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【摘要】近年来,我国现浇混凝土结构应用广泛。其中混凝土温度裂缝是影响结构整体性和耐久性常见现象。现就混凝土温度裂缝的成因及控制措施分析介绍。
【关键词】混凝土;成因;温度裂缝;控制措施
混凝土结构的裂缝是建设工程常见现象,实践证明混凝土结构出现裂缝是难以避免的,这是材料本身所具有的特性,相关规范要求要控制其有害程度。混凝土结构出现裂缝的原因较复杂,有材料、温度变化原因,也有设计、施工、使用等方面原因,所以,正确地对待混凝土裂缝是建立在对裂缝进行分析研究的基础上,采取相应的措施,控制混凝土的裂缝。本文仅就混凝土温度裂缝成因及控制措施进行分析。
1.混凝土结构裂缝的分类
1.1按裂缝的成因分类
按混凝土裂缝产生的原因,可分为结构性、非结构性裂缝两大类。
结构性裂缝是由于承载力不足,荷载过大引起的,其裂缝形式多样。
非结构性裂缝由各种各样的变形引起的,实践证明,非结构性裂缝占混凝土结构裂缝的80%,形成原因复杂。常见的非结构性裂缝有温度裂缝、沉降裂缝、收缩裂缝。
温度裂缝在北方建筑物中较常见,温度变化引起混凝土发生热胀冷缩,气温变化过大,会使混凝土结构内部产生温度应力,当温度应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。
1.2按裂缝产生的时间分类
根据混凝土裂缝产生的时间划分,可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝。
温度裂缝多发生在混凝土浇注后的硬化过程中,裂缝宽度受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较细。
2.混凝土裂缝的产生原因
如前所述,混凝土裂缝的形式多样,产生原因复杂,而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80%左右,是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝,因此,本节将对非结构性裂缝中的温度裂缝成因进行分析。
温度裂缝的产生原因
季节气温或内外温差变化过大是温度裂缝产生的主要成因。温度裂缝形态多样,裂缝表面走向无规律性,大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常常发生在施工期间,温度变化大小对缝宽影响较明显,冬季较宽,夏季较细。
温差变化较大是表面温度裂缝产生的主要原因。此类裂缝在大体积混凝土中较为多见,其产生过程是硬化过程中,释放出大量水化热,大体积混凝土内部温度不断升高,使内外温差变大,当产生非均匀降温时,将造成混凝土表面急剧的温度变化,随之产生较大的降温收缩。从力学角度来分析,这时内部混凝土对表面混凝土形成了约束,产生了较大的拉应力,由于混凝土早期抗拉强度很低,内部拉应力大于表面混凝土抗拉强度,所以出现裂缝。
3.混凝土裂缝的预防措施及处理技术
由于裂缝的产生是由材料的特性导致的,在混凝土结构中普遍存在且危害较大,所以,要对混凝土裂缝正确认识,并在施工中有针对性地实施各种有效的预防措施。
下面详细阐述混凝土结构中温度裂缝的预防措施。
3.1一般结构预防措施
3.1.1在混凝土中掺减水剂,降低水灰比;砂、石含泥量控制在规定范围内;科学选择原材料(如石子等),合理设置配合比;按规范施工,分层浇筑,振捣到位,以提高混凝土的抗拉强度。
3.1.2在对待蒸汽养护结构构件时,要将升温速度控制在15度/H以下;降温速度控制在10度/H以下,避免急冷急热,造成温度应力过大。
3.1.3加强混凝土的养护和保温,将结构与外界温度梯度控制在25度/H以内。对浇筑后混凝土表面边喷水边监测,夏季气温高宜延长养护时间,以提高抗裂能力。冬季气温高宜延长保温和脱模时间,使降温缓慢,以防温度突然变化,温差过大引起裂缝。基础部分最好早回填,做好保湿保温工作,减少温度收缩裂缝。
3.1.4面对结构薄弱部位及空洞四角、多孔板板面,宜采用设细温度筋的方法,实行均匀分布,以提高极限拉伸值。
