用量和水用量是需要特别关注的配比,除温度收缩效应外,塑性收缩和自收缩都是由于水分的蒸发或者水泥用量太多引起,因此需要控制混凝土在必要的潮湿状态下硬化。水泥在水化过程中需要少量的水,而大部分的水是为了保证混凝土的和易性,因此需要严格控制配比中的单位用水量。减水剂是一种较为有效的含水量控制方法,在水泥硬化过程中加入早强剂有利于减少裂缝形成。

施工质量控制

早期裂缝的形成因素之一是水泥混凝土各种配料之间连接不紧密,为了保证不均匀的收缩,需要在振捣过程中将水泥混凝土各种混合料振捣密实,在保证密实的情况下还需要确保振捣的均匀,一般振捣不好的部位也是最容易产生早期裂缝的部位。此外,振捣过程中还需要对混合料的含水量进行控制,根据实际的振捣情况以及混合料的运输距离、摊铺时间等进行合理调控。另外,水泥混凝土路面压实完成后,还需要进行必要的养护,养护也是避免早期裂缝的关键工序,养生的过程是要确保混凝土与周围环境温度差别不至于过大,同时要确保养护环境的湿度,避免早期裂缝的形成和发展,当水泥路面达到标准的抗拉强度后,可不再进行养护。

混凝土板切缝

由于水泥混凝土路面是面状结构,在浇筑完成后温度收缩效应是影响其质量的关键,即便养护完成,由于环境的昼夜温差等作用,都可能会在路面结构中产生早期裂缝,因此应该及时进行切缝处理。混凝土板的切缝应该结合环境的变化进行调整,基本原则是确保切缝的质量,不引起路面损坏,切缝的时机是混凝土板达到基本强度后开展。

3 结论

早期裂缝是水泥混凝土路面的关键问题,早期裂缝对于道路的使用寿命和运营安全具有重要影响,需要在施工过程中进行管理和控制。论文探讨了水泥混凝土路面早期裂缝的形成原因,剖析了塑性收缩、自收缩和温度收缩是早期裂缝产生的三个主要原因,并探讨了其内在影响机理,最后提出了处置早期裂缝的方法,应该从原材料、配比、施工管控和混凝土面板切缝等措施出发,以保证水泥混凝土路面的施工质量,降低早期裂缝的形成和发展。

参考文献:

[1] 胡敏玲,胡力群.水泥混凝土路面早期裂纹、裂缝成因及其防治措施[J].交通标准化,2006(1):130-133.

[2] 王鹏.浅谈水泥混凝土路面早期裂缝危害及分类防治[J].北方交通,2008(6):34-35.

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水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文

在平时的学习、工作中,大家都不可避免地会接触到论文吧,论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。写起论文来就毫无头绪?以下是我精心整理的水泥混凝土结构裂缝的影响、成因及防治策略论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要: 水泥混凝土,也称水泥砼,由水、水泥以及多种的混合材料组成,广泛地运用于工程施工。由于水泥混凝土结构施工会受到温度、水分、技术条件等多种因素的影响,所以在使用过程中非常容易出现裂缝。结合工程实际,简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了相关防治措施。

关键词: 工程施工;水泥混凝土结构;裂缝;结构病害;

水泥混凝土结构裂缝,是水泥混凝土施工过程中常见的结构病害。如果处理不及时,会使水泥混凝土出现严重结构性损坏,不仅增加了水泥混凝土结构的施工造价成本,同时也缩短了水泥混凝土结构的使用年限。由于部分水泥混凝土结构施工工期较紧,对水泥混凝土结构裂缝处理不够及时,导致水泥混凝土结构建筑物在使用过程中达不到预定要求。在实际施工过程中,应在分析水泥混凝土结构产生裂缝原因的基础上,及时制订施工防治技术方案,保证水泥混凝土结构施工的持续、有效开展。

