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关键词:补偿收缩混凝土;施工质量
一、引言
补偿收缩混凝土是近年来对超长现浇结构发展起来的一种新型混凝土品种。通过在普通混凝土中掺入一定数量的膨胀剂,水化后产生一定量的体积膨胀,在相邻钢筋的约束下,在结构中建立一定量的预压力,从而使混凝土不裂不渗,实现混凝土结构的超长无缝施工。
本工程地下室底板及挡土墙、后浇带及加强带采用高效抗裂防水剂配制的膨胀(补偿收缩)混凝土施工。为提高本工程地下室结构的抗裂防渗能力,采用HCSA型高效抗裂防水剂配制成设计要求的膨胀混凝土,且在13轴到15轴之间,35轴到38轴之间设两条连续式膨胀加强带,带宽2m。
二、施工控制要点
我单位首次接触该类工程施工,如何组织施工,对关键部位进行施工质量控制,以及施工缺陷处理成为施工关键。
按照膨胀加强带分为三个部分,分别为Ⅰ区(1-13轴)、Ⅱ区(15-36轴)、Ⅲ区(38-46轴),13-15轴、35-38轴为膨胀加强带。
1.关键部位施工方法
由于本工程筏板与防水板之间存在80cm的高差,此处模板设置成为重点,为保证混凝土浇注时此处能振捣密实,除在筏板与防水板之间设置立模外,还应在防水板上皮钢筋下面设置一层密目铁丝网。
密目铁丝网应采用10#铁丝与防水板顶部钢筋绑扎在一起,以防止侧面混凝土往上翻浆。
2.混凝土施工注意事项
(1) 在浇灌混凝土前,模板及钢筋间的所有杂物必须清理干净。
(2) 采取分块一次性整体浇筑的施工方式,根据后浇带、施工缝分为数个施工段,施工段浇筑方向采取“一个坡度,循序推进,一次到位”的浇筑方法,使混凝土暴露面最小,浇筑强度最大,浇筑时间最短。在计划浇筑区段内连续浇筑混凝土,不得中断;混凝土浇筑以阶梯式推进,浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。
(3) 混凝土振捣要振捣密实,不能漏振、欠振,也不可过振。振捣时,快插慢拨,振点布置要均匀,振捣时间以混凝土不泛浆,不出气泡为止。每间隔1~2个钢筋网格必须进行一次振捣,振捣时间不少于10秒,不长于30秒。在施工缝、预埋件及穿墙管道处应加强振捣,以免振捣不实,造成渗水通道。振捣时应尽量不触及模板和钢筋,以防止其移位、变形,需要特别注意的是:①严禁用振捣棒别钢筋下料,防止已经收面的混凝土被传导振裂,严禁用振捣棒振动钢板止水带,防止已经浇筑完毕的钢板止水带与混凝土之间出现裂隙,丧失止水效果,钢板止水带的部位采用人工插捣;②底板与外墙的阴角加强振捣,宜采用二次振捣工艺。
(4) 应注意混凝土接茬时间不得超过混凝土初凝时间,避免出现施工冷缝,造成渗水隐患,混凝土接茬时间不得超过5小时。混凝土浇灌前应充分考虑到各种不利因素,合理安排施工进度,完善技术措施,确保不出现“冷缝”。
(5) 底板成型完,由于混凝土表面水泥浆较厚,应首先用长刮尺刮平,分散水泥浆,然后快速贴覆塑料薄膜。
(6) 防水外墙及其他立面混凝土浇筑完成,拆模后,如不能及时回填,需要在外表面刷一层养护剂。
3.养护
底板:为防止温度应力和失水干缩引起混凝土开裂,混凝土浇注完成后要覆盖塑料薄膜、毛毡,并洒水进行保湿养护。份两种方法,具体做法如下:
保湿养护方式――振捣刮平后,立即覆盖塑料薄膜、毛毡,避免水分散失,表面混凝土终凝或能上人后,24小时洒水养护。在养护其间,混凝土不得发白。
蓄水养护方式――混凝土终凝之后,部分区域即可分区筑坝蓄水养护,蓄水深度不小于5厘米。确保底板在14d内保持湿润状态,在养护其间,混凝土不得发白。
墙体:混凝土终凝后松动固定模板的螺栓,在模板顶部浇水对墙体混凝土进行养护,应带模养护7d,模板拆除后,应避免墙体暴露,受阳光直射,干燥太快易产生开裂,因此应涂刷混凝土养护剂养护,确保墙体不开裂。混凝土的养护期均不小于14d。
三、施工缺陷处理
⑴墙体混凝土预留的水平施工缝和竖向施工缝应在迎水面进行混凝土自防水的修补处理,在浇筑混凝土时沿缝顶预留凹槽。穿墙管(盒)、固定模板的对穿螺栓等节点位置、应开凿凹槽。应先用清水将凹槽冲洗干净,再涂刷一层混凝土界面剂,然后再用膨胀水泥砂浆填实抹平并湿润养护14d,也可在修补部位表面涂刷防水涂料。
⑵现浇混凝土所产生的外观质量缺陷,应按照现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的相关规定进行处理。较大的蜂窝、孔洞等应采用比结构混凝土高一个强度等级的补偿收缩混凝土进行修补;对有防水要求的部位,还宜在修补的表面采用膨胀水泥砂浆进行防水处理,采用补偿收缩混凝土或膨胀水泥砂浆修补的部位湿润养护14d。
