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1.1温度作用产生裂缝
在一些新修建的建筑物中,比较常见的开裂地点是顶层的屋面板与墙体,导致其开裂的主要原因就为温度作用。温度作用导致结构出现开裂的大多集中在建筑物的顶层以及楼屋面,尤其是建筑物的两端比较常见,纵墙和横强都可能出现温度裂缝,比较长的温度裂缝可以跨越两个楼层。在温度裂缝的形状中,斜向裂缝是较为常见,呈现中间宽、两端细或者一端细、另一端宽;再就是水平发展的温度裂缝,这种裂缝呈现两端宽、中间细并且断续状发展。因外界环境温度变化过大,不同的建筑材料以及建筑物的不同部位在温度作用下产生不同的变形,变形过程又受到外界的约束,进而造成温度裂缝的产生。
1.2收缩作用产生的裂缝
在混凝土凝结硬化过程中,多余的水分会由表及里的蒸发出去,在混凝土构件的截面上就会出现温度差值,使得混凝土构件横截面出现不均匀的干缩。混凝土由于受到收缩作用进而在内部出现拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时就会导致裂缝的产生。混凝土塌落度的大小对裂缝的产生有一定的影响,混凝土在具有较大塌落度情况下,在进行施工振捣过程中就会出现砂浆层以及水泥浮浆层,这两层含有较多的水泥、收缩性能较强;在混凝土凝结硬化时就会有大量的水分蒸发到空气中,导致混凝土的体积出现急剧的收缩,因混凝土早期的抗拉强度无法抵抗变形作用,因而导致混凝土裂缝的产生;此外,因基层混凝土的收缩系数小于砂浆层,因而在两层交接处会出现不均匀的变形,进而导致交接面处产生裂缝。
1.3沉降作用产生的裂缝
在砌体房屋结构中,由于地基的不均匀沉降会在结构应力较大部位出现沉降裂缝。在多层建筑里这种裂缝可能会发展到2层的地方。若建筑的地基的承载能力出现突变,沉降裂缝也有可能向建筑物的下方发展,严重时可能布满整个建筑物。这种裂缝出现的原因主要是施工方法不当或者设计失误造成的;若建筑采用桩基础,当桩基础依靠静载试验对地基承载能力检测时,因桩基础施工影响因素较多、检测的数量也有限,因而很难保证检测数据的准确性,影响桩基础的设计与施工,进而导致基础因沉降作用而产生裂缝。
1.4施工过程中产生的裂缝
在建筑物施工过程中,由于施工工艺、操作方法不当等就容易出现施工裂缝,这种裂缝的分布没有规律可言。造成这种裂缝出现的原因有:管道设置不当、混凝土强度不满足要求、楼板厚度不够、混凝土养护条件差、混凝土浇注方法和顺序不对、浇注速度过快、混凝土模板过早拆除、施工缝未妥善处理、施工缝设置不合理、钢筋保护层过大、浇注前钢筋变形过大、施工现场缺乏有效的管理等。
2.1设计过程中预防裂缝的`产生
(1)为了能够有效的控制温度裂缝的产生,在建筑物设计时应当尽量将所有构件都处于保温层包裹中,这样就能够有效减少使用过程中温度裂缝的产生。
(2)收缩裂缝的产生随着时间的推移而不断增大,而且混凝土强度越高越容易出现收缩裂缝,因此,在建筑物设计中尽量避免选用高强度混凝土。对于建筑物容易出现裂缝的地方,应按照构造要求配置钢筋。
(3)在建筑物设计过程中,应当尽量避免非承重性裂缝的产生;对于容易出现裂缝的地方,应尽量使温度作用与收缩作用同时出现,这样有助于建筑物变形的协调性。如尽量降低建筑物的平面体量,墙体和楼面不应当支撑在刚度相差较大的支座上,避免建筑物出现局部较大的消弱现象。
2.2施工过程中预防裂缝的产生
(1)在进行混凝土拌制时,在确保混凝土强度满足使用要求的基础上,尽量降低绝对用水量以及水泥的用量。在混凝土中的水泥石凝结硬化时容易出现大量的水分蒸发,降低混凝土拌合时的用水量,就可以降低混凝土的的水分蒸发量,进而降低混凝土的收缩。因此,在施工过程中要严格控制拌合混凝土的用水量,条件允许时可以添加高效减水剂。
(2)通过有效的安排施工顺序,可以降低建筑物各构件之间的应力作用,进而避免混凝土早期裂缝的产生。如可以先进行建筑物墙板的施工,然后再进行底板的施工,这样可以避免因底板对墙板的约束而引起墙板出现裂缝。
(3)注重混凝土的养护;有关研究指出,若普通混凝土是在水中进行养护则可以有效避免收缩裂缝的产生,因此,在混凝土浇注结束以后,要尽快用草帘等进行覆盖并进行浇水养护,这样就能够降低混凝土的收缩量,防止混凝土裂缝的产生,混凝土的养护时间应当不少于14d。
(4)混凝土浇注、养护过程中所用的模板起到支撑混凝土自重、保证混凝土形状的作用,因而在进行模板拆除时应当确保混凝土自身的强度能够承受外部荷载作用。混凝土模板的拆除时间应当依据混凝土的强度发展过程、养护条件等确定,避免拆模过早而导致荷载裂缝的产生。
3结语
在建筑施工过程中,由于受到温度作用、地基不均匀沉降、混凝土干缩、施工因素等的影响而产生施工裂缝,为此,应当从建筑结构的设计和施工两个方面采取措施,注重建筑工程施工质量,进而有效预防施工裂缝的出现。
桥梁施工裂缝成因和预防措施
本文对混凝土桥梁施工裂缝的`种类和产生的原因作了分析,供广大工程技术人员参考.
