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提要:对混凝土裂缝的产生原因做了分析,说明了裂缝的表现形式。以及实际工程中如何防治,说明了混凝土裂缝防治的重要性。
关键词:温度应力、浇捣质量、施工工艺、早期养护
Abstract: the reasons that the cracks of concrete are analyzed, and show the crack performance form. And how to prevent and control in practical engineering, explains the importance of the prevention and control of concrete cracks.
Keywords: the temperature stress, water quality, construction technology, beaten early maintenance
中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
在房屋使用过程中我们常发现出现裂缝的现象。裂缝的出现不仅仅影响工程质量甚至会影响房屋的使用功能及安全。混凝土开裂经常困扰着我们建筑工程技术人员。其实,如果采取有效的施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。本文简单从几个方面进行分析探讨,以供参考!
一.混凝土温度应力产生的分析:
温度应力产生裂缝的原因:
(1) 自身应力:边界上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)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。
二. 温度的控制和防止裂缝的措施
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,通过冷水降温;
(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。
改善约束条件的措施:
(1) 合理的分缝分块;
(2) 避免基础过大起伏;
(3) 合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;
3施工中保证混凝土的浇捣质量
保证混凝土的浇捣质量对防止裂缝是十分重要的。改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩。施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主,因为出现贯穿裂缝,要恢复其结构的整体性是十分困难的。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。新浇筑的混凝土拆模过早,会在表面引起很大的拉应力,尤其在混凝土浇筑初期,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,从而在混凝土表面产生拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到一定的数值,导致裂缝的产生。防治:在拆除模板后及时在表面覆盖一层轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都比较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为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。使用减水防裂剂,在实践中总结出其主要作用为:
(1) 混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管道中产生毛细管张力,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在补充。
(4) 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) 提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土抗裂性能。
(6) 混凝土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。减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
(7) 掺和外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。
(8) 掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间恰当,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结而使塑性收缩增加。
(9) 掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成浆膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。
二 施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异,比较典型常见的有: (1)混凝土保护层过厚,或乱踩已绑扎好的上层钢筋,使承受负弯矩的受力筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。(2)混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。(3)混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝,既塑性收缩裂缝。(4)混凝土搅拌、运输时间过长,使水份蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。(5)混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。(6)用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大,了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土体积上出现不规则裂缝。(7)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。如混凝土分层浇筑时,后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑,引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时,先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好,新旧混凝土之间粘结力小,或后浇混凝土养护不到位,导致混凝土收缩而引起裂缝。(8)混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。(9)施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。(10)施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。(11)支模架基础压实不足或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉,导致混凝土出现裂缝。(12)装配式结构,在构件运输、堆放时,支承垫木不在一条垂直线上,或悬臂过长,或运输过程中剧烈颠撞;吊装时吊点位置不当,T梁等侧向刚度较小的构件,侧向无可靠的加固措施等,均可能产生裂缝。(13)安装顺序不正确,对产生的后果认识不足,导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时,钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑,拆架后墙式护栏往往产生裂缝;拆架后再浇筑护栏,则裂缝不易出现。(14)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,结果造成混凝土强度不足和其他性能(和易性、密实度)下降,导致结构开裂。
防治:在房屋施工过程中,要严格控制好材料质量,施工工艺,以及现场的施工管理。根据现场条件,材料特点,气温等多种因素,采取合理的措施,就能有效地控制裂缝的产生,确保工程质量。
三.结束语。
除上述原因及及防治外引起混凝土的原因还有很多,本文就不一一阐述,但在實际的混凝土施工工作中我们只有找出原因,对症下药才能把混凝土施工工艺做好!
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:温度应力、浇捣质量、施工工艺、早期养护
Abstract: the reasons that the cracks of concrete are analyzed, and show the crack performance form. And how to prevent and control in practical engineering, explains the importance of the prevention and control of concrete cracks.
Keywords: the temperature stress, water quality, construction technology, beaten early maintenance
中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
在房屋使用过程中我们常发现出现裂缝的现象。裂缝的出现不仅仅影响工程质量甚至会影响房屋的使用功能及安全。混凝土开裂经常困扰着我们建筑工程技术人员。其实,如果采取有效的施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。本文简单从几个方面进行分析探讨,以供参考!
一.混凝土温度应力产生的分析:
温度应力产生裂缝的原因:
(1) 自身应力:边界上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)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。
二. 温度的控制和防止裂缝的措施
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,通过冷水降温;
(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。
改善约束条件的措施:
(1) 合理的分缝分块;
(2) 避免基础过大起伏;
(3) 合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;
3施工中保证混凝土的浇捣质量
保证混凝土的浇捣质量对防止裂缝是十分重要的。改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩。施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主,因为出现贯穿裂缝,要恢复其结构的整体性是十分困难的。在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。新浇筑的混凝土拆模过早,会在表面引起很大的拉应力,尤其在混凝土浇筑初期,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,从而在混凝土表面产生拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到一定的数值,导致裂缝的产生。防治:在拆除模板后及时在表面覆盖一层轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都比较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为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。使用减水防裂剂,在实践中总结出其主要作用为:
(1) 混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管道中产生毛细管张力,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在补充。
(4) 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) 提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土抗裂性能。
(6) 混凝土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。减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
(7) 掺和外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。
(8) 掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间恰当,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结而使塑性收缩增加。
(9) 掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成浆膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。
二 施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异,比较典型常见的有: (1)混凝土保护层过厚,或乱踩已绑扎好的上层钢筋,使承受负弯矩的受力筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。(2)混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。(3)混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝,既塑性收缩裂缝。(4)混凝土搅拌、运输时间过长,使水份蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。(5)混凝土初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。(6)用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大,了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,使得混凝土体积上出现不规则裂缝。(7)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。如混凝土分层浇筑时,后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑,引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时,先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好,新旧混凝土之间粘结力小,或后浇混凝土养护不到位,导致混凝土收缩而引起裂缝。(8)混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。(9)施工时模板刚度不足,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。(10)施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。(11)支模架基础压实不足或支架刚度不足,浇筑混凝土后支架不均匀下沉,导致混凝土出现裂缝。(12)装配式结构,在构件运输、堆放时,支承垫木不在一条垂直线上,或悬臂过长,或运输过程中剧烈颠撞;吊装时吊点位置不当,T梁等侧向刚度较小的构件,侧向无可靠的加固措施等,均可能产生裂缝。(13)安装顺序不正确,对产生的后果认识不足,导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时,钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑,拆架后墙式护栏往往产生裂缝;拆架后再浇筑护栏,则裂缝不易出现。(14)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,结果造成混凝土强度不足和其他性能(和易性、密实度)下降,导致结构开裂。
防治:在房屋施工过程中,要严格控制好材料质量,施工工艺,以及现场的施工管理。根据现场条件,材料特点,气温等多种因素,采取合理的措施,就能有效地控制裂缝的产生,确保工程质量。
三.结束语。
除上述原因及及防治外引起混凝土的原因还有很多,本文就不一一阐述,但在實际的混凝土施工工作中我们只有找出原因,对症下药才能把混凝土施工工艺做好!
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。