⑶对于贯穿性的混凝土裂缝,当混凝土有防水要求时,应采用压力灌浆法进行修补。对于非贯通性的混凝土裂缝,可进行表面封堵,也可沿着裂缝开凿凹形槽,采用刚性防水材料或膨胀水泥砂浆修补。
四、施工总结及改进措施
根据现场施工情况,以下位置比较容易出现质量问题,现总结并提出改进措施。
1.快易收口网
快易收口网为成品,只设置了支撑钢筋,底部做封堵。在施工中出现向一侧偏移现象,虽不影响整体质量,但为提高施工水平,建议在快易收口网两侧加设定位钢筋,防止在混凝土浇筑过程中变向、位移。
2.沉降缝
沉降缝位置由于设置水平防水钢板,板厚较小,钢筋比较密集容易造成漏浆。 建议设置梳形板,防止漏浆。
3.上翻导墙
上翻导墙位置一般设置吊模,吊模下部有空隙,混凝土流动,不易振捣。建议设置密目网。为保证对混凝土的有效隔离,密目网需设置在剪力墙主筋内侧,使用钢筋有效固定(焊接在主筋上)。并且深入下层基础一定深度(不小于15cm);在没有钢筋的区域,需增加定位筋。
五、总结
根据后期蓄水试验,地下室防水满足设计要求。通过对聊城昌润莲城1#楼地下室结构自防水混凝土的施工,完善了我单位在补偿收缩混凝土施工质量控制方面的经验。并且经过测算,节省外防水费用16万元;另外,缩短了地下工程施工工期,取得良好的施工效益,本技术在后期8#楼、9#楼工程中被广泛应用。
参考文献:
[1]补偿收缩混凝土应用技术规程(附条文说明)JGJ/T 178-2009
【关键词】混凝土;质量缺陷;分析与防治
前言
混凝土结构构件的缺陷有很多,如蜂窝、麻面、孔洞、露筋、缝隙夹层及裂缝等,这些缺陷不同程度地影响结构的质量。从事建筑工程施工的管理人员不得不总结和想方设法去解决的问题。本文对于如何确保工程的质量、结构的安全及使用寿命,结合笔者的工作实践,对混凝土质量缺陷产生的原因以及如何防治等进行了总结和探讨。
一、蜂窝:混凝土局部酥松,砂浆少,石子多,石子间出现形状如蜂窝的空隙。
形成的原因:1、混凝土配合比不合理,或材料计量不准,造成砂浆少,石子多;2、混凝土搅拌时间不足,以及振捣不密实;3、浇筑时模板缝隙处严重漏浆。
防治措施:1、严格控制混凝土的配合比,保证材料计量准确;确保混凝土搅拌均匀,振捣时规范操作;浇筑前检查模板搭接及支撑是否严密牢固;2、修补前先将松动石子剔除,用清水冲洗干净,并湿透,但不得有集水,然后用高一级标号细石混凝土浇筑捣实,及时养护。
二、麻面:混凝土表面呈很多绿豆般大小的小凹点,凹点的直径一般不大于5mm,无露筋现象。
形成的原因:1、模板表面粗糙;2、浇筑前模板未上脱模剂,并湿润不足;3、模板接缝不严密,浇筑时局部漏浆;4、混凝土振捣不够,气泡未完全排出。
防治措施:1、混凝土浇筑前,模板表面清理干净;模板要涂脱模剂,并浇水湿润;模板接缝要严密;浇筑时,振捣要按规范操作,让气泡完全排出;2、修补前用清水冲洗湿润,用素水泥浆或1:2水泥砂浆抹平。
三、孔洞:混凝土构件内部,有尺寸比较大的空隙,局部没有混凝土,钢筋局部或全部。
形成原因:1、在钢筋密集部位或孔洞预留及埋件处,混凝土浇筑不畅通,不能充满模板而形成孔洞;2、混凝土施工时组织不到位,未按规定下料,另振捣不到位或漏振,形成特大蜂窝及孔洞;3、混凝土中掺有纸袋、木块等杂物,混凝土被卡住;4、施工缝处理不当的位置也会产生孔洞。
防治措施:1、在钢筋特别密实处用小粒径的混凝土先行浇筑,振捣密实,使混凝土充满模板;控制下料数量和方法,振捣要密实,不能漏振;提供施工技术,加强施工管理和质量检查工作;2、孔洞的修补方法同蜂窝的修补方法。
四:露筋:主筋没有被混凝土包裹而外露,或混凝土孔洞露出钢筋的现象。
形成原因:1、保护层厚度不够,钢筋紧贴模板;2、保护层处的混凝土振捣不密实或漏振;3、模板未上脱模剂,并湿润不够,吸水过多,造成掉角。
防治措施:1、做好保护层垫块;振捣密实;模板要上脱模剂和浇水湿润;2、修补前用钢丝刷和压力水洗刷干净,处理表面露筋时,在表面抹1:2的水泥砂浆,处理深部露筋时用高一级的细石混凝土填实,做好养护。
五、缝隙压层:施工缝处混凝土结合不好,有缝隙或有杂物。
形成原因:1、在浇筑前没有按规范要求处理施工缝表面,浇筑时振捣不实;2、在施工停歇期间有木块、泥土等杂物积存在混凝土表面,继续浇筑时未清理,在混凝土内部形成夹层;3、混凝土浇筑高度过大,未用串筒、溜槽,造成混凝土离析。