1、工程施工中常见裂缝类型

由水泥混凝土集配问题引起的裂缝

现场施工人员经验主义作祟,未能及时掌握和调整施工现场水泥混凝土配比,一味地使用实验室配比,没有根据施工现场条件及时调整水泥混凝土结构配合比例,或者使用的原材料不合格,都极易造成水泥混凝土结构的裂缝。例如在水泥混凝土结构配比中,对各类原材料、水、外加剂等因素控制不当,结构物的强度达不到设计要求,就会产生裂缝[1]。

由环境原因引起的裂缝

水泥混凝土结构环境原因引起的裂缝,主要指的是由于水泥混凝土结构施工过程中温度、湿度等环境因素的变化对结构物引起的裂缝。施工过程中出现了较大的温、湿度等环境因素变化时,会导致水泥混凝土结构物理性能发生变化,进而出现裂缝。

由基础原因引起的裂缝

水泥混凝土结构基础原因引起的裂缝,主要是指在施工过程中没有对回填土进行挤密夯实而进行水泥混凝土结构施工所产生的裂缝;如果地基土质过于松软,在水泥混凝土结构施工前未进行夯实处理,同样也会出现水泥混凝土结构裂缝。如果水泥混凝土结构物长期被基础中的渗水浸泡,也会出现不均匀裂缝[2]。

由后期养护不当引起的裂缝

水泥混凝土施工过程中,应及时进行水泥混凝土养护。如果养护不及时,水泥混凝土面层将会出现干缩性裂缝,出现水泥混凝土表面“起皮”现象;或因温度不够达不到水泥混凝土终凝条件,水泥混凝土整体出现“断板”现象。

2、水泥混凝土结构裂缝带来的影响

容易埋下安全隐患,由于水泥混凝土结构裂缝的出现会影响到水泥混凝土建筑物原有的承载能力,进而缩短了水泥混凝土结构物的正常使用时间。在建筑施工过程中,裂缝的存在可能会造成大量的返修,浪费材料,延误工期,最终造成巨大的`经济和名誉损失。水泥混凝土结构裂缝会对建筑的外观质量造成极大的影响,影响工程的质量验收和后续款项的结算。

3、工程施工过程中,水泥混凝土结构裂缝产生的原因

在水泥混凝土结构施工过程中,受到温度、湿度、原材料本身以及施工技术等多方面因素的影响,会导致水泥混凝土结构出现裂缝。

原材料的影响

水泥混凝土中的原材料对水泥混凝土结构的质量起着至关重要的作用,一旦在施工过程中采用了不合格的原材料,就容易引起水泥混凝土裂缝现象:粗细集料含泥量过大会导致与水泥的黏合度不足;粗集料针片状比例过大、粗细集料配比不均会导致水泥混凝土密实度不足;水泥的最佳用水量及初、终凝时间等会对水泥混凝土结构的整体强度和水泥混凝土结构后期养护产生影响。

施工技术的影响

在水泥混凝土结构施工过程中,要采用科学的施工技术,加强对工程管理制度、施工组织设计的时间节点等关键要素的管理。在对水泥混凝土地面施工时,要对原地面进行找平、填土、分层夯实施工,不然会使水泥混凝土路面因受力不均而产生裂缝和“断板”现象。在水泥混凝土路面施工中,要将水泥混凝土路面振捣密实,切勿出现空洞而影响水泥混凝土路面的使用年限。在水泥混凝土施工养护的过程中,要及时观察和监测水分和温度变化情况,及时掌握水泥混凝土的初、终凝时间,实施喷水、覆盖保温设施。要保证水泥混凝土结构终凝后,才可以拆除模具,以免因水泥混凝土结构未达到强度而产生裂缝,影响水泥混凝土结构的正常使用。

物理性能的影响

由于水泥混凝土属于脆性材料,环境中温度、湿度对其影响较大。在温度、湿度数值出现较大变动时,水泥混凝土结构的应力也会出现相应的变化,导致水泥混凝土结构裂缝的产生。

4、工程施工中水泥混凝土结构裂缝的预防措施

水泥混凝土结构裂缝会对建筑物整体结构埋下隐患,有可能影响到人民群众的生命财产安全。通过对水泥混凝土结构裂缝产生原因的分析,需要对其做出积极的事前、事中、事后预防。

