范文网 论文资料 混凝土裂缝原因及预防(大全)

混凝土裂缝原因及预防(大全)

混凝土裂缝原因及预防第一篇:混凝土裂缝原因及预防混凝土裂缝的形成原因及预防姓 名:学 号:性 别:专 业: 批 次:电子邮箱:联系方式:学习中心: 指导教师:混凝土裂缝的形成原因及预防摘要随着建设规模的不断扩大及人们对建筑工程质量重要性认识。

混凝土裂缝原因及预防

第一篇:混凝土裂缝原因及预防

混凝土裂缝的形成原因及预防

姓 名:

学 号:

性 别:

专 业: 批 次:

电子邮箱:

联系方式:

学习中心: 指导教师:

混凝土裂缝的形成原因及预防

摘要

随着建设规模的不断扩大及人们对建筑工程质量重要性认识的提高,混凝土以其技术、经济上的优越性,尤其是稳定、可靠、优良的质量深受建设单位的青睐,得到了广泛的发展,所以混凝土在现代工程建设中占有重要地位。然而混凝土裂缝问题随处可见,已经成为了一个普遍存在而又难于解决的建筑工程实际问题。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,但是科学的要求是将其有害程度控制在允许的范围内。因此本文通过研究混凝土裂缝,找出混凝土产生裂缝的主要原因,并且分析影响混凝土产生裂缝的主要原因,得出了混凝土裂缝问题要以预防为主的观点。现就本人所学的理论知识结合本人的实践经验浅谈施工中常见的混凝土裂缝种类,并提出了具有针对性的预防方法。使施工人员为今后工程实践起到简单的导引作用。

关键词:混凝土;裂缝;原因;分析;预防

i

目录

第一章 前言 ................................................................ 1 第二章 混凝土裂缝的基本概念 ................................................ 2 2.1产生混凝土裂缝基本原理 ............................................... 2 2.1.1微观裂缝定义 .................................................... 2 2.1.2宏观裂缝定义 .................................................... 2 2.2混凝土裂缝的限制标准 ................................................. 2 第三章 混凝土裂缝产生的原因 ................................................ 4 3.1混凝土裂缝成因 ....................................................... 4 3.1.1材料质量引起的裂缝 .............................................. 4 3.1.2荷载引起的裂缝 .................................................. 4 3.1.3温度变化引起的裂缝 .............................................. 4 3.1.4湿度变形引起的裂缝 .............................................. 5 3.1.5基础变形引起的裂缝 .............................................. 5 3.1.6冻胀引起的裂缝 .................................................. 5 3.1.7施工工艺引起的裂缝 .............................................. 5 第四章 常见混凝土裂缝的种类及预防措施 ...................................... 7 4.1混凝土干缩裂缝 ....................................................... 7 4.1.1产生混凝土干缩裂缝的重要原因 .................................... 7 4.1.2预防干缩裂缝产生的措施 .......................................... 8 4.2混凝土塑性收缩裂缝 ................................................... 8 4.2.1产生混凝土塑性收缩裂缝原因 ...................................... 8

ii

4.2.2预防塑性收缩裂缝产生的措施 ...................................... 9 4.3混凝土深陷裂缝 ........................................................ 9 4.3.1产生混凝土深陷裂缝的原因 ........................................ 9 4.3.2预防产生深陷裂缝的措施 .......................................... 9 4.4混凝土温度裂缝 ...................................................... 10 4.4.1产生混凝土温度裂缝的原因 ....................................... 10 4.4.2预防温度裂缝的措施 ............................................. 11 4.5化学反应引起的裂缝 .................................................. 12 4.5.1产生混凝土碱骨料反应引起的裂缝原因 ............................. 12 4.5.2预防碱骨料反应引起的裂缝的措施 ................................. 12 4.5.3产生混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝原因 ............................... 12 4.5.4预防钢筋锈蚀引起的裂缝的措施 ................................... 13 结束语 ..................................................................... 14 参考文献 ................................................................... 15 致谢 ....................................................................... 16

iii

第一章 前言

随着我国科技水平的高速发展,混凝土已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中,混凝土是城市建设中广泛使用的建筑材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土质量问题一直困扰着施工人员,其中尤为突出混凝土裂缝问题反映强烈,引起工程界及社会各界的广泛关注。混凝土作为一种广泛应用的建筑材料,是现代建筑主体不可缺少的重要组成部分。由于混凝土自身所具有的特点,施工环境与施工温度等条件约束,会使混凝土极易产生裂缝。使其内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人的生命财产安全。作为一个建筑工作者,在当前施工中如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事,裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,也有环境方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。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。所以本文通过分析了混凝土裂缝形成的原因,并且针对常见混凝土裂缝,如混凝土干缩裂缝、混凝土塑性收缩裂缝、混凝土深陷裂缝、混凝土温度裂缝、化学反应引起的裂缝,预防措施提出自己的一些看法,为今后工程实践起到简单的导引作用。

1

第二章 混凝土裂缝的基本概念

2.1产生混凝土裂缝基本原理

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均匀物质。正是由于混凝土显现出一些非均质的特性,所以硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴,然而微孔隙与气穴相互贯穿才使混凝土出现裂缝。混凝土裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝,微观裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。 2.1.1微观裂缝定义

主要是混凝土中非均匀物质和水泥与水发生水化反应过程中各组成部分之间发生的变形不均产生的。微观裂缝在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害,用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝,另外一种最直接的方法就是用渗水观察,一定压力的水可以从混凝土内部的裂缝中渗透出来。 2.1.2宏观裂缝定义

是指宽度在0.05mm以上,用肉眼可以直接看到的裂缝。宏观裂缝一般在设计允许条件下,宽度小于0.1mm的裂缝可以被认为是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展。

