混凝土工程裂缝分析及预防

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:skykoo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:混凝土是一种由沙石骨料、水泥、水及其他材科混台而形成的非均质脆性材料。在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力。因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时,就会产生裂缝。混凝土裂缝是混凝土工程施工中的质量通病,早已成为全球混凝土工程的一项研究课题。本文首先研究了混凝土裂缝的分类与危害,其次介绍了几种常见的混凝土裂缝,并分析其产生的原因,最后对各种裂缝的预防措施作了简单的介绍。
  关键词:混凝土;施工;裂缝;防止措施
  Abstract: Concrete is a kind of heterogeneous brittle material, which is a mixture of sandstone aggregate, cement, water and other materials. The main force of its microstructure phase composition is van der Waals force. Therefore, the tensile strength is far less than the compressive strength. When the tensile stress of concrete exceeds its tensile strength, cracks will occur. Concrete crack is a common quality defect of concrete in construction, and how to prevent it has become a global subject. This paper studies the classification and the harm of the crack firstly, introduces several common cracks and analyses the cause of them secondly, and shows some prevention measures of different cracks at last.
  Key words: Concrete; Construction; Crack; Prevention measures
  中图分类号: TV543 文献标识码: A 文章编号:
  引言
  从1824年波特兰水泥发明开始,混凝土材料至今已有100多年的历史。从20世纪以来,混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料。混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料,其用量巨大。据统计,当今我国每年混凝土用量约40亿m3,并且随着我国近年来工业化、城市化进程的加快,其用量将继续快速增长。但也面临着诸多问题,由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中有着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是这些初始缺陷的存在,才使混凝土呈现出一些非均质的特性.微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,微裂缝就会不断扩展,最终形成我们由眼可见的宏观裂缝,即混凝土工程常说的裂缝。
  一、混凝土裂缝的分类与危害
  (一)混凝土裂缝的分类
  1、根据引起裂缝的原因可分为①材料选配不当。②施工控制不当。 ③温差作用。④荷载作用。⑤钢筋锈蚀作用。⑥地基不均匀沉降。⑦冻胀作用。⑧地震作用。⑨火灾作用。⑩碰撞及其他作用等。
   2、按照裂缝的产生规律、形态、容易发生的部位分布划分,一般有以下几种①塑性收缩裂缝。②塑性沉降裂缝。③收缩裂缝。④温差裂缝。⑤不规则龟裂。⑥纵向裂缝。⑦横向裂缝。⑧剪切裂缝。⑨扭转裂缝。⑩斜向裂 缝。⑪X形交叉裂缝。⑪八字和倒八字形裂缝。⑪其他裂缝
  (二)混凝土裂缝的危害
  1、在北方气候寒冷地区,冬季还会由此发生冻胀现象,更加大了混凝土的被破坏程度。
  2、空气中二氧化碳的融入会与混凝土反应生成碳酸钙忽然碳酸氢钙,加快混凝土碳化速度,降低甚至完全破坏混凝土强度。混凝土的裂缝还会削弱混凝土对钢筋的保护作用,剥落的混凝土会使钢筋长期暴露在潮湿的环境下,破坏掉钢筋的外层保护膜,使钢筋产生锈蚀。
  二、混凝土产生裂缝的主要原因
  (一)塑性收缩裂缝
  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。塑性收缩裂缝多在新浇筑并暴露于空气中在结构件表面出现,形状很不规则多呈中间宽,两端细且长短不一,互不连贯状态,一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3m,宽1-5mm,类似干燥的泥浆面。大多在干热或大风天气,混凝土本身与外界气温相差悬殊,本身温度长时间过高,而气候很干燥的情况下出现。
  主要原因分析:
  1.混凝土浇筑后,受高温或较大风力的影响,表面没有及时覆盖,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,而此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种变形应力而导致开裂;
  2.水泥用量过多,或使用过量的粉砂;
  3.混凝土水灰比过大,模板,垫层过于干燥,吸收水分太大等;
  4.拌和水中杂质如盐份,腐蚀酸可加强早期开裂趋势。
  (二)干縮裂缝
  干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右,主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。裂缝为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05-0.2mm之间,其走向纵横交错,没有规律。平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘,大体积混凝土在平面部位较为多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。
  主要原因分析:
  1.混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂,相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生;
  2.混凝土水灰比过大,早期养护尤其是冬季养护不符合规范;
  3.混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化,平卧长型构件水分蒸发,产生的体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。
  (三)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地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,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,深入和贯穿性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。温度裂缝通常宽度大小不一,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。
  主要原因分析:
  表面温度裂缝,多由于温差较大引起的。混凝土结构构件,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大。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,从而产生较大的降温收缩,而此时混凝土早期抗拉强度较低,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。由于这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱,故通常在混凝土表面较浅的范围内产生。
  (四)沉降裂缝
  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。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。
  主要原因分析:
  1.结构地基土质不匀,松软,回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;
  2.模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝;
  3.浇筑在斜坡上的混凝土,由于重力作用有向下流动产生裂纹。
  (五)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钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。碱骨料反应裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难弥补,而钢筋锈蚀引起的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。
  主要原因分析:
  1.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,产生碱骨料反应裂缝;
  2.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,钢筋锈蚀引起裂缝。
  三、混凝土产生裂缝的预防
  (一)塑性收缩裂缝主要预防措施:
  1.配制混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分,混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护,防止强风吹袭和烈日曝晒;
  2.配制混凝土时,应严格控制水泥用量和水灰比,选择级配良好的砂,减小空隙率和砂率,同时要捣固密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂度;
  3.在气温高,温度低或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润,大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。在炎热季节,要加强表面的抹压和养护工作;养护可采用养护剂,或覆盖湿草袋,塑料布等方法,当表面发现微细裂缝时,应及时抹压,再覆盖养护;
  4.出现裂缝后,如混凝土仍保持塑性,可采取及时压抹一遍或重新振捣的办法来消除,再加强覆盖养护。如混凝土硬化,可向裂缝内装入干水泥粉,或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。对于预制构件,也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理,以防钢筋锈蚀。
  (二)干缩裂缝主要预防措施:
  1.混凝土水泥用量,水灰比和砂率不能过大,有条件的掺加合适的减水剂。严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂;
  2.混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后,终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量,并在混凝土结构中设置合适的收缩缝;
  3.加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件,可覆盖草帘,草袋,避免曝晒,并定期适当洒水,保持湿润,冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间。
  (三)温度裂缝主要预防措施:
  为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
  控制温度的措施如下:
  (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)拌合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,利用浇筑层面散热;
  (4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;
  (5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;
  (6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;
  (7)合理选取原材料和配合比,采用级配良好的石子,砂石含泥量控制在较低范围内,配合比设计优化,减少水泥用量,降低水灰比;
  改善约束条件的措施是:
  (1)合理地分缝分块;
  (2)避免基础过大起伏;
  (3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和側面长期暴露;
  (四)沉降裂缝主要预防措施:
  1.对松软土,填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固;
  2.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;
  3.防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡,模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序,在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
  (五)化学反应引起的裂缝主要的预防措施:
  1.把好原料关,选用碱活性小的砂石骨料,低碱水泥和低碱或无碱的外加剂及合适的掺和料抑制碱骨料反应;
  2.规范进行混凝土施工浇注,振捣,在钢筋表面进行防护,控制水泥及其他原料,拌和水中的氯离子等有害成分含量,防止钢筋锈蚀。
  四、结语
  以上对混凝土的裂缝各种影响关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然学术界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比较统一,同时在实践中的应用效果也较好,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。
  参考文献:
  [1]张小伟,李旭峰 ,混凝土结构裂缝防止技术,化学工业出版社,2007.7
  [2]混凝土质量专业委员会,钢筋混凝土结构裂缝控制指南,化学工业出版社,2004.4
  [3]冯乃谦,混凝土结构的裂缝与对策,机械工业出版社,2006.6
其他文献
胃肠道间质瘤是一种主要生长在胃肠道的具有恶性潜能的间叶源性肿瘤,由于缺乏特异性的体征,影像学检查是诊断胃肠道间质瘤的重要辅助方法.PET-CT在胃肠道间质瘤的分期、疗效评价及随访方面与常规影像学检杏相比,均表现出独特的优越性,该文综述了 PET-CT及相关影像学技术在胃肠道间质瘤方面的应用价值。
目的 观察静脉注射L-肉碱对维持性血液透析患者促红细胞生成素(EPO)低反应性贫血的纠正情况及对铁负荷的影响.方法 选择存在促红细胞生成素低反应性贫血的患者60例,均于每次透析结束时静脉给予L-肉碱2g,疗程6个月,对比治疗前后血红蛋白、血细胞比容、血清铁、转铁蛋白饱和度、总铁结合力、血清铁蛋白及白蛋白、前白蛋白等指标.结果 L-肉碱治疗6个月后血红蛋白、血细胞比容、白蛋白、前白蛋白、总铁结合力水
缆桥架是如今建筑工程电气施工中常见的电缆敷设方式,阐述了在综合布线系统中桥榘是如何设计以及在系统的安装过程。
摘要:网络RTK技术的发展为测绘工作带来了便捷,它具有定位范围广、定位精度高、可靠性和可用性高等主要优点。该文就网络RTK技术常研究的主题进行概述,分别从网络RTK算法研究和应用两方面来进行说明。  关键词:网络RTK;整周模糊度;誤差处理  Abstract: Network RTK technology put convenience for the development of Survey
本文对现浇混凝土楼板预应力工程技术中的防止温度收缩,开裂,抗震缝等相关工程技术为大家开展详细的阐述,望在今后的同类别工程中有所借鉴,供大家指导交流。
对某甲类工业建筑甲类厂房,甲类仓库,技术实验楼等区域的室外消火栓系统,室内消火栓系统,自动喷水—泡沫联用系统的设计进行了介绍,并对自动喷水—泡沫联用系统的选用,自动喷水—泡
本文作者分析了当前新农村规划建设管理的现状与问题,提出了解决问题的对策和建议。
周所周知,在国民经济的基础产业中,电力工业是重要的组成部分,起着举足轻重的作用。当下,我国的电网结构还存在很多问题,有的还不能完全满足电力需求,存在资源和负荷不均衡分布的现
本文主要介绍了电力线载波远程集中抄表系统的工作原理,对其系统组成以及系统的主要功能和特点进行了详细的探讨,并认为该系统工作速度快且效率高,值得大力推广与应用。
当变压器等设备发生一系列较为复杂的故障后,若继电保护工作人员对于故障点的位置以及具体发生原因无法进行及时准确的判断,就会导致在后续工作的开展过程中为相关问题的反措等