设计过程中的预防措施

科学制订水泥混凝土的配置比例。在水泥混凝土结构配比方案制订时,要合理控制水灰比,各类外加剂的添加要符合施工现场的实际情况。在实验室水泥混凝土配比符合施工要求的情况下,要在现场及时调整配比,不能一贯地依赖于实验室的配比结果。要根据水泥混凝土结构的高度、宽度、长度及时调整钢筋分布,使水泥混凝土结构应力分布均匀。加大对水泥混凝土原材料的质量监测力度,杜绝使用不合格的原材料。要根据实际情况,适时对水泥混凝土配比进行合理调整。

施工过程中的预防措施

水泥混凝土结构的施工过程是影响工程质量的关键步骤,科学的施工工序是决定水泥混凝土结构是否产生裂缝的重要因素。在施工前要注意水泥混凝土结构原基层的平整度;施工中要严格根据设计和工艺进行施工,保证水泥混凝土结构合理的施工配合比例,满足水泥混凝土结构设计强度与材料和易性的质量要求;在水泥混凝土运输过程中时,要对水泥混凝土采取保水、保温等相关的防护措施;在水泥混凝土浇筑过程中,要适时控制水泥混凝土的出料速度,并保证水泥混凝土结构浇筑过程中要振捣密实、均匀。要注重二次抹压在水泥混凝土施工工程中的重要作用,二次抹压能够减少水泥混凝土结构裂缝的出现。二次抹压时,要适时掌握水泥混凝土结构的初、终凝时间,如果抹压时间过晚,水泥混凝土结构已经逐渐凝固,即使抹压也不能使水泥混凝土结构物理外观形态变化;如果抹压时间过早,二次抹压后水泥混凝土结构才会产生裂缝,不会对水泥混凝土结构物理外观产生影响。所以,工程施工人员需对抹压的时机进行控制,介于水泥混凝土结构初凝和终凝之间的时间段进行抹压,方能减少裂缝的产生,提高水泥混凝土结构的质量[3]。

养护过程中的预防措施

水泥混凝土结构的养护要严格按照水泥混凝土结构养护国家标准来实施,使水泥混凝土结构的裂缝降到最低。要加强温、湿度监控,严格按照水泥混凝土结构设计要求,对水泥混凝土养护的温度、湿度和技术条件进行把控;要采取措施,合理控制温度、湿度数值的变化范围,在施工中可采用水泥混凝土结构表面覆盖塑料薄膜、草席的方法,保证水泥混凝土结构物的温度,适时人工洒水来保证水泥混凝土所需的湿度。另外,在工程施工过程中,要保证水泥混凝土结构养护工作周期满足规范要求,通常情况下水泥混凝土结构养护周期为7~15d,工程施工过程中的具体养护时间应根据施工现场的实际风力、温湿度等情况而决定[4]。

5、结束语

目前,水泥混凝土结构施工已经普遍使用到了各类工程中,水泥混凝土结构的质量直接影响着工程质量。本文简要分析了水泥混凝土结构工程施工中出现裂缝的原因,并提出了防治水泥混凝土结构裂缝的措施。但是,水泥混凝土结构裂缝牵扯的因素较多,在实际工程施工中很难避免。要在水泥混凝土结构工程项目施工过程中,从施工的各个环节进行水泥混凝土结构裂缝的预防控制,使工程施工的质量和效率得到有效的保障,使建设物的使用年限得到有力的保证。

6、参考文献

[1]冯树合.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].江西建材,2014(3):74.

[2]吴巍.基于工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防措施的分析[J].中华民居(下旬刊),2014(6):333-334.

[3]赵晓春.工程施工中水泥混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].科技致富向导,2014(29):262.

[4]沈亚萍.房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].四川水泥,2015(6):225.

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。

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.

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