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文档简介
1、 中央广播电视大学 毕 业论 文题目 混泥土裂缝成因与控制姓名 专业 土木工程 教育层次 本科 学号 入学时间 指导老师 试点单位 成都电大兴华学校 摘 要混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。混凝土是一种非均质脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力,造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯,在荷载或应力作用下,裂缝开始扩展,并逐渐互相贯通,从而出现较大的肉眼可见的裂缝,称为宏观裂缝,即通常所说的裂缝。开裂发生的原因可能是原材料的选取与配合比的选择不当、施
2、工方法和措施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等。混凝土所产生的温度收缩、干燥收缩、不均匀沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂。在实际工程中, 往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。宽度小于或等于0.05mm的裂缝通常对使用无大的危害, 叫做无害裂缝, 而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力, 而且直接影响结构耐久性, 缩短使用寿命。施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝, 或减少裂缝的数量和宽度, 特别是避免出现有害裂缝。国内外对裂缝宽度都有相应的规定, 如我国的CCES 01-2004混凝土结构耐久性设计与施工指南, 对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就明确规定干湿交替和冻
3、融环境下的一般构件为0.2mm;水中和土中环境下为0.3mm。混凝土由于各种收缩引起的开裂问题一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点。 本文从设计、材料、配合比、施工现场养护等方面对混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行了分析探讨。针对混凝土裂缝产生的原因,在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝发展的措施。依据相关文献,并总结了混凝土裂缝的处理方法:表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。 关键词:混凝土; 裂缝; 成因;控制; 27目 录一、 概述 (一)、课题的提出 (二)、本论文的研究内容二、 裂缝的
4、成因 (一)、混凝土因自身特性产生裂缝 (二)、化学反应引起的裂缝 (三)、混凝土结构受力裂缝 (四)、施工工艺及流程造成的裂缝 三、 混凝土裂缝的控制措施 (一)、混凝土结构设计方面的控制措施 (二)、施工方面的控制措施 (三)、混凝土施工温度方面的控制 (四)、原材料及施工配合比方面的控制措施四、 混凝土裂缝控制案例 (一)、工程概况 (二)、裂缝的出现部位和表现形式 (三)、裂缝产生的原因及危害 (四)、此实例混凝土裂缝的处理措施 (五)、 以后混凝土施工裂缝的防治措施五、 混凝土裂缝的处理方法 (一)、表面处理法 (二)、填充法 (三)、灌浆法 (四)、结构补强法 (五)、混凝土置换法
5、 (六)、电化学防护法 (七)、仿生自愈合法六、 结论七、 参考文献一、概述 (一)、课题的提出混凝土结构工程的裂缝,是一个带着有普通性被工程界很为关注的问题。有些裂缝的继续扩展可能危及结构安全,因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的,成为结构的破坏的先兆,这主要是指荷载产生的裂缝;有些裂缝的出现造成工程渗漏,影响正常使用,是钢筋锈蚀,保护层剥落,降低混凝土强度,严重损害工程耐久性,缩短工程使用寿命,这主要是指变形产生的裂缝;还有耦合作用下的裂缝和碱骨料反应膨胀应力引起的裂缝及冻融引起的裂缝。同时较大的结构裂缝,也为人的观瞻难以接受,造成恐惧心理压力,影响建筑美观,为装修造成困难。由于产生裂缝的
6、微观与宏观机理的复杂性、动态变化性,它也是困扰工程技术人员一个技术难题。 (二)、本论文的研究内容本论文研究混凝土裂缝成因分别从以下几方面着手研究:1.设计原因. 2.材料原因.3.混凝土配合比设计原因.4.施工及现场养护原因.5.使用原因.针对混凝土裂缝成因的分析以下几方面采取控制措施:1.设计方面.2.材料选择.3.混凝土配合比设计.4.施工方面.5.管理方面.6.环境方面.二、裂缝的成因 (一)、混凝土因自身特性产生裂缝 1、收缩裂缝 :收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工程中,混凝土总是受到