作 者:曾勇霖 付新 作者单位:中铁十九局集团有限公司 刊 名:中国新技术新产品 英文刊名:CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年,卷(期): “”(7) 分类号:U4 关键词:桥梁施工 施工裂缝 施工质量关于桥梁混凝土裂缝成因和预防措施分析
论文关键词:混凝土裂缝 温度变化 基础变形 早期养护
论文摘要:本文阐述了混凝土桥梁裂缝的种类,分析了混凝土桥梁裂缝的成因,提出了相应的措施,供大家参考。
1 前言
随着我国基础建设的发展,各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中,由于混凝土裂缝而影响工程质量甚至造成桥梁坍塌的事例屡见不鲜。混凝±开裂可以说是“常发病”和“多发病”,严重影响了桥梁的使用性能,也经常困扰着桥梁工程技术人员。要想控制桥梁混凝土裂缝的产生,就必须了解其成因。本文就桥梁裂缝的产生原因作一分析,供参考。
2 桥梁混凝土裂缝种类及其成因
2.1 荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称为荷载裂缝,分为直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有:1)设计计算阶段的结构计算不合理,受力假设与实际受力不符,安全系数不够,不考虑施工的可能性,构造处理不当等。2)施工阶段中不加限制的堆放施工机具、;随意翻身、起吊、、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序等。3)使用阶段时超出设计荷载的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生地震、爆炸等。
次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。如桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,这些难以用准确的图式进行计算,一般根据经验设置受力钢筋。研究表明,受力构件挖孔后力流将产生绕射现象,并在孔洞附近聚集产生巨大的应力集中。实际工程中次应力是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属于张拉、劈裂、剪切性质。在设计上,应尽量避免结构突变(或截面突变),当不能同时避免时,应做局部处理,如转角做成圆角或倒角,同时加强构造配筋,转角处配置斜向钢筋,对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。
2.2 温度变化引起的裂缝当外部或结构内部温度发生变化时,混凝土将发生变形,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。引起温度变化的主要因素有:1)年温差。一年中四季温度不断变化,当结构的位移受到限制时就会引起温度裂缝。年温差一般以一月和七月的月平均温度作为变化幅度。2)日照。
桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其他部位,温度分布呈非线形分布。由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。日照和骤然降温是导致温度裂缝的最常见原因。3)骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降,但由于内部温度下降较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实际资枓进行,混凝土弹性模量不考虑折减。4)水化热。出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2m)浇筑后由于水泥水化放热,使混凝土内部温度升高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。5)蒸汽养一护或冬季施工时施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝。
2.3 收缩引起的裂缝塑性收缩:混凝土浇筑后4h~5h左右,水泥水化反应剧烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨科因自重下沉,而此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。在骨科下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝,在构件竖向变截面处如丁梁、箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。
干缩:混凝土结硬以后,随着表面水分逐渐蒸发,温度逐渐降低,混凝土体积减小,称为干缩。因混凝土表面水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩快,内部收缩慢的不均匀收缩,致使混凝土表面承受拉力,产生收缩裂缝。
自生收缩:混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界温度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。
碳化收缩:大气中的二氧化碳与水泥中的水化物发生化学反应引起的收缩变形。
2.4 地基基础变形引起的裂缝由于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,导致结构开裂,基础不均勻沉降的主要原因有:1)勘探精度不够、试验资枓不准。勘察报告不能充分反映实际地质情况是造成地基不均匀沉降的主要原因。2)结构荷载差异太大。在地质情况比较一致的情况下,各部分基础荷载差异太大时,有可能引起不均匀沉降。3)结构基础类型差别大。同一联桥梁中混合使用不同基础,如扩大基础和桩基础,或虽采用同一基础,但基底标高差异太大,也可能引起地基不均勻沉降。4)分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时,如分期修建的高速公路左右半副桥梁,新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结,均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。此外,还有地基冻胀和桥梁建成以后原有地基变化也可能引起构件裂缝产生。
2.5 混凝土原质量引起的裂缝混凝土主要由水泥、砂、骨科、拌合用水及外加剂等组成,配置混凝土时所采用的材枓不合格,可能导致结构出现裂缝。水泥质量不合格、受潮或过期会造成混凝土强度不够,并导致开裂。砂石骨科粒径太小、级配不良、空隙率大,会造成水泥和用水量加大,从而影响混凝土的.强度,使之收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中有机质和轻物质过多,将延缓水泥的硬化过程,降低混凝土强度,特别是早期强度。拌合水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。
3 裂缝的措施
3.1 要做好模板、支架及各支撑处基础和地基处理。确保其不发生沉降,移位。
3.2 u型桥台要控制其填料的抗压强度,并作好台背的防水排水设施,防止填土过湿或排水不良,由于压实不足或冻胀产生裂缝。
3.3 在尽可能的情况下,桥梁墩台(尤其高墩)混凝土应一气浇灌,不设施工缝。对墩身不可避免的施工缝要按技术规范要求,凿毛该混凝土表面,用水冲洗,在混凝土浇注前,对水平缝铺一层2cm~3cm的1:2水泥砂浆,然后再继续浇筑混凝土。
