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Abstract:The concrete crack problem is a widespread but difficult to solve engineering problems. The reason for this article from design, materials, mixing ratio, the construction site maintenance and other aspects of the cracks in concrete are analyzed and discussed. And in the design of concrete structures, concrete material selection, conservation with the optimization of the construction site of than some proposed measures to control the concrete cracks.
Keywords: concrete cracks; problems; construction control;
中图分类号:TU528.1文献标识码:A文章编号:
一、概述
混凝土结构工程裂缝问题,是一个被工程施工人员普通关注的问题。而且有的裂缝如果继续扩展还可能危及建筑结构的安全。很多案例表明:结构的破坏一般是从裂缝开始的。有的裂缝是荷载产生的裂缝,而有些裂缝则是工程疏漏造成的,例如钢筋的锈蚀,保护层的剥落,降低混凝土的强度,这些原因不但影响房屋的正常使用,而且严重的损害了工程耐久性,缩短了房屋建筑工程使用寿命。还有在耦合作用下产生的裂缝以及碱骨料反应膨胀应力引起下产生的裂缝。结构裂缝不但影响建筑美观,还为房屋的装饰装修造成困难。
二、混凝土裂缝产生的原因
混凝土裂缝产生原因很多,有些是设计方面的原因,但更多的原因是在施工过程中的各种因素组合下产生的,想要从根本上解决混凝土裂缝问题,需要从混凝土裂缝的形成原因下手。裂缝产生的原因主要有五个方面:
(1)设计原因
在设计结构中断面突变的应力集中产生的构件裂缝;对构件设计中施加预应力计算设计不当,造成构件的裂缝(如偏心、应力过大等);设计失误造成的构造钢筋配置过少或者过粗等引起的构件裂缝;设计中没有充分考虑到混凝土构件的收缩变形而设计变形缝;采用的混凝土等级过高,是混凝土构件用灰量过大,对构件的收缩不利。
(2)材料原因
粗细集料中的含泥量过大,造成的混凝土收缩增大。集料颗粒的级配不正确,造成混凝土收缩的增大,导致裂缝的产生;骨料粒径过细、针片含量过高,致使混凝土的单方用灰量、用水量增多,而造成收缩量增大;水泥种类选取的原因,矿渣硅酸盐水泥的收缩比普通硅酸盐水泥的大;水泥等级与混凝土强度等级的原因:水泥的等级越高、混凝土的强度等级越高,混凝土脆性就越大、越容易造成开裂。
(3)混凝土配合比的原因
施工浇筑水泥用量越大、用水量越高,造成的水泥浆体积就越大、坍落度就越大,收缩也就越大;配合比中的砂率、水灰比选择不恰当造成混凝土和易性有偏差,致使混凝土离析、泌水不良,增加了构件收缩值;配合比中混凝土膨胀剂的掺量不恰当。
(4)施工和现场养护的原因
现场施工浇捣混凝土时,振捣或插入不当,而影响到混凝土的密实性及均匀性,致使裂缝的产生;混凝土拌和不均匀,搅拌的时间不足或者过长,拌和后到浇筑时间搁置的时间过长,都容易产生裂缝;为了快速连续施工而造成的连续浇筑时间过长,两次浇筑的接茬处理不恰当,混凝土构建很容易产生裂缝;浇注混凝土后,在养护过程中,风速过大与烈日暴晒,造成混凝土收缩增大;进行大体积混凝土浇注时,现场养护过程中混凝土降温以及保温工作做的不到位,造成混凝土构建的内外温差过大,致使混凝土构建产生温度裂缝。
(5)环境因素
构筑物基础的地基不均匀而产生的沉降裂缝;建筑物周围环境的影响,酸、盐、碱等腐蚀性物质对构筑物的侵蚀,导致的裂缝;建筑物受季节变化的温度、湿度差异过大而引起的裂缝。
以上这些因素所造成混凝土较大的收缩,致使混凝土构建微小裂缝迅速的扩展变大,形成影响建筑物使用的大裂缝。
