墙板结构裂缝措施

2022-05-16 版权声明 我要投稿

第1篇:墙板结构裂缝措施

墙板结构施工中裂缝的控

制措施

【摘要】本文论述了墙板结构裂缝的产生机理,并提出了预防该裂缝的措施。

【关键词】墙板结构;裂缝;控制【Abstract】The article discussed mechanism of wall structure, cracks, and proposed measures to prevent the cracks.

【Key words】Wall structure; Crack; Control

1. 引言

随着建筑技术的 发展 ,建筑物的高度越来越高,对于一般的高层建筑,在设计中普遍采用现浇剪力墙结构设计,并使用大流动度的泵送混凝土浇注施工。众所周知,预拌混凝土技术的发展极大地方便了高层建筑施工的要求。泵送混凝土无论从其原材料到其工作性能都与普通混凝土有很大的区别,预拌混凝土快速发展的同时也带来一个问题-结构裂缝,在施工过程中结构的裂缝经常成为一项重要的因素进行

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考虑。

混凝土结构的裂缝是难以避免的,在工程实际中更多的是对混凝土进行有效的控制,使其裂缝宽度限制在允许的范围内,不至于对工程的结构安全及使用造成影响。相对于梁板结构而言,墙板结构中发生裂缝的可能比前者要少得多,但在建筑施工中墙体裂缝同样应得到重视,如果发生裂缝,会导致建筑物发生渗漏或影响结构物的整体性能及抗震性能,并可能使居民造成不安全心理,所以对于墙板结构的裂缝也应引起足够的重视。

2. 墙板裂缝的产生原因

众所周知,由于墙体混凝土相对梁板部位混凝土的暴露面积要小,水分蒸发的速度相对要缓慢得多,所以因养护等原因而引起的裂缝较少,墙板结构发生的裂缝主要有:温度裂缝、收缩裂缝、分层缝、冷缝等。

在剪力墙结构中,墙板往往很长。而且结构复杂,由于水泥水化所产生的水化热在结构中产生的温度应力很可观,同时过长的墙板结构容易引起较大的收缩,这些因素都会使墙板产生裂缝。

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对于混凝土材料,不受限制的收缩(自由收缩)不会引起开裂,受到限制的收缩(限制收缩)达到一定值时就会引起开裂。引起墙板裂缝的主要因素是收缩、水化热及降温引起的拉应力。混凝土由于温度变化,发生体积变形、膨胀或收缩,当这种体积变化受到约束时,就会产生内应力,这种应力超过了混凝土的抗拉强度,就会引起混凝土开裂。

3. 控制措施

3.1原材料控制。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。

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。一些施工单位为了追求

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较快的施工进度,盲目使用高早强水泥,但是高早强,必然导致高收缩及水化热峰的提前出现,这对控制墙板裂缝是很不利的。

3.2施工组织控制。对于±0.000m以上的墙体,出现裂缝的可能是较小的,容易出现的裂缝是冷缝和分层缝。这些都是由于施工组织不合理造成的。在施工中应防止侧模的偏移,开始浇注时应加强对墙根部的振捣,以防止产生烂根现象。混凝土的运输应均匀连续,防止产生冷缝或施工缝。

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。

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对于箱型基础中底板上长墙的裂缝往往是难以避免的,这是由于受到底板混凝土外约束的影响,墙体混凝土要收缩,底板约束这种变形,使墙体受到拉应力,导致墙体出现裂缝,这种裂缝往往沿着长墙的全高发生,宽度较小,沿着墙体长度方向上,每隔一定距离便产生。这种裂缝可通过设臵温度钢筋来克服,通过配臵一定数量的温度钢筋,并采用细而密的构造钢筋,使构造钢筋起温度钢筋的作用。同时在底板上外墙混凝土浇筑时,应注意分段施工,合理分段,避免长度过长,应设臵温度伸缩缝或后浇缝。