3.4 在混凝土初凝前,进行二次振捣。可有效消除因塑性沉降引起的内分层,改善骨科的界面结构,提高混凝土的强度。
3.5 桥墩身的竖向裂缝预防,可从控制温度、改进设计和施工操作工艺、改善混凝土性能等方面人手,可减少水泥用量降低混凝上的入模温度,如避开高温时段施工,对原材料降温处理;降低水泥水化热的温升,如选用低水化热的水泥减少水泥用量等,掺入优质粉煤灰加快浇筑混凝土的散热,如使用钢模,分层浇筑混凝土,每层不大于30cm,并使温度分布均勻,在大体积混凝土中甚至还可预埋或利用一些管孔道通过冷水或冷风降温。
3.6 加强浇筑混凝土的表面保护。如表面需应及时用草席、草袋覆盖,并洒水或蓄水养护。夏天延长养护时间,寒冷季节争取保温措施,保护混凝土表面,特别是薄壁结构延长拆模时间,可延缓降温,使混凝土中心与表面温度差减小,以防急剧降温。
4 结语
桥梁结构裂缝的成因多种多样,处理的方法也各有不同,上述诸方法是在日常工作中经过长期探索得到的,经过实践的证明行之有效。当然,有关桥梁结构裂缝的成因及防治对策是很复杂的,有待进一步研究。只有搞清楚了裂缝的机理,才能对症下,只有合理的处治措施,才能使国家有限的建设资金发挥最大的效益。
2.1收缩裂缝
混凝土施工中,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,混凝土会产生体积收缩,一般称为游离水蒸发收缩。另外,水泥水化作用也会引起混凝土体积的收缩,称为混凝土自收缩(或称混凝土干缩)。所以说混凝土本身存在肉眼看不见的细微裂缝是它固有的一种特性。根据试验测定,混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、掺水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有关。如潮湿条件下养护的混凝土,其收缩值比在干燥条件下养护的收缩值减少。施工中常见的混凝土收缩裂缝有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝3种。1)塑性收缩裂缝一般在干热或刮风天气易于出现塑性收缩裂缝。多中间宽,两端细,且长短不一,互不连贯。裂缝产生原因是由于混凝土在塑性状态时,受炎热天气,阳光直射、刮大风影响,混凝土表面水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,此时混凝土尚未有强度,致使混凝土表面出现裂缝。2)沉降收缩裂缝沉降收缩裂缝一般沿主筋通长方向,在混凝土表面出现,常在浇灌后发生,硬化后停止。沉降收缩裂缝产生原因是混凝土浇捣后骨料颗粒沉落,水泥浆上浮,受到钢筋或大骨料的阻挡,使混凝土互相分离。3)干燥收缩裂缝干燥收缩裂缝在混凝土养护完毕一段时间后才出现,为表面性的较浅较细裂缝,多沿短方向分布。干燥收缩裂缝产生的原因主要是混凝土养护不规范,表面水分散失过快,而混凝土内部湿度变化小,表面干缩变形受到混凝土内部的约束,产生较大拉应力后产生裂缝。
2.2温度裂缝
1)内约束裂缝内约束裂缝混凝土内外温差过大引起的。例如,混凝土养护期间受寒流侵袭,混凝土表面急剧降温,就有可能引起混凝土表面裂缝。内约束裂缝深度一般只有30mm左右,表层以下仍保持结构完整性。2)外约束裂缝大体积混凝土在硬化期间放出大量水化热,内部温度上升很快,一般在混凝土浇注后72h达到最高温度。由于混凝土内部散热慢而混凝土表面散热快,这种温差在混凝土表面引起拉应力。当混凝土后期均匀降温冷却时,受到基岩或老混凝土垫层约束,混凝土内部出现拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土产生温度裂缝。外约束裂缝多发生在施工后2~3个月或更长时间,多在结构中部出现。外约束裂缝较深,或是贯穿性的,破坏结构的整体性。
2.3沉陷裂缝
沉陷裂缝多为深进或贯穿性的,其位置与沉陷方向一致。较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度与沉降值成正比。沉陷裂缝产生的原因是结构构件落在未经处理的回填土或松软地基上,混凝土浇灌后,地基侵水引起不均匀沉降而导致沉陷裂缝。特别是平卧生产的钢筋混凝土构件(如薄腹梁),由于侧向刚度差,配筋少,最易引起弦、腹杆或梁的侧面产生沉陷裂缝。另外因模板刚度不足,模板支撑间距过大,支撑底部松动以及过早拆模,也常导致此类沉降裂缝出现。
2.4其他施工裂缝
1)滑模施工、构件制作脱模、运输、堆放、吊装中,有时会产生各种裂缝;2)后张预应力构件和预制空心板抽芯过早或过晚,会使混凝土塌落或拉裂;3)构件吊装时吊点不正确;4)构件堆放时支撑垫木不在同一直线上,构件运输时遭受剧烈震动和冲击;5)侧向刚度差的构件在吊装时,侧向未采取临时加固措施,造成弯距过大、应力集中等情况而使构件产生吊裂;6)高层建筑滑模施工中,安装模板没有锥度,会将混凝土表面拉裂;7)模板提升时间过长,混凝土与模板黏结,易出现水平裂缝;8)地面施工中,过多的抹压触动,常使表面出现龟裂。
3总结
只要有针对性地对裂缝产生进行预防和控制,做好设计、施工、后期管理维护的工作,是可以最大程度地避免或减少损失的。
作者:金明 单位:河南省建筑科学研究院有限公司
对于混凝土结构来说,影响混凝土结构使用寿命最普遍的问题是保护层厚度、混凝土质量和节点处理问题。1)保护层厚度问题在混凝土结构中,钢筋保护层得不到保证的现象非常普遍,箍筋保护层更是如此。箍筋外露,主筋的保护层一般也达不到设计要求。设计尺寸小的构件,对施工的要求更高,如大型屋面板,设计保护层只能有10mm左右,施工时稍不注意,保护层就不能保证。调查数据表明,大多数大型屋面板保护层厚度不足10mm,约有20%的板的钢筋保护层几乎为零。没有保护层的钢筋锈蚀速度很快,影响整个结构的安全使用。2)构件的节点问题装配整体式结构的节点也是容易出现施工质量问题的部位,如北京石景山电厂冷却塔,72个梁柱的节点只有3个基本完好,38个节点钢筋锈蚀,其余节点钢筋外露且有不同程度的锈蚀,结构使用年数约。节点的质量问题是节点混凝土强度偏低,约10MPa。3)混凝土的质量问题提起混凝土的质量,强度总是要放在首位。但是对于混凝土结构的耐久性来说,密实性与强度有同等的重要性。混凝土的质量对其耐久性能有很大影响。低质量的混凝土抗碳化、抗腐蚀的能力差,构件的寿命低。
1.3设计问题
1)安全度我国的设计规范都有结构或构件的抗力大于或等于作用效应的规定。设计者往往取R略大于S,甚至R等于S。这样做在当时可使结构的造价略有下降,取得了经济效益,但是随着设计规范的改进,用现在的规范去校核,结构的安全度一般都不满足。可以说,我国有一大批旧的建筑物属于这种类型。2)耐久问题以往的设计是不大重视结构耐久性的。结构构件的.设计都是以抗力为主并考虑稳定等性能。构件的尺寸小,混凝土强度低,抗腐蚀和侵蚀的能力极低,加上施工偏差、使用管理不当等因素的影响,这些构件破损的速度极快,使用寿命较短。因此,适当提高混凝土的设计等级是一个极为重要的问题。
水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施
水泥混凝土路面裂缝是混凝土路面主要病害之一.分析了产生路面裂缝的`原因.提出了预防裂缝产生的措施.
作 者:潘勇 作者单位:合肥市地方公路管理处,安徽,合肥,230000 刊 名:城市建设与商业网点 英文刊名:CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年,卷(期): “”(16) 分类号:U4 关键词:水泥混凝土路面 裂缝成因 预防措施水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施
0.引言 水泥混凝土路面板裂缝是一种极易发生的病害现象.它严重地影响着水泥混凝土路面的使用性能和使用寿命,增加行车的.不安全因素.水泥混凝土路面破坏后,修复工作不但难度大、养生期长、影响交通,而且维修费用高.因此,防止水泥混凝土路面裂缝的出现有着重要的意义.