7、各种约束的,如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。一般来讲,混凝土受到的约束越大,其产生的收缩裂缝越多或越宽。由于混凝土体积收缩是因为水份蒸发、干燥导致的,因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝。因为混凝土中的水份蒸发通常情况下主要在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右时间内完成的,尤其在硬化过程中水份蒸发速率相对较大;因而,相应地收缩裂缝出现的时间一般在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右的时间内,通常情况下,混凝土拆模时收缩裂缝就已基本形成,有时只是因为裂缝太细、太窄不易被发觉,之后随
8、着混凝土水份的进一步蒸发,其收缩裂缝逐渐变粗,或者由于产生渗漏等情况,才被发觉。一般情况下,几个月以后,混凝土体内多余水份蒸发已基本完成,混凝土内湿度与环境湿度基本趋于一致,因而收缩裂缝的宽度发展也趋于停止,处于相对稳定状况。当然,之后还将随着环境湿度和温度的变化而略有变化,当环境湿度变大时,混凝土将吸取空气中的水份,而收缩裂缝变窄些,反之当环境湿度变小时,混凝土收缩裂缝将变宽些。另外,还随着环境温度变化,混凝土也将产生热胀冷缩现象,因而收缩裂缝也会随着环境温度的升高而变窄些,反之,随着环境温度的降低而变宽些。这种变化可分为:早期体积变化、硬化过程的体积变化、硬化后的体积变化。见表1表1 混凝
9、土体积变化分类: 体 积 变 化 初始体积变化沉降、收缩早期干燥收缩(塑性收缩) 硬化过程的体积的变化 干燥收缩:伴随着干燥而发生的收缩.自收缩:水泥浆结构形成后,由于水泥水化吸收毛细管水,毛细管产生张力产生的收缩. 硬化后的体积变化碳化收缩.干湿而产生:润湿、干燥的反复作用.由于温度而产生体积变化:由常温到高温,或由高温到低温而产生的体积变化. 水化收缩水泥水化物的绝对体积比水化前水泥的绝对体积和水的体积小而产生的收缩。这种收缩成为宏观收缩的一部分;但水化收缩大部分变
10、成水泥石中的孔隙.如果混凝土的体积变化受到束约,且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时,就会产生开裂。可以说,混凝土自身收缩是其固有的物理特性,而由此类原因产生的收缩裂缝,占常见裂缝的绝大多数。(1) 干燥收缩 :由于水泥混凝土的脱水干燥,其长度或体积会有所减少,称干燥收缩。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的干缩引起的;水泥石的收缩比混凝土大,约为普通混凝土的1d的龄期为基准,相对湿度70 %左右的环境下,最终的收缩变形为左右。影响其干缩变形的主要原因可分为内外两方面原因: 内因涉及单方水泥用量、用水量、水灰比、骨料(品种和单方用量) 以及构件大小(厚度) ;外因则涉及环境相对湿度、干燥时间
11、等。(2) 水化收缩 :水泥和水反应后生成物体积,会比反应前水泥和水的体积减小;水化反应的同时,绝对体积也会减少,即产生水化收缩。(3) 混凝土自身收缩: 所谓自身收缩,是指在外部无水分供应时,水泥浆的骨架形成后,伴随着水泥水化反应的逐步完成,水泥浆中的水被消耗,会形成弯液面而发生负压,出现的收缩现象。(4) 干湿引发的体积变化 :硬化后混凝土结构虽然是稳定的,但在水中或者高湿度的地方,会由于吸水而产生膨胀,称之为润湿膨胀。影响其膨胀率的主要原因有:混凝土中单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料以及构件的大小(厚度) 、混凝土浸水前的干燥状态以及水中存放期限等。2、温度裂缝 :温差裂缝主要是由于温
12、度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。一类为由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度lm的大体积混凝土中,出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期,其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热,在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快,因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度,产生温差,从而产生温度应力,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,此类裂缝宽度一般情况下不会超过03mm,但若施工过程中控制不当,温差过大,有时局部也会超过03mm。此类裂缝有贯穿的,也有不贯穿的。对于对大体积混凝土,
13、温升引起的膨胀是极其危险的。由于混凝土体积大,聚积在内部的热量不易散发,导致混凝土内部温度就显著升高;而混凝土表面散热较快,这样便形成较大的内表温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时,就会在混凝土表面产生表面裂缝。同时,随着水化反应的减弱,混凝土将逐渐降温,这个降温过程则会引起混凝土的收缩变形;加上混凝土多余水分蒸发也会引起的体积变形,当它们受到地基和结构边界的约束,会产生较大的收缩应力(拉应力) ,当该收缩应力超过混凝土抗拉应力时,混凝土会产生贯穿整个截面的裂缝。另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的,而是出于整个混凝土结构中局
