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哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计(论文)第1章 绪论1.1 概述混凝土,简称为“砼(tng)”:是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。混凝土是一种抗压能力比较高的材料,但是他的抗压能力却很低,这使得混凝土结构的应用受到很大的限制。但是如果在混凝土构件的受拉区配置一定数量的钢筋。钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料组成的共同受力结构,除以受压为主的构件外,通常是以混凝土承担压力、钢筋承担压力。因此,钢筋混凝土结构能比较充分地利用混凝土和钢筋这两种材料的力学性能。钢筋和混凝土这两种性能不同的材料能结合在一起受力,主要是由于他们之间有良好的粘结力,能牢固地结成整体。当构件承受外荷载时,钢筋和相邻的混凝土具有相同变形,两者共同工作不产生相对滑动。此外钢筋与混凝土的线膨胀系数又较接近,当温度变化时,这两种材料不致产生相对的温度变形而破坏他们之间的结合。钢筋混凝土除了较合理地利用钢筋和混凝土两种材料的性能外,还有下列优点:(1)耐久性好 处于良好环境的钢筋混凝土结构,混凝土的强度随时间不断增长,且钢筋受混凝土保护而不易锈蚀,所以钢筋混凝土结构的耐久性好,不像钢结构那样需要定期维修。(2)耐火性好 由传热性差的混凝土作钢筋的保护层,在遭受火灾时比刚、木结构的耐火性强。(3)整体性好 现浇整体式钢筋混凝土结构,整体性好,因而有利于抗震及防爆。(4)刚性好 钢筋混凝土结构的刚性大,在使用荷载不仅产生较小的变形,故有效地用于对变形要求较严格的各种建筑物。(5)可模性好 钢筋混凝土可根据设计需要,浇制成各种形状和尺寸的结构,特别适宜于建造外形复杂的大体积结构及空间薄壁结构。这一特点是砖石、钢、木等结构所没有的。(6)就地取材 钢筋混凝土中所用的砂、石材料,一般可以就地、就近取材,因而材料运输费用少,可以显著降低建筑造价。相对来说它的能源消耗也比钢结构和砖砌体结构少。(7)节约钢材 钢筋混凝土结构合理地利用钢筋及混凝土各自的优良性能,在某些情况下,能代替钢结构,节约钢材,降低造价。但是,钢筋混凝土也有缺一些点:(1) 自重比钢结构大,不利于建造大跨度结构及高层建筑。(2) 施工比钢结构复杂, 建造期一般较长,不易在冬季和雨天施工,必须采用相应的施工措施才能保证质量(3) 一般情况下浇筑混凝土要用模板,现浇时还要用脚手架(支架),因而需要一定数量的施工用木材或钢材和其他材料。同时,混凝土在质量上通常出现的一些问题的原因:蜂窝、麻面、孔洞、露筋、缝隙和夹层、缺棱掉角、强度不足,均质性差。钢筋混凝土结构在工程上的应用是极为广泛的,在工业与民用建筑、桥梁、道路工程、地下工程、水里工程、核电站、港口、航道工程、海洋工程以及水压机、机床、船舶等都有广泛使用这种组合材料。1.2 混凝土结构的发展简况混凝土结构的应用虽然只有150年左右的历史,但它比砖石、钢木结构具有更多的优点,目前在我国每年混凝土用量约9亿m,钢筋用量约2000万t,经测算,我国每年仅混凝土结构需耗资2000亿元以上,在生产商用量之大,耗资之巨,居世界前列。可以预见,混凝土将使我国今后相当长时期内一种重要的工程结构材料,混凝土的发展可以从以下借个方面简要介绍如下。1.2.1材料混凝土:其发展的主要方向是高强、轻质、耐久、抗震(爆)。1.2.1.1 高性能混凝土 所谓高性能混凝土是指混凝土具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面优越性能的混凝土,它是近年来混凝土材料发展的一个重要方面,从强度而言,抗压强度大于C50的混凝土属于高强混凝土,提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土可以减小截面尺寸,减轻自重,获得较大的经济效益,同时具有良好的耐久性。目前估计上混凝土已达到很高的强度,如罗马尼亚已制成C170的混凝土,美国已制成C200的混凝土,我国已制成C100的混凝土。预计到21世纪以后,特种混凝土的抗压强度可达400N/,相当于现在所用的HRB400级钢筋的抗压屈服强度。高强混凝土的主要缺点是延性差。在我国为提高混凝土强度所采用的主要措施:采用高效减水剂以降低水灰比是获得高强度混凝土的主要技术方法;采用优质水泥,如采用525、625及725号的硫酸盐水泥、铁铝酸盐水泥;采用优质骨料;利用优质掺合料,如采用优质的磨细粉煤灰、硅灰、天然沸石矿粉或超细矿渣等。