作 者:曹新玲 作者单位:驻马店市农村公路管理处,河南,驻马店,463000 刊 名:科技信息 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):2009 “”(13) 分类号:U4 关键词:桥梁施工裂缝成因的分析与探讨
在桥梁工程的施工建设中,施工裂缝是工程十分关注的问题.工程的质量问题,在很大程度上是由于桥梁施工的.裂缝引起的.因此,为保证桥梁施工和使用的安全,非常必要对桥梁施工裂缝的问题进行系统的研究,深入的认识,以便有效的防止裂缝的产生.本文将对造成桥梁施工裂缝的常见原因进行概述.
作 者:陈广桥 作者单位:桂林市城市建设开发总公司,广西桂林,541001 刊 名:中国科技博览 英文刊名:CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW 年,卷(期): “”(24) 分类号:U44 关键词:桥梁施工 施工裂缝 裂缝原因建筑施工裂缝管理的论文
摘要:施工项目质量问题的分析,是正确拟定质量事故处理方案的前提,是明确质量事故责任的依据。为此,要求对质量问题的分析力求全面、准确、客观;对事故的性质、危害、原因、责任都不能遗漏。要有科学的论证和判断;言之有理:论之有据,方能达到统一认识的目的。
关键词:施工裂缝分析
施工项目质量问题的分析,是正确拟定质量事故处理方案的前提,是明确质量事故责任的依据。为此,要求对质量问题的分析力求全面、准确、客观;对事故的性质、危害、原因、责任都不能遗漏。要有科学的论证和判断;言之有理:论之有据,方能达到统一认识的目的。
一、墙体裂缝分析
(一)地基不均匀沉降引起墙体裂缝分析
房屋的全部荷载最终通过基础传给地基,而地基在荷载作用下,其应力是随深度而扩散,深度大,扩散愈大,应力愈小;在同一深处,也总是中间最大,向两端逐渐减小。也正是由于土壤这种应力的扩散作用,即使地基地层非常均匀,房屋地基应力分布仍然是不均匀的,从而使房屋地基产生不均匀沉降,即房屋中部沉降多,两端沉降少,形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在地质较好、较均匀,且房屋的长高比不大的情况下,房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的,一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响。但当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘性土上时,由于土的强度低、压缩性大,房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降量都可能比较大。如果房屋设计的长高比较大,整体刚度差,而对地基又末进行加固处理,那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝对称的发生在纵墙的两端,向沉降较大的方向倾斜,沿着门窗洞口约成45。呈正八字形,且房屋的上部裂缝小,下部裂缝大。这种裂缝,必然是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降而形成的。
当房屋地基土层分布不均匀,土质差别较大时,则往往在不同土层的交接处或同一土层厚薄不一处出现较明显的不均匀沉降,造成墙体开裂,其裂缝上大下小,向土质较软或土层较厚的方向倾斜。
在房屋高差较大或荷载差异较大的情况下,当未留设沉降缝时,也容易在高低和较重的交接部位产生较大的不均匀沉降裂缝。此时,裂缝位于层数低的荷载轻的部分,并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。
当房屋两端土质压缩性大,中部小时,沉降分布曲线将成凸形,此时,往往除了在纵墙两端出现向外倾斜裂缝外,也常在纵墙顶部出现竖向裂缝。
在多层房屋中,当底层窗台过宽时,也往往容易因荷载由窗间墙集中传递,使地基不均匀沉降,致使窗台在地基反力作用下产生反向弯曲,引起窗台中部的竖向裂缝。
此外,新建房屋的基础若位于原有房屋基础下,则要求新、旧基础底面的高差H与净距L的比值应小于0.5~1。否则,由于新建房屋的荷载作用使地基沉降而引起原有房屋、墙体裂缝。同理,在施工相邻的高层和低层房屋时,亦应本着先高、重,后低、轻的原则组织施工;否则,若先施工了低层房屋后再施工高层房屋,则也会造成低层房屋墙体的开裂。
从以上分析可知,裂缝的分布与墙体的长高比有密切关系,长高比大的房屋因刚度差,抵抗变形能力差,故容易出现裂缝;因纵墙的长高比大于横墙的长高比,所以大部分裂缝发生在纵墙上。裂缝的分布与地基沉降分布曲线密切有关,当沉降分布曲线为凹形时,裂缝较多的发生在房屋下部,裂缝宽度下大上小;当沉降分布曲线为凸形,裂缝较多的发生在房屋的上部,裂缝宽度上大下小。裂缝分布与墙体的受力特点密切有关,在门窗洞口处,平面转折处、层高变化处,由于应力集中,往往也就容易出现裂缝;又因墙体是受剪切破坏,其主拉应力为45。所以裂缝也成45倾斜。
为了防止地基不均匀沉降引起墙体开裂,首先应处理好软土地基和不均匀地基,但在拟定地基加固和处理方案时,又应将地基处理和上部结构处理结合起来考虑使其能共同工作;不能单纯从地基处理出发,否则,不仅费用大;而效果亦差。在上部结构处理上有:改变建筑物体型;简化建筑物平面;合理设沉降缝;加强房屋整体刚度(如增加横墙、增设圈梁、采用筏式基础、箱形基础等);采用轻型结构、柔性结构等。
(二)温度应力引起墙体裂缝分析
一般材料均有热胀冷缩性质,房屋结构由于周围温度变化引起热胀冷缩变形,称为温度变形。如果结构不受任何约束,在温度变化时能自由变形,那么结构中就不会产生附加应力。如果结构受到约束而不能自由变形时,则将在结构中产生附加应力或称温度应力。由温度应力引起结构的伸缩值。