2.2混凝土裂缝的限制标准

“按混凝土裂缝的限制标准,混凝土裂缝可分为无害裂缝和有害裂缝[1]”。

无害裂缝的基本概念:①裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影

2

响。②裂缝无渗漏水,且不贯通③裂缝宽度小于0.2mm,且不渗漏水。④裂缝可自愈。

有害裂缝的基本概念:①混凝土结构产生的裂缝对耐久性受到影响。②裂缝有渗漏水。③裂缝贯穿结构层。④混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水。⑤裂缝的深度与构造钢筋相连,形成钢筋串水⑥裂缝的宽度大于0.2mm,且不能自愈。⑦裂缝密度显网状。⑧裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。

3

第三章 混凝土裂缝产生的原因

通过上章对混凝土裂缝的描述,我们可以分析出混凝土裂缝绝大多数发生在施工阶段,其原因复杂多变,可分为微观裂缝和宏观裂缝。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,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手,结合本人所学与实际经验产生混凝土裂缝的原因大致可划分如下几种:

3.1混凝土裂缝成因

3.1.1材料质量引起的裂缝

“混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成[2]”。配置混凝土所采用材料质量不合格,可导致结构出现裂缝。比如:水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标;水泥强度不足,水泥受潮或过期;水泥含碱量较高同时又使用含有碱活性的骨料;砂石粒径太小、级配不良、空隙率大;砂石中云母、泥沙、有机质和轻物质的含量较高;拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高。 3.1.2荷载引起的裂缝

结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。 3.1.3温度变化引起的裂缝

“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,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝[3]”。譬如,桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布,由于受到自身约束作

4

用,导致局部拉应力较大,出现裂缝;大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。

3.1.4湿度变形引起的裂缝

“混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩[4]”。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2~0.4‰,其发展规律是早期快、后期缓慢。 3.1.5基础变形引起的裂缝

由于地质勘察精度不够试验资料不准、地基地质差异太大、结构荷载差异太大、结构基础类型差别大、基础分期建造、地基冻胀、基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质段、原有地基条件变化等原因,使基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。 3.1.6冻胀引起的裂缝

“大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现[5]”。 3.1.7施工工艺引起的裂缝

施工工艺涉及的面很广,一般常见的有:混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因;模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、过早拆模等都可能造成混凝土开裂;混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切;混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝;施工质量控制差,任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,造成混凝土强

度不足和其他性能(和易性、密实度)下降,也可导致结构开裂。

第四章 常见混凝土裂缝的种类及预防措施

通过上两章对混凝土裂缝原因的描述与分析,可得出在工程建设中混凝土裂缝问题是不可避免的,但可采取有效的预防措施,使其尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而可以确保工程质量。但要如何对工程建设中一些常见的混凝土裂缝问题进行有效的控制呢?只有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。以下是结合本人所学与工作实践,对工程中一些常见的混凝土裂缝现象进行了一些初步分析与探讨,提出了一些具有针对性的预防措施,具有一定的实用性和可操作性,对类似的工程问题有指导意义。

4.1混凝土干缩裂缝

4.1.1产生混凝土干缩裂缝的重要原因

“产生混凝土干缩裂缝的重要原因是水分的蒸发,这种蒸发干燥过程总是由表及里逐步发展的,因而湿度总是不均匀的,干缩变形也是不均匀的[6]”。混凝土干缩机理比较复杂,最主要的原因是混凝土内部空隙水蒸发变化时引起的毛细管引力,水泥水化生成的大量微细孔隙,在干燥条件下,胶体中自由水逐渐蒸发产生毛细管引力,胶体孔隙受到压缩,胶体的体积随着水分的蒸发减少而不断收缩,从而引起混凝土体积收缩。胶体的数量及其特性随着水泥的化学成分、细度、水灰比、龄期而不同。一般来说,单位用水量和水泥用量比较多的混凝土胶体数量多,而混凝土的干缩变形也比较大。混凝土的干缩裂缝取决于干缩、徐变、弹性性质和抗拉强度等方面的综合作用,当存在以下有三个基本条件:①混凝土发生干缩变形,②处于约束状态,③干缩应力达到混凝土抗拉强度。此时混凝土会出现干缩裂缝的主要原因。

影响干缩的主要因素

由此可以看出影响混凝土干缩变形的主要因素为水泥品种、混凝土的配

7

合比和养护条件。 4.1.2预防干缩裂缝产生的措施

①选用干缩较小的水泥品种:普通水泥的干缩要低于矿渣水泥;

②合理调整混凝土的配合比:采用低水灰比,低单方水泥和低用水量,同时还宜降低砂率,尽量采用粗砂;

③适当提高混凝土的抗拉强度。在水泥用量一定的条件下,缩小水灰比可使混凝土抗拉强度增高大于混凝土干缩应力的增加,有减少裂缝的趋势。使用早强剂可提高混凝土的早期强度,但干缩也随之加大,因此,应以提高抗裂安全为目的,综合考虑后采取措施。

④施工时应掌握正确的振捣方法,确保混凝土的密实,同时以要避免过振捣。加强湿水养护,确保养护质量,尽量延迟干缩的发生。

⑤采用合理的设计构造措施:合理设置伸缩缝,减轻约束作用,缩小约束范围。同时薄壁构件的配筋采用小直径,增加布筋密度的方式,可减少裂缝发展的趋势。

4.2混凝土塑性收缩裂缝

4.2.1产生混凝土塑性收缩裂缝原因

“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[7]”。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。较短的裂缝一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3m,宽1-5mm.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,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,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。

影响塑性收缩开裂的主要因素

8

“由于此可以看出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[8]”。 4.2.2预防塑性收缩裂缝产生的措施