1.2.1.2 轻集(骨)料混凝土 利用天然轻骨料(如浮石、凝灰岩等)、工业废料轻集料(如炉渣、粉煤灰、煤矸石等)及其轻砂,人造轻集料(页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等)制成的轻集料混凝土,具有自重较小(可减轻自重1030%),相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点一般常用的轻集料混凝土的强度等级为C15C20,高强轻集料混凝土可达C100,自重为1718N/m。自二十世纪六十年代以来,轻质高强混凝土是建造高层、大跨结构的主要材料。国外用于工程结构的轻集料混凝土为C30C60,自重为1014N/m。目前,我国生产的人造轻集料的松散自重为5-8 N/m,可配制城级别为C7.35C30,自重为1218 N/m的轻集料混凝土;同时,又生产处超轻陶粒,松散自重为35 N/m,达到国际先进水平。我国发展轻集料混凝土的重要途径是积极利用工业废渣废料。降低混凝土生产成本,变废为用,减少城市或厂区的污染,减少堆积废料占用的土地。另一个途径是大力开采和利用天然轻集料,我国吉林、黑龙江、内蒙古、山西等地均有丰富的天然轻集料。1.2.1.3 改良混凝土 包括:纤维增强混凝土为了改善混凝土抗拉性能和延性差的缺点,20世纪60年代以后,掺加纤维以改善混凝土性能的研究和应用发展得相当迅速,目前研究较多的有掺钢纤维、耐碱玻璃纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维、植物纤维等。钢筋纤维具有抗拉、抗弯、抗剪、耐磨、抗疲劳、延性及耐性好的性能,工程应用相当广泛,例如用于构件的三维复杂受力部位、抗震框架节点区、刚性防水屋面、地下防水工程、混凝土拱桥拱体受拉区、桥梁桥面、公路路面、机场道面、水工建筑中的高速冲刷及防腐部位,喷射钢筋纤维混凝土用于隧洞衬砌工程以及结构加固工程等处,均取得了良好的效果。目前国内已用钢丝切断法、薄板剪切法、钢锭切削法、熔钢抽丝法等几种方法进行钢纤维生产。1.2.1.3.1 钢丝网水泥 是在砂浆中铺设钢丝网及骨架钢筋作为薄壁结构,具有良好抗裂能力和变形能力,在国内外造船、水里、建筑工程中应用较为广发。我国对钢丝网水泥船的制造,在世界上具有先进水平的。12.1.3.2 树脂混凝土 是树脂和混凝土符合而成的新型材料,其强度可达100N/mm以上。常用的树脂有聚酯树脂和环氧树脂。树脂混凝土强度高、成形性好,耐腐蚀性强,多用于冶金、化工部门有腐蚀介质作用的结构及容器。 1.2.2 配筋混凝土结构的配筋材料,最近在国际上研究较多的是树脂粘结的纤维筋,常用的有树脂粘结的碳纤维、玻璃纤维及芳纶纤维。国外研究指出,以上这些纤维制成的筋材强度都很高,只是玻璃纤维筋的抗碱化性能较差。为了减少裂缝宽度和构件的变形,我国一些地区研究采用焊成梯格形的双钢筋,它主要用于在板式构件或跨度不大的小梁及直径不大的筒仓、水泥罐等处。为了节约钢材用量,国内用光圆的HPB235级钢筋,冷轧成带肋的直径小于母材直径的冷轧带肋钢筋,另一种也是用HPB235级钢筋扭转成型的冷轧变形钢筋或冷轧扭钢筋。这两种冷轧钢筋的抗拉强度比母材HPB235级钢筋大大提高,与混凝土粘结强度也提高,从而节约材料用量,获得经济效益,它主要用于板式构件的手里钢筋或梁、柱的箍筋过作预应力筋。为了扩大这种钢筋用于梁、柱的手里钢筋可采用双筋或三筋的并筋,但需适当增大其锚固长度。在海洋环境或有腐蚀性介质的环境中,如冬季撒盐的桥面,为了防止钢筋锈蚀,可不用锈钢制造的钢筋,但价格昂贵,另一个用途是用环氧树脂敷钢筋表面,防止钢筋生锈,这一方法在日本、美国等应用。1.3 混凝土施工工艺1.3.1 施工工艺分类离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有:素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。1.3.2 混凝土拌合物的和易性分类干硬性混凝土、 半干硬性混凝土、 塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等原材料水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性;进而通过化学和物理化学作各种各样的混凝土用凝结硬化而产生强度。一般说来,饮用水都可满足混凝土拌和用水的要求。水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响。