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裂縫控制論文范文1
1裂縫的性質
引起砌體結構墻體裂縫的因素很多,既有地基、溫度、干縮,也有設計上的疏忽、施工質量、材料不合格及缺乏經驗等。根據工程實踐和統計資料這類裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上。而最為常見的裂縫有兩大類,一是溫度裂縫,二是干燥收縮裂縫,簡稱干縮裂縫,以及由溫度和干縮共同產生的裂縫。
溫度裂縫
溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮,當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時,墻體就會產生溫度裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞邊的正八字斜裂縫,平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫,以及水平包角裂縫(包括女兒墻)。導致平屋頂溫度裂縫的原因,是頂板的溫度比其下的墻體高得多,而砼頂板的線脹系數又比磚砌體大得多,故頂板和墻體間的變形差,在墻體中產生很大的拉力和剪力。剪應力在墻體內的分布為兩端附近較大,中間漸小,頂層大,下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經過一個冬夏之后才逐漸穩定,不再繼續發展,裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。
干縮裂縫
燒結粘土磚,包括其它材料的燒結制品,其干縮變形很小,且變形完成比較快。[KG-*2]只要不使用新出窯的磚,一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應力。[KG-*2]但對這類砌體在潮濕情況下會產生較大的濕脹,而且這種濕脹是不可逆的變形。[KG-*2]對于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,隨著含水量的降低,材料會產生較大的干縮變形?!糑G-*2〗如砼砌塊的干縮率為0.3~0.45mm/m,它相當于25~40℃的溫度變形,可見干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發展比較快,如砌塊出窯后放置28d能完成50%左右的干縮變形,以后逐步變慢,幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會發生膨脹,脫水后材料會再次發生干縮變形,但其干縮率有所減小,約為第一次的80%左右。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數量多、裂縫的程度也比較嚴重。如房屋內外縱墻中間對稱分布的倒八字裂縫;在建筑底部一至二層窗臺邊出現的斜裂縫或豎向裂縫;在屋頂圈梁下出現的水平縫和水平包角裂縫;在大片墻面上出現的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構件的差異變形也會導致墻體開裂。如樓板錯層處或高低層連接處常出現的裂縫,框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現的裂縫;空腔墻內外葉墻用不同材料或溫度、濕度變化引起的墻體裂縫,這種情況一般外葉墻裂縫較內葉墻嚴重。
1.3溫度、干縮及其它裂縫
對于燒結類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫,面對非燒結類塊體,如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,也同時存在溫度和干縮共同作用下的裂縫,其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合,或因具體條件不同而呈現出不同的裂縫現象,而其裂縫的后果往往較單一因素更嚴重。另外設計上的疏忽、無針對性防裂措施、材料質量不合格、施工質量差、違反設計施工規程、砌體強度達不到設計要求,以及缺乏經驗也是造成墻體裂縫的重要原因之一。如對砼砌塊、灰砂磚等新型墻體材料,沒有針對材料的特殊性,采用適合的砌筑砂漿、注芯材料和相應的構造措施,仍沿用粘土磚使用的砂漿和相應的抗裂措施,必然造成墻體出現較嚴重的裂縫。
2砌體裂縫的控制
2.1裂縫的危害和防裂的迫切性
砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質量,如整體性、耐久性和抗震性能,同時墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國墻改、住房商品化的進展,人們對居住環境和建筑質量的要求不斷提高,對建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴格。由于建筑物的質量低劣,如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多,建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質量標準。因此加強砌體結構,特別是新材料砌體結構的抗裂措施,已成為工程量、國家行政主管部門,以及房屋開發商共同關注的課題。因為這涉及到新型墻體材料的順利推廣問題。