由于钢筋混凝土的线膨胀系数a=1.08X10/C,而普通砖砌体的线膨胀系数为0.5XlO/C,在相同温差下,钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体大一倍左右。所以,在混合结构中,当温度变化时,钢筋混凝土屋盖、楼盖、圈梁等与砖墙伸缩不一,必然彼此相牵制而产生温度应力,使房屋结构开裂破坏。
温度应力引起墙体裂缝一般有以下几种情况:
1.八字形裂缝
如图4-6所示,当外界温度上升时,外墙本身沿长度方向将有所伸长,但屋盖部分(特别是直接暴露在大气中的钢筋混凝土屋盖)的伸长值大得多。从屋盖与墙体连接处切开来看,屋盖伸长对墙体产生附加水平推力,使墙体受到屋盖的`推力而产生剪应力,剪应力和拉应力又引起主拉应力,当主拉应力过大时,将在墙体上产生八字形裂缝。由于剪应力的分布大体是中间为零,两端最大,因此八字形裂缝多发生在墙体两端,一般占二、三个开间,且发生在顶层墙面上。
2.水平裂缝和包角裂缝
平屋顶房屋,有时在屋面板底部附近或顶层圈梁附近,出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝,这是由于屋面伸长或缩短引起的向外或向内推拉力而产生的,包角裂缝实际上是水平裂缝的一种形式,是外横墙和纵墙的水平裂缝连接起来形成的,在这种情况下,下面一般不会再出现八字形裂缝。有时,外纵墙的水平裂缝也会出现在顶层的窗台水平处。
3,女儿墙根部和竖向裂缝
女儿墙根部由于受到屋面伸长或缩短引起的向外或向内的推、拉力,使女儿墙根部的砌体外西域女儿墙外倾现象,形成水平裂缝。有时,由于钢筋混凝土屋面的收缩,也可能使女儿墙处于偏心受压状态,从而造成女儿墙上部沿竖向开裂。
此外,在楼梯间两侧或有错层处的墙体将易产生局部的竖向裂缝,这是由于楼面收缩产生较大的拉力所致。
影响房屋伸缩出现裂缝的原因很多而且复杂,以上所述的仅是一些常见的情况。为了减少温度应力的影响,可采取合理地设伸缩缝;避兔楼面错层和伸缩缝错位;加强屋面保温、隔热;用油毡夹滑石粉或铁皮将屋面板和墙体隔离,并在女儿墙根部留一定空隙,使其能自由伸缩且有伸缩余地;采用蓄水屋面域种植屋面;女儿墙设构造柱;加强结构的薄弱环节,提高其抗拉强度等技术措施。
二、悬挑结构坍塌分析
悬挑结构坍塌实例较多,一是整体倾覆坍塌;二是沿悬臂梁、板根部断塌。其主要原因有:
1.稳定力矩小于倾覆力矩
悬挑结构是靠压重或外加拉力来保持稳定,要求抗倾覆的安全因素不小于1.5,若稳定力矩小于倾覆力矩时,必然失稳,倾覆坍塌。如雨蓬、挑梁,当梁上压重(砌砖的高度)不能满足稳定要求时,就拆除支撑、模板,即会产生坍塌事故。
2.模板支撑方案不当
悬挑结构根部受力最大,当混凝土浇筑后,尚未达到足够强度时,模板支撑产生沉降,根部混凝土随即开裂,拆模后将从根部产生断裂坍塌;若悬挑结构为变截面时,施工时将模板做成等截面外形,而造成根部断面减小,拆模后也会造成断塌事故。
3.钢筋错位、变形
悬挑结构根部负弯矩最大,主筋应配在梁板的上部。若施工时将钢筋放在下部,或被踩踏向下变形过大,或锚固长度不够等原因,拆模后,均会导致根部断塌。
4.施工超载
悬挑结构的固端弯矩与作用荷载成正比,如施工荷载超过设计荷载,当模板下沉时就在根部出现裂缝;尤其是当由根部向外浇筑混凝土时,随着荷载增加;模板变形,也极容易在根部产生裂缝,导致拆模后断裂。
5.拆模过早
不少悬挑结构断塌事故都是由于拆模过早,混凝土未达到足够强度所造成。所以,规范规定,跨度小于2m的悬臂梁及板,混凝土拆模强度应大于等于70%;跨度大于2m的悬臂梁及板,混凝土的拆模强度为100%。
三、钢筋混凝土柱吊装断裂事故分析
(一)事故概况
某工程项目C列柱为等截面柱,长l2m;断面为40Omm*6OOmm;采用对称配筋,每边为4业16,构造筋为2业12;混凝土强度等级为C20,吊装时已达100%强度;柱为平卧预制,一点起吊;吊点距柱顶2m;刚吊离地面时,在柱脚与吊点之间离柱脚4.8m左右产生裂缝,裂缝沿底面向两侧面延伸贯通,最大宽度达1.3mm,使柱产生断裂现象。
(二)事故原因分析
此事故的主要原因是:柱平卧预制吊装,吊点受力与使用受力不一致;吊点选择不合理,吊装弯矩过大,其抗弯强度和抗裂度不能满足要求所造成。现予以分析验算如下:
1.吊点选择不符合吊装弯矩MDm,最小的原则
柱子吊装弯矩的大小与吊点位置密切有大而遭受破坏,其吊点选择的原则:必须力求吊装弯距最小。为此,对等截面柱,当一点起吊时,应使|Mmx|=|一MD|,即跨中最大正弯距语吊点处负弯距的绝对值相等。据此求得吊点位置距柱顶为0·293L(L为柱长)处。当L为12米时,吊点距柱顶应为0.293X12=3.5m。原吊点离柱顶为2m,故不符合吊装弯矩最小的原则,吊装时必然使跨中最大弯矩的绝对值大于吊点处负弯矩的绝对值,所以裂缝发生在跨中最大正弯矩的截面处。
2.柱子吊装中抗弯强度不够
现就按吊装弯矩最小进行验算,柱子平卧预制一点起吊,其抗弯强度也不能满足要求。验算结果如下:
(1)计算荷载g
取钢筋混凝土重力密度为25000N/m'',则自重为0.4X0.6X25000=6000N/m;动载系数为1.3~1.5,取1.5,则计算荷载q=1.5X6000=9000N/m。
(2)计算简图
按吊装弯短最小的原则,吊点离柱顶为3·5m,吊装时柱脚不离地,柱子刚吊离地面近似于一根悬臂的简支梁。
3.柱子吊装中抗裂度不够
按施工验收规范规定,钢筋混凝土构件在吊装中受拉区裂缝宽度不大于0.2~0.3mm,而裂缝宽度与钢筋的受拉应力有关,钢筋受拉应力愈大,则裂缝宽度愈大。所以,在柱子吊装中常用钢筋的拉应力来控制裂缝的宽度。只要钢筋拉应力满足下式要求,说明裂缝宽度在允许范围内,能满足抗裂度要求。说明抗裂度不能满足要求。
