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混凝土裂缝论文范文1
关键词:连续刚构悬臂施工挂篮设计有限元
1.工程概况
韩家店1号特大桥是国道主干线重庆至湛江公路贵州省境内崇溪河至遵义高速公路上的一座特大型三跨预应力混凝土连续刚构桥,该桥主桥全长为454m,跨径设置为122m+210m+122m。该桥箱梁0号段长15m,其中桥墩两侧各外伸1.5m,每个“T”构沿纵桥方向分为36个对称梁段,梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为10×2.2m,10×2.5m,13×3m,3×3.5m。桥体按整幅设计,箱梁采用单箱单室截面,顶板宽22.5m,底板宽11m,外翼板悬臂长5.57m,梁高由0号块处的12.5m以半抛物线形式从根部过度到跨中的3.5m。
2.挂篮形式的选取
2.1分段施工法与悬灌挂篮的演化
预应力混凝土桥梁的分段施工法是从预应力原理、箱梁设计和悬臂施工法综合演进而成的。自从二十世纪五十年代PC箱梁的分段施工法在西欧诞生以来[1],国内外大跨度桥梁多采用此法。除悬臂拼装法以外,尤其是特大桥梁中更是普遍应用平衡悬臂灌筑法——即单“T”的每一个设计节段利用挂篮对称就地浇筑混凝土。悬臂灌筑法中不需要象满堂支架法那样大量的施工支架和临时设备,不影响桥下通航和通车,施工不受季节、河道水位的影响。
平衡悬灌法施工的成败及质量控制的优劣在于挂篮的工艺设计,挂篮设计的好坏直接影响到施工进度,它是特大桥梁施工中的一项关键技术。
就挂篮总重与悬浇最大梁段的重量比而言,PC桥梁的悬臂施工挂篮的演化过程[2][3]大致经历了从平行桁架式,三角型组合梁式,曲弦桁架式(或称弓弦式),菱形式到滑动斜拉式的阶段变化。特点是结构越来越轻型化,受力越来越合理,有些挂篮的行走系统还设计有统一的液压伺服装置来控制挂篮的升降和行走,使得挂篮操作及施工控制越来越趋向智能化[4]。
2.2挂篮设计的轻型化
目前,挂篮已向轻型、重载方向发展。其中可以用两个主要控制指标β,β’来反映挂篮的设计优化与否。设定β=挂篮总重/悬浇节段重量,β’=主承重结构/悬浇节段重量。
β值越低,表示承受节段单位重量使用的挂篮材料越省,整个挂篮(包括模板)设计越合理;β’值越低,表示挂篮主承重构件使用的材料越省,设计越合理。另外,减轻挂篮自重采用的手段除优化结构形式外,最重要的措施是不设平衡重,并改善滑移系统,同时改进力的传递系统。
图1列出了国内外20座大桥的的β值分布,其中最大为2.18,最小为0.31。
图1国内外20座大桥的β值分布
2.3韩家店挂篮形式的选取
因悬灌施工中有多种因素制约挂篮的布置和结构设计,如施工状态大桥主梁的强度及变形要求,近海施工风荷载的影响,吊机的吨位及安装位置等等。一般来说,采用的挂篮须满足:结构简单,重量轻,安装、拆除方便,安全可靠,灌注混凝土过程中变形小等特点。
韩家店挂篮形式在参考了平弦无平衡重挂篮、菱形挂篮、弓弦式挂篮、斜拉式挂篮等结构形式后,从中选取了三角形挂篮形式,该挂篮与其它形式挂篮比较有如下突出特点:
⑴、三角形挂篮与菱形挂篮相比,降低了前横梁高度,即挂篮重心位置大大降低,从而提高了挂篮走行时的稳定性。
⑵、结构简单,拆装方便,重量较轻。设计中三角形挂篮主桁架和主要结构体系采用钢板和型钢焊制的箱形结构,单件重量较轻,主桁架杆件间采用法兰结构用高强螺栓连接,易于搬运和拆装。
⑶、该三角形挂篮平衡重系统利用已成形梁段竖向预应力钢筋作为后锚点,取消了平衡重的压重结构。
⑷、挂篮走行采用液压走行系统,由导梁、走行轮、反扣轮、走行油缸组成,该系统具有挂篮就位准确、走行速度快、安全可靠等特点。
⑸、该挂篮通用性强,稍做改装即可用于其它幅宽和梁高的桥上。
3.挂篮结构布置
该三角形挂篮由主桁、前横梁、底篮系统、前吊系统、内外模滑梁系统、后锚系统组成,挂篮总重(含内外模)约为1160kN,因模板以及吊杆随施工过程中截面高度的不断降低有一部分将会移去,对跨中合拢梁段所要求的支架重量须小于1300kN是显然满足的,所以减小荷载后的挂篮仍然可以作为中跨合拢的支架方案使用。总体布置图以及吊挂系统如图2-1、2-2所示。
4.挂篮的设计
4.1挂篮构件的传力过程
考察主梁设计截面的形状,单箱单室的截面形式至多可用8个相对独立的内外模板(外顶模2块+外侧模2块+底模1块+内顶模1块+内侧模2块)拼接而成。作为待浇梁段混凝土的支撑面,内、外顶模支撑翼缘板与顶板的混凝土重量,模板以上的重量则由间隔分布的8根内、外纵滑梁承受,内、外纵滑梁则把力传递到已浇梁段的顶板和前上横梁上安装的吊杆上。待浇腹板和底板混凝土的重量则通过底模传递给底栏纵、横梁,通过前、后下横梁上安装的吊带传力给已浇梁段的底板和前上横梁。而前上横梁的所有荷载则都传递到三角形主桁架上,三角形主桁架的前支点和后锚点把力再传给已浇梁段的顶板。浇注某一节段混凝土时挂篮构件的传力过程如图3所示。
图3浇注混凝土时挂篮构件的传力过程
4.2构件内力的计算
挂篮必须适应整个施工过程,因施工过程中节段荷载的不断变化,挂篮中各杆件的受力也是在不断变化之中,因此拟订一个最不利的施工过程进行计算,既可以优化杆件的设计,又可以确保施工安全。一般而言,拟订最不利施工过程的依据是待浇梁段混凝土的总体积最大,总重量最重。按设计划分的单“T”沿36个梁段的体积分布如图4所示。因为各构件在所有施工过程中的受力具有相对的独立性,有必要根据设计分段的情况把主梁截面细分,如34#节段(最长3.5m梁段)混凝土重量可能会对翼缘板外滑梁和顶板内滑梁产生最不利影响,1#节段(最重2.2m梁段)可能会对底模纵横梁以及前后吊挂构件产生最不利影响。事实上,根据设计节段长度的变化,拟订1#,11#,21#,34#四个施工节段混凝土重量对挂篮构件的效应可以涵盖其它施工节段,挂篮构件内力计算即以这四个施工节段为基准,空挂篮状态则以1#施工节段为基准计算。
图4单“T”沿36个梁段的体积