2.2裂縫寬度的標準問題
實際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度的標準(限值),是一個宏觀的標準,即肉眼明顯可見的裂縫,砌體結構尚無這種標準。但對鋼筋砼結構其最大裂縫寬度限值主要是考慮結構的耐久性,如裂縫寬度對鋼筋腐蝕,以及外部構件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。我國到現在為止對外部構件(墻體)最危險的裂縫寬度尚未作過調查和評定。但根據德國資料,當裂縫寬度≤0.2mm時,對外部構件(墻體)的耐久性是不危險的。
對砌體結構來說,墻體的裂縫寬度多大是無害呢?這是個比較復雜的問題。因為它還涉及到可接受的美學方面的問題。它直接取決于觀察人的目的和觀察的距離。對鋼筋砼結構,裂縫寬度>0.3mm,通常在美學上是不能接受的,這個概念也可用于配筋砌體。而對無筋砌體似乎應比配筋砌體的裂縫寬度標準放寬些。但是對于客戶來講二者是完全一樣的。這實際上是直觀判別裂縫寬度的安全標準。
3現有控制裂縫的原則和措施
長期以來人們一直在尋求控制砌體結構裂縫的實用方法,并根據裂縫的性質及影響因素有針對性的提出一些預防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相結合的構想,這些構想、措施有的已運用到工程實踐中,一些措施也引入到《砌體規范》中,也收到了一定的效果,但總的來說,我國砌體結構裂縫仍較嚴重,糾其原因有以下幾種。
3.1設計者重視強度設計而忽略抗裂構造措施
長期以來住房公有制,人們對砌體結構的各種裂縫習以為常,設計者一般認為多層砌體房屋比較簡單,在強度方面作必要的計算后,針對構造措施,絕大部分引用國家標準或標準圖集,很少單獨提出有關防裂要求和措施,更沒有對這些措施的可行性進行調查或總結。因為裂縫的危險僅為潛在的,尚無結構安問題,不涉及到責任問題。
3.2我國《砌體規范》抗裂措施的局限性
我認為這是最為重要的原因。《砌體規范》GBJ3-88的抗裂措施主要有兩條,一是第5.3.1條:對鋼砼屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開裂,可采取設置保溫層或隔熱層;采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋;控制硅酸鹽磚和砌塊出廠到砌筑的時間和防止雨淋。未考慮我國幅原遼闊、不同地區的氣候、溫度、濕度的巨大差異和相同措施的適應性。二是第5.3.2條:防止房屋在正常使用條件下,由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫,應在墻體中設置伸縮縫。從規范的溫度伸縮縫的最大間距可見,它主要取決于屋蓋或樓蓋的類別和有無保溫層,而與砌體的種類、材料和收縮性能等無直接關系。可見我國的伸縮縫的作用主要是防止因建筑過長在結構中出現豎向裂縫,它一般不能防止由于鋼砼屋蓋的溫度變形和砌體的干縮變形引起的墻體裂縫。
由此可見,《砌體規范》的抗裂措施,如溫度區段限值,主要是針對干縮小、塊體小的粘土磚砌體結構的,而對干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋,基本是不適用的。因為如果按照砼砌塊、硅酸鹽塊體砌體的干縮率0.2~0.4mm/m,無筋砌體的溫度區段不能越過10m;對配筋砌體也不能大于30m。在這方面,國外已有比較成熟的預防和控制墻體開裂的經驗,值得借鑒:一是在較長的墻上設置控制縫(變形縫),這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同,而是在單墻上設置的縫。該縫的構造既能允許建筑物墻體的伸縮變形,又能隔聲和防風雨,當需要承受平面外水平力時,可通過設置附加鋼筋達到。這種控制縫的間距要比我國規范的伸縮縫區段小得多。如英國規范對粘土磚為10-15m,對砼砌塊及硅酸鹽磚一般不應大于6m;美國砼協會(ACI)規定,無筋砌體的最大控制縫間距為12-18m,配筋砌體控制縫間距不超過30m。二是在砌體中根據材料的干縮性能,配置一定數量的抗裂鋼筋,其配筋率各國不盡相同,從0.03%~0.2%,或將砌體設計成配筋砌體,如美國配筋砌體的最小含鋼率為0.07%,該配筋率又抗裂,又能保證砌體具有一定的延性。
關于在砌體內配置抗裂鋼筋的數量(含鋼率)和效果,是普遍比較關注的問題。因為它涉及到用鋼量和造價的增幅問題。
4防止墻體開裂的具體構造措施建議
本文在綜合了國內外砌體結構抗裂研究成果的基礎上,結合我國當前的具體情況,提出的更具體的抗裂構造措施。它是對“防”、“放”、“抗”的具體體現。筆者認為這些措施可根據具體條件選擇或綜合應用。該措施已反映到我院為大慶油田砌塊廠編制的《砼砌塊建筑構造圖集》中。
4.1防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂,宜采取下列措施