(三)经验教训
从上述事故中,应吸取的经验教训如下:
(1)由于柱子吊装受力与使用受力不一,故必须进行吊装验算。
(2)当吊装受力与使用受力不一时,吊点选择应符合吊装弯矩最小的原则,以免吊装弯矩过大而过受破坏。如在本例中,按吊装弯矩最小的原则,确定吊点距柱顶为3·5m时,其跨中的正弯矩与吊点处的负弯矩的绝对值相等,均为55.125XlO。而按原吊点距柱顶为2m时,其跨中最大弯矩为103.68X1O。N·mm,最大弯矩截面距柱脚为4.8m处。由此可见,原吊点跨中正弯矩要比按吊装弯矩最小的原则确定吊点跨中正弯矩大1.88倍。该柱在离柱脚4.8m处出现较大裂缝,产生断裂现象,也证明了该截面处的吊装弯矩最大。
(3)当吊装受力与使用受力一致时,吊点的选择应尽可能符合使用受力的要求,如简支梁的两吊点应靠近梁的两端;悬臂梁的两吊点应在梁的两支座处。
(4)若经吊装验算,抗弯强度和抗裂度不能满足时,首先考虑翻身起吊。如本例采用翻超身吊时,则抗弯强度和抗裂度均可满足,若翻身起吊仍不能满足时,则可增加吊点,改一点起吊为二点起吊,以减小吊装弯矩,或采取临时加圊措施。
此外,为了便于就位、对中,确保吊装安全,构件绑扎时务使吊钩中心线对准构件重心;水平构件吊装两点绑扎时,应分别用两根吊绳;且对等截面构件,还要求两吊点左右对称,两根吊绳长短一致;吊绳水平夹角应大于等于60。不得小于45。;严禁斜吊和起重机负荷行驶。
建筑施工中混凝土裂缝成因与治理策略论文
摘要:混凝土裂缝是建筑工程施工中容易出现的现象,对建筑工程施工质量有着巨大影响,需要我们给予高度重视。对此要深入分析混凝土裂缝成因,既要提前做好预防措施,还要科学合理防治,避免对建筑工程施工带来影响。本文通过分析建筑工程施工中混凝土裂缝成因,提出了具体可行的防治措施。
关键词:建筑工程;混凝土裂缝;防治;
近年来我国房屋建筑行业发展速度很快,对建筑工程施工要求也越来越高,而混凝土施工是其中的重要组成部分,建筑工程混凝土施工中若是发生问题,将引起裂缝问题发生,导致建筑物防水性能降低。这要求我们改进施工技术,控制好各个施工流程,提升混凝土施工质量。
1、建筑工程施工中混凝土裂缝的成因
建筑工程中混凝土使用量较大,混凝土不仅在材料构成上比较复杂,浇筑养护施工难度也很大,施工不当将引起裂缝问题。在混凝土浇筑初期,混凝土内部将出现水化作用会释放大量的热,而混凝土表面为散热带来了阻碍,会让浇筑后混凝土内部温度快速提升,内外温差也更大[1]。随着混凝土内部的快速膨胀,而外部则不断收缩,只要外部拉应力比混凝土抗拉强度大,将让混凝土表面出现裂缝。如果混凝土裂缝防治不及时,会对整个建筑工程施工质量带来不利影响。
2、混凝土裂缝的防治措施
2.1、合理选用水泥材料
建筑工程施工过程中,通常使用中低热水泥来控制混凝土收缩比,使用普通硅酸盐水泥与粉煤灰水泥,且确保两种水泥混合量控制为360kg/m。在建筑工程混凝土施工之前,要加强对混凝土结构强度的控制,在混凝土结构强度符合规定要求后,应该加大对水泥量的控制力度,同时水灰比不能超过0.6。要减少单方混凝土用水量,并使用分散性,减水率等较好的外加剂,很多时候使用球装颗粒形一级粉煤灰,使用一定量膨胀剂对混凝土收缩进行补偿。
2.2、加强温度裂缝预防
建筑工程混凝土施工期间,要通过有效防范降低混凝土内外温差,这样不仅能够减少混凝土内部产热量,还能够让混凝土外部散热量变小。在实际房屋建筑施工过程中,应该采取以下措施。第一,加强对施工材料温度的控制,特别是遇到夏季高温的时候,应该适当降低混凝土厚度,将浇筑层散热利用起来,通过喷洒水雾,冷水冲洗等方式降低材料温度。第二,混凝土制作搅拌的时候,要运用三冷技术控制浇筑温度,从而避免混凝土温度裂缝的出现。
2.3、加强施工过程控制
加大对建筑工程施工过程的控制力度,能够有效预防混凝土开裂。第一,加强对混凝土振捣的'控制,实行分层浇筑的方法,提升振捣的密实性与均匀性,避免发生过振与漏振的情况。第二,加强对混凝土自由下落高度的控制,不能大于2m,否则需要设置串筒、溜槽等辅助下落。第三,混凝土浇筑前应该促使模板支撑系统更加可靠与牢固,浇筑的时候安排专人负责对模板支撑系统进行监督,防止发生变形、松动等问题。第四,做好养护管理工作。混凝土浇筑后需要进行保养,做好洒水养护与覆盖保湿等工作,冬季应采取保温措施,混凝土养护应维持在半个月左右,不能在上面堆放杂物,否则混凝土荷载将变大。
2.4、注重处理混凝土裂缝
出现混凝土裂缝后应及时处理,需要深入分析裂缝出现的原因,合理制定处理方法。有的裂缝属于轻微型,宽度不大,深度也不大,只对观感有影响,不会影响到结构的安全与耐久性,此时应该对表面作出简单处理,在裂缝处作出刷毛清洗,通过环氧树脂胶泥嵌补裂缝,之后再抹压收光。而对收缩裂缝来说,如果其深度和宽度都很大,应该采取开槽处理法,需要沿着裂缝剔凿成V形凹槽,并进行清洗,用高一级水泥砂浆和微膨胀细石混凝土填缝,最后再抹平压光,修补结束需要进行养护[2]。有的裂缝比较严重,对结构整体性影响很大,一般选择灌浆法处理,通过压力设备把胶结材料压入裂缝中,在硬化后胶结材料和周边混凝土构成完整的整体,发挥出封堵抗渗的作用,灌浆材料一般为树脂类灌浆料。
3、结语
总之,在建筑工程施工过程中,需要重点考虑结构设计,混凝土材料选择,内外部温差控制和混凝土养护工作等内容,尤其是要做好施工现场管理工作,将混凝土防范措施做到位。因此进行建筑工程施工的时候,应该从现场施工情况出发,掌握各个引起混凝土裂缝的原因,提升施工水平,最大限度减少混凝土裂缝带来的问题。
参考文献:
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[2]刘柏军.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].工程技术研究,2017,(02):148-163.