防治措施:1、按规范要求处理施工缝;接缝处的杂物要清理冲洗干净;混凝土浇筑高度大于2m时应设串筒或溜槽;2、表面缝隙较细时,可用清水冲洗干净,充分湿润后抹填水泥浆;对压层的处理应慎重,梁、柱混凝土夹层在处理前要搭临时支撑进行加固,将夹层中的杂物剔除,用清水冲洗干净,并充分湿润,但不得有集水,灌注高一级的细石混凝土,捣实并加强养护。
六、缺棱掉角:构件边角处混凝土局部掉落,不规则,棱角有缺陷。
形成原因:1、浇筑前模板未上脱模剂,并湿润不够,以及侧模拆除过早。2、拆模时保护不够,棱角被碰损。
防治措施:1、浇筑前模板要上脱模剂,并浇水湿润;在混凝土强度达到1.2MPa以上时才能拆除侧模;加强成品保护;2、缺棱掉角较小时,可用钢丝刷刷净,清水冲洗湿润,用1:2的水泥砂浆抹补,对于较大的棱角缺损要支模,用高一级的细石混凝土补好,并加强养护。
七、表面裂缝:混凝土表面出现有一定规律的裂缝,对于板类构件有的甚至上下裂缝;出现无规律的龟裂,而且随时间推移不断发展;大体积混凝土纵深裂缝。
工程建筑的大体性、多样性和复杂性导致混凝土结构施工后存在各种各样质量问题发生,混凝土裂缝的发生造成严重质量问题的同时,也影响了工程的使用性能,混凝土裂缝的控制是目前工程建筑学术领域研究的重要课题之一,而裂缝控制更是大体积混凝土结构施工过程中质量控制的关键因素。经过多年现场施工经验的积累及探索,近期采用大体积混凝土结构无缝设计施工技术对控制大体积混凝土开裂收效显著。
二、大体积混凝土裂缝产生原因分析
混凝土初凝过程中水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用产生温度应力和收缩应力是大体积混凝土结构开裂的主要因素,混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。
混凝土硬化过程中收缩产生裂缝也是大体积混凝土开裂的主要因素,经过实际施工经验总结发现 ,在设计配合比中时,混凝土中的用水量和水泥用量越高,该种配合比的混凝土的收缩就越大;
在施工组织时或混凝土拌合站,采购的水泥成分不符合要求或水泥安定性不合格是大体积混凝土裂缝产生的常见因素;
施工队伍专业化程度不够,施工作业程序不规范、施工技术措施不适当等是大体积混凝土开裂的经常发生的主要原因这一;
大体积混凝土施工特点方面的原因:大体积混凝土结构钢筋密、由于体积过大,混凝土一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大,工程实践证明,大体积混凝土施工难度比较大,混凝土产生裂缝的机率较多。
基础沉陷或不均匀沉降产生裂缝:沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致,或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝,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。
三、无缝施工方案设计过程 (以大体积地下室混凝土底板、墙板、顶板施工为例)
大体积混凝土无缝施工设计原理:
目前大体积混凝土结构施工无缝设计是以掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料,以设置加强带取代后浇带,达到连续浇筑超长大体积混凝土结构的施工技术;
根据混凝土结构无缝设计的要求,在施工方案设计时,将地下室混凝土底板、墙板及顶板进行分块设计以形成多个施工浇筑的单元,每个施工块中均设置有加强带。混凝土墙板、顶板的分块与底板的分块相对应设置后浇带和加强带;
膨胀加强带宽设置要根据拟浇注的大体积混凝土的实际工程特点合理设置,边缘每侧设密孔铁丝网并用钢筋加固定位,以防止加强带外混凝土流入加强带内;
大体积混凝土浇筑施工时应先浇带外混凝土,当施工浇注到加强带时改用掺量ZY膨胀剂混凝土施工。考虑到外加剂膨胀作用会使混凝土强度降低,所以应该对膨胀加强带的混凝土强度等级进行适当的提高,并加大膨胀剂用量,用这样的方法循环施工达到超长无缝结构混凝土的目的;
补偿收缩混凝土设计。根据《混凝土外加剂应用技术规范》的规定进行对掺加ZY的试件的限制膨胀率进行试验,设计并验证补偿收缩混凝土试件的微膨胀性。