14、部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就开裂。此类裂缝出现的时间较晚,一般在混凝土硬化后12年出现,一旦出现通常是贯穿的,宽度一般03mm,但个别局位也会超过03mm。例如,在建筑物的东西两端墙角混凝土楼板处,由于墙角两侧的混凝土墙体受太阳的照射,温度升高,产生膨胀,从而对与之相连的混凝土楼板产生两个垂直方向的拉应力,其合力为45º方向,若该拉应力大于混凝土楼板的抗拉强度时,则在墙角处的混凝土楼板会在与外界45º拉应力合力方向相正交的方向产生45º的斜裂缝。由于对混凝土楼板来讲
15、这个温度变化而产生拉应力来自外部和结构有关,因而,这里对这一类温度裂缝的预防、控制不展开讨论。影响温度裂缝的主要因素有:水泥品种、水泥浆量、构件形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。 3、沉陷(塑性) 收缩裂缝的成因 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,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混摄土刚刚终凝而强度度小时受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂
16、。影响混凝土塑性收缩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、相对湿度等等。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板厚度不足模扳支撑间距过大或支撑底部松动所致,特别是在冬季,摸板支撑在冻土上冻土化冻后产生不均匀沉障,致使混凝土结构产生裂缝 此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关一般沿与地面垂直或呈3Oº一45º方向发展, 较大的沉陷裂缝往往有一定的错位裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。 (二)、化学反应引起的裂缝碱骨料反应裂
17、缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措越进行预防。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。钢筋在混凝土中腐蚀是电化学(原电池) 的反应过程。决定钢筋腐蚀反应的基本因素是电位差、水和氧缺一不可,实际腐蚀速度大多不是受制于氧的供应。cl¯
18、; 是钢筋腐蚀反应的最强烈的活化剂, cl¯ 能破坏钢筋表面钝化膜从而引发腐蚀,也能增高溶液导电性、增大电位差、加速腐蚀反应;所以当混凝土中掺有氯盐或掺入cl¯ 时就容易引发钢筋锈蚀,现实工程中的钢筋锈蚀病害大多起因于此。混凝土中钢筋表层腐蚀或铁锈后,体积可增加几倍,挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于径向胀压力的拉应力,拉应力超过混凝土的承耐能力就将在混凝土的保护层上引发出顺沿钢筋的纵向裂缝。裂缝出现后,外面的水、气(氧) 可沿缝渗入并进一步加速腐蚀,如是发展下去,裂缝将更增宽、延长,甚至混凝土保护层大片破裂剥落。钢筋截面可随着锈蚀发展而相应减小,细径钢筋甚至可被锈断并对工程
19、结构的安全性、耐久性造成恶劣的影响。 (三)、混凝土结构受力裂缝结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%40% 的设计荷载, 就可能出现裂缝, 肉眼一般不能察觉, 而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中, 分别不同情况规定裂缝的最
20、大宽度为0.20.3nun对那些宽度超过规范规定的裂缝, 以及不允许开裂的构件上出现裂缝则应认为有害,需加以认真分析, 慎重处理。 (四)、施工工艺及流程造成的裂缝1、施工不当造成的裂缝 混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝。2、在施工中,不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响 振捣时间过短,或振捣不到位,混凝土都无法达到密实状态;而如果振捣时间过长,石子下沉上面砂浆偏多,该处水泥较多,干缩变形也就较大,收缩不均匀也容易产生裂缝。3、模板、垫层过于干燥 模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸
21、水过大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。4、抹干压光造成的裂缝 过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面, 形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。5、养护不当造成的裂缝 过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,如干燥过快,则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素,一般情况下,在混凝土初凝时,需开始养护。养护措施要合理,应该采用麻袋覆盖浇水养护,以保证混凝土表面能够充分的湿润,养护时间应在7 天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著,将直接影响到混凝