对墙体的养护效果往往不很理想,在拆除模板后刷上一层养护剂,可防止混凝土内部水分的过度挥发,并应进行充分的浇水养护,以保证水泥的充分水化。

3.3结构设计控制。为防止墙板结构的裂缝,在结构设计方面主要应考虑好温度钢筋的设计(水平筋),充分利用构造钢筋的作用以减小墙板结构的温度应力和收缩应力。

由于引起墙板裂缝的主要因素是水化热及降温引起的拉应力,所以必须尽可能减少入模温度,应分层散热浇灌,预防激烈的温、湿度变化,为混凝土创造充分应力松弛的条

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件。

应避免结构突变,(或断面突变),产生应力集中,导致应力集中裂缝。当不能避免断面突变时,如在孔洞和变断面的转角部位,由于温度收缩作用,也会引起应力集中,此时应作局部处理,做成逐渐变化的过度形式,同时加配钢筋。

3.4配筋对控制裂缝的作用。钢筋会约束收缩,但不能阻止收缩,它对钢筋混凝土收缩的约束作用会在混凝土中产生拉应力,在钢筋内引起压应力。增加钢筋数量会减少收缩,但会增加混凝土的拉应力,如果钢筋很多,约束可能会很大,也足以引起混凝土开裂。

钢筋混凝土中配筋率对混凝土中自约束有很大的影响。 “适当”的构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸,对控制混凝土的温度收缩裂缝及收缩裂缝有积极的作用。在墙板结构中,采取增配构造钢筋的措施,使构造钢筋起到温度筋的作用,能有效地提高混凝土的抗裂性能。

构造筋的配筋原则应做到“细一点、密一点”。即配筋应尽可能采用小直径,小间距设计。提高混凝土结构的含钢率或减小钢筋直径都可提高材料的抗裂性能,但减小钢筋直

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径、加密间距要比提高含钢率效果明显一些。采用直径8-14mm的钢筋和100-150mm间距是比较合理的,结构全截面的配筋率不宜小于0.3%,应在0.3-0.5%之间。受力筋如能满足变形的构造要求则不再增加温度筋;构造筋不能起到抗约束作用的,应适当增加温度筋。

4. 结论

(1)墙板结构的裂缝主要有收缩裂缝、温度裂缝、分层缝和冷缝等;

(2)应进行 科学 的施工组织设计,以预防分层缝和冷缝;

(3)应严格控制混凝土原材料;

(4)要充分利用配筋来减小混凝土的温度应力。

参考 文献

[1]王铁梦 工程结构裂缝控制 中国 建筑 工业 出版社 1998

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[2]卓尚木等钢筋混凝土结构事故分析与加固中国建筑工业出版社 1997 8

第2篇:超长结构裂缝控制措施浅析

【提要】

根据具体工程设计实践和体会,简要分析了温度收缩裂缝的基本特点,重点介绍了对超长混凝土结构如何有效避免裂缝。可供设计人员借鉴参考。

【关键词】

超长混凝土结构 温度 收缩 裂缝 措施

一、工程概况

本工程位于山东省曲阜市,为一大型的住宅小区项目。本项目总建筑面积(含地上及地下)为393436平米,地上建筑面积318512平米;其中商业及公建配套建筑面积29906平米,住宅建筑面积288606平米。地下建筑面积74924平米。建设地点为曲阜市西南大沂河北岸。项目总投资为7.8亿元人民币。

其中的六号地下车库采用了无梁楼盖的形式,总长度达425m,覆土1m厚,层高3.8m,项目的难点在于如何控制超长结构的温度收缩应力以避免裂缝。

二、 超长混凝土结构裂缝产生原因

结构温度应力、收缩应力是由于结构变形受到约束而产生的。当应力超过了材料的抗拉强度时,即会出现裂缝。由于混凝土的抗拉强度很低,若不采取措施,很难满足规范对裂缝宽度的要求。

温度应力产生的机理:混凝土是指采用胶凝材料将粗细骨料胶结成整体的复合固体材料的总称。其中的胶凝材料通常为普通硅酸盐水泥。在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的导热系数较低,大量的热量积聚于内部使得内部温度升高,而表面的热量散发较快,导致内外温差过大。混凝土的温度膨胀系数约为10x10^-6m/m.K,即温度升高或降低1K,1m长的混凝土将产生0.01mm的膨胀或收缩变形。如纵长100m的混凝土,温度升高或降低30度(冬夏季温差),则将产生30mm的膨胀或收缩,在完全约束条件下,混凝土内部将产生7.5MPa左右的拉应力,足以导致混凝土开裂。