集料不仅有填充作用,而且对混凝土的容重、强度和变形等性质有重要影响。 为改善混凝土的某些性质,可加入外加剂。由于掺用外加剂有明显的技术经济效果,它日益成为混凝土不可缺少的组分。为改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能,节约水泥,在混凝土搅拌时也可掺入磨细的矿物材料掺合料。它分为活性和非活性两类。掺合料的性质和数量,影响混凝土的强度、变形、水化热、抗渗性和颜色等。1.3.3 混凝土的制备1.3.3.1 配合比设计 制备混凝土时,首先应根据工程对和易性、强度、耐久性等的要求,合理地选择原材混凝土设备料并确定其配合比例,以达到经济适用的目的。混凝土配合比的设计通常按水灰比法则的要求进行。材料用量的计算主要用假定容重法或绝对体积法。1.3.3.2 混凝土搅拌机 混凝土搅拌机:根据不同施工要求和条件,混凝土可在施工现场或搅拌站集中搅拌。流动性较好的混凝土拌合物可用自落式搅拌机;流动性较小或干硬性混凝土宜用强制式搅拌机搅拌。搅拌前应按配合比要求配料,控制称量误差。投料顺序和搅拌时间对混凝土质量均有影响,应严加掌握,使各组分材料拌和均匀。1.3.3.3输送与灌筑 输送与灌筑:混凝土拌合物可用料斗、皮带运输机或搅拌运输车输送到施工现场。其灌筑方式可用人工或借助机械。采用混凝土泵输送与灌筑混凝土拌和物,效率高,每小时可达数百立方米。无论是混凝土现浇工程,还是预制构件,都必须保证灌筑后混凝土的密实性。其方法主要用振动捣实,也有的采用离心、挤压和真空作业等。掺入某些高效减水剂的流态混凝土,则可不振捣。1.3.3.4 养护 养护的目的在于创造适当的温湿度条件,保证或加速混凝土的正常硬化。不同的养护方法对混凝土性能有不同影响。常用的养护方法有自然养护、蒸汽养护、干湿热养护、蒸压养护、电热养护、红外线养护和太阳能养护等。养护经历的时间称养护周期。为了便于比较,规定测定混凝土性能的试件必须在标准条件下进行养护。中国采用的标准养护条件是:温度为203C;湿度不低于90%。1.3.4 混凝土的主要性能1.3.4.1 和易性 混凝土拌合物最重要的性能。它综合表示拌合物的稠度、流动性、可塑性、抗分层离析泌水的性能及易抹面性等。测定和表示拌合物和易性的方法和指标很多,中国主要采用截锥坍落筒测定的混凝土现场坍落度(毫米)及用维勃仪测定的维勃时间(秒),作为稠度的主要指标。强度混凝土硬化后的最重要的力学性能,是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力的能力。水灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护,都直接影响混凝土的强度。混凝土按标准抗压强度(以边长为150mm的立方体为标准试件,在标准养护条件下养护28天,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度)划分的强度等级,称为标号,分为C10、C15、C20、C25等。混凝土的抗拉强度仅为其抗压强度的1/131/8。提高混凝土抗拉、抗压强度的比值是混凝土改性的重要方面。变形混凝土在荷载或温湿度作用下会产生变形,主要包括弹性变形、塑性变形、收缩和温度变形等。混凝土在短期荷载作用下的弹性变形主要用弹性模量表示。在长期荷载作用下,应力不变,应变持续增加的现象为徐变,应变不变,应力持续减少的现象为松弛。由于水泥水化、水泥石的碳化和失水等原因产生的体积变形,称为收缩。 混凝土的变形分为两类,一类是在荷载作用下的受力变形,如单调短期加载的变形、荷载长期作用下的变形以及多次重复加载的变形;另一类与受力无关,称为体积变形,如混凝土收缩以及温度变化引起的变形。耐久性1.3.4.2 耐久性 在一般情况下,混凝土具有良好的耐久性。但在寒冷地区,特别是在水位变化的工程部位以及在饱水状态下受到频繁的冻融交替作用时,混凝土易于损坏。为此对混凝土要有一定的抗冻性要求。用于不透水的工程时,要求混凝土具有良好的抗渗性和耐蚀性。抗渗性 、抗冻性 、抗侵蚀性 为混凝土组成材料与结构普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、细骨料(砂)、外加剂和水拌合,经硬化而成的一种人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用,并抑制水泥的收缩;水泥和水形成水泥浆,包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用,使混凝土拌合物具有良好工作性能,硬化后将骨料胶结在一起,形成坚强的整体。