22、土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间,更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。6、后浇带施工不慎而造成的裂缝 为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力, 规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝:板的后浇带不支模板造成斜坡槎;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。7、砼的弹性变形及支座处的负弯矩 施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都叮直接造成混凝上的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,大梁两
23、侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。裂缝原因从设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题着手,解决裂缝控制问题应当采取综合方法。由六项主要因素组成的控制链见图2.1。 结构 材料 施工 工程结构裂缝控制链 地基 环境 裂缝处理 图2.1 工程结构裂缝控制链三、混凝土裂缝的控制措施 (一)、混凝土结构设计方面的控制措施1、当在混凝土结构设计中,应特别重视构造钢筋的配置,应该符合国家建筑设计规范内容;特别对于楼面、
24、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选用。例如混凝土设计规范上规定当混凝土保护层大于40mm时应设置Ø6150的抗裂构造网片;如果按双向板配筋:为使楼板计算简图与实际受力情况一致,现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为了减少开裂,宜采用双面配筋,增加表面配筋量。楼板最小配筋率 ,应采用细直径螺纹钢筋。例如在单向板满足受力情况下选用直径较小的钢筋,双面配筋,可减小间距,加大配筋率,来满足受力要求。 2、当设计中结构界面突变带来的应力集中时,如果无法回避时,应当做局部处理,如转角处做圆角,突变处做成渐变过渡,同时加强构造配筋,转角处增配斜向钢筋等措施。 3、当增加楼板厚度时,应考虑到
25、楼板双面配筋,并且楼板内暗敷电线管线较多,再加上楼面上30mm细石混凝土地坪常被取消等因素,现浇楼板厚度应采用120mm。 4、合理的留设施工后浇带将可以使混凝土自由的收缩,从而大大减少收缩应力,使混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力,从而提高混凝土抵抗温度变化的能力。 5、当加强构造配筋时,为了克服墙角45°斜裂缝,将在墙角配置放射筋(特别在建筑物端部),长度大于1/3跨(不少于1.02.0m)。且在上部支座处负弯矩钢筋宜每隔1根设置1根通长筋,以抵抗板中裂缝及端头裂缝。除受力筋满足要求以外,分布筋间距应适当加密,间距150200mm。使楼板受力均匀,增强混凝土抵抗温度、干缩
26、变形能力。当选用冷轧扭钢筋时,最小配筋率应符合规范要求。6、设计中如何处理好柔性和刚性的关系特别重要。因为结构中所有构件都是被约束与约束的关系。当所受约 束越强,产生足够变形的余地就越小,就越容易开裂。所以,设计过程中应重视结构中相连 构件的约束关系。不能一味的追求柔性或刚性,应当灵活运用,达到柔性和刚性并重。 7、对于结构薄弱部位、易开裂部位的处理要特别重视,如深基础与浅基础结合处、高低跨处、 高层与底层结合处以及不同结构形式结合处等。 8、设计中可根据实际情况推广使用新型混凝土材料:补偿收缩混凝土,是混凝土中掺入适量膨胀剂或用膨胀水泥配制的混凝土膨胀剂依靠本身的化学反应或与水泥其他成分反应
27、,在混凝土硬化过程中产生一定的限制膨胀补偿混凝土硬化过程中的收缩(以干缩、冷缩为主),以此来减少混凝土裂缝的效果。9、当管线敷设时,应将预埋电线管位置设置在楼板上下两皮钢筋当中,严禁两根管线交错叠放,也可采用接线盒方式。当楼板厚度较薄时,也可在管线外侧增加钢丝网。 (二)、施工方面的控制措施 1、应浇筑大方量混凝土之前制定具有可操作性的施工方案,并在经有关方面批准后实施。在土施工方案中要明确混凝土的初凝时间、浇筑方向、一次浇筑的方量、施工缝的留设位置以及处理办法等,避免形成冷缝和因新、旧混凝土未完全咬合而形成局部薄弱界面,造成混凝土的强度降低。因为一般大体积混凝土使用商品泵送混凝土,所以还要制
28、定相关的泵送混凝,另外还必须进行混凝土的测温工作。从已有施工经验的测温情况看,混凝土内部温升的高峰值一般在7d内产生,3d内温度可上升到或接近最大温升,内外温差值在20左右,将温度差控制在规范规定范围内。2、必须制定详细的混凝土施工方案。施工方案是确定浇筑量、施工缝间距、施工工艺、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。因为一次浇筑长度是由垂直施工缝分割,所以施工缝应设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除非是控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意,一般来说,因尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区,确定浇筑时间的原则应避开炎热天气和昼夜温差大的日子,应