①是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。

②是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。

③是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。

④是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。

⑤是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。 4.3混凝土深陷裂缝

4.3.1产生混凝土深陷裂缝的原因

深陷裂缝的形成是由于结构地基强度出现问题而引起不均匀沉降,或者在混凝土硬化过程中出现模板刚度不足、支撑底部松动等,使混凝土结构产生深陷裂缝。另外,过早拆模或者承受荷载,也容易引起构件的力学变形,导致板面裂缝出现。“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30°-45°角方向发展,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[9]”。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。 影响深陷裂缝的主要因素

由此可以看出影响深陷裂缝的主要因素有结构、构件下面的地基处理基及模板的使用。

4.3.2预防产生深陷裂缝的措施

①要确保地基处理质量,原地基要达到设计要求的承载能力,回填土地基

9

夯实达到设计要求的压实系数。

②是严格基坑或地基周围的防护措施,防止水的漫漶或浸入而导致地基松动。

③是模板有足够的强度和刚度,加强牢固支撑,且使地基受力均匀。

④是在混凝土生长到足够的强度后再拆除模板,注意拆模的合理作业顺序。

4.4混凝土温度裂缝

4.4.1产生混凝土温度裂缝的原因

“表面温度裂缝,多由于温度较大[10]”。混凝土结构,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时(如施工中注意不够,过早拆除模板;冬季施工,过早除掉保温层,或受到寒潮袭击),将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面胺到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部降温慢,受自约束而产生压应力),而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱。因此,裂缝只在接近表面较浅的范围出现,表面层以下结构仍保持完整。深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基(特别是岩石地基)或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇灌时温度很高,加上水泥水化热的混凝土冷却收缩,全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束,将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现,裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击作用;框架结构的梁、墙板、基础梁,由于与刚度较大的柱、基础连接,或预制构件浇筑在台

10

座伸缩缝处,因温度变形受到约束,降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件,混凝土降温制度控制不严,降温过速,或养生窑坑急剧揭盖,使混凝土表面剧烈降温,而受到肋部或胎模的约束,常导致构件表面或肋部出现裂缝。

影响混凝土温度裂缝的主要因素

由此可以看出影响混凝土温度裂缝的主要因素有①内约束裂缝:由于混凝土内外温差过大引起的。②外约束裂缝:由于平均降温过大引起的。 4.4.2预防温度裂缝的措施

①尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

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提高水泥浆与骨料的粘结力,挺高混凝土抗裂性能。

⑤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混凝土抗拉强度,大幅度提高混凝土的抗裂性能。

⑥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。

⑦混凝土的浇筑:大体混凝土浇筑主要有三种方式:其一,分层平行推进;其二,分层斜面推进;其三,分层交错推进方式。需要根据混凝土浇筑量、构件形式、混凝土浇筑方式等进行确认。分层浇筑可以增大散热面积,保证施工质量。

11

⑧混凝土的振捣:实行快插慢拔、分层振捣的振捣方法。振捣上一层时插入下一层混凝土5cm以消除两层间的接缝。通过二次振捣可以使混凝土更加密实,对提高混凝土的抗拉能力很有力。

⑨加强混凝土的养护和温度监测。

⑩混凝土养护是保证混凝土质量一道十分重要工序,必须认真切实做好。本工程采用自然养护,即在混凝土表面盖薄膜或草、麻袋,保证混凝土表面充分潮湿。大体积混凝土养护过程中,应对混凝土浇筑块体的内表温度、顶面及底面温度,室外气温进行监测。根据监测结果对养护措施做出相应的调整,确保温控指标的要求。施工中,常用混凝土温度测定仪实行24h监控,监控期一般为15d,测温时应做好记录。

4.5化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是混凝土中最常见的化学反应而引起的裂缝。

4.5.1产生混凝土碱骨料反应引起的裂缝原因

碱骨料反应裂缝发生的原因是: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。这种裂缝一般出现中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施进行预防。 4.5.2预防碱骨料反应引起的裂缝的措施

①选用碱活性小的砂石骨料。

②选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。

③选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。 4.5.3产生混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝原因

钢筋锈蚀引起的裂缝发生的原因是:由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢

12

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。 4.5.4预防钢筋锈蚀引起的裂缝的措施

①保证钢筋保护层的厚度。

②混凝土级配要良好。

③混凝土浇注要振捣密实。

④钢筋表层涂刷防腐涂料。

1

3结束语

本文通过介绍混凝土裂缝的基本概念,找到了主要影响产生混凝土裂缝的基本因素。我根据产生混凝土裂缝的基本因素进行分析,对混凝土裂缝做了种类划分即干缩裂缝、塑性收缩裂缝、深陷裂缝、温度裂缝、化学反应引起的裂缝,并对其成因进行分析,提出了相应的预防措施。得到了裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性。在混凝土工程施工中,混凝土材料、荷载、温度、湿度、基础、施工工艺,是产生裂缝的常见原因,在施工过程中,如果能针对工程特点和施工环境,分析可能产生裂缝的不利条件,区别对待,采用合理的方法进行预防,对于保证工程质量将起到积极的作用。

综上所述,对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今社会我们对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地决。

14

参考文献

[1] 王智明. 混凝土裂缝的分类、原因、预防与处理. 黑龙江科技信

息, 2009年; 第17期,第288页. [2] 杨兴. 浅谈混凝土裂缝. 河南建材, 2008年; 第03期,第45页. [3] 王天存. 施工温度对桥梁混凝土裂缝的影响. 中国水运﹙下半

月), 2011年; 第07期,第221页. [4] 崔洁. 浅谈水泥混凝土路面裂缝的成因与预防措施. 山西建筑, 2009年; 第27期,第271页. [5] 周晓雨、葛忠大、高云贺. 混凝土结构裂缝的产生与预防. 科技信

息, 2011年; 第14期,第682页. [6] 秦文保. 大坝溢流面裂缝产生原因及处理. 水利科技与经济,

2009年; 第07期,第644页. [7] 王勤昌. 砼裂缝产生原因及防治措施. 科技致富向导, 2010年; 第

17期,第181页. [8] 陈向东. 浅析砼裂缝防治措施. 中小企业管理与科技﹙上旬刊﹚, 2009年; 第06期,第147页. [9] 芮登. 建设施工混凝土五种常见裂缝的预防与处理. 城市建设, 2010年7月,第19篇文章. [10] 刘建华. 大体积混凝土温度裂缝的预防措施与治理方法. 科学

大众﹙科学教育﹚, 2011年; 第03期,第178页.