收缩应力产生的机理:因混凝土内部水分蒸发以及水泥继续水化引起的体积变形称为干燥收缩。影响因素主要有水泥用量、水灰比、水泥品种和强度、环境条件。

三、 设计要点

1、设置后浇带。后浇带间距通常为30~40m,本工程设计为40m一道800mm宽后浇带,位置选择在应力较小的梁跨1/3处。后浇带钢筋不得截断,且增设不少于原配钢筋20%的附加钢筋,长度为伸入每侧后浇带1m,以方便钢筋搭接。温度后浇带应在浇筑完成后两个月后(此时混凝土收缩大约完成70%)方可采用提高一级的微膨胀混凝土进行浇筑。

2、本地下车库要求采用低水化热的水泥来配置混凝土,并加入适量的优质粉煤灰。并采用级配良好的粗骨料,严格控制其含泥量,并加强混凝土的振捣,提高混凝土的密实度和抗拉强度。粉煤灰是表面致密的球形颗粒,由于粉煤灰的比表面积小,拌合需水量小,其干缩较小。

3、混凝土中掺加具有抗渗防裂作用的SY-T复合纤维增韧剂,掺量为混凝土胶凝材料的8%。对增韧剂的要求是满足国家相应标准,抗开裂性能比不小于50%,抗拉强度大于500MPa,补偿收缩混凝土限值膨胀率为水中养护14d不小于0.015%,空气中28天干缩率应不大于0.03%。

四、 施工要点

1、 控制温差

控制温差是解决混凝土裂缝控制的关键,混凝土施工时,应对混凝土进行温度控制。a、混凝土入模温度不宜大于30度,混凝土浇筑体最大温升值不宜大于50度。控制入模温度,可以降低混凝土内部最高温度。减少内部最大温升主要从配合比上进行控制。b、控制混凝土降温速率,每天温降不宜大于2度。减缓降温有利于混凝土强度增长,并充分发挥应力松弛效用,使混凝土不宜出现裂缝。

2、 加强混凝土养护

混凝土早期塑性收缩和干燥收缩较大,易于造成混凝土开裂。混凝土养护是补充水分或降低失水速率,防止混凝土产生裂缝,确保达到混凝土各种力学性能指标的重要措施。在混凝土初凝、终凝抹面处理后,应及时进行养护工作。混凝土终凝后至养护开始的时间间隔应尽可能缩短,以确保混凝土养护所需的湿度以及对混凝土进行温度控制。覆盖养护可采用塑料薄膜、麻袋、草帘等进行覆盖;喷涂养护剂是通过养护液在混凝土表面形成致密的薄膜层,以达到混凝土保湿的目的。由于本工程水泥中参加了粉煤灰,养护时间不应少于14天。

五、 结语

温度收缩裂缝是超长混凝土结构中较常见且日趋增多的裂缝,由于该裂缝的危害性及规范的局限性,设计人员应予以足够重视。本文从设计及施工角度上简析了混凝土收缩和温度变形的产生机理及影响因素,以供设计人员参考。设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的综合措施注重结构概念设计,对裂缝采取“放”“防”“抗”相结合的构想。工程实践证明,对防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝比较有效,但其中一些措施主要基于设计概念和定性分析,尚无法进行定量的计算,具体工程在采用时应根据其各自特点综合考虑。 【参考文献】

1、《土木工程材料》

浙江大学出版社

2、《混凝土结构收缩应力问题研究》

河海大学学报2002年1月

3、《混凝土结构工程施工规范》

GB50666

第3篇:砌体结构裂缝产生原因及整改措施

1 裂缝的性质

引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同

产生的裂缝。 温度裂缝

温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度

变化而略有变化。 干缩裂缝

烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。[KG-*2]只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。[KG-*2]但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。[KG-*2]对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。〖KG-*2〗如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放臵28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。

1.3 温度、干缩及其它裂缝

对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤 灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重