29、当选择在当天气温较低时浇筑。当在夏季施工,则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度(应当低于周围环境温度)。 3、根据规范合理的调整施工方案。如调整水平钢筋配筋方案,将水平钢筋置于竖向钢筋外侧,有效减少了混凝土保护层厚度。增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。 4、楼板混凝土浇捣完毕后,应当根据当时室外气温,确定养护方案。冬、夏季节,应采取混凝土表面加盖草包、塑料薄膜等养护措施。应在混凝土在浇筑完成后12h内,进行浇水养护。对于采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,浇水养护不得少于7d;对于掺用缓凝剂或有抗渗要求的混凝土,浇水养护不得少于14d。5、为消除商品混凝土的浅表收缩裂
30、缝,在混凝土表面终凝前的收水时,要求进行两次或三次压实收光,对掺加活性掺和料的混凝土更应增加收光次数等措施,严禁在表面撒纯水泥进行压实收光,避免收缩裂缝的产生。6、模板的周转配置,应考虑到规定的拆模时间,如跨度在大于2m,小于8m的现浇楼板和混凝土梁,其拆模混凝土强度必须达到标准值的75%,如跨度在大于8m的现浇楼板和混凝土梁,其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裂缝。同时,应将模板支撑立杆下部与楼面接触部位应设楔子顶紧,防止混凝土在浇捣过程中变形产生沉降。7、当楼板混凝土浇捣完成后,如果强度未达到1.2N/mm2,任何施工人员不得在楼面操作及堆载材料。8、采用合
31、理的分缝分块;避开基础过大起伏;合理地安排施工工序,避开过大的高差和侧面长期暴露;提高混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,注意贯穿裂缝。9、在混凝土的施工中,为提高模板的周转率,一般规定尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应考虑拆模时间,以免造成混凝土表面的早期裂缝,当避免新浇筑砼早期拆模时,在表面引起很大的拉应力,将出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期时,由于水化热的散发,将造成表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,如果此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度突变,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,将导致裂缝的危
32、险,但是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,将对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有明显的效果。 10、在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢筋的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。因为钢的线膨胀系数与混凝土线膨胀系数相差很小,所以在温度变化时两者间只发生很小的内应力。因为钢的弹性模量为混凝土弹性模量的715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100200kg/cm2。所以,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难,但是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。 (三)、混凝土施工温度方面的控制措施1、
33、如果拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却来降低混凝土的浇筑温度。2、在混凝土中埋设水管,通入冷水来达到混凝土降温。3、如果在合理的拆模时间,当气温骤降时进行表面保温,以免造成混凝土表面发生急剧的温度变化。4、当采用改善骨料级配,且使用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施来减少混凝土中的水泥用量。 5、如果在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节来临之前采取保温措施。 6、当热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,以此利用浇筑层面散热等措施。 (四)、原材料及施工配合比方面的控制措施 1、原材料检验试验要严格检测,在拌制混凝土之前,必须按规定对水泥、粗细骨料、外加剂等进行检验复试,不