4.1.1屋蓋上設置保溫層或隔熱層;
4.1.2在屋蓋的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不大于30m;
4.1.3當采用現澆混凝土挑檐的長度大于12m時,宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20mm,縫內用彈性油膏嵌縫;
4.1.4建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結構設計規范》BGJ3-88第5.3.2條的規定外,宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m。
4.2防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一:
4.2.1設置控制縫
4.2.1.1控制縫的設置位置
(1)在墻的高度突然變化處設置豎向控制縫;
(2)在墻的厚度突然變化處設置豎向控制縫;
(3)在不大于離相交墻或轉角墻允許接縫距離之半設置豎向控制縫;
(4)在門、窗洞口的一側或兩側設置豎向控制縫;
(5)豎向控制縫,對3層以下的房屋,應沿房屋墻體的全高設置;對大于3層的房屋,可僅在建筑物1-2層和頂層墻體的上述位置設置;
(6)控制縫在樓、屋蓋處可不貫通,但在該部位宜作成假縫,以控制可預料的裂縫;
(7)控制縫作成隱式,與墻體的灰縫相一致,控制縫的寬度不大于12mm,控制縫內應用彈性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅樹脂等填縫。
4.2.1.2控制縫的間距
1對有規則洞口外墻不大于6mm;
2對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍;
3在轉角部位,控制縫至墻轉角的距離不大于4.5m;
4.2.2設置灰縫鋼筋
1在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫,鋼筋伸入洞口每側長度不應小于600mm;
2在樓蓋標高以上,屋蓋標高以下的第二或第三道灰縫,和靠近墻頂的部位;
3灰縫鋼筋的間距不大于600mm;
4灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm;
5灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網片,網片的縱向鋼筋不小于25,橫筋間距不宜大于200mm;
6對均勻配筋時含鋼率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、頂層窗洞上下不小于38;
7灰縫鋼筋宜通長設置,當不便通長設置時,允許搭接,搭接長度不應小于300mm;
8灰縫鋼筋兩端應錨入相交墻或轉角墻中,錨固長度不應小于300mm;
9灰縫鋼筋應埋入砂漿中,灰縫鋼筋砂漿保護層,上下不小于3mm,外側小于15mm,灰縫鋼筋宜進行防腐處理;
10當利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時,其配筋量應按計算確定,其搭接和錨固長度尚不應小于75d和300mm;
11不配筋的外葉墻應設控制縫,控制縫間距不宜大于6m;
12設置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。
4.2.3在建筑物墻體中設置配筋帶
1.在樓蓋處和屋蓋處;
2.墻體的頂部;
3.窗臺的下部;
4.配筋帶的間距不應大于2400mm,也不宜小于800mm;
5.配筋帶的鋼筋,對190mm厚墻,不應小于2ф12,對250~300mm厚墻不應小于2ф16,當配筋帶作為過梁時,其配筋應按計算確定;
6.配筋帶鋼筋宜通長設置,當不能通長設置時,允許搭接,搭接長度不應小于45d和600mm;
7.配筋帶鋼筋應彎入轉角墻處錨固,錨固長度不應小于35d和400mm;
8.當配筋帶僅用于控制墻體裂縫時,宜在控制縫處斷開,當設計考慮需要通過控制縫時,宜在該處的配筋帶表面作成虛縫,以控制可預料的裂縫位置;
9.對地震設防裂度≥7度的地區,配筋帶的截面不應小于190mm×200mm,配筋不應小于410;
10.設置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m;
4.3也可根據建筑物的具體情況,如場地土及地震設防裂度、基礎結構布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。
參考文獻
〔1〕肖亞明,砌體結構裂縫與控制問題研究綜述,第三屆全國工程學術會議論文集,1994
裂縫控制論文范文2
混凝土的后期養護不合理也是造成混凝土裂縫的重要原因[2]。通常在混凝土澆筑完成后,它自身所含有的水分就可以落實水泥水化的需求。但是,由于后期的養護工作不夠到位,混凝土表面水分散失過快,致使混凝土發生變形的問題,從而導致裂縫的產生。與此同時,混凝土在露天的室外施工過程中,遭受到強烈的風吹日曬,使得混凝土表面的水分蒸發過快,再加上混凝土在早期的抗拉能力不強,無法有效抵抗因收縮而引起拉應力,進而導致混凝土出現裂縫。所以,在水利工程建設施工的過程中,要積極加強對混凝土澆筑后的養護,這能夠有效控制混凝土的裂縫問題。