计算中挂篮系统采用空间(杆系+板块)有限元进行弹性分析,其中三角形主桁杆件、横联,上、下横梁,底篮纵梁,内、外纵滑梁用梁单元来模拟;吊杆、吊带用只拉杆单元来模拟;底篮模板采用具有较大刚性的板单元来模拟,计算模型如图5所示。这种空间模型较一般采用的平面杆系模型更能反映每根杆件或每块模板的受力和变形情况,避免了平面杆系模型中三角形主桁片杆件合并带来的杆件受力、变形平均化问题,对分析各杆件的真实受力状态有益,也对挂篮总体变形及施工标高的控制有益。
有限元法计算中的部分参数如表1所示。
表1挂篮构件内力计算中参数的选定
序号
材料
序号
荷载
⑴
16Mn钢
[σ]=200MPa
⑴
施工临时荷载重
2.0kN/m2
⑵
A3钢
[σ]=140MPa
⑵
施工冲击荷载重
1.5kN/m2
⑶
混凝土
容重γ
26.0kN/m3
⑶
模板重量根据该节
所用数量确定
模板采用
定型钢模
⑷
结构自重
程序自动加载
图5空间计算模型示意(其中符号:,分别表示支点和吊点)
图中A:三角形主桁架;B,C,D:上、下横梁;E:内、外滑梁;F,G:底篮前后吊带;H:纵滑梁吊杆;I:底篮模板及纵梁
4.3计算结果及分析
表2列出了挂篮在4个浇筑阶段(1#,11#,21#,34#施工节段)和空挂篮在1个行走阶段(1#2#施工节段)的构件应力计算结果。
表2浇筑阶段和行走阶段挂篮构件的最大应力(绝对值)(MPa)
杆件
编号
杆件
名称
浇筑阶段
行走阶段
1#
11#
21#
34#
1#2#
⑴
前后下弦杆
27.2
23.6
23.3
23.1
11.2
⑵
立柱
13.0
11.1
11.0
10.9
4.6
⑶
前后斜杆
40.7
35.1
34.5
34.2
15.0
⑷
前上横梁
38.4
33.5
34.8
36.2
14.9
⑸
前下横梁
18.7
15.1
13.1
9.4
4.5
⑹
后下横梁
22.3
17.5
10.5
6.6
6.0
⑺
底篮纵梁
93.8
73.8
48.8
26.0
3.0
⑻
前吊带
15.5
13.1
10.2
6.7
3.1
⑼
后吊带(绳)
35.1
28.1
19.7
11.4
74.7*
⑽
内外滑梁
112.4
99.6
113.4
125.1
97.5
⑾
滑梁吊杆
83.0
87.9
94.3
97.9
40.1
注:表中“*”号表示行走阶段后吊点采用钢丝绳。
与表2中五种工况对应的挂篮底篮的最大变形分别为:1#:11.3mm;11#:9.4mm;21#:8.8mm;34#:8.0mm;挂篮从1#行走至2#节段时为15.8mm。
从计算结果看,挂篮在整个施工过程中构件的应力是能够满足材料的允许值要求的。浇注混凝土过程中挂篮的变形较小说明挂篮的整体刚度较大,这有益于在实际施工中对线型及标高的控制,进而提高施工质量。
5结束语
韩家店1号特大桥通过选择三角形挂篮这种合理的挂篮形式,设计中充分了解了挂篮在施工过程和走行过程中各构件的传力机理,对挂篮在各种工况下建立了适用、合理的三维空间有限元模型,以至于能够比较完整地了解各杆件的受力和变形情况,计算结果满足各施工过程受力和变形的要求。
每一座悬灌施工的大桥都有其自身的特点,这需要综合考虑大桥本身因素以及围绕大桥伴生的各种因素对挂篮选择的影响。技术层面上,对选定的挂篮还需进一步优化结构形式和杆件的设计。轻型、重载的挂篮结构形式对增强施工现场的可操作性、创造经济效益有着重要意义!
参考文献:
[1]预应力混凝土桥梁分段施工和设计,[美]小沃尔特·波多尔尼[法]J·M·米勒尔,1986.4,万国朝,黄邦本译
[2]PC桥梁悬臂灌注施工挂篮的发展,王武勤,桥梁建设,1997年第4期,p55~p57
混凝土裂缝论文范文2
该法适合于修补较宽裂缝大于0.5mm,采用环氧树脂:10,聚硫橡胶:3,水泥:12.5,砂:28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中,再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约0.4斤丙酮就可以了)。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。
1.2低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面。
当裂缝数量较多时,先要在裂缝位置上贴医用白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝,使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行,若气温高的话,半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆嘴,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆嘴压入裂缝,当相邻的嘴中流出浆液时,就可拔出补缝器,堵上铝铆钉。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
1.3表面覆盖法修补裂缝
这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)的表面上涂膜,以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法,这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以追踪其变化。
表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。
结论。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此严格按规程、规范要求施工,严把质量关,防患于未来,尽可能地降低混凝土裂缝的出现;对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献
[1]钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社,1999.2.