主要技术性质混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性、混凝土强度、变形及耐久性等。和易性又称工作性,是指混凝土拌合物在一定的施工条件下,便于各种施工工序的操作,以保证获得均匀密实的混凝土的性能。和易性是一项综合技术指标,包括流动性(稠度)、粘聚性和保水性三个主要方面。 强度是混凝土硬化后的主要力学性能,反映混凝土抵抗荷载的量化能力。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度。其中以抗压强度最大,抗拉强度最小。 混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形等。水泥用量过多,在混凝土的内部易产生化学收缩而引起微细裂缝。 混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用,长期保持强度和外观完整性的能力。包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等。第2章 常见质量通病产生的原因2.1 蜂窝混凝土结构局部出现酥松、砂浆少、石子多、石子之间形成空隙类似蜂窝状的窟窿。产生的原因: (1) 混凝土配合比不当或砂、石、水泥材料加水量计量不准,造成砂浆少、石子多。(2)混凝土搅拌时间不够,未拌合均匀,和易性差,振捣不密实。(3)下料不当或下料高度过高,使混凝土离析,造成石子集中。(4)一次浇捣混凝土太厚,分层不清,混凝土交接不清,振捣不实,或漏振,或振捣时间不够,振捣质量无法掌控。(5)模板缝隙未堵严,水泥浆流失。(6)钢筋较密,使用的石子粒径过大或坍落度过小。(7)基础、柱、墙根部未稍加间歇就继续灌上层混凝土。2.2 麻面混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点,形成粗糙面,但无钢筋外露现象。产生的原因:(1)配合比计量不准,砂石级配不好。(2)模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理于净,拆模时混凝土表面被粘坏。(3)模板未浇水湿润或湿润不够,构件表面混凝土的水分被吸去,使混凝土失水过多出现麻面。(4)摸板拼缝不严,局部漏浆。(5)模扳隔离剂涂刷不匀,或局部漏刷或失效混凝土表面与模板粘结造成麻面。(6)混凝土振捣不实,气泡未排出,停在模板表面形成麻点。2.3 孔洞混凝土结构内部有尺寸较大的空隙,局部没有混凝土或蜂窝特别大,钢筋局部或全部裸露。产生的原因:(1)配合比计量不准,砂石级配不好。(2)在钢筋较密的部位或预留孔洞和埋件处,混凝上下料被搁住,未振捣就继续浇筑上层混凝土。(3)混凝上离析,砂浆分离,石子成堆,严重跑浆,又未进行振捣。(4)混凝土一次下料过多、过厚,下料高度过高,振捣器振动不到,形成松散孔洞。(5)混凝土内掉入木块、泥块等杂物,混凝土被卡住。(6)洞口、坑底模板无排气口,混凝土内有气囊。2.4 露筋混凝土内部主筋、负筋或箍筋局部裸露在结构构件表面。产生的原因:(1)在灌筑混凝土时,钢筋保护层垫块位移或垫块太少或漏放,致使钢筋紧贴模板外露。(2)结构构件截面小,钢筋过密,石子卡在钢筋上,使水泥砂浆不能充满钢筋周围,造成露筋。(3)混凝土配合比不当,产生离折,靠模板部位缺浆或模板漏浆。(4)混凝土保护层太小,保护层处混凝土振捣不实,或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋,使钢筋位移,造成露筋。(5)木模扳未浇水湿润,吸水粘结或脱模过早,拆模时缺棱、掉角,导致露筋。2.5 缝隙和夹层烂根混凝土内存在水平或垂直的松散混凝土夹层。产生的原因:(1)施工缝或变形缝未经接缝处理、清除表面水泥薄膜和松动石子,未除去软弱混凝土层,未充分湿润就灌筑混凝土。(2)施工缝处锯屑、泥土、砖块等杂物未清除或未清除干净。(3)模板根部缝隙堵塞不严漏浆。(4)浇筑前未下同混凝土配合比成份相同的无石子砂浆。(5)混凝土和易性差,水灰比过大石子沉底。(6)浇筑高度过高,混凝土集中一处下料,混凝土高析或石子赶堆(7) 振捣不实(8)模内清理不净,湿润不好。(9)混凝土浇灌高度过高,未设串简、溜槽,造成混凝土离析。(10)底层交接处未灌接缝砂浆层,接缝处混凝土未很好振捣。2.6 缺棱掉角结构或构件边角处混凝土局部掉落,不规则,棱角有缺陷。