2.水利施工中的混凝土裂縫控制措施
2.1根據當地的氣溫情況,調節混凝土的施工條件
在水利工程建設當中,混凝土的施工要積極根據當地的氣溫變化,調節混凝土的施工條件。與此同時,也要積極依據混凝土自身所存在的特性,充分考慮施工過程中的實際情況,制定合適的施工方案,控制混凝土的裂縫問題,提高混凝土的質量。在甘肅地區,由于地處我國西北,夏季氣溫炎熱干燥,晝夜溫差較大;而冬季由于受西北風的影響,氣溫特別低,這給當地的混凝土施工制作帶來非常嚴重環境氣候困擾。例如,在混凝土澆筑時,常常會發生混凝土模版變形等問題,水利施工建設單位要積極安排專門的混凝土施工看護人員對模版進行看護,及時了解和發現混凝土模板的情況,當混凝土出現變形和位移現象時,要立即停止緩凝土的澆筑,并對模板進行修理和恢復。在夏天高溫的季節,混凝土施工的澆筑入模溫度應控制在25℃以下;而在冬季,由于甘肅地區氣溫特別低,在混凝土施工的過程中,要充分注意混凝土施工過程中的保溫。在混凝土澆筑時,入模的溫度不能低于10℃。因此,在當地的混凝土施工制作過程中,要積極根據施工現場的環境氣溫,合理調節混凝土的施工條件,這樣才能夠有效控制混凝土的裂縫現象,保證水利施工當中的混凝土質量。
2.2混凝土材料的選擇和配比
混凝土的質量與混凝土施工材料的選擇有著非常重要的關系,其材料使用的正確與否,直接關系到整個水利工程的施工建設安全。所以,在水利工程混凝土的施工制作中,要加強對混凝土摻雜料以及水泥的管理,保證混凝土制作材料的質量。由于在混凝土制作過程中,水泥的水化反映,會釋放出大量的熱量,造成混凝土內外溫差的增大,從而使得混凝土產生裂縫。所以,在混凝土制作中,要合理地選擇水化熱量較低的水泥。除此之外,還可以在混凝土的制作中,盡可能地減少單位水泥的使用量,水泥的強度等級要與混凝土強度的等級保持相同,不要選用強度過高或者硬性的水泥。在混凝土骨料的選擇中,也要嚴格按照國家相關的骨料使用的相關標準,選擇合適的骨料。與此同時,也要保證混凝土原材料的配比符合國家的混凝土制作的標準。另外,增強混凝土的抗壓性能夠有效減少混凝土裂縫的產生。因此,混凝土施工制作人員可以通過加強對混凝土的振搗,增加混凝土的密實度,從而控制混凝土裂縫的產生,提高混凝土的質量。
2.3積極開展混凝土養護工作
混凝土的后期養護工作,對控制混凝土裂縫的產生有著非常重大的意義[3]。所以,施工單位要在混凝土的養護工作中,使混凝土的內外溫度保持平衡,以免因混凝土內外溫差過大而導致裂縫產生。與此同時,也要對混凝土進行澆水,保持緩凝土表面的濕度,以免因混凝土表面水分蒸發過快導致的干縮變形。此外,由于混凝土水泥水化熱會產生大量的熱量。因此,在養護的過程中,也要讓混凝土內部熱量得到充分的散發,保證混凝土的耐久度。通過保濕和保溫的有效養護措施,能夠有效保證混凝土內外溫度的穩定,從而使得水利施工中的混凝土裂縫能夠得到有效控制。
3.結語
裂縫控制論文范文3
關鍵詞:混凝土;裂縫;原因
一、裂縫產生的原因
混凝土在現代工程建設中占有相當重要地位。盡管在施工中采取各種措施,小心謹慎,但裂縫仍時有出現。究其原因,我們對混凝土溫度應力的變化注意不夠是其中之一。在大體積混凝土中,溫度應力及溫度控制十分重要。主要原因是:
1、在施工中混凝土常常出現溫度裂縫,從而影響到混凝土結構的整體性和耐久性;
2、在結構服役期間,溫度應力的變化對結構的應力狀況具有不容忽視的影響。
二、裂縫的原因分析
工程建設中混凝土裂縫的產生有多種原因,其中主要的原因有混凝土溫度和濕度的變化、混凝土自身的脆性和不均勻性、混凝土結構的不合理、混凝土原材料不合格、模板變形以及基礎的不均勻沉降等。
其中混凝土內部及表面溫度變化是混凝土產生裂縫的主要原因。溫度變化是在混凝土硬化期間水泥釋放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在混凝土表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到其他部分的約束又會在混凝土內部出現拉應力。同時,氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗拉強度時,即會出現裂縫。
三、溫度應力的分析
1、溫度應力的形成過程
溫度應力的形成可分為三個階段:
(1)早期。自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量水化熱,二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內形成殘余應力。
(2)中期。自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止,這個時期中,溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加,在此期間混凝土的彈性模量變化不大。
(3)晚期。是混凝土完全冷卻以后的服役時期。在此期間,溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。
2、溫度應力引起的原因