的裂缝。

2 砌体裂缝的控制

2.1 裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材

料的顺利推广问题。 2.2 裂缝宽度的标准问题

实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料,当裂缝宽度≤0.2mm时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。

对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构,裂缝宽度>0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。 3 现有控制裂缝的原则和措施

长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,

纠其原因有以下几种。

3.1 设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施 长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。

3.2 我国《砌体规范》抗裂措施的局限性

我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设臵保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设臵伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见,它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层,而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝,它一般不能防止由于钢砼屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。 由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设臵控制缝(变形缝),这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设臵的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形,又能隔声和防风雨,当需要承受平面外水平力时,可通过设臵附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m,对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m;美国砼协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m,配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能,配臵一定数量的抗裂钢筋,其配筋率各国不尽相同,从0.03%~0.2%,或将砌体设计成配筋砌体,如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具

有一定的延性。

关于在砌体内配臵抗裂钢筋的数量(含钢率)和效果,是普遍比较关注的问题。因为它涉及到用钢量和造价的增幅问

题。

4 防止墙体开裂的具体构造措施建议

本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上,结合我国当前的具体情况,提出的更具体的抗裂构造措施。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。该措施已反映到我院为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中。 4.1 防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施

4.1.1 屋盖上设臵保温层或隔热层;

4.1.2 在屋盖的适当部位设臵控制缝,控制缝的间距不

大于30m;

4.1.3 当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设臵分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌

缝;

4.1.4 建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设臵控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。 4.2 防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下

列措施之一:

4.2.1 设臵控制缝

4.2.1.1 控制缝的设臵位臵

(1) 在墙的高度突然变化处设臵竖向控制缝;

(2) 在墙的厚度突然变化处设臵竖向控制缝; (3) 在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设

臵竖向控制缝;

(4) 在门、窗洞口的一侧或两侧设臵竖向控制缝; (5) 竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设臵;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层

墙体的上述位臵设臵;

(6) 控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;

(7) 控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、

聚氨脂或硅树脂等填缝。

4.2.1.2控制缝的间距

1对有规则洞口外墙不大于6mm;

2对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍; 3在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;

4.2.2 设臵灰缝钢筋

1 在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;

2 在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰

缝,和靠近墙顶的部位;

3 灰缝钢筋的间距不大于600mm;

4 灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小

于600mm;

5 灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;

6 对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;

7 灰缝钢筋宜通长设臵,当不便通长设臵时,允许搭接,

搭接长度不应小于300mm;

8 灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不

应小于300mm;

9 灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;

10当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm; 11不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于

6m;

12设臵灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.2.3 在建筑物墙体中设臵配筋带

1. 在楼盖处和屋盖处;

2. 墙体的顶部;

3. 窗台的下部;

4. 配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm; 5. 配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,当配筋带作为过梁时,

其配筋应按计算确定;

6. 配筋带钢筋宜通长设臵,当不能通长设臵时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;

7. 配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小

于35d和400mm;

8. 当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位臵;

9. 对地震设防裂度≥7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;

10. 设臵配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m; 4.3 也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布臵型式、建筑物平面、外形等,综合采用

第4篇:建筑混凝土结构裂缝的成因及其控制措施

建筑物钢筋混凝土结构的普遍应用,伴随着商品混凝土的推广,建筑楼面出现裂缝的机率在增加,日益受到社会人士关注;专家认为控制裂缝是个系统工程。楼面结构出现裂缝原因复杂,有材料、温度变化等原因,也有设计、施工、使用等方面问题,而楼面沿板内预埋管线出现的裂缝尚未引起工程人员足够重视,寻找其成因,利于有目的进行裂缝控制。

混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝,从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的,相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患,应当尽量在各方面给予重视,以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。

一、裂缝的成因分析

裂缝的形成有外荷载、结构计算模型差异、材料的收缩(主要为的混凝土收缩、温度变形)等原因造成。从技术角度来分析,有设计、施工、材料等方面问题,主要反映如下:

1、从设计方面看 ⑴楼板刚度不足:设计按多跨连续板进行配筋计算,侧重于满足结构安全,较少考虑混凝土收缩特性和温度变形等多种因素,楼板高跨比仅为L/33.6-L/35,其刚度较小对裂缝控制很不利。⑵楼板构造配筋设计不周:设计在支座处按常规配设负筋,在中部板面不配钢筋,当板面出现温度变形和混凝土收缩,因无构造钢筋约束,板面即出现裂缝。⑶楼板内布线欠合理:由于水电施工图由各专业设计,实际施工中出现水电管交叉叠放,或由于设计考虑管内容线面积,部分预埋管径≥D25;且设计管线位置在楼板跨中,即在单层双向配筋处,楼板有效截面受到很大程度(15%-40%)削弱,成为楼板最易开裂的部位;当楼板收缩应力大于混凝土极限抗拉强度时,即出现沿管线表面呈直线状的裂缝。⑷从房屋的空间结构来看,剪力墙刚度大,约束了剪力墙间梁板的水平向自由变形,而梁刚度又较板刚度大,因各类因素引起的水平向收缩变形均集中到剪力墙间刚度最小的板上,造成这块板开裂。⑸膨胀剂的选用与掺量:设计未明确混凝土的限制膨胀率,只提出膨胀剂的品种和掺量范围,施工时按设计提供掺量进行配比施工,使混凝土的实际限制膨胀率不能达到最佳限制膨胀率。

2、从施工方面看 ⑴水电预埋管施工时在板内位置欠合理:管位置过高或过低;位置过高时,极易在板面出现因混凝土硬化收缩产生的裂缝,也易在维修裂缝或室内装修时损坏管线;两根管线并行布置时,管线间距过小甚至并拢,更易因管线集中而产生裂缝。⑵空载养护期不足:从楼面混凝土浇完、收光至施工材料堆放,平均空载养护期仅为一天半,人为因素过早地震动、荷载造成楼板幼龄混凝土内部受损开裂。且施工中用塔吊吊运的钢管、钢筋等周转材料因受剪力墙钢筋影响多堆放在预埋管线部位。

3、从材料方面看 楼板商品混凝土强度为C40(8层以下)C35(8—18层)C30(18层以上),其收缩变形值为同标号普通混凝土的1.2--1.3倍,且商品混凝土单方用水量过大(200Kg),其中部分水在振捣时被游离出来,部分水与水泥结合成凝胶,相当大一部分为自由水仍留在混凝土孔隙中,成为混凝土干缩的隐患。楼板拆模后,板面和板底长期裸露在大气中,后期施工的细石混凝土面层养护期过后也长期处于干燥环境中。正是这种环境效应(受温度、湿度、风力影响使水泥石毛细孔、凝胶孔内的自由水由表及里逐渐蒸发),和尺寸效应(楼板裸露面积大,厚度薄)的共同影响,使楼板较其它构件更易出现干缩裂缝。

混凝土的干缩、温度收缩、收缩是要因,而由于施工管线预埋欠合理、楼板刚度不足、材料等多重原因综合,使本工程楼板沿预埋管线处出现大量裂缝。

二、裂缝的控制措施

(一)总体而言

1、设计措施 1)增配构造筋提高抗裂性能,配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3~0.5%之间。2)避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。3)在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。4)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇缝,在正常施工条件下,后浇缝间距20~30m,保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件,也可临时根据具体情况作设计变更。

2、施工措施 1)严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准,选用低水化热水泥,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1~1.5%以下)。2)细致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,减少混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减少剂。3)浇筑时间尽量安排在夜间,最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,或用湿麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,在水平及垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水。4)根据工程特点,可以利用混凝土后期强度,这样可以减少用水量,减少水化热和收缩。5)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。6)混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上,混凝土的现场试块强度不低于C5。7)采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。8)根据具体工程特点,采用UEA补偿收缩混凝土技术。9)对于高强混凝土,应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉和膨胀剂,使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰,掺量15%~50%。

(二)具体措施

1、加强设计控制:梁板混凝土强度等级不宜大于C30;楼板应双层双向配筋,屋面、转换层楼面配筋宜加强;楼板内管线应避免出现交叉(将交叉部位设置在梁或墙上);控制管线直径,使其不超过板厚的20%且≤D25;重视房屋外围护构件(外墙、屋面、门窗等)的保温设计,若使房屋具有良好的保温性能,不仅可大幅度降低房屋长期能耗,更是减少因温差变形而引起裂缝的有效手段。

2、加强施工控制:采取有效固定措施(经计算高度的钢筋撑脚,预埋管线时管扎在撑脚上或采用砂浆垫块固定)使预埋管布置在板中部;延长空载养护时间,减少早期荷载裂缝;并行走向管线间距应大于0.25m,在管线集中或交叉处设加强筋,并在上下部铺放钢丝网,宽度应大于管区100mm;控制施工期间及竣工后的门窗洞口风速,减少环境温差和风速对结构的影响。

3、通过商品混凝土生产级配中材料的替换和外加剂的合理使用,降低商品砼的水泥和水用量;配比中添加聚丙烯纤维,可有效减少早期收缩裂缝(本工程在14层、18层楼板及屋面使用,掺量为1.2Kg/m3);合理选用混凝土膨胀剂(宜选用一等品),其掺量应经试配确定,来满足设计的限制膨胀率;加强养护,延长养护时间,也可在板面和板底拆模后涂刷养护剂,避免混凝土的早期干缩,确保膨胀剂产物的充分水化,使混凝土达到有效的补偿收缩作用。

4、在施工前与设计沟通,精心编制施工组织设计,通过材料调换,使楼面面层与楼板混凝土一起浇捣(采取有效保护措施),同时提升上层钢筋位置,这样在不增加荷载前提下增大了楼板的刚度,将有效减少裂缝的出现。

参考文献

[1]管大庆高温下大体积混凝土温度计算施工技术1996.2 [2]王铁梦工程结构裂缝控制北京中国建筑工业出版社1997.8

第5篇:混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施

摘 要:大体积混凝土开裂后,其性能与原状混凝土性能相差很大,严重影响结构的长期安全和耐久运行。本文分析了混凝土结构裂缝产生的原因和机理,从各个环节提出了预防裂缝的综合措施,以确保混凝土质量,减少裂缝的发生。 关键词:混凝土 裂缝 水泥水化热 温度应力

一、混凝土结构裂缝产生的原因

钢筋混凝土结构的裂缝产生的原因主要有三种:(1)由外部荷载引起的裂缝隙,按常规计算的各种荷载引起的;(2)由于结构的实际工作状态与设计模型的不同而产生的结构次应力引起的裂缝;(3)由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素产生的变形应力引起的裂缝,施工中可采取措施避免。(4)大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用,是导致大体积混凝土温度裂缝的主要原因。

1.水化热产生裂缝的机理

大体积混凝土结构的截面尺寸较大,在施工过程中,由水泥水化过程中释放出大量水化热,由于体积大,热量不易散发,造成较大温升,从而导致体积增大。当这种变形不受约束时,混凝土结构内部不会产生应力。但实际上这种变形肯定会受到约束,约束有两种。一是混凝土与外部环境温度差异引起的约束;另一种是由于内部的条件不同产生的约束,以上两种约束产生的应力为温度应力。

其次,湿度变化引起的混凝土内部各单元体之间相互约束,产生的应力为干缩应力。因为湿度传导率远小于热度传导率(约为1/1600),所以,它主要在混凝土表面附近:另外,混凝土自身体积变形不能自由伸缩所产生的应力,称为自身体积变形应力;还有地基非均匀沉降、模板走样也会产生变形应力。在以上非结构荷载作用下所产生的应力中,主要是温度应力和变形应力。对于大体积混凝土结构施工,当混凝土浇筑体边界无约束时(如底、顶板顶面),在早期水化热温度迅速升高阶段,由于混凝土内、外散热条件不同,形成温度梯度,表面受拉,内部受压。当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。在混凝土的降温阶段,混凝土的温差引起的变形加上混凝土的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束时,在浇筑体中央断面产生内部拉应力,当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土整个截面就产生贯穿裂缝。 2.温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)初期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土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,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3)后期: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:

一是自生应力: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。

二是约束应力: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。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想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,具体计算这里就不再细述。