砖墙裂缝成因论文
1、裂缝的处理
(1)表面修补法:适用于对宽度较小,不影响建筑的安全使用的裂缝的处理。
(2)局部修复法:将开裂部位凿开,清理干净,并用水湿润,再用水泥砂浆或树脂砂浆等材料将裂缝填实。
(3)水泥灌浆法:水泥灌浆法分为压力灌浆和重力灌浆两种。
(4)钢筋拉结法:适用于墙体两面开裂的情况,在裂缝的两侧每间隔0.8m左右的地方将墙体凿开,加入钢筋进行拉结,并用水泥砂浆将裂缝填实。
(5)钢筋水泥夹板墙:适用于墙面裂缝较多,且墙体裂通情况。在墙体两面加钢筋网并用穿墙钢筋拉结固定后,在表面涂上水泥砂浆加固。
(6)增加钢筋混凝土构造柱:用于加强内外墙体的联系,提高墙身的承载能力或刚度。
(7)整体加固:当裂缝较宽且墙身变形明显,或内外拉结不良,并且只用灌浆等措施处理无法取得理想效果时,可设置拉杆,有时还设置封闭的预应力钢筋混凝土圈对墙体进行整体的加固
(8)改变结构类型:常用于由荷载原因造成的裂缝,一般是将柱承重改为墙承重。
(9)转化裂缝:常用于外界温度变化引起的裂缝。当墙体上出现了随环境温度周期性变化的裂缝,且使用充填等方法处理效果不好时,可将裂缝改为伸缩缝。
(10)其他方法:如整体拆除重建,局部拆除重建等。
2、裂缝的预防措施
2.1对外界温度变化引起的裂缝的预防
(1)合理的安排屋面施工时间和施工工序,尽量避免高温和寒冷季节施工。加强屋面养护,解决屋面混凝土施工中的内应力问题,尽可能使用热膨胀系数小的材料。
(2)屋面加设保温层,减少屋盖与墙体之间的温差。或在屋面涂吸热量少的涂料,防止屋面因吸热量多而造成膨胀量大。
(3)提高墙体顶层砌块的强度,增加墙体抗温应力的能力。
(4)合理设置伸缩缝。
(5)合理的设置屋面分隔缝。
2.2对地基不均匀沉降引起的裂缝的预防
(1)做好地质勘察工作,准确的辨别土层成分以及计算出地基的承载能力。对承载能力不足的土层要做出相应的'处理,保证地基有足够的承载能力。
(2)加强基础圈梁等以及上部结构的刚度,提高墙体的抗剪抗拉强度,用以抵抗地基不均匀沉降产生的影响。
(3)合理设置沉降缝。
(4)新老建筑之间要留有适当的间距。
2.3对地基冻胀引起的裂缝的预防
(1)建筑屋基础埋深一定要在冻土层以下。
(2)基础的垫层的选材要合理,尽量选用含水量小,吸水性弱,弹性好不容易引起冻胀的材料。
(3)降低地下水位,做好地基防水措施,避免基础泡水,尽量减少地基基础的含水率。
2.4对荷载引起的裂缝的预防
(1)正确使用建筑,避免因不正确的使用,使得建筑出现意外荷载造成裂缝。
(2)加强建筑的整体强度,增加墙体的抗拉抗压能力,避免因强度不足造成裂缝。
(3)采用合理的建筑结构,使其传力情况良好,能抵抗地震等自然和人为的灾害施加的荷载。
2.5其他方面的预防
(1)在设计方面要严格认真,做出合理的结构方案,计算准确,能满足整体和局部的承载能力以及稳定性要求,满足构造要求。
(2)在施工方面要保证施工质量,严肃工人施工纪律,严格要求材料质量,保证砂浆配合比的正确性和砌筑质量,合理安排脚手眼。
(3)注意保护建筑,减少自然以及人为伤害。
3、结束语
对于墙体裂缝,我们要从预防做起,对已出现的裂缝要严密观测,作出准确的判断,并及时的采取应对措施,保障建筑的美观性和安全性以及使用者的生命财产的安全。
参考文献
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大体积混凝土基础施工裂缝成因论文
关键词:混凝土早期裂缝类型产生原因
摘要:本文对混凝土早期裂缝的类型及成因,结合实际工程进行了阐述。通过分析施工工艺、外界环境、材料质量,明确了出现裂缝的因素,为预防大体积混凝土基础施工裂缝的产生进行有效控制,以更好的保证施工质量。
混凝土结构裂缝的成因复杂繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。据有关资料统计[1],由施工因素造成的混凝土早期裂缝占80%左右,因混凝土材料方面的原因造成的的裂缝占15%左右。基于此,笔者撰文就以上所说的几个方面分析识别,使施工系统始终处于控制之中。
1施工工艺因素
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、竖向的、斜向的、水平的、表面的、贯穿的等各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位与走向、裂缝宽度因产生的原因而异,通常有:
(1)振捣方式不当引起裂缝
不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或造成混凝土砂浆大量向低处流淌致使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。
商品混凝土由于采用搅拌车运输、泵送浇筑,混凝土坍落度比较大,凝结时间比较长,一般混凝土初凝时间都在10h以上甚至更长,即使在炎热的夏天,在掺了高效缓凝减水剂后,浇捣好的混凝土表面被太阳暴晒,水分蒸发很快,形成一层几毫米厚的“被子”,看上去混凝土似乎已凝结,实际内部还远未达到初凝,甚至还能流动。曾多次用贯入阻力仪测定掺了高效缓凝减水剂的混凝土砂浆在太阳直晒之下的凝结时间,结果初凝时间都在12~16h。这样的混凝土若不进行二次振捣和多次抹面,混凝土表面不可避免会出现裂缝。
(2)养护不当引起混凝土开裂
现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖进行潮湿养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝、特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下,干缩更容易发生。有资料表明,当风速为16m/s时,混凝土中的水分蒸发速度是无风时的四倍。
对于高性能混凝土,由于水灰比小,胶凝材料用量大,混凝土密实性好,泌水少,若保养不好,干缩情况更为严重。对于保湿养护的时间,肯定是越长越好[2]。养护14天的混凝士的收缩比只养护3天的收缩降低约20%。但由于工程工期的制约,绝大多数施工人员做不到,所以混凝土出现干缩裂缝就在所难免了。
2外界环境因素
(1)温度
大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差而产生应力与应变,另一方面是混凝土本身的强度和抵抗变形的能力。混凝土内部温度变化产生变形受到混凝土内部和外部的约束后,将产生很大应力。当这种应力超过了混凝土可以承受的抗拉强度时,就会产生裂缝。
水泥水化过程是大体积混凝土中的主要温度因素。混凝土在硬结过程中,由于水泥的水化作用,在初始几天产生大量的水化热,混凝土温度升高。而大体积混凝土结构一般较厚,导热不良,相对散热小,所以大量的热量聚集在结构内部。当温度梯度大到一定程度时,表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面产生裂缝。在升温阶段,混凝土未充分硬化,弹性模量小,因此拉应力较小,只引起混凝土表面裂缝。
不同于混凝土浇筑阶段水化热所引起的温度荷载,自然环境条件变化引起的温度荷载极不稳定,也更难控制。就混凝土工程结构而言,山于自然环境条件变化所产生的温度荷载,一般可分为以下三种类型:
①日照温度荷载;
②骤然降温温度荷载;
③年温温度荷载。日照温度荷载主要是太阳辐射作用所致,还有气温变化和风速影响,在实际应用中可简化为只考虑太阳辐射和气温变化这两种因素。降温温度变化主要是由强冷空气的侵袭作用和日落或在夜间形成的内高外低的温度分布,一般只考虑气温变化和风速的影响。
(2)钢筋锈蚀因素
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长了约2~4倍[3],从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。 3材料质量因素
混凝土是指由水泥、石灰、石膏类无机胶结料和水或沥青、树脂等有机胶结料的胶状物与集料按一定比例拌和,并在一定条件下硬化而成的.石材。通常我们所讲的混凝土指的是水泥混凝土,主要由水泥、水、砂石集料组成,其中水泥和水起胶凝作用[4],集料起骨架填充作用,水泥和水发生反应后形成坚硬的水泥石,将集料颗粒牢固地粘结成整体,使混凝土具有一定的强度。
但是若组成混凝土所用的材料质量不合格,则会影响混凝土的强度,导致混凝土结构出现裂缝。
(1)水泥
水泥出厂时强度不足,水泥过期或受潮,可导致混凝土强度不足,从而引起混凝土开裂。
当水泥中含碱超过了一定的量(如0。6%),同时又使用了含有碱活性的骨料,可能产生碱骨料反应。