對于邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如:橋梁墩身,結構尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內部溫度高,在表面出現拉應力,在中間過程出現壓應力。這種應力成為自身應力。結構的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。此時的應力稱為約束應力。這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下,需要依靠模型試驗或數值計算。
3、溫度裂縫控制措施
針對上述原因分析,為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。
為了降低混凝土溫度的產生,工程建設中一方面采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;另一方面在拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。與此同時,應該提供溫度散發的途徑,熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;對大體積混凝土,在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫;同時規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度;對于施工中長期暴露的混凝土澆筑表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施。
裂縫控制論文范文4
關鍵詞: 港口工程;大體積混凝土;溫度裂縫;防治措施
Abstract: mass concrete construction main characteristic is big volume, general entity minimal size is equal to or greater than 1 m; Its surface coefficient are small, cement hydration heat release more concentrated, internal temperature rise faster. Concrete inside and outside when large temperature difference, can make concrete produce temperature crack, affecting the structure and normal use. So must fundamentally analysis it, to ensure the construction quality. This paper analyzes the port engineering mass concrete structure in large temperature crack reasons, and the port of mass concrete used in the construction of the measures and the quality requirements for the raw materials are discussed.
Key words: port engineering; Mass concrete; Temperature crack; Prevention and control measures
中圖分類號:TU37文獻標識碼:A 文章編號:
0.前言
隨著我國交通設施建設發展, 大體積混凝土在港口建設中的運用越來越多,主要是用在大中型的基礎建設工程及樁基承臺上。其特點主要是結構厚實,混凝土量大,工程條件復雜(一般都是地下現澆鋼筋混凝土結構),施工技術要求高,水泥水化熱較大(預計超過25度),易使結構物產生溫度變形。大體積混凝土除了最小斷面和內外溫度有一定的規定外,對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大,約束作用所產生的溫度力也愈大,如采取控制溫度措施不當,溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時,則易產生裂縫。下文主要對港口工程中大體積混凝土結構導致溫度裂縫的原因,并對港口大體積混凝土施工中采用的措施以及原材料質量要求等方面進行了探討。
1 港口工程中大體積水泥混凝土溫度裂縫產生的原因
大體積混凝土溫度裂縫產生的主要原因是由于混凝土的導熱性能差,其外部的水化熱量散失較快,而積聚在結構內部的水化熱則不易散失,造成混凝土各部位之間的溫度差和溫度應力,當表面拉應力超過混凝土的抗拉強度時,就會產生溫度裂縫,給工程帶來不同程度的裂縫。能夠深刻了解大體積混凝土中溫度變化所引起的應力狀態對結構的影響,認識溫度應力的一系列特點,掌握溫度應力的變化規律,了解大體積混凝土溫度裂縫產生的機理,對于制定有效的施工方案,保證施工質量能起到至關重要的作用。這就要求施工單位在原材料的選用、配合比的確定、混凝土的測溫、降溫和保養等幾個方面嚴格把好質量關。