三、混凝土裂缝的控制
(1)设计方面
在建筑构建的设计中应该处理好构件在约束状态下的结构和完全处于自由变形的无约束状态下结构的关系,使其有足够的变形余地。设计人员应灵活地运用约束状态的结构和自主变形状态的关系的设计原则,进行选择结构方案与使用材料;尽可能的避免结构断面的突变带来的集中应力,例如因结构或者造型等方面的原因而充分的考虑采用加强措施;运用补偿收缩的混凝土技术, 在比较常见的一些混凝土裂缝中,有很大一部分是因为混凝土收缩造成的。想要解决由于混凝土收缩而产生的裂缝,我们可以选用在混凝土中掺加膨胀剂来补偿混凝土的收缩的方法,而事实的实践证明,其效果是很好的;重视构筑物中的构造钢筋,在进行结构设计时,设计人员应当重视构筑物中各构造钢筋的配置,特别是楼面、墙板等薄壁构件更加应该注意构造钢筋的直径、规格和数量的选择。
(2)材料的选择
根据构件结构的要求选择适合的混凝土强度等级和水泥的品种、等级;制混凝土时选用级配优良的砂与石原材料,砂和原石材料的含泥量也要符合相关规范的要求;采用掺合料及混凝土外加剂,掺合料和外加剂可以明显地起到降低水泥用量、降低混凝土的水化热、改善混凝土性能作用。
(3)混凝土配合比
混凝土配合比应该严格根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定、要求的强度等级、抗渗等级以及耐久性等进行设计;在能够满足施工要求的条件下,要尽可能的采用较小的混凝土坍落度;基础、楼板、梁、屋面的混凝土坍落度应当小于120mm,墙、柱的混凝土坍落度应当小于150mm;混凝土的用水量不应大于170kg/m3;在满足工作性能要求的前提下,宜采用较小的砂率。
(4)施工和养护方面
应当优先采用预拌的混凝土,其质量要求应符合《预拌混凝土》GB/T14902的规定,而且施工者要在事先制定关于混凝土制备的技术操作规程以及质量控制措施;混凝土运至浇捣地点时的坍落要符合要求,严禁往运输到浇筑地点的混凝土中随意加水;在楼板、墙、梁、柱浇筑时,应该先浇筑墙、柱,等待混凝土沉实后,再进行梁和楼板的浇筑。在浇筑楼板和梁时,先浇筑梁,再筑楼板;当构件浇筑时,要防止模板、钢筋及定位筋等的变形和移动;大体积混凝土构件,应该控制浇筑后的混凝土内部温度以及内部与表面的温差、混凝土表面与周围环境的温差,内部最高温度不应高于70℃,内外温差不应超过25℃,混凝土表面与环境差不宜超过15℃;现场养护是防止混凝土构件产生裂缝的重要措施之一,所以必须制定养护方案,并且派专人进行养护的工作。混凝土构件在浇注完毕后,必须进行保温、保湿养护。对于一般硅酸盐水泥拌制的混凝土,养护时间不得少于7d,对掺用缓凝添加剂或者抗渗要求的混凝土,时间一般不得少于14d。
(5)环境方面
密切注意施工季节、气候的变化以及环境的温、湿度的变化对混凝土收缩变形的影响,严格控制浇筑现场的坍落度、大风等不利的环境影响。
四、总结
混凝土裂缝现象是混凝土结构构件中一种普遍存在的现象,它的发生的原因非常复杂并且是不可避免的,裂缝不但会降低建筑构件抗渗、安全等能力,而且会加速构件内部钢筋的锈蚀以及建筑物结构构件的混凝土的碳化,影响建筑物正常使用,因此混凝土裂缝问题的控制重点在于“防”,应当科学的控制裂缝标准,对混凝土裂缝进行认真的研究、采用合理的措施进行处理,以确保建筑物与构件能正常耐久的使用,但是各种各样的原因仍会有一些的混凝土裂缝产生,所以当裂缝发生后,我们必须先检查裂缝产生的原因,分析裂缝产生的类型,才能准确的选择处理措施,同时我们还要合理控制混凝土配合比、原材料的选用、加强施工现场的监控、严格遵守施工规范,才有最大程度上减少混凝土结构裂缝的产生,并且把裂缝控制在设计范围之内,尽可能的减少裂缝对建筑结构造成的危害。
【参考文献】:
[1]徐荣年,徐欣磊. 《工程结构裂缝控制》――“王铁梦法”应用事例集[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]何星华,高小旺. 《建筑工程裂缝防治指南》[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[3]韩素芳,耿维恕. 《钢筋混泥土结构裂缝控制指南》[M].北京:化学工业出版社,2005,12.