15

致谢

论文基本完成了,借此机会感谢老师在我写论文期间给我全面细致的辅导,从开始写开题报告给予我的建议,再到写论文时给我的格式资料与论文指导和指出我参考文献格式的错误,给予我很大的帮助。谢谢老师给予我的辅导,我在这里说一声“老师,你辛苦了”。

16

第二篇:浅谈大体积混凝土裂缝原因及预防措施

通过近几年来的现场实践,及查阅相关的技术资料,对混凝土裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行简要的阐述。

一、裂缝产生的原因分析

混凝土中产生的裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,原材料不合格(如碱骨料反映),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热化热,内部温度不段上升,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,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。混凝土是一中脆性材料,拉抗强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形也只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限拉伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇注过程中的离析现象,在同一块混凝土中其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,拉应力只要是由钢筋来承担,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,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。

二、温度应力的分析

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。这个阶段有两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土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,在此期间混凝土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叠加。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

(1)自生能力: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,混凝土冷却时表面的温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

(2)约束能力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而一起的应力,如箱梁顶板混凝土和护拦混凝土;这两种温度应力往往和混凝土上的干缩所引起的应力共同作用;想要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弛,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具有计算这里就不在细述。

三、温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝,可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手,现场常用的措施如下:

(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)搅拌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,最好控制在500mm以内,以便于表面散热;第二层浇筑必须在第一段砼初凝前浇筑完毕。

(4)根据混凝土浇注面积,在混凝土上中下部设置一定数量测温管,定时测定内外温度,前4天每2h测一次,5-7天每4h测一次,8-15天每天一次,并及时记录,确保混凝土内外温差控制在25.以内,做到及时观察,出现温度超偏,可通过调整养护方式来降低温差。

(5)规定合理的拆模时间,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度,加强保温养护措施,现场通常采取措施为混凝土浇注后先覆盖一层塑料薄膜,用麻袋装锯末,厚度80~100㎜进行中层覆盖,最后覆盖1-2层100mm厚岩棉被。

(6)夏季施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面及侧边,设置专人撒水养护时间不少于14d,有条件的应对基础侧边进行覆土掩盖,避免内部水分蒸发过快,产生裂缝。

改善约束条件的措施是:

(1)合理地分区分块。

(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,应特别主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,与水化热应力叠加,再加上混凝土干缩,表面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些轻型保温材料,如泡沫海绵等,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,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土的线胀系数相差很小,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的数目多、间距小、宽度与深度较小了。为了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)混凝土中存在大量的毛细孔道,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。

(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)掺加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)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、改善塑性功能,我们在工程实践中应多进性这方面的研究,比单纯改善外部条件,可能会更加简洁、经济。

四、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的,寒冷地区的温度骤降也是容易形成裂缝的。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,现场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的使用期的稳定温度。

(3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

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,在施工中应该切实重视起来。

五、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的初步探讨 ,虽然现在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。

(河南六建建筑集团有限公司 周峰、凯瑞房地产置业有限公司 左高伟)

第三篇:混凝土现浇楼板裂缝的危害、产生的原因分析与预防措施

混凝土现浇楼板裂缝的危害、产生的原因分析、预防措施及处理方法

随着建筑业的发展,现浇钢筋混凝土楼板非常普遍,但在实际施工中又出现了一个质量通病问题——那就是裂缝问题。我现就对现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的危害、楼板开裂的原因、预防及处理措施与大家交流。

一、现浇钢筋混凝土楼板裂缝的危害

混凝土是多组分复合材料,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,造成骨料与水泥粘结面或水泥本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝,我们一般称微裂。这种微细裂缝的分布是不规则的,互不连贯,但在荷载作用下或进一步产生温度变化,养护不到位失水干缩的情况下,裂缝开始扩展,并逐渐互相连通,从而出现较大的肉眼可见裂缝,成为宏观裂缝,严重的形成楼板上下贯通缝,这就成为有害裂缝。这样的裂缝将对结构的承载力,防火性、抗渗性、抗钢筋锈蚀性、抗化学侵蚀性等耐久性能产生严重的危害。根据2010版《混凝土结构设计规范》3.5.2条规定的环境类别,按表3.4.5的规定选用不同的裂缝控制等级及最大裂缝宽度0.30(0.40)mm。

一)影响结构承载力和使用安全性

对于受弯构件的楼板,尽管受弯区允许有宽度在一定范

1

围内的裂缝存在,但是裂缝对结构承载力的影响是不可忽视的,尤其是一些使用者在装修时又给地面增加了很多设计者没有考虑的荷载时。

(二)影响结构的防水性

楼板产生裂缝,除了影响结构安全性外,对使用者所带来的最直接的问题是渗漏水的危害,尤其是在没有做防水的房间表现突出。

(三)严重影响结构的耐久性和使用寿命

化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等,都会对混凝土结构体产生破坏作用。这些破坏作用的发生或进行的快慢,除了受混凝土自身材料性质的影响外,裂缝就是一个重要的影响因素。一般从结构拆模到装修完成,要经过2—3个月的时间,有的大型工程还要跨年施工。这时空气中的CO

2、SO2气体及雨水等就会顺着裂缝进入混凝土内部,促成钢筋锈蚀的加快;碱集料反应及碳化速度的加快进行;从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。

二、现浇楼板裂缝产生的原因

现浇混凝土楼板裂缝产生的原因是多方面的,概括起来主要有以下几点:

(一)材料选用方面的因素

1.水泥品种。水泥的选择是关系到收缩问题的关键。不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO

3、石膏的含量及水泥细

2

度等。而且,随着高强混凝土的应用,水泥的标号等级要求也就相应提高,水泥用量也就会增加,产生的水化热就越高,混凝土的收缩变形也越大。

2.外加剂应用不当也会引起的裂缝。由于施工工期的需要,一般都会使用化学外加剂的,但外加剂应用不当会直接引起混凝土多种质量问题,并且外加剂的使用也会增大混凝土收缩的变化率,如掺减水剂用于改变混凝土和易性。高效减水剂的减水作用随时间延长而降低,这是坍落度损失的主要原因,由于高效减水剂吸附在水泥颗粒表面或早期水化物上,它或是被水化物包围,或是与水化物反应而被消耗掉,变得不能发挥分散能力,水泥颗粒间斥力减小,造成水泥颗粒凝聚,使混凝土坍落度减小,造成混凝土拌和物坍落度损失过大或短期内完全丧失流动性,这类问题在混凝土生产行业中会经常遇到,程度轻的会引起混凝土施工困难,混凝土表面会出现收缩裂缝。

3.混凝土配合比。在原料一定的条件下,水灰比对混凝土收缩有很大的影响。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量,而用水量的影响比水泥用量大;在用水量一定内条件下,混凝土收缩随水泥用量的增大而加大,反之增大的幅度较小;在水灰比一定条件下,混凝土收缩率随水灰比的增加而明显增大;在水灰比相同条件下,混凝土干缩随砂率增大而加大,但增大的幅度较小。影响砼的收缩而产生裂缝

3

原因包括单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等控制参数。

(二)施工方面的因素

1.配筋、楼板厚度、施工工艺不合标准。部分施工单位在施工中,为了节省施工的材料成本和节省人工费,在施工过程中往往是没能按照设计要求及有关规范进行施工,钢筋安放位臵不正确、钢筋间距偏大、楼板浇筑时厚度控制不符合设计要求、浇筑震捣不密实等原因也容易导致楼板产生裂缝。

2.施工时模板的处理。模板施工因素对产生的影响主要是由于以下几方面产生的:(1)由于楼板模板支撑刚度不够,梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,造成模板支撑下沉变形过大;(2)如果模板支撑的稳定性不够,在施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移,这样也会引起楼板的裂缝;(3)拆模过早,在混凝土没有完全硬化的时候就进行拆模板,混凝土硬化前过早承载或受到振动,很容易产生裂缝。

3.钢筋保护层偏大。施工浇注混凝土时为铺设架板,施工人员在钢筋上踩踏,致使板面负筋下沉混凝土保护层厚度偏大,引起板面开裂。特别是负弯矩钢筋没有通长配臵时,裂缝往往会出现在负弯矩钢筋的端部,沿板边缘近似成直线发展。

4

4.保护措施不到位。混凝土浇注后,没有按规定的要求进行养护,导致楼板收缩开裂。(1)养护不及时,使混凝土养护初期过早脱水,使混凝土出现干缩。(2)混凝土养护初期受冻。(3)楼板施工完成后,混凝土终凝初期,施工机具和材料集中,或过早进人下道工序施工,造成较大施工荷载和震动,使其产生裂缝。

(三)气温、空气等环境因素导致楼板裂缝

现在楼板在周围气温、空气等环境因素的影响下,也会产生裂缝的。(1)空气的相对湿度越低,混凝土收缩越大。(2)空气温度升高,混凝土的收缩随之增大。(3)长期风吹、日晒也会使混凝土收缩增大。

(四)工期方面的因素

建设工程工期不合理,造成施工单位盲目追赶工程进度,楼板砼强度未达到时,施工材料及机械等荷载提前放到楼板上,造成楼板开裂。

(五)施工条件不具备

建设方很多施工场地三通一平条件达不到施工要求,如施工用水供水量不能满足施工需要,在砼浇筑前的模板湿润和浇筑后的砼养护工作不能及时到位,造成楼板裂缝。

三、对现浇楼板裂缝的控制措施

(一)设计方面的控制措施

设计者在民用建筑工程中不要一味追求使用高强度等级

5

混凝土。C20级能满足要求,就不要使用C30级。

(二)施工方面的控制措施

1.严格控制混凝土配合比,严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子,严格控制砂石含泥量。尽量不用细砂配制高标号混凝土。

2.浇筑混凝土前将基层和模板浇水湿透,但不得有明水存在。

3.在混凝土初凝期注意抹压的时间和方法,抹面应在表面泌水完全排除掉时进行,抹面时应用力抹压,以闭合已产生的微裂纹和泌水孔;设计好大面积混凝土浇筑时的路线,避免干扰已初凝的混凝土。

4.模板要进行强度计算,特别是开间比较大的客厅、房间等放材料及施工机械的位臵必须支撑牢固,按规定时间拆模。

5.提倡使用平板振捣器,因为振捣棒振捣想不碰钢筋是不可能的。

6.加强养护工作,及时对混凝土加以覆盖或喷涂混凝土养护剂,防止水分蒸发;不要只重视进度而忽视质量,在混凝土强度达到7.2N/mm2前,不得上去踩踏或进行施工。

7.提倡使用商品混凝土浇筑楼板,在同一个工程的同一层楼面上,用商品混凝土的比现场拌制的裂缝要少得多,而且宽度也小很多。

6

四、现浇混凝土楼板开裂的处理:

先来看看裂缝的分类:裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝。受力裂缝是由地基不均匀沉降、混凝土强度、板厚等因素引起的;非受力裂缝是由温度、混凝土的收缩、施工等因素引起的,它出现的时间有早有晚,早期的干缩裂缝在浇筑完成约2~4个小时就会出现,部分温度裂缝在竣工验收后三个月至半年内才出现。其中施工因素主要有板负筋保护层偏大(钢筋严重踩塌)、板底混凝土保护层不足。

各类裂缝的处理方法:

(一)对混凝土中水泥安定性不合格或者水泥不同品种混用发生化学反应而导致的破坏性裂缝,须进行彻底处理,即将混凝土打掉重新浇筑。

(二)对受力产生的裂缝,可根据裂缝出现的原因,有针对性地采取加固补强措施。

如果对已影响到结构安全的楼板裂缝,除了沿缝凿成V字形凹槽冲洗干净,将环氧树脂液用压力灌入缝内封闭外,还要用粘扁钢或碳纤维布等措施对楼板进行加固。当用碳纤维布加固时,对单条裂缝,除了沿缝粘贴外还要在垂直于缝方向间距布宽粘贴;对相互交叉的多条缝要井字形粘贴,间距同布宽。(布宽300mm左右为宜)

(三)对由温度、混凝土的收缩、施工等因素引起的非受力裂缝处理如下:

7

1、对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧树脂液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理。

2、对其它一般裂缝(宽度在0.05mm~0.2mm之间)的处理,其施工顺序为:清洗板缝后用1:2或1:1水泥砂浆抹缝,压平养护,封闭以恢复观感即可。(仅限于缝的数量少且非通长、贯通的缝)

3、对当裂缝(宽度大于0.2mm)较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。(仅限于缝的数量少且非通长、贯通的缝)

4、对当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。或在板面用环氧树脂液灌缝封闭(作一层防水也行),在板底用碳纤维布粘贴成井字形,间距同布宽。

5、对通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.2mm的处理方法也为:除了沿缝凿成V字形凹槽冲洗干净,将环氧树脂液用压力灌入缝内封闭外,还要用粘扁钢或碳纤维布等措施对楼板进行加固。当用碳纤维布加固时,对单条裂缝,除了沿缝粘贴外还要在垂直于缝方向间距布宽粘贴;对相互交叉的多条缝要井字形粘贴,间距同布宽。(布宽300mm左右为宜)

8

五、结语

微裂缝在混凝土构件中是不可避免的,施工中应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。全面保证混凝土现浇楼板的质量,关键在于混凝土形成过程中的一系列阶段的控制,从原材料、配合比、混凝土的开盘鉴定、混凝土的拌制和运输,入模振捣、施工缝及后浇带的处理、养护等,每一个环节都会影响混凝土的质量。因此,施工单位要提高认识,加强管理,编制科学的施工方案,并严格执行。控制好工序的质量。

监理工程师也要对混凝土施工实行旁站监理,加强对施工工艺及措施的监督,必须达到规范及验收标准的要求,以确保工程的质量。

建设方开工前,提供的供水量要满足施工现场需求,制定的工期计划要合理,不要盲目追赶工期。交房后,业主装修时告知业主,在客厅及大开间楼板上集中堆放的材料不能过多;在楼下已完成装修时,严禁楼板没有做防水防护的条件下,在楼板面拌灰,更不能积水或淹水。

第四篇:浅析混凝土墙体裂缝原因及处理措施

摘要:大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多的特点,又具有超长结构温度变形条件复杂、温度裂缝控制要求高的特点。混凝土施工质量监理控制的关键就是如何因地制宜采取有效施工工艺和预防措施控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展。 关键词:大面积混凝土工程;地下室;裂缝;处理措施;质量控制

随着城市建设的高速发展,大面积地下室混凝土结构工程越来越多。目前高层建筑混凝土地下室墙裂缝现象较为普遍,不仅因渗漏而影响使用,还会降低耐久性。混凝土分项工程作为混凝土主体结构质量的重要组成部分,是保证和实现单位工程自身结构安全和使用功能的关键。大体积混凝土产生裂缝的主要原因是混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热使其表面温度出现非均匀温差产生拉应力而形成裂缝以及混凝土的温度变形受到约束。如何采取有效的施工工艺和预防措施是控制温度裂缝的关键。本文结合近几年的工程实践,就大面积地下室混凝土温度变形裂缝的质量控制,谈谈一些工作方法和体会。

一、 裂缝主要原因 1.混凝土收缩因素

从裂缝特征可见大多数均属收缩裂缝。地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良、粉煤灰掺量太大、泵送混凝土坍落度大、施工操作不合要求等。

2.设计方面因素

《混凝土结构设计规范》规定:现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为20(露天)-30m(室内或土中),但实际工程中墙长均超过此规定。特别是一些工程设计突破了规范规定后,地下室墙的水平钢筋仍按构造配置,这是墙较易裂缝的又一因素。 3.温差影响因素

包括混凝土内外温差大、昼夜温差、日照下混凝土阴阳面的温差、拆模过早及结构跨季节气温变化差异大等因素的影响。 4.地下室墙长期暴露因素

这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感,常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。设计时地下室墙均按埋入土中或室内结构考虑。