(1)影響混凝土內外溫差的主要因素有混凝土厚度泥用量、水泥品種、澆筑入模溫度及環境溫度等?;炷猎胶?水泥用量越大;水化熱越高的水泥,其內部變形越大,形成的溫度應力越大,產生裂縫的可能性越大。因此, 防止大體積凝土出現裂縫最根本的措施是控制混凝土內部和表面的溫度差,降溫速率要比升溫速率高,裂縫的產生可能發生在升溫階段,也可能出現在冷卻階段,升溫階段多為混凝土表層出現不規則裂縫,而在冷卻階段,則常由于外界條件的約束致使混凝土內部出現貫穿性的長裂縫。
(2)混凝土澆筑后,水泥水化產生大量的熱,引起混凝土內部升溫較快。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力?;炷吝_到最高溫度后, 隨著熱量的散發又開始降溫,直到與環境溫度相同。在升溫結束后的散熱階段,由于內外混凝土散熱條件不同,造成外部混凝土溫度低于內部混凝土溫度。這樣,在升溫和降溫階段,混凝土結構內外都形成同一方向的溫度梯度,導致其變形不一致,從而使混凝土內部受壓、外部受拉。當混凝土的抗拉強度小于溫度拉應力時,就會產生裂縫,溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性以及結構不合理、原材料不合格(如堿骨科反應)、模板變形、基礎不均勻沉降、運輸和澆筑過程中的離析現象等。在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的, 存在著許多抗拉能力很低,易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應力主要是由鋼筋承擔,混凝土只是承受壓應力?;炷劣不陂g水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到基礎或老混凝土的約束又會在混凝土內部出現拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現裂縫;許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢, 但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕,表面干縮形變受到內部混凝土的約束,也可能導致裂縫的產生。
2 港口工程中大體積水泥混凝土溫度裂縫的主要應對質量控制措施
(1)控制混凝土原材料的質量和技術指標。選用低收縮原材料,如較高的水泥,較低含泥量的砂石以及合理的砂石集配。高堿水的外加劑,降低用水量和水泥用量,配置出收縮較小的混凝土。水化熱控制,水泥水化熱造成溫升,這樣固化后的混凝土在降溫過程中會產生較大的冷縮和溫差拉應力,而混凝土抗拉強度低、變形能力小,很容易開裂。在混凝土中摻入膨脹劑,使其產生適度膨脹,用以抵消混凝土結構的部分冷縮,從而可以減輕或避免溫差裂縫的出現。在混凝土中摻入適量的緩凝減水劑可以延遲水泥水化熱的釋放速度,同時降低熱量。而且此類減水劑還可提高混凝土的流動性,有利于運輸和泵送;同時能夠避免連續澆筑混凝土過程中的冷接縫問題,降低滲漏隱患;另一方面,減水劑的使用可以節約水泥用量,從而降低造價,且水泥用量越少,水化熱就越低, 溫差裂縫就越少。摻入粉煤灰或礦渣等活性混合材料,取代部分水泥,降低水泥水化的發熱量,減少溫度應力,減少裂縫的出現。以上眾多因素都可以導致混凝土結構自身的抗拉強度低于外施加給它的拉應力,從而導致結構物開裂。因此,外部引起的裂縫是可以避免的。只要通過合理的設計、正確的施工和有效的保養,就可以避免此類裂縫的產生。提高結構設計的合理性,合理的設計能夠減少由外因引起的裂縫。例如,由結構設計沒有考慮好而造成結構變形協調、剛度協調問題,就可能出現裂縫。因此,設計人員應該注重結構設計,確定膨脹加強帶的位置,加強帶兩側用免拆模板網攔起,并采用鋼筋綁扎牢固。在配筋時考慮鋼筋的大小和粗細問題, 盡量多用細而密的配筋,少用粗而少的配筋。加強對基礎的處理和合理選擇混凝土材料。
(2)采取正確的施工方法在混凝土生產前,施工人員和監理工程師必須檢查原材料質量是否符合有關標準。仔細校核計量裝置,檢查攪拌機器設備和現場泵管布置,確?;炷辽a和泵送時設備能夠正常運轉。派專人負責投料, 并符合計量要求。水泥、砂、石、外加劑、膨脹劑、粉煤灰、礦渣粉和水都必須經過計量后才能投入攪拌機,計量誤差應符合規范要求。膨脹劑不得少摻,也不得多摻,及時測定砂、石的含水率,以便及時調整混凝土拌合用水量,隨意增加用水量及攪拌時間, 確?;炷翑嚭途鶆?。混凝土澆注前的準備:模板按設計圖紙安裝,必須固定牢固,清理干凈模板及鋼筋間的所有雜物并在表面涂上脫模劑,模板縫應嚴密,不得漏漿,將加強帶兩側的免拆模板網綁扎牢固,并用豎筋加固,以免密孔鐵絲網被混凝土壓垮。每塊混凝土連續澆注時, 必須保證軟接茬以防止產生冷縫, 造成防水隱患?;炷恋恼駬v必須密實, 不能漏振、欠振、過振。振搗時間宜為20s~30s,以混凝土開始泛漿和不冒氣泡為準。振搗時快插慢拔, 振點布置要均勻。在施工縫、預埋件處需加強振搗,以免振搗不實,造成滲水通道。振搗時應盡量不觸及模板、鋼筋、止水帶, 以防止其位移、變形。每個澆注帶的寬度應根據現場混凝土的方量、結構物的尺寸、供料速度、泵送工藝等情況預先計算好,避免冷縫的出現。
3 結語