水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢,在谁泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化的水泥石,使混凝上抗拉强度下降。
(2)砂、石骨料
砂石粒径太小、级配不良、孔隙率大,将导致水泥和拌和水用量增大,影响混凝土的强度,使混凝土的收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中通常含有各种有害物质,如云母、泥土、有机物、硫酸盐与硫化物等。这些物质一定程度上降低了集料与水泥石的粘附性。
4结语
文章讨论了大体积混凝土基础施工中施工工艺因素,外界环境因素,材料质量因素。通过分析裂缝因素,明确了大体积混凝土基础施工裂缝成因。由此我们就可以有针对性地控制裂缝的方法,以保证施工的质量。
参考文献:
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[6]林亦赏。浅谈大体积混凝土的施工技术[J]。科技创新导报,2008,06:37。
浅谈建筑工程施工中裂缝的预防措施
本文对建筑工程施工中裂缝的'产生进行分析,并提出了相应的预防措施,供同行参考.
作 者:杨耀祥 作者单位:广东豪达建设工程有限公司 刊 名:中小企业管理与科技 英文刊名:MANAGEMENT & TECHNOLOGY OF SME 年,卷(期): “”(19) 分类号: 关键词:裂缝 裂缝预防 原因 防治分析混凝土裂缝成因与控制论文
摘 要: 分析了建筑混凝土施工裂缝产生的原因,并从工程施工和设计等方面提出相应的预防措施,对相关工程技术人员有一定的借鉴作用。 关键词: 工程施工;裂缝成因;控制措施 一、裂缝的成因裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂
摘 要:分析了建筑混凝土施工裂缝产生的原因,并从工程施工和设计等方面提出相应的预防措施,对相关工程技术人员有一定的借鉴作用。
关键词:工程施工;裂缝成因;控制措施
一、裂缝的成因
裂缝产生的形式和种类很多,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人手。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。
(一)设计原因
1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。
2.设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。
3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。
4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
5.设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。
(二)材料原因
1.粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。
2.骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。
3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。
4.水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。
5.水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。
(三)混凝土配合比设计原因
1.设计中水泥等级或品种选用不当。
2.配合比中水灰比(水胶比)过大。
3.单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大。
4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。
5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
(四)施工及现场养护原因
1.现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
2.高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。
3.对大体积混凝土工程,缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。
4.大体积混凝土浇注,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。
5.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
6.现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。
(五)使用原因(外界因素)
1.构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。
2.使用荷载超负。
3.野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。
4.周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。
5.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
二、裂缝的控制措施
(一)设计方面
1.设计中的‘抗’与‘放’。
在建筑设计中应处理好构件中‘抗’与‘放’的关系。所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。
2.设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。
3.积极采用补偿收缩混凝土技术:在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。
4.重视对构造钢筋的认识:在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的`配置,特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
5.对于大体积混凝土,建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值,以减少混凝土单方用灰量,并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
(二)材料选择和混凝土配合比设计方面
1.根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。
2.选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。
3.积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
4.正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
5.配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。
(三)现场施工操作方面
1.浇捣工作:浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
2.混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14―28天。
3.混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
4.避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
5.对于地下结构混凝土,尽早回填土,对减少裂缝有利。
6.夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温人模、低温养护。
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解决。