5.混凝土施工质量差

原材料质量不良、配合比不当、使用过期的uea微膨胀剂、坍落度控制差,施工中任意加水以及混凝土养护不良等因素,均会导致混凝土收缩加大而裂缝。

施工缝设置不合理,施工缝处理不合要求,浇筑振捣不到位,是混凝土产生裂缝的另一影响因素。

覆土及回填土不及时,不能满足设计要求的条件,结构外露时间长,环境温度变化差异大,也是影响混凝土裂缝的主要原因。

二、裂缝处理方法

目前常用的地下室混凝土墙裂缝的处理方法有以下四类。有的工

程采用两种方法同时使用,效果良好。 1.灌浆法

灌浆材料常用的有环氧树脂类、水溶性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝等。其中环氧类及聚氨酯类材料来源广,施工较方便,建筑工程中应用较广;甲基丙烯酸甲酯粘度低,可灌性好,扩散能力强,不少工程用来修补缝宽≥ 0.05mm 的裂缝,补强和防渗效果良好。灌浆方法常用以下两类:一类是用低压灌入器具向裂缝中注入环氧树脂浆液,便裂缝封闭,修补后无明显的痕迹;另一类是压力灌浆,压力常用0.2~0.4mpa。 2.充填法

用风镐、钢钎或高速旋转的切割圆盘将裂缝扩大,形成v 形或梯形槽,清洗干净后分层压抹环氧砂浆或水泥砂浆、沥青油膏、高分子密封材料或各种成品堵漏剂等材料封闭裂缝。当修补的裂缝有结构强度要求时,宜用环氧砂浆填充。 3.表面涂刷加玻璃丝布法

目前常用的有聚氨酯涂膜或环氧树脂胶料加玻璃丝布。环氧树脂胶结料应经试配合格后方可使用。被处理表面应坚实、清洁、干燥均匀涂刷环氧打底料,凹陷不平处用腻子料修补填平,自然固化后粘贴玻璃丝布1~3 层。 4.表面涂抹法

常用材料有环氧树脂类、氰凝、聚氨酯类等。混凝土表面应坚实、清洁,有的表面根据材料要求还要求干燥。

三、预防地下室混凝土墙裂缝质量控制措施 1.设计方面

(1)没有充分依据时,不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。应注意满足《混凝土结构设计规范》的要求:“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构,可按照使用经验适当减小伸缩缝间距”,并明确覆土回填时间要求。

(2)设置后浇带,以减小混凝土收缩应力。

(3)加强水平钢筋的配置。应注意三个问题:第一,水平钢筋保护层应尽可能小些;第二,防裂钢筋的间距不宜太大,可采用小直径钢筋小间距的配筋方式;第三,考虑温度收缩应力的变化增加配筋;第四,水平钢筋应设置与竖向钢筋外侧。 2.材料方面

(1)水泥:宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细,矿渣含量不过多的水泥。由于墙板结构施工中的水化热及收缩很可观,所以应尽可能选用低水化热、低收缩的水泥。如果一味追求较快的施工进度,盲目使用高强度等级早强水泥,必然导致高收缩及水化热峰值的提前出现,这对控制墙板裂缝是很不利的。 (2)砂、石:宜用中、粗砂,含泥量不大于2% ;石子宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大于1% 的碎石或卵石。砂石料的含泥量必须严格控制,当砂石料含泥量超过规定,不仅增加了混凝土的收缩,同时又降低了混凝土的抗拉强度,容易引起裂

缝。

由于在剪力墙中配筋很多、很密,为了保证混凝土在结构中的最紧密填充,应当控制石子的最大粒径和粗细集料级配。如石子粒径较大,石子容易卡在钢筋中间,或钢筋与模板之间。由于砂浆的收缩比混凝土的收缩大,从而导致在拆模后一段时间在钢筋的下方会产生裂缝。

(3)掺减水剂,以减少混凝土用水量。

(4)掺人微膨胀剂,配制成补偿收缩混凝土,本工程地下结构墙体抗渗混凝土掺水泥用量15%uea 。

(5)掺用粉煤灰替代部分水泥,以降低水泥水化热温升。 3.施工方面

(1)模板选用:对外露面积较大的混凝土墙体、气温变化剧烈的季节以及冬季不宜使用钢模板。选用木模时,应充分湿润,以利保湿和散热。

(2)严格控制混凝土施工质量,尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外,还要注意混凝土浇筑时防止离析,振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。

(3)严格控制混凝土配合比、各材料掺量、水灰比,明确混凝土坍落度要求。

(4)合理设置施工缝,认真处理施工接缝,防止分层缝及冷缝的产生。

(5)采用科学合理的施工组织设计,根据混凝土的凝结时间对混

凝土的浇注施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的协调,使上层混凝土在下层混凝土浇注后3-5h 内浇筑(不是控制在下层混凝土的初凝之前)。混凝土的初凝时间并不是混凝土不致出现冷缝的终凝时间,实际上在此时浇注混凝土,上下层混凝土的结合已经很弱,如在混凝土接近初凝之时,对混凝土进行振动,同样也会在新旧混凝土之间形成一层薄弱层,影响结构的整体性,形成冷缝。 为防止产生分层缝,在浇筑上层混凝土时,捣棒应插入下层混凝土5-10cm,以利于两层混凝土充分结合。同样,分层缝的出现也将使混凝土的整体性能降低。

(6)根据测温记录和气象预报确定拆模时间,保证混凝土内外温差不超过25℃,温度陡降不超过10℃,拆模后应注意覆盖和及时养护,保证拆模后混凝土表面与养护环境温度不超过15℃。 (7)条件具备的情况下,尽早安排覆土、肥槽土回填。 (8)加强养护。 结语

大面积地下室结构混凝土温度裂缝质量控制的核心是控制混凝土温度变形裂缝的发生和开展,是一项涉及到建设、设计、施工、监理、材料供应商、检测等单位的系统工程。既要掌握裂缝产生后的处理方法,也要加强施工过程的事前控制、事中和事后控制,能使混凝土温度裂缝控制质量得到有效保证。随着对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术的提高,混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满的解决。

参考文献:

[1]gb50108-2001 地下工程防水技术规范[s].