大体积混凝土配合比的设计。水泥采用优质的42.5Mpa普通硅酸盐水泥;
细骨料选用中砂,细度模数Mx=2.6~2.8,表现密度2.64克/立方厘米,松散密度1410千克/立方米,紧密密度1550千克/立方米,含泥量≤3%。粗骨料为碎石,粒径为5~31.5mm 连续级配,压碎指标8%~9.8%,含泥量≤3%。膨胀剂选用行业内知名公司生产的性能稳定的ZY膨胀剂。 减水剂选用大中厂家生产的优质Ⅱ级粉煤灰。
混凝土配合比设计需要保证混凝土的泵送性能,经现场实际经验总结,管道出口处塌落度满在140—160mm之间,试块强度满足设计及规范要求。
大体积混凝土实验室设计。根据多个项目的施工经验总结,考虑混凝土在输送管道中的塌落度损失,塌落度值设计值为200-220mm,输送管道出口塌落度实际值为140-160mm,试配的每立方米混凝土材料用量如下表:(以C30、C40为例,单位为KG)
强度等级 水灰比 水泥 水 砂 碎石 粉煤灰 泵送剂
C30
0.49 285 173 743 1105 75
5.05
C40
0.39 377 165 685 1101 51
5.13
3.3.6.2大体积混凝土施工配合根据3.3.6.1调整如下
强度等级 水灰比 水泥 水 砂 碎石 粉煤灰 泵送剂
C30
0.47 290 172 741 1114
75
5.30
C40
0.38 383 162 681 1107
43
5.89
四、 施工方案及控制措施
(一)后掺少量减水剂的预备措施
如混凝土浇筑施工在高温季节,易造成混凝土坍落度损失加大,或者由于混凝土运输途中延时等问题,使浇捣速度减缓,延误了混凝土的入模时间,致使不能满足泵送要求,此时应严禁加入生水,而应采取二次掺少量的FDN2I减水剂的后掺法,补偿和恢复混凝土的坍落度损失。在配合比中FDN2I减水剂量为0.8%,一般该减水剂的掺量最高为1%,在后掺减水剂时只考虑在0.2%以内。凡后掺减水剂的运输车应快速搅拌40转以上。
(二)地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施
墙板混凝土配合比设计试配时,采取降低水灰比的措施以减小混凝土的收缩。底板与墙板同为C30P12,而底板的水灰比为0.47。而墙板的水灰比为0.41,混凝土的坍落度指标底板为18~20厘米,墙板坍落度指标控制在14~16厘米。
混凝土浇筑阶段,采用二次振捣的工艺,即在混凝土初凝前进行二次振捣。避免混凝土因沉降收缩而引起裂缝。
(三)地下室顶板的混凝土浇筑的控制
按照长无缝混凝土的施工方案,地下室顶板的浇筑顺序是浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后进行地下室顶板的混凝土浇筑。在顶板的浇筑过程中主要是要控制好早期裂缝的产生,从混凝土收缩裂缝的形成时间看,裂缝往往发生在混凝土初凝到终凝这段时间内,故在施工中,将顶板二次或三次搓平、抹压,特别是初凝抹压作为控制早期收缩裂缝的一项重要控制措施,这对于控制早期裂缝是起到了至关重要的作用。
五、细部加强处理
因一般情况下外墙与边柱的配筋率不同,收缩也不相同,其连接处应根据规范和构造要求设置水平增强钢筋,防止因应力集中发生纵向裂缝。
由于底板双向配筋锚入基础梁二排主筋之间,使底板与柱节点处板面混凝土保护层可能过大,故在柱边1米范围设置双向钢筋网片,防止板面出现裂缝。
外墙模板施工的对拉螺杆突出部分割掉后,用ZY掺量为10%的1:2 水泥砂浆封堵;
相关安装专业的各种穿外墙管道处孔洞用ZY掺量为10%的1:2 水泥砂浆封堵,必要时做细部防水处理。
六、混凝土的养护
地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。按照养护制度,在混凝土抹压后,能上人时即铺上麻袋片或草席,用水浇湿保养,混凝土硬化3~4小时后,底板与顶板均筑堰蓄水3~5厘米进行养护,墙板采取不间断淋水保温,采用这些养护方法不得少于14天,墙板侧模的拆除也不少于7天。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。
关键词:混凝土桥梁 裂缝 防治措施
中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:
1、前言