34、得使用不合格的材料。 2、要正确确定混凝土的配合比和坍落度,在混凝土配合比设计时,应全盘考虑,多用骨料、少用粉料,以减少裂缝产生。对坍落度应适当控制,不宜过大,多层和小高层小于160mm,高层宜小于200mm,尽可能较少混凝土的流动性。如采用高等级低水化热的矿渣水泥,以此来减少水泥用量和水化热。 3、混凝土连续浇捣时,在配备混凝土运输车辆时,应充分考虑交通路况的影响,确保混凝土浇捣的连续性,减少施工冷缝。当混凝土浇捣中停歇时间过长时,应采取接浆处理等应急措施。4、 要严格控制混凝土掺合料掺量,必须使混凝土掺合量的掺量比例应合理,以保证混凝土早期强度,提高混凝土的抗拉性能。应当控制混凝土水灰比,
35、最大用水量应180/m3。四、混凝土裂缝控制案例 (一)、工程概况由新乡市某房地产开发公司开发的小区一期工程,2#楼为六层砖混结构,在砌砖基础前做300mm厚混凝土垫层,其中商品混凝土的配比及相关参数如下:混凝土强度等级为C20,落度为110-130mm,水泥强度等级为P32.5,粗骨料最大粒径为31.5mm, 细骨料的细度模数为2.5,掺平电Ì级粉煤灰,减水剂掺量为1.6%.混凝土的配合比为:水泥:细骨料:水:掺合料:外掺剂=257:739:1156:180:64:4.0(每M3)。混凝土浇筑完后,按照规范要求对混凝土垫层进行了保温养护。但是,在垫层的某些部位还是出现了一定程度的裂
36、缝。 (二)、裂缝的出现部位和表现形式经现场检查发现,裂缝大部分多出现在拐角等部位,表现形式为表面裂缝,长短不等,尺寸在50mm -500mm之间,且形状没有任何规律。 (三)、裂缝产生的原因及危害所有混凝土结构都会出现裂缝,不仅有损外观,而且影响整体性,降低刚度,使建筑物满足不了设计的使用耐久年限。本工程裂缝产生的原因有如下几点:1、因为在混凝土施工过程中,为保证混凝土浇捣的和易性,混凝土中加入的水分往往比水泥水化作用需要的水分要多4-5倍。这部分游离水蒸发后,在混凝土内部留下许多毛细孔,所以混凝土会产生体积收缩,一般称为游离水蒸发收缩。例如潮湿条件下养护的混凝土,其收缩值比干燥条件下养护的
37、混凝土收缩值减少6%-8%。2、因为混凝土在塑性状态时,刚开始终凝,例如遇到炎热,阳光直射,刮大风,使混凝土表面水分蒸发太快,混凝土表面产生急剧的体积收缩,此时混凝土尚未有强度,而使混凝土表面出现龟裂,而水分蒸发速度取决于混凝土自身的表面温度和混凝土表面的空气温度、风速、相对湿度。3、混凝土结构若设置在未经处理的回填土或松软地基上,等混凝土浇注后,因地基浸水起不均匀沉降而导致裂缝。4、因为混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形裂缝,当变形遭到约束,则在混凝土结构内部将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时(即产生温度裂缝)。 (四)、此实例混凝土裂缝的处理措施
38、经工程质量监督部门组织监理、设计、施工等相关部门技术人员进行了现场相关技术勘察,做出处理方案如下:基础混凝土垫层存在部分严重收缩缝,经勘察为表面收缩裂缝。对于基础混凝土垫层存在部分收缩裂缝问题,采用人工沿裂缝每边各50mm凿除,用水冲洗干净后,用C25细石混凝土重新浇筑,待终凝后浇水养护。完毕后使聚合砂浆保持一定时间的湿润状态,初凝后养护7天以上。经实践结果证明,对于混凝土垫层,该加固处理方法能取得良好的效果。 (五)、以后混凝土施工裂缝的防治措施为防止混凝土施工过程裂缝的产生,采取以下防治措施;1、混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关,必须严格控
39、制混凝土配合比、水灰比和砂率。2、为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,措施之一正确使用外加剂来减少开裂的,措施之二掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性。 3、在炎热环境中降低混凝土表面温度,例如用冷水拌合、覆盖模板及底板、避开一日中最热时间施工等措施。4、合理的安排施工工序。混凝土浇筑后要及时覆盖,终凝后尽早进行养护,应遮挡太阳直射或洒湿周围场地等。例如遇风季,需设置挡风设施,应适当延长养护时间。 5、在浇筑混凝土时,必须经设计、监理、施工等部门基础验收后再施工垫层,还要保证模板有足够的强度和刚度,支撑牢固,并使地基受力均匀,防止混凝土浇筑过程中模板和地基被水浸泡。五、混
40、凝土裂缝的处理方法 (一)、表面处理法表面涂抹和表面贴补法表面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 (二)、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0.3mm,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型槽,然后作填充处理。 (三)、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。利用压送设备(压力0.20.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。 (四)、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
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