[2]雷艺君,钱昆润.实用工程建设监理手册[m].北京:中国建筑工业出版社,1999. [3]gb50319-2000.中华人民共和国建设部建设工程监理规范[s]. [4]建筑施工手册编写组.建筑施工手册缩印本(第二版)[m].北京:中国建筑工业出版社,1999.

第五篇:沥青混凝土裂缝产生的原因及处理

近几年,城市道路建设发展速度。沥青混凝土路面较之水泥混凝土路面具有行车舒适性好、噪音小、对路基或不均匀沉降适应性强、修复快等优点,日益被越来越多的应用到城市道路建设中。但在各种因素影响下,沥砼路面会出现裂痕、车辙、深陷、泛油、拥包等现象,其中裂痕现象最为普遍,如得不到及时处理,会影响到道路的正常使用功能。为此,笔者就沥青砼路面裂缝的成因及预防、治理措施做一探讨。

一、沥青砼路面裂痕的成因:

裂缝是沥青砼路面最常见的病害之一,它的产生原因主要是路面整体强度不足以适应实际交通负荷,多在不利水温状况的季节出现。按其形状又基本分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。

1、横向裂缝:横向裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长贯穿部分路幅或整个路幅。裂缝一般比较规则,沿路面大致呈均匀分布,裂缝间距的大小取决于当地的气温和沥青面层与半刚性基层材料的抗裂性能。

横向裂缝成因主要有三个方面:

(1)地基及基础沉降差异引起的横向裂缝。在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。

(2)材料收缩引起横向裂缝。一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝,另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层裂缝。

(3)沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形,当收缩拉应力超过沥青砼的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。

2、纵向裂缝:裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。纵向裂缝形成的主要原因有以下四个方面: (1)地基原因。有些路段处于坑槽或出现弹簧土情况,在施工时处理不到位,在回填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂。

(2)路基施工原因。由于土基施工时路基材料含水量不合适或压路机械压不到位而造成的路基压实不均匀。

(3)水的渗透、侵蚀破坏。花坛、路表、边坡等渗水,使局部路基受水浸泡后承载力值降低,在动静荷载的作用下,路基滑动产生裂缝。

(4)接茬原因。沥青面层分路幅摊铺时,两幅接茬处未处理好,在车辆荷载及大气因素作用下逐渐开裂。

3、网状裂缝:网状裂缝纵横交错,缝宽1mm以上,缝距40cm以下,1m2以上。它是相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。

网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。其产生原因主要有下列三种:

(1)路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差。

(2)路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水份渗入下层,使基层表面被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。

(3)沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。

二、裂缝的预防措施:

1、产品生产前对原材料特别是沥青做试验,根据《沥青路面施工及验收规范》要求,按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型。以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。采用优质沥青更有效。

2、合理组织施工,尽量避免冷接缝。对于冷接缝的处理,应先将接缝处沿边缘切割整齐、清除碎料,然后预热软化接缝处,涂刷乳化沥青,再铺筑新混合料。碾压时,压路机在已压实的横幅上,钢轮伸入新铺层15cm左右,每压一遍向新铺层移动15-20cm,直到压路机全部在新铺层为止。对于纵向裂缝,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上,摊铺时控制好松铺系数,使压实后的接缝结合紧密、平整。

3、沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定。在旧路面上加铺沥青路面结构层前,须铣削原路面后再加铺,以延缓反射裂缝的形成。

4、处理好地基。路基应分层填筑和压实合格,使路基尽可能均匀,特别在预先采取措施防止地表面水渗入地基的情况下,可以大幅度减+少纵向裂缝的数量,同时显著延缓纵向裂缝出现的时间。

三、裂缝的治理措施:在沥青路面出现微小裂缝时就必须及时处理整治。

1、对于横向裂缝的处治方法

(1)对于基层开裂、沥青混凝土温缩等引起的横向裂缝,如缝宽较小可不予处理,如宽度在3mm以上,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。如缝宽在5mm以上,可将缝口杂物清除,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用沥青砂或细粒式热拌沥青混合料填充捣实、封口。 (2)对于由路基破损或沉降引起的横向裂缝,如出现错台、啃边、裂缝宽度大于5mm以上的,则需沿横缝两侧各50cm~100cm范围开槽,将破损或沉降结构层铲除,更换水稳定性好、收缩性小的半刚性材料进行基层的处理,然后进行沥青面层的恢复。

2、对于纵向裂缝的处治方法主要有以下几种:

(1)对于细裂缝(2-5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如sbs改性沥青)灌缝。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。

(2)如纵缝进一步发展,出现啃边、错台且裂缝宽大于5mm,则需铣刨上面层和中面层(铣刨宽度为裂缝两侧各1m),将软弱层或不稳结构层铲除,更换水稳定性好、收缩性小的半刚性材料进行基层的处理,然后进行沥青面层的恢复。 (3)对于尚未稳定的纵向裂缝,除按方法(1)处治外,还应根据裂缝成因,采取排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不继续发展。

3、网裂的处治方法如下:对于轻微网裂可用玻璃纤维布罩面,对于大面积的网裂、常加铺乳化沥青封层或在补强基层后,再重新罩面,修复路面。沥青混凝土路面裂缝问题不容忽视,应仔细分析沥青混凝土路面裂缝的成因,采取积极的预防措施和相应的治理措施,以提高沥青混凝土的质量,保证其良好的服务能力。

上一篇
下一篇
返回顶部