3.1.5在处理细长结构构件时,宜一段一段地浇筑,浇筑到一定长度时要设施工缝和后浇缝,来减少约束应力。
3.2混凝土结构裂缝的处理技术
裂缝不但会影响结构的整体性和刚度,还会降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力,因此在实际工程中,应根据裂缝的性质和实际情况区别对待,及时处理,以保证建筑物的安全。
混凝土结构裂缝的修补措施主要有以下几种方法:表面封闭法,灌浆、嵌缝封堵法,结构加固法,置换法等等。
4.实例分析
混凝土裂缝出现的原因复杂多样,不能一概而,现结合具体实例进行分析。
在吉林省四平市某一工程,混凝土剪力墙结构住宅,整体工程混凝土量大,墙体出现竖向对称裂缝。经调查发现其原因是在于施工阶段就已出现了初始裂缝,未引起施工单位的重视,后来进一步扩展了。进入供暖季后,室内温度升高,混凝土楼板温度随之升高,楼板被四周混凝土墙体所制约,造成墙体受拉应力,在墙体的初始裂缝处形成集中应力,使裂缝进一步扩大,经分析验证可知,该裂缝既不会危及结构安全,也不会影响使用功能,但地板采暖的结构设计需要进行专项研究,以控制裂缝的出现。
5.结论
温度裂缝是混凝土结构中常见的一种现象,它的发生既能降低建筑物的抗渗能力,又影响建筑物的使用能力,而且还会造成钢筋的锈蚀、混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,所以要对混凝土温度裂缝正确认识,选择合适的方法,有针对性地进行处理,并在施工中使用各种有效的预防手段来预防温度裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全。
参考文献
[1]张完善,刘六等.第五届科学管理国际会议论文集.北京:管理工程出版社,2001.18-19.
[2]王海军等.大体积混凝土温度和收缩裂缝控制措施.山西建筑.2006.15
[3]张万山,王小四.空气质量的研究.环境学报,2000,34(6):13-17.
[4]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京中国建筑工业出版社,1997.8
[5]江正荣.建筑地基与基础施工手册.第二版
【关键词】混凝土;成因;温度裂缝;控制措施
混凝土结构的裂缝是建设工程常见现象,实践证明混凝土结构出现裂缝是难以避免的,这是材料本身所具有的特性,相关规范要求要控制其有害程度。混凝土结构出现裂缝的原因较复杂,有材料、温度变化原因,也有设计、施工、使用等方面原因,所以,正确地对待混凝土裂缝是建立在对裂缝进行分析研究的基础上,采取相应的措施,控制混凝土的裂缝。本文仅就混凝土温度裂缝成因及控制措施进行分析。
1.混凝土结构裂缝的分类
1.1按裂缝的成因分类
按混凝土裂缝产生的原因,可分为结构性、非结构性裂缝两大类。
结构性裂缝是由于承载力不足,荷载过大引起的,其裂缝形式多样。
非结构性裂缝由各种各样的变形引起的,实践证明,非结构性裂缝占混凝土结构裂缝的80%,形成原因复杂。常见的非结构性裂缝有温度裂缝、沉降裂缝、收缩裂缝。
温度裂缝在北方建筑物中较常见,温度变化引起混凝土发生热胀冷缩,气温变化过大,会使混凝土结构内部产生温度应力,当温度应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。
1.2按裂缝产生的时间分类
根据混凝土裂缝产生的时间划分,可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝。
温度裂缝多发生在混凝土浇注后的硬化过程中,裂缝宽度受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较细。
2.混凝土裂缝的产生原因
如前所述,混凝土裂缝的形式多样,产生原因复杂,而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80%左右,是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝,因此,本节将对非结构性裂缝中的温度裂缝成因进行分析。