混凝土裂缝论文范文3
关键词:构筑物裂缝分析处理
1概述
在当今的整个社会的建设中,不论什么样的建筑,都是采用钢筋混凝土结构,因为该建筑材料价廉物美,施工方便,承载力大,可装饰强的特点,日益受到人们的欢迎。在我国不论是城市或在农村,钢筋混凝土的应用面可以说是无处不在。但是,在使用混凝土的同时,由于对混凝土的性能了解不深,在工程完毕后的十几天,一个月或者更长一点的时间后,混凝土结构物出现了裂缝或其他不良反映,给人们的心中造成担忧和后怕的感觉。一些搞混凝土技术的研究人员对混凝土构筑物的裂缝形成,进行了大量的研究和技术探讨,提出解决混凝土裂缝的办法和意见,也取得了较大的科研成果,使混凝土构筑物的裂缝降低到最低范围之内。目前对混凝土结构物裂缝问题,是在混凝土工程建设中带有一定普遍性的技术问题。而混凝土结构的破坏和建筑物的倒塌,也都是从结构裂缝的扩展开始而引起的。如地下工程(地下室、地下仓库、地下变电所、地下人防工程等),若出现裂缝,将会产生大量的渗水,使地下工程的使用性能降低或不能使用;而厂房、住宅、办公楼的墙、板、柱、梁出现裂缝后,一是影响美观,二是影响使用寿命,有严重裂缝的建筑物将会威胁到人们的生命和财产的安全。故在某些施工验收规范和工程都是不允许混凝土结构出现有明显的裂缝。
但是,从近代科学关于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程实践证明,混凝土结构裂缝是不可避免的,裂缝是人们可以接受的一种材料特性,只是如何使有害程度控制在某一有效范围之内。因为使用的混凝土是多种材料组成的一种混合体,且又是一种脆性材料,在受到温度、压力和外力的作用下,都有出现裂缝的可能性。而对出现裂缝后,就要分析哪些裂缝是有害裂缝,哪些是无害裂缝,经分析后,对有害裂缝的形成原因和如何处理,这是本文所提出的关键所在。
2国内外对混凝土裂缝控制的要求
从目前的情况看,设计上对混凝土裂缝有一定范围。从我国的“混凝土结构设计规范《GBJ10——89)”表3·3·4规定看,其裂缝宽度在不同的环境下,不同的混凝土结构物其裂缝的宽度也有所不同的控制标准,允许裂缝宽度为0.2~0.3mm。而从国外的情况看,不同的国家对混凝土构筑物的裂缝宽度也有不同的规定,如1970年欧洲混凝土专业委员会的规范所收集各个国家的标准设计裂缝规定如下:
美国AGl规范规定裂缝为0.108mm;法国规范规定裂缝为0.27mm;加拿大规范规定裂缝为0.064mm;前苏联规范规定裂缝为0.12mm;波兰规范规定裂缝为0.182mm。
从不同的国家来看,各国的规范对混凝土构筑物的裂缝都有不同的控制范围和要求,要保证混凝土构筑物不出现裂缝可以说是不可能的。在我国,对在不同环境下混凝土构筑物,在不同的介质情况下,所规定的混凝土裂缝宽度也不同。所以说,对混凝土构筑物的裂缝我国规范规定在设计上有一定的允许宽度。国际上也都根据本国的特点,对混凝土的裂缝都有明确的规定,说明混凝土结构的裂缝在一定范围内是允许的,要想控制混凝土构筑物不裂缝是很难的,关键是裂缝的宽度应该控制在什么范围内。
3混凝土构筑物裂缝的种类及渗、漏原因
混凝土渗、漏的主要原因是在其拌合物在浇灌振捣过程中漏振和振捣不密实而产生的毛细孔隙或蜂窝状,在外部水压力的作用下,导致渗、漏现象。
同时,由于设计的原因,如结构的造型尺寸、受力情况、构造等因素考虑不周,也会造成混凝土结构的渗、漏现象。从以往的实际情况看,混凝土的裂缝大致可分为以下几种:
(1)混凝土拌合物凝结前的沉降裂缝及干缩裂缝;
(2)混凝土温度应力裂缝;
(3)混凝土自应力裂缝;
(4)混凝土受外力及荷重影响裂缝。
从实际情况来看,地下混凝土工程结构的裂缝情况可分为以下几个方面,笔者予以分别介绍。
3.1混凝土拌合物沉降裂缝
这种裂缝的发生,往往是采用大流动性混凝土拌合物时而发生的裂缝,大家知道,大流动性混凝土拌合物在混凝土初凝前,混凝土拌合物中的粗骨料始终处于一种自由体,虽然经过振动器械进行了振动,内部的孔隙也基本排除,但在混凝土内部的粗骨料本身在自身质量的作用下缓慢下沉,若是素混凝土,内部的下沉是均匀的,在混凝土硬化过程中,表面的裂缝一般均为施工人员在操作过程中所留下的脚窝因用素浆找平后而形成的,因为这些裂缝是素浆在硬化时产生的收缩(干裂)裂缝;但是只要在混凝土初凝时予以压光即可解决。另外一方面是钢筋混凝土,在混凝土没有达到初凝前,其内部的粗骨料继续处于下沉状态,而混凝土沿着钢筋的下方继续下沉,由于在钢筋的作用下,钢筋上面的混凝土被钢筋的支护,在钢筋上表面沿着钢筋的走向产生裂缝,这种裂缝的深度一般只达到钢筋表面为止。
3.2早期混凝土干缩裂缝
这种裂缝一般出现在混凝土较薄的结构;如现浇楼板混凝土、道路混凝土、地坪等混凝土,在结构断面≤300mm、混凝土坍落度>100mm时,最容易发生此种裂缝。这种裂缝产生的原因是混凝土拌合物在浇捣完毕后,混凝土拌合物内部的水份一部分泌出流失,一部分被水泥水化所用,另外一部分被蒸发,尤其是在干热、风较大的季节以及在空中的薄壁结构板混凝土拌合物则更容易出现失水干缩而发生裂缝。这种裂缝出现的时间较早,一般混凝土在初凝前就已经发生,若不加以处理和养护,局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构,部分裂缝也将达到结构1/3~1/2的深度。象这样的裂缝若在混凝土还没达到初凝之前,对其表面用木抹子进行再次拍压抹平,并立即在表面覆盖养护,即可消除该种裂缝的再发生。这种裂缝在实际的施工过程中会经常遇到,但只要引起注意,象混凝土早期出现初凝前的裂缝完全可以避免。
3.3对拉螺栓钢筋端头处漏水现象
在实际工程的施工中,对拉螺栓是用来固定模板的,在混凝土浇灌前已预先固定在钢筋笼内,且钢筋穿过整个混凝土结构物。在施工时,该对拉钢筋在±0.00以下都要求在对拉钢筋中焊接有钢板止水垫,防止地下水从钢筋周围直接渗入混凝土结构物内部,要求止水钢板与钢筋四周用电焊焊满,不得有漏焊和点焊,确保对拉螺栓的止水效果,若止水垫焊不满,在混凝土振捣过程中,对拉螺栓下方的骨料颗粒还在继续下沉,在混凝土凝结后,对拉钢筋下面就形成一道水膜,在混凝土中的水泥产生水化和水份的蒸发以后,在螺拴下表面就形成了一道贯穿性的毛细孔,这种毛细孔在外部地下水的压力作用下,将产生渗水现象。
但是,有的钢止水板在焊接时焊得不严,有漏焊点或漏焊处,在外部水压力的作用下,水就会通过止水板的漏焊处,顺着钢筋螺栓渗透到结构物内部。
3.4贯通性毛细孔和微细裂缝
在一般大流动性混凝土工程结构上容易产生贯通性的毛细孔。因为泵送混凝土的流动性大,相应地混凝土单位用水量也要比普通混凝土用水要多。在混凝土浇捣完后,一部分水泌掉,一部分蒸发,一部分在水泥水化时被水泥吸收,那么另外一部分搅拌用水就存在混凝土内部,在一定的时间内,水慢慢挥发,原来水所占的体积就形成了一条毛细孔隙,在混凝土结构外部地下水的压力下,这种贯通性的毛细孔就很容易产生渗漏。