摘要:大体积混凝土在硬化期间,由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用,而产生的温度应力和收缩应力,往往导致混凝土结构出现有害裂缝。采取合理措施降低水化热,控制混凝土内外温差并防止过大干缩是施工和管理质量控制工作的重点。
关键词:大体积混凝土;裂缝控制;水化热
关于大体积混凝土的定义,美国混凝土学会有过规定:“任何就地挠筑的大体积混凝土,其尺寸之大,必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大的限度减少开裂”。日本建筑学会标准(JASS 5)的定义是“结构断面最小尺寸在80cm以上;水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差,预计超过25℃的混凝土,称为大体积混凝土”。
1 施工要求
1.1 混凝土配合比设计要求
从大体积混凝土的特点可以得到其配合比设计的基本要求,即在保证混凝土的工作性能和力学性能的基础上大幅降低水化热.根据这一基本要求,大体积混凝土的配合比设计应提高掺合料和骨料的含量,以降低每立方米混凝土的水泥用量,并在配合比确定后进行水化热的验算或测定。
1.2 材料要求
水泥.水泥的水化热是其化合物的成分与细度的函数,所以,通过调整水泥的细度模数和水泥中的矿物组成可以降件水泥的水化热.含较多铝酸三钙 (C3A)和硅酸三钙(C3S)的水泥的水化热较高,所以制备大体积混凝土应选用熟料中C3A和C3S含量较低和凝结时间较长的水泥,如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等.有研究表明采用低热波特兰水泥可以有效减少水化热,从而降低裂缝的生成.如果要采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时,则必须采取相应措施以延缓水化热的释放。
2 大体积混凝土裂缝成因
2.1 水化热的影响
水泥水化热是大体积混凝土产生裂缝的主要原因,水泥水化热过程中产生一定热量,由于大体积混凝土结构断面较厚,水化热聚在结构内部不易散失,引起剧烈升温。水泥水化热引起绝对升温,这与混凝土单体积中水泥用量和水泥品种有关,混凝土的龄期按指数关系增长。由于混凝土内部与表面的散热条件不同,混凝土中心温度高、表面温度低,形成温度梯度使混凝土内部受到压应力,而外部收到拉应力,当所受的拉应力大于混凝土极限拉应变时就会出现裂缝。
2.2 收缩变形的影响
凝土拌合水中20%水分是水泥水化所需的,其余80%的水分是为了保证浇筑中的和易性,混凝土在水泥水化中的体积变形多数是收缩变形,少数是膨胀变形,多余水分的蒸发是致使混凝土体积收缩的主要原因。干燥收缩即产生收缩应力,从而使混凝土产生裂缝。
3 裂缝控制
3.1 设计措施
3.1.1 在建筑设计中处理好构件中“抗”与“放”的关系。“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“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。
3.1.2 精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能降低混凝土的单位用水量,采用“一掺 (掺高效减水剂)一高(高矿物掺合料掺量)三低(低砂率、低坍 落度和低水胶比)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。
3.1.3 避免结构突变产生应力集中,在转角和孔洞处增设构造加强筋,同时增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋,配筋应尽可能采用小直径和小间距。
3.2 材料措施
3.2.1 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,尽量选用低热或中热水泥,优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥,避免采用早强水泥。
3.2.2 选用级配优良的砂石原材料,含泥量应符合规范要求, 积极采用矿物掺合料和混凝土外加剂。