产生的原因:(1)木模板未充分浇水湿润或湿润不够,混凝土浇筑后养护不好,造成脱水,强度低,或模板吸水膨胀将边角拉裂,在拆模时棱角被粘掉。(2)低温施工过早拆除侧面非承重模板。(3)在拆模时,边角受外力或重物撞击,或保护不好,棱角被碰掉。(4)模板未涂刷隔离剂,或涂刷不均,造成拆模粘连。(5)养护不好。2.7 强度不足,均质性差同批混凝土试块的抗压强度平均值低于设计要求强度等级。产生的原因:(1)水泥过期或受潮,活性降低;砂石集料级配不好,空隙大,含泥量大,杂物多;外加剂使用不当,掺量不准确。(2)混凝土配合比不当,计量不准,施工中随意加水,使水灰比增大。(3)混凝土加料顺序颠倒,搅拌时间不够,拌合不匀。(4)冬期施工拆模过早,或早期受陈。(5)混凝土试块制作未振捣密实,养护管理不善,或养护条件不符合要求,在同条件养护时,早期脱水,或受外力砸坏。2.8 裂缝2.81 干缩裂缝 混凝土初期硬化期间水泥放出大量的水化热,内部温度不断上升,在混凝土表面形成拉应力,后期降温过程中,由于受到其他混凝土构件的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。同时,气温(或者混凝土表面温度)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,便会出现裂缝。绝大多数混凝土内部湿度变化很小,同时变化也很慢,但表面湿度变化较大而剧烈。这主要是因为养护不到位、时干时湿,表面干缩变形受到内部混凝土的约束,使表面混凝土受到拉力,导致表面出现裂缝。众所周知,混凝土是一种脆性的不均匀性的材料,抗拉强度只有抗压强度的110左右。加之,原材料的不均匀性、集料级配的不合理性、水灰比的不稳定性。运输和浇筑过程的离析现象,振捣过程中出现漏振或者过振的现象,形成一个一个层面,在同一个混凝土构件中,其抗拉强度也不均匀,存在很多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要由钢筋承担,混凝土只承受压应力。如果在其边缘部位出现拉应力,那么只能依靠混凝土自身来承担。如果产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度。便形成了裂缝。2.8.2 塑性收缩 塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩,塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽,两侧细长且长短不一,互不连贯状态,较短的裂缝一般长2030厘米,较长的裂缝可达23米,宽15毫米,其长生的主要原因为:混凝土在终凝钱几乎没有强度或强度较小,或者混凝土刚终凝而强度很小时,受高温或大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中长生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土强度又无法抵抗其本身收缩,因此长生龟裂。影响混凝土塑性开裂的主要因素有水灰比,混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。2.8.3 沉降裂缝 此类裂缝一般在建筑物下部由下往上发展呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝且首先在窗对角突破;反之当两端沉降过大则形成的两端由下往上的倒缝也首先在窗对角突破还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时由于一侧的不均匀沉降还可导致在此处产生水平推力而组成力偶从而导致此交接处的竖缝。混凝土表面裂缝几乎无处不在,或呈线形分布或成网状分布,或者有规律分布,或者无规则分布。从混凝土浇筑成型至构件的使用期,混凝土的裂缝几乎伴随其终生。就其产生的原因,无外乎以下几点:温度和湿度的变化;混凝土的脆性和不均匀性;结构不合理;碱骨料反应;模板变形;基础不均匀沉降;拆模过早;结构性破坏;临时放置位置不当(如箱梁、空心梁板的支座不在永久支座处);施加预应力时混凝土强度不足。产生的原因:当建筑物的地基、基础产生不均匀沉降时,建筑物墙体内产生附加应力,当墙体内应力超过墙体的极限强度时,在墙体的薄弱部位出现沉降裂缝,并将随不均匀沉降量的增大而不断增大。常见的沉降缝根据破坏形态分为整体弯曲裂缝和剪力裂缝两类,裂缝的走向以斜向和竖向裂缝较多,也有水平裂缝。