微细裂缝主要反映在大流动性混凝土内部,由于在振捣时漏振或振捣不够,在混凝土硬化前,尤其是在钢筋下方的骨料仍在继续下沉,而钢筋上部的混凝土中的骨料被钢筋所支撑不能下沉,在钢筋的下表面就形成了一道微细的水膜,日后它则会形成一条孔隙,地下水便会从此缝隙渗漏到混凝土结构物内部。
3.5混凝土应力裂缝
3.5.1混凝土温度应力裂缝
在混凝土硬化过程中,混凝土构筑物可能要承受各种温度和湿度及其它原因引起变形而产生应力裂缝,因为混凝土在内、外约束应力作用的情况下,混凝土构件的自约束应力是由于非线性的不均匀变形引起,它产生了局部裂缝,而混凝土构件(结构)在外部的约束应力由于结构与结构的相互约束,这种约束变形可能使混凝土构件(结构)产生贯穿性断裂和局部裂缝。
根据王铁梦教授的理论,在混凝土尤其是大体积混凝土浇捣完后,水泥已经开始水化,其混凝土内部的最高温度峰值可按以下经验公式计算,即:
T0=T+C·α
式中T0——混凝土内部峰值温度(C°);
T——混凝土浇灌入模时的温度(C°);
C——每立方米混凝土水泥用量(kg/m3);
α——经验系数;当采用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥时;α=0.1;当采用普通水泥时α=0.105。
当混凝土内部温度应力大于混凝土的拉应力时,混凝土结构将会出现裂缝,故在“混凝土结构工程施工及验收规范《GB50204——92》”中第4.5.3条明确规定,“对大体积混凝土的养护,应根据气候条件采取控温措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内;当设计无具体要求时,温差不宜超过25C°”。而在大体积混凝土施工中,往往设计上无明确的规定,只能靠施工的经验进行控制。
因为混凝土拌合物内的水泥在水化时,要产生大量的水化热,当混凝土内外温差超过一定的限度,混凝土的拉应力小于混凝土的热涨应力时,便会产生温度应力裂缝。这种裂缝主要出现在大体积混凝土或在冬期施工的混凝土。
例如:我们在宝钢某大型设备基础的混凝土施工中,混凝土强度设计为C30级,每立方米混凝土的水泥用量为360kg/m3,当时的气温为33C°,为了了解混凝土内部升温峰值,我们采取了电热偶测温和测温孔的办法测定混凝土内部的温度与混凝土表面的温度,以计算混凝土内外温差,经实测的温度和计算的温度看,两者相差不大。两者的温度结果为:
(1)实际测试的温度峰值为71.3C°;
(2)计算温度为:T0=34.5+(360×0.1)=70.5C°;
从两者的温度情况看,温度相差仅为0.8C°。说明计算的温度与实测的温度相差不大,完全可以以计算的温度对混凝土进行保温措施。当时该工程混凝土温度最高时所测混凝土外表面温度为44C°,内外温差为27.3C°,大于规范规定的25C°要求,故立即采取混凝土表面的保温措施,提高混凝土表面温度,缩小内外温差,使混凝土没有因温度应力出现裂缝,保证了混凝土基础的质量。在混凝土出现温度应力裂缝的情况时,一般往往会发生在混凝土结构物的变截面和混凝土断面较小的部位,为此,在施工大体积混凝土或者较厚的混凝土墙版时,施工单位要予以注意。
3.5.2混凝土自应力裂缝
在混凝土硬化后,即使在混凝土上方没有任何荷重的作用,也因其自身的收缩而产生裂缝。尤其是在夏季的混凝土施工,更容易发生该方面的裂缝。这种裂缝往往是在混凝土墙板上容易产生,它的形式一般为上下贯通的裂缝,在整个混凝土墙壁上呈现出有规律性的裂缝,一般在1.8~2.2m一道。如我们在上海市某研究所大楼地下室的墙板的混凝土施工中,混凝土的养护到7天后,浇灌地下室混凝土顶板,施工完后,发现地下室墙壁呈现规律性的裂缝,裂缝宽度为0.15mm左右,长度为整个墙壁的高度。经请部分专家分析,该种裂缝是混凝土的自应力引起的,原因是混凝土在水泥水化热达到一定的温度的时候,混凝土的膨胀应力开始消失而此时的混凝土开始产生收缩。这种收缩是均匀的收缩,所以在此种条件下,混凝土墙板的裂缝呈现出有规律性的裂缝。但是,若墙板与地下室承重相联结蹬地方,往往会在柱与墙的交点处裂缝以及在墙板的变截面发生裂缝。
3.6荷载变形裂缝
这种裂缝一般可分为两种情况造成:一是在混凝土结构还未达到设计要求的强度时,被车辆或重物的碾压或撞、砸而造成的变形缝;二是即使混凝土已经达到了设计强度,而在混凝土墙壁或薄壁结构物上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。后者出现的裂缝一般较为明显,属于贯穿性的裂缝。
3.7混凝土结构的漏水现象
混凝土的漏水现象往往会发生在以下几个方面:
(1)蜂窝麻面渗水现象
蜂窝麻面直接与混凝土施工有关。这些蜂窝麻面的出现原因主要是在施工时漏振或者振动时间不足而发生的,这种蜂窝麻面在混凝土结构中有的是独立一批片存在、有的则呈连贯性的。所以,在发生渗、漏时它不是点渗、漏,而是成片渗、漏的现象。
(2)伸缩缝、沉降缝渗、漏
在大体积混凝土和混凝土结构物比较长、结构物高低相差较大的工程中,因工艺的要求一般都设有伸缩缝和沉降缝,以保证混凝土结构在部分变形时而不影响其它整体变形的需要。这些部位往往在施工时因某些原因使伸缩缝和沉降缝不能完全保证其质量,造成这些部位的渗、漏,它在处理时往往要比其它部位的渗、漏要难处理得多。
(3)新旧混凝土接茬(缝)的渗、漏
在原有的混凝土结构物上继续浇灌混凝土时,原来的混凝土基础表面没有进行凿毛处理或凿毛后未清理干净,或者是未用水冲洗,就在原混凝土基础上浇灌混凝土拌合物。这样就会造成新旧混凝土的接茬(缝)之间形成一道掺、漏的缝隙。这种渗水现象在实际工程施工中会经常出现,尤其是在混凝土塌落度较小时(一般在50mm以下),接茬(缝)又未铺设水泥砂浆则更容易发生。这种缝隙在混凝土施工时特别要加以注意,引起重视。
4裂缝渗、漏的处理方法
根据混凝土渗、漏的特点,要进行分析该渗、漏的原因和渗水形成的部位,以及渗、漏的程度,根据不同的形式可采取不同的堵漏办法,我们实际的堵漏方法如下:
对混凝土的堵漏的方法一般是采用四种办法,在日常的实施中这四种方法是比较合适的,也是可行的,这些方法是:
(1)化学灌浆法;(2)嵌缝堵漏法;(3)堵封堵漏法;(4)涂模(布)堵漏法。
以上四种堵漏方法是根据不同的渗、漏情况而选择不同培漏方式来解决混凝土渗、漏问题,下面笔者根据不同渗、漏按不同的堵漏方法予以介绍。
4.1化学灌桨法
化学灌浆堵漏,是采用一种化学灌浆料来解决混凝土形成的线型掺、漏的部位,一般这种渗、漏是一条线,堵漏时要采取化学灌浆料与快速凝结水泥和无收缩水泥砂浆配合使用,才能真正达到堵漏效果;化学灌浆料一般分为四种型号,它们的技术指标见表1。
表1化学灌浆料技术指标
序号
材料名称
粘结强度(MPa)
抗压强度(MPa)
遇水膨胀率(%)
1
LW水溶性聚氨脂
1.70
—
273
2
HW水溶性聚氨脂
2.70
19.8
—
3
LW∶HW=60∶40
1.86
11.8
30
4
低粘度环氧树脂
5.10
82.4
—
化学灌浆堵漏,一般是对漏水较为严重的部位,它们的裂缝一般均是贯通性的,在堵漏处理上是比较困难的一种渗、漏,为此需要采取化学灌浆的办法进行堵漏,堵漏时,先将渗、漏水的裂缝部位予以确定,研究处理的方法,然后确定堵漏方案,对该种裂缝漏水的处理方法如下:
(1)在漏水处凿出一道“V”型槽,用掺入速凝剂的水泥净浆埋设灌浆嘴,用聚合物水泥砂浆PCCM封缝;
(2)对混凝土基层面用钢丝刷清理浮灰,并用清水冲洗干净;
(3)在混凝土基层表面无浮水时,喷涂5mm厚的PCCM——聚合物水泥砂浆。PCCM聚合物水泥砂浆主要力学性能见表2;
表2PCCM聚合物水泥砂浆主要力学性能
性能
粘结强度
(MPa)
抗拉强度
(MPa)
极限拉值
(Eu)
抗拉弹模
(E)
抗裂系数
(k)
抗渗压力
(MPa)
指标
3.5~4.2
3.7~4.7
700~800×10-6
700~800(MPa)
5.5~7.5×10-4
>S1.2
(4)对喷涂的聚合物养护5d后,用LW水溶性聚氨脂浆液进行化学灌浆,灌浆的压力一般为0.3(MPa),防止在灌浆时的压力过大,造成进塑料管的爆裂。
在实际的堵漏的处理中,采用油毡或铝箔的目的是为了防止水泥浆进入金属阀(金属阀一端连接透明塑料注浆软管作为引水管,在混凝土表面达到一定的强度后又作为化学灌浆的输送管)的注浆孔使堵塞。用油毡或者铝箔套住金属阀,然后在油毡或铝箔四周用快速凝结水泥净浆予以密封,然后用上述介绍的材料进行面层处理。
4.2嵌缝堵漏法
采用该种堵漏方法,一般是混凝土表面只出现映水现象,在长时间后,能把混凝土墙面映湿成大片的水迹和地下存有积水,如果不处理,将会影响整个表面的美观及室内的使用效果,为此,本办法对渗水的处理应采用嵌缝的方法进行,嵌缝的处理方法是:
(1)沿着混凝土渗水的缝隙凿出“v”型槽,清除槽内的杂物,然后用清水冲洗干净;
(2)在清洁、干燥的缝面上均匀涂刷SR塑料止水材料专用基液;
(3)在基液实干前,嵌填SR塑性止水材料;
(4)修理及保护:密封胶在表面干燥以前,用小刮刀等工具抹平,将表面修理平整;
(5)在经过嵌缝的缝面上用喷水壶撤上水,保持缝面的潮湿;
(6)将按比例配制的PCCM砂浆用刮刀将其嵌入缝中,并用抹刀将其抹平;
(7)待PCCM砂浆凝结后,采用潮湿的办法养护3~5d;
(8)按比例配制HK——964增厚型环氧涂料,反复搅拌均匀后使用;
(9)在干燥、平整的缝表面上,均匀涂刷964弹性涂料二道,要一刷压一刷操作,防止漏刷;
(10)在整个堵漏工作完毕后,对所使用SR、964涂料的工具,要及时用溶剂清洗干净待用。
4.3封堵堵漏法
该种堵漏的方法,主要是应用在水下或地下混凝土在涌水的条件下的孔隙、孔洞和裂缝的快速封堵。在封堵这样的漏水部位,往往要比其它的渗、漏要困难得多,且堵水效果要略差一些,但只要在处理时按要求操作,可保证混凝土表面不掺水。这种材料有的叫快速堵漏剂,也有的称为PBM聚合物,其聚合物混凝土的水下性能见表3。
表3PBM—7聚合物混凝土的水下性能
龄期性能
粘结强度
(MPa)
抗拉强度
(MPa)
抗折强度
(MPa)
抗压强度
(MPa)
1d
2.0
5.2
13.7
42.6
30d
2.1
5.9
15.1
56.4
采用本办法堵漏时一定先把基底处理干净,在混凝土表面不得留有混凝土杂物和粉末,若是点涌水,先把漏水处凿一个直径为80~150mm深50~80mm的工作坑,在坑中的漏水处预放一个导水管,作为排水之用,待先抹上去的聚合物混凝土(或砂浆)达到一定的强度后,再用聚合物砂浆用力给堵上。在处理渗漏时,一般要根据漏水的流水量的大小来采取不同的堵漏方法,若是有水向外踊,可采取上述方法进行。若漏水量很小,可以在漏水处按上述的办法先凿除一个堵漏工作坑,用清水冲洗干净后,立即用聚合物混凝土或聚合物砂浆一次封堵,并用力将聚合物混凝土或聚合物砂浆压实(这种聚合物拌入混凝土或水泥砂浆后,其凝结时间一般在3~5分钟),待混凝土或砂浆凝结硬化后,在其表面用高标号砂浆抹平,在5d内保持表面潮湿即可。
注意,在有涌水的堵漏过程中,一定要对钢管或竹筒混凝土或砂浆在硬化(凝结)前进行转动,防止混凝土或砂浆在硬化后无法取出,造成在最后堵流时发生困难或返工现象。
另外,如果漏水呈上下裂缝,在堵这种形式的裂缝时,要注意从上至下进行操作,在比较容易操作的高度设置排水管,待整个裂缝所封堵的材料达到设计要求后,再对排水的位置进行封堵。也可以分段封堵,方法同上。
4.4涂膜(布)堵漏法
涂膜堵漏是将混凝土结构物表面有渗漏的地方经过处理后,直接在其表面上进行防水处理。这种方法一般适用于混凝土结构在施工时振捣不密实,有的是漏振而形成的混凝土内部不密实而造成的大面积渗水情况,这种渗水现象一般无法用压力灌浆和嵌入法解决,只能用涂膜法进行表面防水处理。这种处理方法比较简单,但在操作时要求较严格,一般都要求混凝土结构表面没有浮灰和杂物,否则将会影响混凝土面与涂膜的粘结力,影响防水效果。
涂膜(布)防水所使用的材料为HK——96系列增厚型环氧涂料,它们的用途性能分别为:
961——用于干燥的混凝土表面;962——用于潮湿的混凝土表面;963——用于水下混凝土或结构物表面;964——为弹性涂料。
在选用以上四种涂膜材料时,一定要根据不同的漏水方式,选择不同的涂膜材料。如某种在继续沉降的结构,但沉降量很小,这时要选择有弹性的涂料,不能选择硬脆性涂膜材料,防止结构物在沉降时发生不脆裂而起不到防水效果。
5对堵漏工作的几点看法
经过对宝钢一、二、三期的地下混凝土结构工程出现渗、漏后的处理工作看,对混凝土堵漏只是一种事后的解决办法,首先在混凝土施工时要加强对混凝土的施工管理工作,避免和减少混凝土结构的裂缝,这才是我们的唯一目的。堵漏堵得再好,它不过是一种消极的办法,它不但要造成浪费,而且要投入大量的人力和物力,在工程投入使用后也会发生种种意想不到的问题。为此,我们的精力首先要放在混凝土的施工管理上,严格把好混凝土的施工质量关。但是,由于混凝土是由多种材料组成的一种脆性材料,在施工过程中往往很难保证混凝土结构不出现裂缝,但一定要控制混凝土尽量少出现裂缝。在万不得已时出现的裂缝,再进行对裂缝渗漏进行封堵或进行压力灌浆的办法。经过在宝钢一、二、三期的地下混凝土工程渗漏的处理情况看,效果是明显的,达到了预期的目的,为此我们认识到:
(1)要确定混凝土渗、漏部位的情况,确定堵漏方案,选择合理的堵漏材料,避免堵漏达不到预期的效果。
(2)堵漏前,不论是凿洞或是凿“V”型槽,深度一定要超过钢筋以下,一般所凿的深度为50~80mm,太浅容易发生再漏现象。
(3)所有被凿的洞或“V”型槽,均要用清水冲洗干净,洞和槽内不得存有浮灰,否则经过一时期后,洞口周围将会重新渗、漏。
(4)采用PBM——7聚合物速凝胶泥时,要现配现用,防止一次配制太多,放置时间过长失效而造成浪费。
混凝土裂缝论文范文4
随着我国改革开放和现代化进程的加快,我国的建设规模正日益增大,如何保证建筑工程质量也日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的工程质量问题中,混凝土裂缝现象则更为突出,因此必须十分重视混凝土裂缝成因的分析及预防。应该指出的是混凝土中有些裂缝是很难避免的,例如普通钢筋混凝土受弯构件,在30%~40%设计荷载作用下就可能开裂;而受拉构件开裂时的钢筋应力仅为钢筋设计应力的7%~10%。工程实际中除了荷载作用造成的的裂缝外,更多的是混凝土收缩、温度变形和不均匀沉降等导致开裂。虽然有些裂缝对使用无多大危害,但在实际施工中仍有必要对其进行有效控制,特别是避免有害裂缝的产生。本文分别就地下室底板大体积混凝土、地下室墙板混凝土、地面混凝土、现浇楼板混凝土及屋面防水细石混凝土简要分析其裂缝产生的主要原因,然后提出若干有针对性的预防措施与大家商榷。
二、地下室底板大体积混凝土裂缝的主要原因及预防措施
裂缝产生的主要原因是温度和干缩变形,其次是砼的水灰比等,其预防措施如下:
1、严格控制水化热。在满足设计强度要求和征得设计同意的前提下,混凝土配合比设计可考虑采用60天强度,以减少水泥用量,同时,应选择低热水泥,减少水泥水化热。
2、通过“双掺”技术(掺加缓凝高效减水剂及粉煤灰),以减少水泥用量,并改善混凝土的和易性,提高混凝土的可泵性。
3、浇筑顺序采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的方法,一次整体连续浇筑结束。
4、大体积混凝土浇捣完毕后,初凝前用长刮尺刮平,经6小时先用铁滚筒滚压数遍,再用木抹子在混凝土表面拍实并搓毛两遍以上,以闭合收水裂缝,防止产生表面收缩裂缝,约12~14小时后,覆盖塑料薄膜和草包进行保温保湿养护。并按规定时间测量混凝土各部位的温度,确保混凝土内外温度差不超过25℃。
三、地下室墙板裂缝主要也是由于干缩引起,其预防措施如下:
1、在不改变墙板钢筋总量的情况下,对墙板水平钢筋进行等截面代换,将原来的粗钢筋大间距改为细钢筋小间距,从而防止墙板产生裂缝。
2、墙板混凝土浇筑后,摸板至少7天后方可拆除,并在墙顶设淋水管,进行24小时不间断淋水养护。
四、地面混凝土裂缝的主要原因有:
不均匀沉降(地面的沉降往往与主体结构中柱、墙等的沉降不一致,从而在它们的结合部位产生较大的裂缝)、温度及收缩变形。其预防措施如下:
1、地面混凝土浇筑时应与墙、柱间留有30mm的缝隙,以使墙、柱和地面的沉降相互独立。
2、垫层铺设前,其下一层表面应湿润。室内地面一般可不设伸缝。室外地面采用混凝土垫层时应设置伸缝,其间距为30m。室内外地面的混凝土垫层,均应设纵向缩缝和横向缩缝。纵向缩缝间距为3~6m,横向缩缝间距为6~12m。室外地面或高温季节施工的地面,缩缝间距宜采用下限值。垫层混凝土的纵向缩缝应做平头缝或加肋板平头缝。当垫层厚度大于150mm时,可做企口缝。横向缩缝应做假缝。平头缝和企口缝的缝间不得放置隔离材料,浇筑时应互相紧贴,企口缝的尺寸应符合设计要求,假缝宽度为5~20mm,深度为垫层厚度的1/3,缝内用1:3水泥沙浆填缝。工业厂房、礼堂、门厅等大面积水泥混凝土垫层应分区段浇筑,分区段应结合变形缝的位置,不同类型的建筑地面连接处和设备基础的位置进行划分,并应与设置的纵向、横向缩缝的间距相一致。
五、现浇钢筋混凝土楼板裂缝的主要原因有:
1、混凝土水灰比、塌落度过大。
2、板负筋位置不当。
3、混凝土早期养护不好。
4、建筑物建好后(特别是长期空置的商品房)长期关闭,室风相对湿度过低,混凝土收缩开裂。这一点往往被人们所忽视。即在正常湿度环境中,混凝土收缩产生的裂缝十分微小,而且裂缝不会进一步扩展。但当混凝土所处环境的相对湿度低于80%时,混凝土内部自由水蒸发加速,从而加剧了混凝土的收缩,若这一过程持续时间过长,微裂缝就会进一步扩展,进而可能形成通缝。
5、混凝土强度未到1.2N/mm²前,就在其上堆放材料、搭设支架。
预防措施如下:
1、严格控制混凝土施工配合比,对于商品混凝土的塌落度应加强检查。
2、在楼板浇捣过程中派专人护筋,避免踩下负筋的现象发生。
3、混凝土浇筑前先将基层和模板浇水湿透,浇筑完毕后应采取有效的养护措施,并满足以下要求:(1)应在浇筑完毕后12小时以内对混凝土加以覆盖并保湿养护;(2)混凝土浇水养护时间:对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7天,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14天;(3)浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态;(4)采用塑料布覆盖养护的混凝土,其敞露的全部表面应覆盖严密并应保持塑料布内有凝结水。
4、在一定的时间段(一般自混凝土浇筑完成后2年内)保持空置房间内的相对湿度与室外相对湿度基本一致并不宜低于85%,这一要求可采用经常开窗的方法得以实现,有条件的地方定期洒水增加湿度则效果更好。
5、混凝土强度达到1.2N/mm²前,不得在其上踩踏或堆放材料、安装模板及支架,以免由于振动等原因产生裂缝。
六、屋面细石混凝土刚性防水层开裂的主要原因有:
1、未设分格缝或分格缝设置不合理。
2、混凝土内钢筋网片在分格缝处未断开。
3、混凝土与基层间宜设置可靠的隔离层。
4、养护不好。
预防措施如下:
1、混凝土应在屋面板的支承端、屋面的转折处、突出屋面结构的交接处设置分格缝,其纵横间距不宜大于6m。
2、混凝土内钢筋网片应在分格缝处断开。
3、混凝土与基层间设置可靠的隔离层。
5、混凝土浇完后应按规定做好养护工作。
七、结语:
为了避免混凝土产生裂缝,我们在工程实际中应注意:
1、采用合理的配合比。
2、采用先进的施工工艺。(包括浇筑方法和表面处理方法等)
混凝土裂缝论文范文5
当然,引起水工建筑物混凝土结构产生裂缝的原因是多方面的。但是,归纳起来可分为荷载作用引起的裂缝和非荷载引起的裂缝两类。本文对这两类因素进行了分析,并根据实践经验对在施工中进行预防的措施,供参考。
2荷载作用引起的裂缝
2.1水工建筑物混凝土结构在使用荷载作用下,由于截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的,所以构件在使用时总是带缝工作的。这类裂缝总是与主拉应力方向大致垂直,且最先在荷载效应最大处产生。如果荷载效应相同,裂缝首先在混凝土抗拉能力最薄弱处产生。
2.2预防荷载作用引起的裂缝的措施是合理的配筋。在施工过程中,选用混凝土粘结较好的变形钢筋,控制钢筋的应力不过高,钢筋的直径不过粗,并用钢筋不在混凝土中分布比较均匀。这样就能较好地控制正常使用条件下裂缝宽度,不致过宽。
3非荷载引起的裂缝
在水工建筑物混凝土物件中,大部份缝是由非荷载因素引起的,如温度变化、混凝土收缩、基础不匀沉降、塑性坍落、钢筋锈蚀、碱—骨科化学反应等等。
3.1温度变化引起的裂缝
3.1.1水工建筑结构件随着温度的变化而产生变形,即通常所说的热胀冷缩。当变形受到约束时,便产生了裂缝,约束的程度越大,裂缝就越宽。
预防热胀冷缩的措施:一是撤去约束,允许自由的产生变形;二是设置伸缩缝。