温度裂缝的产生原因
季节气温或内外温差变化过大是温度裂缝产生的主要成因。温度裂缝形态多样,裂缝表面走向无规律性,大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常常发生在施工期间,温度变化大小对缝宽影响较明显,冬季较宽,夏季较细。
温差变化较大是表面温度裂缝产生的主要原因。此类裂缝在大体积混凝土中较为多见,其产生过程是硬化过程中,释放出大量水化热,大体积混凝土内部温度不断升高,使内外温差变大,当产生非均匀降温时,将造成混凝土表面急剧的温度变化,随之产生较大的降温收缩。从力学角度来分析,这时内部混凝土对表面混凝土形成了约束,产生了较大的拉应力,由于混凝土早期抗拉强度很低,内部拉应力大于表面混凝土抗拉强度,所以出现裂缝。
3.混凝土裂缝的预防措施及处理技术
由于裂缝的产生是由材料的特性导致的,在混凝土结构中普遍存在且危害较大,所以,要对混凝土裂缝正确认识,并在施工中有针对性地实施各种有效的预防措施。
下面详细阐述混凝土结构中温度裂缝的预防措施。
3.1一般结构预防措施
3.1.1在混凝土中掺减水剂,降低水灰比;砂、石含泥量控制在规定范围内;科学选择原材料(如石子等),合理设置配合比;按规范施工,分层浇筑,振捣到位,以提高混凝土的抗拉强度。
3.1.2在对待蒸汽养护结构构件时,要将升温速度控制在15度/H以下;降温速度控制在10度/H以下,避免急冷急热,造成温度应力过大。
3.1.3加强混凝土的养护和保温,将结构与外界温度梯度控制在25度/H以内。对浇筑后混凝土表面边喷水边监测,夏季气温高宜延长养护时间,以提高抗裂能力。冬季气温高宜延长保温和脱模时间,使降温缓慢,以防温度突然变化,温差过大引起裂缝。基础部分最好早回填,做好保湿保温工作,减少温度收缩裂缝。
3.1.4面对结构薄弱部位及空洞四角、多孔板板面,宜采用设细温度筋的方法,实行均匀分布,以提高极限拉伸值。
3.1.5在处理细长结构构件时,宜一段一段地浇筑,浇筑到一定长度时要设施工缝和后浇缝,来减少约束应力。
3.2混凝土结构裂缝的处理技术
裂缝不但会影响结构的整体性和刚度,还会降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力,因此在实际工程中,应根据裂缝的性质和实际情况区别对待,及时处理,以保证建筑物的安全。
混凝土结构裂缝的修补措施主要有以下几种方法:表面封闭法,灌浆、嵌缝封堵法,结构加固法,置换法等等。
4.实例分析
混凝土裂缝出现的原因复杂多样,不能一概而,现结合具体实例进行分析。
在吉林省四平市某一工程,混凝土剪力墙结构住宅,整体工程混凝土量大,墙体出现竖向对称裂缝。经调查发现其原因是在于施工阶段就已出现了初始裂缝,未引起施工单位的重视,后来进一步扩展了。进入供暖季后,室内温度升高,混凝土楼板温度随之升高,楼板被四周混凝土墙体所制约,造成墙体受拉应力,在墙体的初始裂缝处形成集中应力,使裂缝进一步扩大,经分析验证可知,该裂缝既不会危及结构安全,也不会影响使用功能,但地板采暖的结构设计需要进行专项研究,以控制裂缝的出现。
5.结论
温度裂缝是混凝土结构中常见的一种现象,它的发生既能降低建筑物的抗渗能力,又影响建筑物的使用能力,而且还会造成钢筋的锈蚀、混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,所以要对混凝土温度裂缝正确认识,选择合适的方法,有针对性地进行处理,并在施工中使用各种有效的预防手段来预防温度裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全。
参考文献
[1]张完善,刘六等.第五届科学管理国际会议论文集.北京:管理工程出版社,2001.18-19.
[2]王海军等.大体积混凝土温度和收缩裂缝控制措施.山西建筑.2006.15
[3]张万山,王小四.空气质量的研究.环境学报,2000,34(6):13-17.
[4]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京中国建筑工业出版社,1997.8
[5]江正荣.建筑地基与基础施工手册.第二版