二、裂缝控制的基本原理及措施

大体积混凝土的裂缝控制是指杜绝有害裂缝,同时减少或避免不影响使用的混凝土表面裂缝。裂缝控制原理是:降低混凝土外约束与非线性降温和收缩所产生的拉应力,提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸,以确保抗裂安全度要求。裂缝控制方法采取温差与温度应力双控制方法,避免结构物出现温度裂缝,同时调整混凝土表面湿度以防止表面干缩裂缝。结构裂缝产生的主要原因是降温和收缩。任一降温差包含水化热引起的温差和收缩当量温差,又都可以分解为均匀降温差和非均匀降温差两类。前者产生外约束力,它成为贯穿性裂缝的主要原因;后者引起自约束力,形成表面裂缝;只有同时控制好这两类降温差,才能减小和避免裂缝的产生。

控制混凝土裂缝,必须从混凝土产生裂缝的几个主要原因入手,才能有效地将裂缝控制在充许范围内。一般分为两个控制阶段,设计阶段和施工阶段。设计阶段由设计人员对混凝土强度等级、钢筋的品种、规格、建筑物的结构形式等统筹设计,有效进行裂缝控制。施工阶段采取加入外加剂改善混凝土性能、降低水泥水化热、降低混凝土内外温差、设置施工缝或变形缝、加强混凝土中的配筋率等措施来减少混凝土的收缩,防止混凝土产生有害裂缝。 1.合理设计施工配合比

由于大体积混凝土各项指标要求较高,并普遍采用泵送混凝土,因此合理设计配合比是有效控制和预防混凝土裂缝发生的基础。应根据工程所处条件,对砂率、水灰比、水泥用量及掺合料用量等进行优化设计,选择最优方案。

(1)砂率的选择。适当砂率的选择对控制混凝土的裂缝有积极作用,混凝土的干燥收缩随砂率的增大而增大。由于砂率减小使粗骨料含量增大,在相同条件下混凝土的弹性模量较高,收缩量较小,而且由于粗骨料对收缩的约束作用,可减少开裂的可能。使用粗骨料,尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料,在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中,掺总量不超过20%的大石块,减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。

(2)选用中低水化热水泥,可使水泥在拌和过程中水化热释放较小,显著减少混凝土升温,如选用矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥、普硅非早强型水泥。充分利用混凝土后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。

(3)采用混凝土双掺技术,即在混凝土中加入优质粉煤灰,掺入量一般为水泥用量的20%左右,掺入缓凝型减水剂,用量为水泥用量的 1.0%左右。通过采用双掺技术,减少水泥用量,降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。

(4)加入UEA或AEA膨胀剂,用量为水泥用量的14%左右,使混凝土在凝固过程中不产生收缩,还可以提高混凝土自防水能力。 2.混凝土结构原料的控制

(1)材料的选择,应优先采用水化热低的水泥配制大体积混凝土,如矿渣硅酸盐水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料,因使用含泥量高的集料会导致集料表面与水泥石的机械粘结力降低,而且会增加混凝土拌合物的用水量,不仅增加了混凝土的收缩,同时降低了混凝土的抗拉强度,导致收缩裂缝发生。

(2)采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值,可以使混凝土浇筑后的内外差和降温速度控制的难度降低。

(3)掺合料和外加剂的控制。掺合料的质量对混凝土裂缝有显著的影响, 当前用的掺合料主要是粉煤灰或矿粉,它们可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性,粉煤灰对混凝土的早期干缩影响很大,使用细度较粗或含碳量高的粉煤灰会大幅度增加混凝土的需水量,从而加大混凝土的收缩导致开裂。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入减水剂,不仅使混凝土工作性能有了明显的改善,同时又减少拌和用水,节约水泥,从而降低了水化热。若是泵送混凝土,同时在炎热的夏天,为了延缓凝结时间,要加缓凝剂,反之凝结时间过早,将影响混凝土的输送和浇筑面的粘结,易出现层间缝隙,使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝,可掺加膨胀剂,如UEA膨胀剂等。 3.浇筑时的控制措施