3.1.2水泥和水所引起化学反应引起裂缝。大体积混凝土开列的主要原因之一,是由于混凝土在硬化过程中,水泥和水起化学反应,产生大量的水化热引起混凝土的温度上升,如果热量不能很快散失,内部和外部温差过大,就将产生温度应力,使结构内部受压,外部受拉。混凝土在硬化初期,只有很低的抗拉强度,如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时,混凝土就要产生裂缝。
防止这类裂缝产生的措施是:①尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥;②减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m2以下;③降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.60以下;④改善骨科级配,掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量,降低水化热;⑤改善混凝土的搅拌工艺,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,改善混凝土拌和物的流动性、保水性,降低水热化,推迟热峰出现的时间;⑦合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束;⑧在大体积混凝土内部设置冷却管道,通过冷水或冷气冷却,减小混凝土的内部温差;⑨加强混凝土温度的监控,及时采取冷却保护措施;⑩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,并洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表现缓慢冷却,在寒冷季节,混凝土两面必须采取保温措施,以防寒潮袭击。
3.1.3构件硬化成型后,在使用中,如果温度较大,构件内部温度梯度就极大,也会引起构件开裂。
3.1.4预防产生比类裂缝的措施是:采用隔热(或保温)措施,尽量减少构件内部温度梯度,在配筋时应考虑温度力的影响。
3.2混凝土收缩引起的裂缝
3.2.1混凝土在空气中结硬时,体积要缩小,产生收缩变形,当受到约束时,就可能导致裂缝的产生。
3.2.2在配筋率较高的构件中,由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强,混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力,引起构件局部裂缝。
3.2.3新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。
3.2.4防止和减少收缩裂缝的措施:①合理设置收缩缝;②改善水泥土性能,降低水灰比,减少水泥用量;③配筋率不宜过高,设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀,避免发生集中的大裂缝;④加强混凝土的时期养护,并适应当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护。
3.3混凝土塑性坍落引起的裂缝
3.3.1混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个小时内,这时混凝土还处于塑性状态,如果混凝土出现泌水现象,在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时,在上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。
3.3.2预防措施是:①要仔细选择集料的配级,做好混凝土的配合比设计,特别是要控制水灰比,采用适量的减水剂;②施工时混凝土既不能漏振也不能过振,避免混凝土泌水现象的发生,防止模板沉陷;③如果发生这类裂缝,可在混凝土终凝以前重新抹面压光,使裂缝闭合。3.4基础不均匀沉降引起的裂缝
3.4.1基础不均匀沉降,使超静结构受迫,从而导致裂缝。
3.4.2防止基础不均匀引起裂缝的措施是:根据地基条件及上部结构形式,采用合理的构造措施及设置沉降缝。
3.5冰冻引起的裂缝
3.5.1水在结冰过程中,荷重要增加,因此,水在设灌浆或灌浆不饱满的预应力构件孔道中结冰,就可以产生沿着孔道方向的纵向裂缝。
3.5.2预防冰冻裂缝的措施:在建筑物基础梁下填一定厚度的松散材料(炉渣)。
3.6钢筋锈蚀引起的裂缝
3.6.1原因:钢筋的生锈过程实际上是电化学反应过程,这种效应可在钢筋周围的混凝土中产生胀拉应力,如果混凝土的保护层比较薄,不是以抵抗这种拉应力时,就会沿着钢筋形成一条顺筋裂缝。顺筋裂缝一旦产生,又进一步促进钢筋锈蚀程度的增加,形成恶性循环,最后导致混凝土保护层剥落,甚至钢筋锈断。这种顺筋裂缝对结构的耐久性影响最大。
3.6.2预防措施:防止顺筋裂缝的措施是提高混凝土的密实度和抗渗性,适当加大保护层的厚度。
3.7碱——骨科化学反应引起的裂缝
3.7.1原因和分析:碱——骨科反应是指混凝土孔隙中水泥的碱性溶液与活性骨科(含活性Si02)化学反应,生成碱——硅酸凝胶,碱硅胶温水后可产生膨胀,使混凝土胀裂,开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝,然后由表及里地发展,裂缝中充满了白色深沉。
3.7.2预防措施:碱——骨科化学反应对结构件的耐久性影响极大,为了控制碱——骨科的化学反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥,并提高混凝土的密实度和采用较低的水灰比。
4结语
裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力,影响水利建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响水利建筑物的承载能力。所以,必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究,区别对待,在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,以保证水利工程建筑物的构件的安全、稳定、经久、耐用。
论文关键词:水利工程建筑物;混凝土裂缝;防治措施
论文摘要:在许多水利工程建筑物中,混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题,对水利工程中常见的混凝土裂缝的成因进行了探讨分析,并有针对性地提出了一些防治措施。
参考文献
混凝土裂缝论文范文6
关键词:混凝土;裂缝;产生原因;预防措施
引言.要了解混凝土裂缝的原因。从微观上看.混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因可分为以下几种:
大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大使混凝土的形变超过极限而引起的裂缝。