3.3 施工措施
3.3.1 施工人员应针对施工现场的砂石原材料的质量和含水 情况及时调整混凝土施工配合比,根据现场的浇捣工艺、操作水平以及构件截面等情况,合理选用}昆凝土浇筑方法,遵循“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的施工工艺。
3.3.2 根据结构特点,大体积混凝土的浇筑方法可分为:全面分层、分段分层和斜面分层,其摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及其和易性确定,层间的时间间隔应尽量缩短,必须在前 层混凝土初凝之前,将其次层混凝土浇筑完毕。
3.4 温控措施
大体积混凝土内部的最高温度是由浇筑温度、水泥水化热 引起的绝热温升和混凝土的散热速率三部分决定的,而水泥的水化热引起的绝热温升是主要因素。
3.4.1 降低混凝土浇筑的入模温度。在炎热季节时,混凝土搅 拌站宜对砂石骨料采取遮阳降温措施,可加冰水搅拌混凝土, 改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”基础上采用 “二次风冷”新工艺,泵送时,可在水平及垂直泵管上加盖草袋 并喷冷水。
3.4.2 控制混凝土的浇筑温度。夏季施工时应尽量安排在l d 中温度最低时(一般安排在夜问),冬季施工时则要避免夜间施工,防止混凝土受冻。
参考文献:
[1]叶琳昌,沈义.大体积混凝土施工.中国建筑工业出版社.1987
[2]黄智疯,罗华连,张庆红.大体积混凝土的浇筑施工.广西大学学报.2008.7
【关键词】桥梁 裂缝 控制
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009―914X(2013)35―547―01
1.引言
随着我国交通基础建设的迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土桥梁。桥梁结构在施工和营运使用过程中,常会出现各种不同形式的裂缝。桥梁结构裂缝的种类成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。本文从分析桥梁裂缝的产生原因入手,并进一步提出如何控制桥梁裂缝。
2.桥梁裂缝的产生
2.1结构性裂缝
钢筋混凝土简支梁的跨中截面附近下缘受拉区的竖向裂缝,是最常见的结构性裂缝。在正常设计和使用情况下,裂缝宽度不大,间距较密,分布均匀。若竖直裂缝宽度过大,预示结构正截面承载力不足。钢筋混凝土简支梁的支点(或腹板宽度变化处)附近截面由主拉应力引起的斜裂缝,在正常设计和使用情况下很少出现斜裂缝,即使出现裂缝宽度也很小。若斜裂缝宽度过大,预示结构的斜截面承载力不足,存在发生斜截面脆性破坏的潜在危险,应引起足够的重视。另外,钢筋混凝土墩柱受压构件由于纵向压力过大引起的纵向裂缝、预应力筋锚固区由于局部应力过大引起的劈裂裂缝等都属于结构性裂缝。
2.2非结构性裂缝
非结构性裂缝的产生,受混凝土材料组成、浇筑方法,养护条件和使用环境等等多种因素影响。非结构性裂缝可以分为三种:收缩裂缝、温度裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝。
2.2.1收缩裂缝
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。
收缩裂缝常见有:(1)在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处顺腹板方向的裂缝;(2)对板类构件多沿短边方向,均匀分布于相邻两根钢筋之间,方向与钢筋平行;(3)对高度较大的钢筋混凝土梁,由于腰部水平钢筋间距过大,在腰部(或腹板)产生竖向收缩裂缝,但多集中在构件中部,中间宽两头细,至梁的上、下缘附近逐渐消失,梁底一般没有裂缝;(4)大体积混凝土在平面部位收缩裂缝较多,侧面也有所见。收缩裂缝对构件承载力影响不大,主要影响影响结构外观和耐久性。
2.2.2温度裂缝
钢筋混凝土结构随着温度变化将产生热胀冷缩变形,这种温度变形受到约束时,在混凝土内部就会产生拉应力,当此应力达到混凝土的抗拉强度极限值时,即会引起混凝土裂缝,这种裂缝称为温度裂缝。采集者退散混凝土温度裂缝常见有:(1)在板上时,多为贯穿裂缝;发生在梁上多为表面裂缝。(2)梁板式结构或长度较大的结构,裂缝多是平行于短边。(3)大面积结构(例如桥面铺装)裂缝多是纵横交错。(4)裂缝宽度大小不一,且沿结构全长没有多大变化。
2.2.3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,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入。钢筋中铁离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏。钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2-4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。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,并将诱发其他形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。
3.桥梁裂缝的控制措施
混凝土裂缝一般是由于混凝土内部应力和外部荷载以及温差、干缩等多方面因素作用下形成的。对桥梁结构,一般裂缝宽度超过0.1mm.就会影响结构构件的耐久性、安全性,因而在设计和施工中宜采取可行、合理的措施对裂缝进行有效控制。这主要应把握好以下几方面内容:
第一,设计上应尽量避免软土地基上采用超静定结构,对大型桥梁应加强钻探。防止出现软弱下卧层。在施工上要加强基础夯实,做好模板、支架及各支撑处基础和地基处理,防止产生沉降裂缝。
第二,在桥梁结构中。墩台、台基桩等水下结构,反复冻融会导致结构疏松引起微裂缝。是比较容易出现裂缝的部位之一。在施工时,混凝土应尽可能一次浇筑。不设施工缝,同时应根据需要对构件进行冻融循环试验并做抗冻强度验算。
第三,墩身部位容易出现不规则纵向裂缝,且在阳光直射面较多的阳面。墩身易出现网状裂纹。可采取减少水泥用量、降低混凝土的入模温度和降低水泥水化热的温度、加快浇筑混凝土的散热等方法来加以预防。
第四,混凝土桥面、宽体桥台都容易出现温度裂缝,由于温度裂缝属于活裂缝。其裂缝宽度随环境温度的变化而变化。这类裂缝不宜修补,应以预防为主。在设计上应尽量限制连续浇筑长度,增加防收缩钢筋;在施工中要分段浇筑。并同时采取一些其他措施尽可能地减小混凝土的收缩量。
第五,进行预应力施工时。后张法采用抽拔管道成孔时,要严格控制抽拔时间。不宜太早,否则会使管壁拉裂,导致灌浆时串孔。先张梁板施工时。要防止成孔胶囊上浮,削弱上部端面过多,在反拱作用下引起板的表面裂缝。
第六,加强混凝土的振捣和养护,控制混凝土浇筑速度。比如在混凝土初凝前进行二次浇捣,可有效消除因塑性沉降引起的内分层,改善骨料的界面结构,提高混凝土的强度和抗裂能力。此外,因混凝土是一种水硬性材料,养护阶段又离不开水,如采用“蓄水法”养护,不仅能满足强度增长需要,而且对温度控制也十分有利。
4.桥梁裂缝的处理措施
4.1表面处理法
包括表面涂抹和表面贴补法,表面涂抹法适用范围是浆材难以灌人的细而浅的裂缝、深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的裂缝、不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补(木工膜或其他防水片)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。
4.2 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(0.3mm),作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、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。
4.3 灌浆法
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。
4.4 结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度时,可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等处理措施。
参考文献:
关键词:地下室外墙;裂缝;养护;
Abstract: the development of the modern construction faster and faster, the shortage of land resource has become block construction development of outstanding problems and underground space development and utilization of the land can effectively improve the utilization rate of land shortage ease the pressure, the basement directly affect the quality of the construction of the building safety, durability and functions, crack control has become a basement wall construction project of the key is also difficult point.
Keywords: basement wall; Crack; Maintenance;
中图分类号:[TU28]文献标识码:A 文章编号:
前言
最近几年来,随着我国改革开放进程的不断深入,经济水平飞速发展,现代建筑业的发展速度越来越快,土地资源的短缺已经成为阻碍建筑业发展突出的问题,而地下空间的开发和利用能有效的提高土地的利用率缓解土地短缺压力,地下室的施工质量直接影响到建筑物的安全性、耐久性和使用功能,地下室外墙裂缝控制已经成为建筑工程中的重点也是难点。当前的建筑技术中,有很多的关于渗漏的补救方法。在本文中,将根据以往的施工经验,来重点探究地下室外墙开裂的主要原因,以及提出一些控制的措施,希望对建筑工程行业的发展,贡献力量。
1.地下室外墙裂缝的主要特征
根据以往的施工经验,地下室的外墙裂缝大多具有以下特点:
相对来说,地下室外墙大多数的裂缝方向为竖向的开裂,长度大多都会接近墙体的长度,形状特征是中间较宽,向两个方向作渐细的延伸,直至消失;一般来说裂缝的宽度都不会太大,宽度通常都在0.3mm以下;而裂缝所处的位置大多会集中在墙体的中部,墙两端的位置虽有时也会出现裂缝,但相对较少;关于裂缝容易出现的时间,大多会在作拆模施工后,或是在气候突变,气温突然大幅下降的时候,而且裂缝的数量会随着时间的推移而发展增多,但通常裂缝的宽度不会有太大的增加,其发展的速度也会受混凝土在空气中暴露时间多少的影响而变化。另外,一般在地下室进行回填施工完成之后,会经常在裂缝处出现水量不大的渗漏水现象。
2.裂缝的主要原因
2.1气化热影响
在地下室外墙裂缝产生的重多原因中,一个很重要的因素就是,由于在进行墙顶板的混凝土浇筑施工时,产生的大量气化热。在结构上来看,地下室在进行混凝土浇筑施工的时候,是一个相对封闭,通风不良的“箱体”,在浇筑时,水泥水化会产生大量的热量,在这个封闭的“箱体”中,热量不会得到及时的排出,在这种情况下,就会产生热量的从积累到传导的过程,在这个作用下,结构的外墙板和顶板处的混凝土就会温度升高,造成了墙体的内外温差增高,而混凝土本身的导热能力不高,在混凝土浇筑施工的初期,强度很低,对水化热导致的温度变化的约束不大,产生裂缝的机会不多。但随着时间推移,混凝土龄期不断增长,弹性模量会逐渐升高,对温度变化的约束效应就会增大,温度的应力是因为温度的差异所导致的温度变形形成,温差的增大与温度应力的增大为正比。模板拆除后,因为墙体的结构是竖向构成,也不容易进行养护。墙外侧的散热力会高于地下室内的散热能力。所以,墙外因散热快会产生收缩,而内部的“箱体”散热很慢,会对外部的变形产生抗拒,产生内应力。此时,当内应力值超过混凝土的抗拉强度值时,在墙体上就会开始出现裂缝。
2.2设计原因
在通行的有关混凝土结构设计规范中,有明确的规定,在钢筋混凝土的浇筑施工中,混凝土的墙体伸缩缝的间距应为20m-30m之间,可是,在实际的施工中,大多都超过了要求的长度,但是在施工中,还是把水平钢筋按原构造来进行配置。这样,就使墙体会更容易产生裂缝。
2.3墙体长期暴露
地下室墙体结构对温度的变化以及温度的变化都非常敏感,经常会在附加温度收缩力时使墙体发生裂缝现象,要引起注意的是,在进行地下室结构的施工时,一般不容易作到墙体施工结束就马上回填土和完成顶盖施工,所以在实际施工中应选择20m的伸缩缝间距.
2.4其它原因
除了以上几种原因外,还有施工质量差,材料的质量差、混凝土配合比错误、添加剂变质、坍落度控制差,超标准加水、养护不良,还有温度的因素,如内外温差、昼夜温差等过高。另外,在当前的施工条件中,大多使用泵送混凝土,因其坍落度大,也能使收缩增加产生裂缝。
3.预防方法
在地下室墙体裂缝的处理中,有以下几种非常有效的方法。在实际的施工中,可以选用其中之一,也可以几种同时采用。
3.1涂抹法预防
在涂抹法中,首先要了解迎水面防水和背水面防水的概念,所谓迎水面防水,就是在与水直接发生接触的层面上所进行的防水,水压作用于防水层,而防水层又依附于基层,作到了防水层不透水性的达标,防水层就可以可靠的依附于基层,就不会产生破坏。而所谓背水面防水,是指在墙面没有进行迎水面防水的情况下,使水渗透到室内,所以就需要在基层面作防水处理的方法。需要注意的是,若在底板与墙体的内表面进行防水。背水面作防水处理时,结构本身没有防水的功能,所以在条件允许的情况下,都要作迎水面的设防。
涂抹法中,最经常使用的是渗透结晶,还有环氧树脂、氰凝、聚氨酯等材料。其中渗透结晶是当前世界最流行最先进的防水材料,其主要构成是硅酸盐水泥、硅砂和活性化学物质配制而成的粉状混合物。特别需要注意的是,在进行涂抹前,要保证表面的干燥和清洁坚固。施工的顺序是,首先进行混凝土表面的清理,然后再进行擦洗,材料可以使用丙酮或酒精,擦洗过后,要等待其表面自然干燥,再使用毛刷涂刷环氧浆液,一直到涂层达到lmm的厚度结束。经由此种方法的处理后环氧浆液对混凝土表面的渗入可达到16~84mm的深度,对渗漏防止有明显的效果。
3.2表面涂刷加玻璃丝布
在施工中。将聚氨酯分开两组与二甲苯依1:1.5:2的比例配比,涂抹时,要求厚度要均匀,第一次涂抹完成后,固化到不粘手的程度后,再涂4-5层.在涂抹2至3层之间时可以加玻璃丝布,要注意玻璃丝布应首先进行脱蜡处理。被处理的墙体表面应坚实、清洁,不平整的部位要处理平整。
4.裂缝处理方法
当地下室的墙体产生裂缝时,就要对裂缝进行处理,地下室的裂缝处理分影响结构的和不影响结构的两种,具体说来,主要有以下一些处理方法:
4.1填充法裂缝处理
当裂缝发生后来,使用工具将裂缝扩张,再进行清洗作业,再进行分层压抹环氧砂浆或水泥砂浆、高分子密封材料等的施工,以使裂缝封闭。当有些特殊情况下,需要对结构的强度有所要求时,要使用环氧砂浆来进行裂缝的填充。
4.2灌浆法
在灌浆法中,有很多的材料可以使用,如环氧树脂类、甲基丙烯酸甲酯、丙凝等。环氧类材料因其具有来源多,施工容易等特性,因此在建筑工程中的使用较多,甲基丙烯酸甲酯可用来进行≥0.05mm裂缝的修补。具体操作方法有两种,有使用低压灌入器具注入环氧树脂的方法,特点是封闭性好。也可以使用0.2~0.4MPa的压力进行灌注.
4.3V型槽处理法
当裂缝发生后,要于迎水面,沿缝隙的两侧20mm内,把开裂处开凿为30mm深的“V”型槽,长度为缝隙两端的延长100mm,对表面进行清理,清除浆、石等杂物。然后进行约为1mm厚度的净浆层。待净浆初凝后,以防水砂浆封闭,并抹压使之达到密实。待终凝后的2小时后可以进行养护。
四.施工实例
东莞市亿洲商业楼工程建筑面积15.3万,地下室单层面积约35000,地下两层地上十一层,框剪结构,地下室外墙高度10.2m,外剪力墙厚度0.35m,混凝土等级C35内掺抗裂纤维,外墙总长度将近800m,单边最大长度223m,后浇带间距设置30m左右,外墙总面积将近8000,外墙裂缝控制一直是施工过程中的重点。
本工程地下室外剪力墙在施工过程中从混凝土配合比、外加剂掺合料、施工振捣、后期养护等诸多方面选用最优的施工工艺和方法对混凝土裂缝进行预防和控制,保障建筑物的安全性、耐久性和使用功能。
本着增强混凝土自身特性减少水化热增强抗拉强度的原则从配合比上对混凝土进行改善。在外剪力墙混凝土掺加抗裂纤维能一定程度的增强混凝土抗拉强度提高混凝土整体性,在混凝土强度增长过程中有效抵抗因混凝土收缩所产生的内应力,增强混凝土的抗裂性能减少收缩裂缝。掺入高效缓凝泵送剂,在保证混凝土强度情况下,减少水泥用量,降低水灰比减少水化热,并提高混凝土和易性。掺入优质粉煤灰,掺量以达到改善混凝土施工性能,降低水泥用量,减少水化热,延缓水化热,释放速度的作用,同时可有效提高混凝土后期强度及混凝土面耐久性,延长混凝土寿命。
加强施工过程控制减少施工冷缝,采用二次振捣工艺,混凝土初凝前产生的裂缝是可以恢复的,在混凝土初凝前用振动棒进行二次振捣可提高混凝土的抗拉强度。采用合理有效的养护方法,本工程外墙混凝土养护采用喷淋养护的办法,在PVC管上间隔一定距离钻孔后铺设在外剪力墙上养护不少于14天,实践证明这种方法能使水分有效覆盖整个混凝土表面并且养护持续性高,有效避免浇水养护时人为造成的养护不充分,经济实用。
为了进一步控制混凝土收缩裂缝,在后浇带混凝土配合比里加入低碱U型混凝土膨胀剂(简称UEA),拌制成补偿收缩混凝土,拌水后生成大量的膨胀性水结晶水化物―水化硫铝酸钙(C3A3CaSO432H20 即钙矾石),在钢筋,邻位的约束下它产生的膨胀能转变成0.2―0.7MPa预压应力,这一压力大致可抵消混凝土干缩产生的拉应力,防止或减少混凝土收缩开裂,并使混凝土密实化。提高混凝土结构的抗裂防渗能力。
本工程通过以上的方法,进行地下室墙体的防裂缝处理后,经过了多年的使用后,地下室结构并未有开裂现象的发生,证明防裂工作的方法得当,效果良好,有效的实现了预期的要求。
结语
以上,是根据以往的经验及对有关资料的查阅后,所得出的地下室外墙控制裂缝的一些方式方法。希望能为我国的建筑行业,及新时期、新环境下的国家建设工作贡献力量。
参考文献:
[1]王庆伟,钢筋混凝土地下室裂缝控制 [J],建筑技术,2007(03)135
(一)桥梁基础变形造成开裂
基础变形通常指基础空间出现水平位移或者不均匀沉降,待基础变形发生后,结构物便会出现附加压力,若这一压力强度大于结构物抗拉强度,桥梁便会出现开裂现象。造成基础不均匀沉降的原因包括工程分期建造、桥梁结构荷载差别大、地质差异大、地质实验资料不准确等。
(二)钢筋锈蚀造成开裂
若桥梁构件钢筋砼保护层施工质量不达标或者砼质量不高,钢筋表面或受到CO2的侵蚀,从而造成钢筋附近砼碱度下降,且钢筋表面亦会被砼内水或者O2锈蚀,从而造成钢筋附近砼出现膨胀压力,以至于砼保护层剥落或者开裂,此时裂缝主要顺着钢筋方向出现。
(三)冻胀造成开裂
若气温为负,砼必定会出现冰冻现象,此时,砼内游离水分结冰,砼体积因此膨胀。据相关数据显示,其膨胀度为9%,此时,砼因受到膨胀应力而出现开裂现象。若砼内水灰比过大、骨料内杂质比例过大、骨料吸水性过强以及骨料空隙过多等均会造成砼因冻胀而出现开裂现象。
二、桥梁裂缝温控措施及施工现场控制
(一)优化砼浇筑方案。关于砼浇筑方案的选取,笔者认为实行降温梯度及延缓温差梯度的措施最佳。在砼浇筑之前,应该全面考虑、认真计算安排砼浇筑前后搭接时间、长度、宽度、浇筑厚度、流向,以此确保砼振捣的密实度及均匀度,切忌砼过振或漏振;砼浇筑现场管理非常重要,必须补给足够的物力、人力,以此确保砼浇筑施工按原计划开展。
(二)砼温度监测。将温度测点、养护水温度测点、保温材料温度测点设定与砼外部及内部,并使用数据采集仪对浇筑砼现场温度监测数据进行自动采集及整理和分析。砼表层测点与各测位中心测点间温度差值及各测点的温度值均可作为调整、研究砼控温措施的重要参考依据,以此避免砼因温度而出现任何开裂现象。选取少数砼层,将应变计埋于其中,并对砼层开展温度应力监测,应变计应该顺着水平向设置,通过对水平方向应力分量进行监测,以此检验温控效果。
(三)通水冷却。选取某些砼浇筑分层,将带冷却水的薄壁钢管埋入,在使用冷却水管之前有必要进行试水试验,以此避免管道阻塞或漏水。以砼内部温度监测数据为依据,对冷却水管温度计进水量进行合理控制。
三、在桥梁构造设计方面强化桥梁防裂措施
(一)桥梁结构设计要合理,以此实现桥梁工程量地减少,水化热的降低。在进行减少非关键受力部分砼体积设计时,可以以悬索桥锚碇受力情况为依据,并借助土方压重方案实现砼结构体积的减少。
(二)将砼在基坑存在侧限条件充分发挥出来,将微膨胀剂掺入砼内,从而实现砼在基坑制约条件下产生预压力,对砼因内部温度收缩而形成的拉应力进行补偿,以此防止砼出现裂缝。