随着我国市场经济体制的不断完善,公路桥梁作为国民经济发展的重要基础设施正日益发挥着极其重要的作用,各地开展了大量的桥路工程建设。混凝土因其取材广泛、价格低廉,抗压强度高、可浇注成各种形状,并且耐火性好、不易风化、养护费用低,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土存在的缺点是:抗位能力差,容易开裂。在桥梁建造和使用过程中,混凝土裂缝经常出现,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至造成桥梁垮塌的报道屡见不鲜。本文对混凝土桥梁裂缝产生的主要成因进行分析、总结,以方便设计、施工中找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的作用。
2、常见的混凝土桥梁裂缝的成因
2.1材料选择不当形成裂缝。混凝土主要是由水泥、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。主要表现在以下几点:水泥安定性不合格、强度不足、水泥受潮或过期,导致混凝土强度不足,从而引起混凝土开裂;砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和用水量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大;拌合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。
2.2施工工艺质量导致的裂缝。在桥梁建设中,有相当一部分的钢筋混凝土桥梁的裂缝是由于施工方面的原因造成的,在混凝土结构构件制作、运输、安装过程中,施工工艺不合理、施工质量较低,容易产生各种形式的裂缝。在现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生;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,即塑性收缩裂缝;此外,模板刚度不足,接缝处理不当,保护层厚度不够或钢筋被扰动,模板漏浆,支撑下沉,拆模过早,初期受冻,初期养护不够,硬化前受振动或加荷,养护混凝土时内外温差过大等,都是施工过程中容易导致裂缝的原因。
2.3温度变化引起的裂缝。目前温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生弯化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力,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,引起温度变化的主要因素有:年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。如由于年温差对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调,只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝;而日照和骤然降温则是导致结构温度裂缝的最常见原因,主梁或桥墩面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。由于受到自身的约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。此外,在施工过程中大体积混凝土浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内部温差太大,也容易致使表面出现裂缝。
2.4由于荷载作用而引起的裂缝。在荷载作用下,有一维的拉应力作用在钢筋混凝土结构中承受拉力或者弯矩力的构建的横截面上,有二维和三维主拉应力作用在钢筋混凝土结构中承受剪力和扭矩的构建上。因而,垂直于主拉应力方向的裂缝极有可能出现在这些构件上。通常,在构建的宽度方向上,裂缝会贯通于全截面。举例以说明,对于截面较大的拉杆,通常会出现一些较宽的贯通于全截面的裂缝。
3、混凝土桥梁裂缝的防治措施