2.8.4 温度裂缝 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的地区的混凝土结构中,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工过程中后期。混凝土施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮袭击,会导致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生,温度裂缝的走向通常无一定的规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密,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。此种裂缝的出现混引起钢筋锈蚀,混凝土碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。第3章 防治措施3.1 蜂窝的防治措施 (1)认真设计、严格控制混凝土配合比,经常检查,做到计量准确,混凝土拌合均匀,坍落度适合;混凝土下料高度超过 2m 应设串筒或溜槽;浇灌应分层下料,分层振捣,防止漏振;模板缝应堵塞严密,浇灌中,应随时检查模板支撑情况防止漏浆;基础、柱、墙根部应在下部浇完间歇 11.5h,沉实后再浇上部混凝土,避免出现“烂脖子”。(2)小蜂窝洗刷干净后,用 1:2 或 1:2.5 水泥砂浆抹平压实;对较大蜂窝,凿去蜂窝处薄弱松散颗粒,刷洗净后,支模用高一级细石混凝土仔细填塞捣实。对较深蜂窝,如清除困难,可埋压浆管、排气管,表面抹砂浆或灌筑混凝土封闭后,进行水泥压浆处理。3.2麻面的防治措施(1)模板表面清理干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物,浇灌混凝土前,模板应浇水充分湿润,模板缝隙,应用油毡纸、腻子等堵严,模扳隔离剂应选用长效的,涂刷均匀,不得漏刷;混凝土应分层均匀振捣密实,至排除气泡为止。(2)表面作粉刷的,可不处理,表面无粉刷的,应在麻面部位浇水充分湿润后,用原混凝土配合比去石子砂浆,将麻面抹平压光。3.3 孔洞的防治措施(1)在钢筋密集处及复杂部位,采用细石混凝土浇灌,在模扳内充满,认真分层振捣密实,预留孔洞,应两侧同时下料,侧面加开浇灌门,严防漏振,砂石中混有粘土块、模板工具等杂物掉入混凝土内,应及时清除干净。(2)将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除,用压力水冲洗,湿润后用高强度等级细石混凝土仔细浇灌、捣实。3.4 露筋的防治措施(1)浇灌混凝土,应保证钢筋位置和保护层厚度正确,并加强检验查,当钢筋密集时,应选用适当粒径的石子,保证混凝土配合比准确和良好的和易性;浇灌高度超过 2m,应用串筒、或溜槽进行下料,以防止离析;模板应充分湿润并认真堵好缝隙;混凝土振捣严禁撞击钢筋,操作时,避免踩踏钢筋,如有踩弯或脱扣等及时调整直正;保护层混凝土要振捣密实;正确掌握脱模时间,防止过早拆模,碰坏棱角。(2)表面露筋刷洗净后,在表面抹 1:2 或 1:2.5 水泥砂浆,将露筋部位抹平;露筋较深的凿去薄弱混凝上和突出颗粒,洗刷干净后,用比原来高一等级的细石混凝土填塞压实。35 缝隙和夹层的防治措施(1)认真按施工验收规范要求处理施工缝及变形缝表面;接缝处锯屑、泥土砖块等杂物应清理干净并洗净;混凝土浇灌高度大于 2m 应设串筒或溜槽,接缝处浇灌前应先浇 50100mm 厚原配合比无石子砂浆,以利结合良好,并加强接缝处混凝土的振捣密实。(2)当缝隙夹层不深时,可将松散混凝土凿去,洗刷干净后用 1:2 或 1:2.5 水泥砂浆填密实;缝隙夹层较深时,应清除松散部分和内部夹杂物,用压力水冲洗干净后支模,灌细石混凝土或将表面封闭后进行压浆处理。3.6 缺棱掉角的防治措施(1)木模板在浇筑混凝土前应充分湿润,混凝土浇筑后应认真浇水养护,拆除侧面非承重模板时,混凝土应具有 1.2Nmm2 以上强度;拆模时注意保护棱角,避免用力过猛过急;吊运模板,防止撞击棱角。(2)将缺棱掉角处松散颗粒凿除,冲洗充分湿润后,用 1:2 或 1:2.5 水泥砂浆抹补齐整,或用比原来高一等级混凝土捣实补好,认真养护。3.7 混凝土强度不足的防治措施(1)水泥应有出厂合格证,新鲜无结块,过期水泥经试验合格才用;砂、石子粒径、级配、含泥量等应符合要求,严格控制混凝土配合比,保证计量准确,混凝土应按顺序拌制,保证搅拌时间和拌匀;防止混凝土早期受冻,按施工规范要求认真制作混凝上试块,并加强对试块的管理和养护。