混凝土在硬化的过程中由千千缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大.甚至会贯穿整个构件。在大厚度的构件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制,在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。
当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩因为受到约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度较低,容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。(由于太阳曝晒产生裂缝是工程中最常见的现象)
混凝土加水拌和后,水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应,析出的胶状大街一硅胶从周围介质中吸水膨胀,体积增大到三倍从而使混凝土胀裂产生裂缝。
在炎热或大风天气,混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等,在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。
构件承受荷载所产生的裂缝:如,构件在均布荷载或集中荷载作用下次生内力弯矩.出现垂直于构件纵轴的裂缝-构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。
当结构的基础出现不均匀沉降时,结构构件受到强迫变形,而使结构构件开裂,随着不均匀沉陷的进一步发展.裂缝会进一步扩大。
当钢筋混凝土构件处于不利的环境中,如海洋等时,由于混凝土保护层厚度过薄,特别是混凝土的密实性不良,环境中的氯离子和溶于海水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈生成氧化铁。氧化铁的体积比原来金属的体积大得多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。这种裂缝一般沿钢筋方向,比较容易识别。顺钢筋方向的裂缝发生后,更加速了钢筋锈蚀过程,最后导致保护层成片剥落,这种顺筋裂缝对耐久性的影响较大。
其次,要根据施工过程中可能产生使混凝土裂缝的因素,积极主动的采取相应的措施预防裂缝的出现。以减少不必要的损失和使用缺陷。通过和现场工作人员的交流,笔者大致总结出以下几点预防混凝土裂缝的建议:
设计单位应该提出混凝士施工温度控制的具体要求和混凝施工养护的基本要求,确定外加剂的品种和掺量,确保混凝土收缩与膨胀相抵消;
混凝土配合比控制要求严格,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式}
混凝土振捣要密实,拆模后须挂草帘或麻布浇水养护保持湿润状态两天。
施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振.且在第一次振捣后要进行第二次振捣。
配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥,如矿渣水泥,此外可掺加膨胀剂,同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖以确保混凝土内外温差小于25℃。
对于商品混凝土,则要在满足其可泵性、各易性的前提下尽量减小出机时的塌落度、降低砂率、并严格控制骨料的含泥量等。
最后要掌握混凝土裂缝的修补方法。问题出现了,解决它的方法自然而然也随之产生。随着施工经验的发展,现在混凝土裂瓷修补的方法有很多:如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等,其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法3种。
低压注浆法适用于宽度为0.2-0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理一粘贴注浆咀和封闭裂缝一试漏一配制注浆液一压务注浆一二次注浆一清理表面。
当裂缝数量较多时,先要在预计要贴的裂缝位置贴上医用白胶布,再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷。使裂缝封闭.大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆咀用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免洼浆时漏浆。注浆操作一般在牯咀的第二天进行,若气温高的话半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆咀,用手推动补缝器活塞.使浆液通过注浆咀压入裂缝,当相邻的咀中流出浆液时,就可以拔出补缝器,使浆液通过注浆咀压人裂缝,当相邻的咀中流出浆液时,就可以拔出补缝器,堵上铝铆钉。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个洼浆咀再次补浆。
涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补,也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理,以及防止混凝土保护层的炭化和有在离子对混凝土的腐蚀。工序为:清扫一刮腻子一涂刷底层涂料一涂刷主层涂料一涂罩面层。
混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子(混凝土修补胶:粉料:1:0.7—0.8),涂料在使用前要通过铁窗纱过滤,除去杂质和团块。主层涂料要涂刷3遍,每遍涂刷都要等上遍涂料千后再涂,且两次涂刷方向最好是相互垂直。
开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝.如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为:开槽一涂刷界面处理浆一压抹聚合物砂浆一养护。
先用凿子和扁铲沿裂缝开槽。槽深和宽约3—5cnl,呈U型,用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,在界面处理浆尚未硬化之前,将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中,压实抹平。在养护时不需要浇水.在湿空气中即可。养护期间不得淋雨、日晒或风吹,最好覆盖一层塑料薄膜。