3.1严格控制材料的选择。施工工艺的保证混凝土构件质量的关键。除施工的施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行,对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验,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,在条件允许的情况下,尽可能采用普通水泥、火山灰水泥等收缩性较低的水泥,砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,砂石中含泥量高,不仅将造成水泥和拌和水用量加大,而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。要正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法,对膨胀剂应充分考虑到不同品种、不同掺量所起到不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。此外,配合比设计人员应深入现场,监督施工现场的浇捣工艺、操作水平、构建截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,对混凝土配合比应进行对比试验,在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验,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确保混凝土的施工质量。
3.2加强施工质量的控制。对施工质量的控制主要表现在以下几个方面:第一,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,时间过短,振捣不密实,形成混凝土强度不足或不均匀;时间太长,造成分层,粗骨料沉人底层,细骨料留在上层,强度不均匀,上层易产生裂缝。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。第二,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。混凝土灌注完,要立即罩上养护罩布,静养4 h后通气进行养护,养护期间主要是控制好构件的湿润养护,养护时间为14d~28d。
3.3温度的控制。对于这一类原因引起的裂缝,主要有以下控制措施:首先,改善骨科级配,采用于硬性混凝土,尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等,加添加剂等措施以减少混凝土跌水泥用量,降低水化热。其次,在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间;高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。再次,规定合理的拆模时问,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变化,施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构,在寒冷季节采用保温等措施。最后,加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。
4、结语
综上所述,设计疏漏、施工工艺及原材料质量低劣等均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此,严格按照国家规范和技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。对已经发现的裂缝,应及时处理,避免造成更大损失。
参考文献:
[1]李彬,混凝土桥梁裂缝产生原因浅析[J],科技信息,2008(30)
[2]郑高斌,混凝土桥梁裂缝的成因和防治措施[J],中国高新技术企业,2008(09)
Abstract: In modern engineering construction, the concrete occupies a very important position. But in today, the concrete crack is common, almost everywhere. This paper mainly analyzes the causes of concrete cracks, the distribution, trend and preventive measures.