(2)当混凝土强度偏低,可用非破损方法(如回弹仪法,超声波法)来测定结构混凝土实际强度,如仍不能满足要求,可按实际强度校核结构的安全度,研究处理方案,采取相应加固或补强措施。3.8 裂缝的防治措施3.8.1 干缩裂缝的防治措施 干缩裂缝防治措施:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量;二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂;三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量;四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温预盖时间,并涂刷养护剂养护;五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。3.8.2 塑性收缩的防治措施 塑性收缩的防治措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或者普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高校减水剂来增加混凝土的塌落度和和易性,减少水泥和水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透,四是及时覆盖或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。3.8.3 沉降裂缝的防治措施 沉陷裂缝防治措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前赢进行必要的夯实和加固;二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀;三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡;四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序;五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。3.8.4 温度裂缝的防治措施 温度裂缝的防治措施: (1) 尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥。(2) 减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450公斤/立方米以下,(3) 降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下,(4) 改善骨料级配,掺加粉煤灰或高校减水剂等来减少水泥用量,降低水化热,(5) 改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度。(6) 在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间,(7) 高温季节浇筑时采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土升温,降低浇筑混凝土的温度,(8) 大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减少约束,(9) 在大体积混凝土内部设置冷却管道,通过冷水或者冷气冷却,减少混凝土的内外温差,(10) 加强混凝土的温度监控,及时采取冷却、保护措施,(11) 预留温度收缩缝,(12) 减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设砂垫层或使用沥青等材料涂刷,(13) 加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,在寒冷季节,混凝土表面应采取保温措施,以防止寒潮袭击,(14) 混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料,将混凝土的温度裂缝控制在一定范围之内。结论通病现象 原因分析 预防措施1. 混凝土表面缺浆、粗糙、凹凸不平,但无钢筋和石子外漏,模板表面在混凝土浇筑前未清理干净,拆模时混凝土表面被粘损;2. 未全使用钢模板,夹杂其他类型模板;3. 模板表面脱模剂涂刷不均匀
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