(1)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。

(2)混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。

(3)采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性

(4)加强混凝土的养护及测温工作。混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,保温养护是大体积混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力;其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体的抗裂能力,同时,在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护。具体应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求,保温养护的持续时间应根据温度应力加以控制、确定,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施,如采用蓄水法保温养护等。

三、结论

混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的,混凝土裂缝的防治重点在于“防”,而不在于“治”在采取了上述综合性控制措施后,由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些裂缝发生后,必须先查明裂缝产生的原因,判明裂缝的类型,才能选择正确的处理方法,同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平,这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生,把裂缝宽度控制在设计范围内,尽量减少裂缝造成的危害。

参考文献

[1] 刘继红等.大体积混凝土施工裂缝控制.[J].鞍山科技大学学报.2006.3. [2] 王海军等.文大体积混凝土温度和收缩裂缝控制措施.[J].山西建筑.2006.15. [3] 庄宇等.浅析大体积混凝土施工裂缝控制.[J].佳木斯大学学报.2006.3. [4] 江志强.大体积混凝土测温及温度裂缝控制实践.[J].福建建设科技.2006.4.

第6篇:浅析常见混凝土结构裂缝原因及防治措施

程守智

在实际施工过程中,混凝土结构的开裂问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。在建筑物的建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致结构垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着工程技术人员。本文对混凝土结构工程中常见的一些裂缝现象进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防措施。

一、总述

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质脆性材料。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存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使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身和财产安全。

二、混凝土结构裂缝种类和成因

混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土结构裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:

(一)、荷载引起的裂缝

混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

1、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:设计计算阶段、施工阶段、使用阶段。

2、次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。

3、荷载裂缝分类及其特征。荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。

但必须指出,如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝,往往是结构达到承载力极限的标志,是结构破坏的前兆,其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式,产生的裂缝特征如下:中心受拉、中心受压、受弯、大偏心受压、小偏心受压、受剪、受扭、受冲切、局部受压。

(二)、温度变化引起的裂缝

1 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或原有混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

3、收缩引起的裂缝

在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。塑性收缩、缩水收缩(干缩)、自生收缩、炭化收缩。

4、钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

5、冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时,混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。冬季施工时,采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂(但氯盐不宜使用),可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

6、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。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。①水泥。②砂、石骨料。拌和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。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

7、施工质量引起的裂缝

2 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,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。③混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低。④混凝土搅拌、运输时间过长。⑤混凝土初期养护时急剧干燥。⑥用泵送混凝土施工时,加大了水灰比。⑦混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好。⑧混凝土早期受冻。⑨施工时模板刚度不足。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施工前对支架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。

三、混凝土结构裂缝的防治措施

(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。

设计人员应灵活地运用‘抗一放’结合、或以‘抗’为主、或以‘放’为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。

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。

3 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。

4、正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。

5、配合比设计人员应深入施工现场,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,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。

7、采用综合措施,控制混凝土初始温度、混凝土温度和温度变化。引起温差裂缝浇筑时间尽量安排在夜间,最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,或用湿麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,在水平及垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水。

(四)因使用环境原因造成的裂缝防治

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1、因使用期间气温湿度变化而形成的裂缝,一般不易根除,以采用对钢筋混凝土构件的保护措施,减少大气湿度变化对构件变化的影响为宜;

2、因多次冻融而产生的裂缝,除对已形成缺陷和损坏的部分要予以补强或加固外,宜添加对受冻混凝土构件的保温措施;

3、因处于侵蚀性介质中而产生的大面积的缺陷和损伤,除应剔除受腐蚀和损伤的部位予以补强或加固外,应使用矿渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保护;

4、因地震灾害的损伤要采用抗震构造措施来预防;对已产生的不太严重的地震损伤可参考震损建筑修复加固的办法来解决。

另外,还可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。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;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;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;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;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是:合理地分缝分块;避免基础过大起伏;合理地安排施工工序,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十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性十分困难,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

四、混凝土结构裂缝的处理方法 (一)、表面处理法

表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏

(二)、填充法

用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后作填充处理。

(三)、灌浆法

5 此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。利用压送设备(压力0.2~0.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。

(四)、结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时 间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。

(五)、混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

(六)、电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。

(七)、仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

六、结 论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

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、施工、监理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。

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