Keywords: concrete; crack; reason; control
中图分类号:TQ178文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
随着社会的发展和城市建设步伐的加快,混凝土在城市建筑施工中的应用越来越广泛。但是,由于混凝土是一种脆性材料,早期强度低,施工过程中极易出现裂缝缺陷,影响建筑结构的整体性和耐久性,特别是住宅工程楼板的裂缝发生后,往往会引起投诉纠纷以及索赔等。如何更好地预防混凝土裂缝的产生,保证施工工程的质量,是工程界普遍关注的问题。
一. 钢筋混凝土梁裂缝产生原因
探究裂缝产生的原因,有针对性的采取措施,其实很多裂缝是可以克服和控制的。事实上,混凝土裂缝产生的原因非常复杂而繁多,有时甚至有多种因素共同影响。对混凝土裂缝的产生因素,大体可有以下几种:
(一)收缩引起裂缝 在工程实际中,混凝土因收缩引起裂缝是最常见的。这类收缩可分为两个阶段。在混凝土浇筑后,水泥水化反应剧烈,分子链逐渐形成,水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,这是第一个阶段。在混凝土结硬以后,因其表层水分损失快,内部水分损失慢,因此产生表面收缩大,内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时,便产生裂缝,这是第二个阶段。
混凝土收缩引起的裂缝大部分属表面裂缝,裂缝宽度一般较小,且纵横交错,呈龟裂状。虽然这种裂缝一般较细较浅,但对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。要控制此类裂缝,施工时应做到严格控制水灰比,确保振捣密实等,尤其要注意加强养护条件,以及正确掺入外加剂。
混凝土的早期养护,主要目的在于:一方面使混凝土免受不利温度与湿度变形的侵袭,防止有害收缩;另一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂要求。
例如使用减水防裂剂,可起到以下作用:改善水泥浆稠度,减少混凝土泌水,减小收缩变形;增强水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土抗裂性能;提高混凝土抗拉强度和抗裂性能;改善混凝土和易性,表面易抹平,减少水分蒸发。
许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,应在工程实践中多进行试验对比研究,以确定合理的外加剂类型及掺量。
(二)冻胀引起裂缝 当气温低于0℃时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变为冰,体积膨胀,混凝土产生膨胀应力,导致裂缝出现,并使混凝土强度降低。 冬季施工时,采用电加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和时掺入防冻剂等,都可有效防止冻胀裂缝的出现。
(三)基础变形引起裂缝 由于基础的变形,使结构中产生附加应力,当超出混凝土结构的抗拉强度时,便可导致混凝土出现裂缝。要避免此类裂缝,应切实掌握地质情况,深入进行地质勘察,以及严密监控基础变化,采取相应措施防止基础变形。
(四)施工不当引起裂缝 在结构混凝土浇筑及预制构件制作、吊装、运输的过程中,若施工工艺不合理,施工质量低劣,容易出现各种各样的裂缝,如: 已绑扎的上层钢筋受到踩踏,使钢筋保护层过厚,导致构件有效高度减小,形成方向与受力钢筋垂直的裂缝;施工时拆模过早,导致混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝;现浇混凝土模板支架刚度不足,浇筑混凝土后支架发生不均匀沉降,导致混凝土出现裂缝;混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不当,致使新旧混凝土施工缝处出现裂缝;对装配式结构,悬臂过长,运输中受到剧烈碰撞,吊装点位置不当等,均有可能使混凝土产生裂缝;混凝土振捣不密实,不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,成为裂缝的起源;混凝土搅拌、运输时间过长,引起坍落度过低,致使出现收缩裂缝;混凝土养护环境达不到要求,致使表面出现不规则的收缩裂缝。
(五)荷载过大引起裂缝
混凝土结构在设计时均有其特定的承受荷载限制,如果结构承受过大负荷,超出其允许范围,则极易产生裂缝,这种裂缝往往是混凝土结构破坏的开始,如果没有引起足够重视,甚至可能带来灾难性的后果。 在设计阶段,结构设计时荷载漏算,计算模型不够合理,受力假设与实际情况不符,配筋计算有误,设计断面过小等等都有可能使结构混凝土产生裂缝。
在施工阶段,过多地堆放施工机具材料,对预制结构不考虑其结构受力特点随意翻转起吊,不按设计图纸进行施工,擅自更改结构施工顺序等等,也很有可能使结构混凝土产生裂缝。 在使用阶段,承受的荷载超出设计范围,受到剧烈碰撞,发生大风、地震等,都极有可能使结构混凝土产生裂缝。二. 裂缝的控制措施
设计方面
① 在建筑设计中对于处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,应采取的有力措施防止裂缝发生,对于结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时亦应采取措施防止裂缝。
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。
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。 材料选择和混凝土配合比设计方而
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。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
④ 正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
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。
③ 混凝土的降温和保温工作 对于大体积混凝土,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。
总结总之,混凝土结构从建成到使用,应严格按照国家有关规范和技术标准进行设计、施工与监理,在实践中多观察,多比较,出现问题后多分析,多总结,综合运用多种预防处理措施,就可以避免混凝土结构出现裂缝,确保结构安全使用。
参考文献: