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混凝土裂缝论文

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混凝土裂缝论文范文第1篇

1.1未充分考虑温差和混凝土收缩特性,重点部位(阳角等处)配筋量不足导致裂缝

现浇钢筋混凝土楼板裂缝最常见、发生最多的是房屋四周阳角附近,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋未端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝,其原因主要是温差和混凝土的收缩特性双重作用所引起的,从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分考虑温差和混凝土收缩特性等因素,板角处配筋量不足。而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,不能自由伸缩,当混凝土的收缩所引起现浇板的约束应力超过一定限度时,势必引起现浇板配筋薄弱处开裂,而且裂缝部位多发生在应力比较集中的板角处。

1.2凝土质量和性能不达标,坍落度过大、使用低性能外掺济,导致裂缝

目前普遍采用泵送商品混凝土进行浇筑,其坍落度大,流动性好,但也易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,加之商品砼厂商为降低价格和成本使用低档原材料忽视了混凝土的品质,导致性能下降。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此,水、水泥、外掺混合材料、外加剂溶液的计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,脱水干缩时容易因塑性收缩而产生裂缝。

1.3施工中过分振捣,模板、垫层过于干燥导致楼板裂缝

混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。

1.4上过早施工、加荷导致裂缝

为了抢工期,赶进度,在刚浇好的现浇板上或混凝土尚处在初凝和终凝阶段,就任意踩踏,搬运材料,集中堆放砖块、砂浆、模板等。过早的加荷引起不规则的受力裂缝。这些裂缝一旦形成,就难于闭合,形成永久性裂缝。

1.5的混凝土养护不当导致楼板裂缝

养护不当也是造成裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。过迟养护,混凝表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。另外过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

1.6筋下沉导致楼板裂缝

不重视保护板面上层负筋的正确位置,施工人员野蛮操作,任意踩踏钢筋,致使负筋下陷,保护层过大,浇筑前及浇筑中也不及时进行整修,减少了板截面的有效高度,使负筋起不到应有的作用,板的承载能力达不到设计的要求,从而导致楼板裂缝。

2楼板裂缝的预防措施

2.1适当增加房间楼板四周阳角处的配筋率,进行加密加粗,采用双层双向布置,同时保证钢筋保护层的有效厚度,就能防止温差和混凝土收缩引起的楼板裂缝。

2.2控制混凝土施工配合比,根据工程的不同部位和性质确定混凝土品质,严格控制水和水泥的比例,选择级配良好的石子,减小空隙率、砂率和含泥量以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。使用商品混凝土时要对坍落度进行严格检查。

2.3混凝土浇筑之前,要先将基层和模板浇水达到饱和状态,使之即不释放水分也不吸收水分,浇筑过程中振捣要充分、均匀、恰倒好处,避免振捣过度。

2.4在混凝土没达到一定强度时不要过早上人、堆料、施荷加载,尤其是振动荷载,因为混凝土浇筑后要有一个硬化过程,才会有强度;在这个过程中,应对混凝土加以保养,不能对混凝土施加任何外力。如果在混凝土尚未有一定强度的情况下,在其上面集中堆放建筑材料或支模立撑,这样带给现浇板的不是强度,而是更多的裂缝。因此,必须做到在混凝土强度达到1.2N/mm2以后,才允许在其上踩踏或安装模板及支架。

2.5混凝土的浇水保温养护特别是加强早期养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,早期浇水保温养护可以避免表面脱水引起的混凝土初期伸缩裂缝及温度变化产生的裂缝发生。因此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的保湿保温养护,防止风吹日晒。

2.6加强现场管理,严格按操作程序施工,使施工人员充分重视保护板面上层负筋的正确位置,在楼板浇捣过程中要由专人护筋,并及时进行整修,严格控制板面负筋保护层厚度。有梁通过或隔断时一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。为了控制好负筋保护层厚度,可采用Φ10的钢筋马凳,纵横间距800mm左右来固定负筋的位置,并用电焊把马凳与负筋焊牢,保证负筋不下沉不移位,从而有效控制负筋保护层的厚度,避免板负筋保护层过厚而产生裂缝。

3弥补裂缝的处理方法

在采取了上述防治措施后,由于各种原因仍出现楼面裂缝(并不影响结构的安全),可采取如下方法进行处理。

3.1如果裂缝比较多面积较大,可以通过在找平层中增设钢丝网或钢板网进行加强,以提高楼板的整体抗裂性。

3.2对于一般楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,干燥后用环氧树脂浆液灌缝或涂刷表面进行封闭。

3.3对一般楼板裂缝,可用清水冲洗干净后用1:2或1:1水泥砂浆灌抹,压平后养护即可。

3.4当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水泥砂浆抹平,也可用环氧树脂胶泥灌抹。

3.5对于楼板底的裂缝可采用强度较高的复合增强纤维布条等材料对裂缝作粘贴加强处理。

以上只是对现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因及防治措施的初步探讨,随着设计质量的提高与发展、施工技术方法的改进,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是完全可以避免的。

混凝土裂缝论文范文第2篇

论文摘要:变形作用会引起工程结构中混凝土裂缝以及其他一些问题。文章凭借在大量的施工中积累的处理裂缝的经验以及坚实的理论研究,提出了建筑工程结构中混凝土裂缝原因及预防措施。

混凝土结构的施工,需要在模板及其支架的支护下进行,由于种种不良因素对这两种不同系统的作用,常常诱发施工期混凝土结构质量事故。目前,在工程结构领域中一个相当普遍的问题是建筑裂缝,并且近年来日趋增强,它已影响到生产和生活,并困扰着大批工程技术人员和管理人员,是迫切需要解决的技术难题。

混凝土工程裂缝影响工程质量的主要因素。裂缝产生的原因主要是变形作用,如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等多因素,统称为变形作用引起的裂缝问题。对于变形作用引起混凝土裂缝研究还很不成熟,国家缺乏相关规范及规程,它涉及结构设计、地基基础、施工技术、材料质量、环境状态等诸多因素,特别是泵送混凝土施工工艺的发展,使得混凝土裂缝控制的技术难度大大增加。

一、混凝土裂缝预防措施

(一)结构方面

根据混凝土结构设计规程,为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂,采取永久式伸缩的方法,根据现场调查,引起结构裂缝的原因是综合性的,结构长度是影响收缩应力综合因素之一,而不是惟一的因素。

根据现场实践经验,混凝土裂缝分为有害的及无害的两类。有害与无害的界限由使用功能而定。施工单位应当采取必要的设计及施工措施,以控制有害裂缝的产生。由于估计不足等因素,即使出现少量有害裂缝,也要通过化学灌浆处理,使其满足设计使用要求。结构所受到的外部作用分为外荷载,可看作是第一类荷载;具有十分重要的外部作用是变形作用,即第二类荷载为间接荷载。变形作用包括温度、湿度、地基不均匀沉降,在该作用下,结构的抗力取决于混凝土的抗拉性能,即抗拉强度和抗拉变形。

(二)施工方面

由施工单位委托搅拌站向现场供应商品混凝土时,委托的技术依据只有设计院确定的强度等级,却忽略了工程特点对大体积混凝土性能的要求,这样对控制混凝土裂缝是不利的。施工单位应在混凝土浇筑部门对混凝浇筑、振捣、养护及坍落度控制做出技术方案,并严格执行,特别是对坍落度的控制更应得到搅拌站的同意。施工新浇筑混凝土养护方法有:(1)潮湿养护;(2)养护剂涂层;(3)自动给水养护;(4)保湿养护;(5)防风;(6)实现信息化施工养护;(7)尽快回填。

(三)混凝土材质方面

泵送商品混凝土对原材料供应有很高的技术要求。由于泵送混凝土的流动性要求与抗裂的要求相互矛盾,所以应当选取在满足泵送的坍落度下限条件下尽可能降低水灰比。目前国内搅拌站对砂石骨料的含水控制波动很大,影响了混凝土的水灰比。利用较精确的含水率测定仪或传感器,测出配料过程中的含水率,进行计算机处理,自动调整配料的水灰比,对于控制混凝土的收缩和提高抗裂是必要的。

砂石的含泥量对混凝土的抗拉强度与收缩影响很大。我国对含泥量的规定比较宽,但现在实际施工中还经常超标。有的搅拌站,虽然检验资料是合格的,但在浇捣中发现有大量泥块和杂质,这样就会引起结构严重开裂。因此在实际施工中,砂石骨料的粒径应尽可能大一些,以达到减少收缩的目的。

(四)环境影响

混凝土的裂缝与环境条件(施工期和施工后)有很大关系。施工过程中应注意气温和湿度的变化,采取有效措施控制高温、低温冲击和激烈干燥冲击,此时,应力状态接近弹性应力状态,混凝土应力松弛效应无法发挥出来,特别注意浇筑后经过一定时期养护的混凝土仍然需要保护(维护),不宜长期。注意与气象站的密切联系(降温及降雨预报),不得在雨中浇筑混凝土,否则会严重改变水灰比。

结构施工后验收投入使用,由于环境变化(如生产使用条件、房屋装修改变条件),承受了新的温度、湿度、振动(包括相邻振动)、化学腐蚀及荷载变化影响等,都可能引起后期开裂。

二、混凝土裂缝限制标准

混凝土裂缝是不可避免的,其微观裂缝是本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的。有害程度的标准是根据使用条件决定的,如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。

如果结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,那么混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在温气及土封号为0.3mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。当沿裂缝有害程度高时,必须处理。

近年来,由于房屋产权体制的改变及生活水平的提高,对房屋质量要求更加严格,虽然经鉴定认为没有影响安全的有害裂缝,但从美观和精神作用的要求,应用适当的允许范围;当观察人距离结构20~50cm时,可看清0.05mm宽度的裂缝,是最严格的要求;距离1~2cm时可看清0.1~0.2mm的裂缝,是一般要求;距离5~10cm时可看清0.5~1.0mm的裂缝,是必须修补的裂缝,有时虽然裂缝不宽,但是呈网状密布,给人一种精神上的不愉快的感觉,需要修补;对有渗水的任何宽度裂缝必须处理。上述这类裂缝经处理后满足正常使用要求,不应据此降低评定等级。

三、结语

混凝土结构的施工,绝对安全是不可能达到的,但在可接受的概率水平上可以得到保证,该水平可以通过可靠性理论的应用得到。当前,可靠性理论应用于混凝土结构施工期质量控制的基础工作,是开展与施工期荷载、抗力有关的参量统计参数的观测调查和统计分析,以获取基于全国范围数据的分析结果。

参考文献

[1]徐国明.混凝土结构绑扎箍筋长度[J].建筑结构,2005,(10).

混凝土裂缝论文范文第3篇

在混凝土楼板的浇筑过程中,由于施工人员的长时间振捣,结果使混凝土中的石子﹑骨料下沉,浆体上浮,造成作业面砂浆层。这就使它的干缩性能增大,等到水分蒸发后,混凝土失去水分而变得更加干燥,从而使毛细孔收缩或沉缩引起了混凝土楼板的龟裂。(1)由于在施工中各工种操作人员没有相互配合,人为地将楼板钢筋的成品(板面负筋)踏坏﹑压弯,出现了支座的负弯矩,在浇筑混凝土后便出现了板面裂缝。(2)在施工中由于要提前预埋线管,而且加上预埋线管外表光滑,混凝土经过振捣,石子滑落,水泥砂浆浮于预埋线管上层,这就会使混凝土楼板沿管线预埋方向产生干缩裂缝。(3)施工方为了赶超进度,节约替换模板和支撑系统,当混凝土没有达到规定的强度标准时,操作人员就过早地将模板拆除;或者在混凝土还没有完全终凝后,就在上面加压重荷,甚至上人作业等。这都会使混凝土楼板的弹性发生变性,破坏混凝土楼板结构,从而出现裂缝。(4)混凝土浇筑后,还有大量的水化热量得不到散发,在内部就产生了温度应力。由于混凝土抗拉强度低,容易被温度引起的拉应力拉裂,从而产生温度裂缝,这就给施工后的养护带来了难度。如果在楼板养护时没有采取覆盖或覆盖措施不到位,养护时间不够,也会使楼板产生裂缝。

因此,民居工程的施工中应从以下几方面来控制商品混凝土楼板裂缝的发生。施工方要选择有资质的商品混凝土生产厂家,根据混凝土强度等级﹑和易性及实验室配合比的要求,确定各种标号混凝土配合比,严格按照配合比控制水灰比和水泥用量;选择级配良好的石子,减少孔隙率以减少收缩量;严格控制砂子的含泥量﹑泥块含量,采用中粗砂,避免使用过量粉砂。同时,要求严格审查出厂合格证及设计配合比报告,严格控制混凝土的坍落度,以便提高它的抗裂性能。

先进合理的施工技术和方法,不仅能降低建筑成本,提高工作效率,还能有效控制混凝土楼板的裂缝。(1)梁、柱浇筑完成后,制定混凝土楼板施工方案,并对楼板模板支撑系统编制专项施工方案。要求模板及支撑系统除满足强度要求外,还必须有足够的刚度和稳定性;而且根据工期要求要准备充足的模板,以确保按标准﹑按要求拆除模板。梁、板、柱宜采用同一标号混凝土。(2)混凝土浇筑前,应将模板用水浇湿润,避免模板干燥而吸收水分。同时,要严格控制振捣时间,以防止混凝土产生不均匀沉降收缩,使楼板出现裂缝。(3)现浇楼板中的预埋线管必须布置在底部钢筋网片之上,交叉布线处可采用接线盒集中钢筋网带,严禁将水管水平埋设在现浇混凝土楼板中;而且在埋管集中的地方,切不可管与管紧密相列,要留有适当的间距。(4)现浇混凝土楼板浇筑完毕后,应在12h内进行覆盖并作保湿养护,12h后应浇水养护,养护时间不得少于1个星期。对于掺用缓凝型外加剂的混凝土,养护时间不得少于2个星期。同时,对于已浇筑完毕的混凝土楼板,严格禁止人或重物加荷其上,以防止浇筑混凝土楼板结构的人为破坏,从而导致裂缝的出现。综上所述,混凝土楼板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居民楼层与层之间的抗渗能力,影响居民的正常生活,还会降低楼板的耐久性,影响整个居民楼的使用寿命。因此,建筑施工单位必须严格加强混凝土原材料的质量控制、混凝土生产质量控制和现浇混凝土楼板施工质量管理,民居工程中混凝土楼板的裂缝就能得到有效的控制。

本文作者:柴燕仑工作单位:大同煤矿集团公司企划部

混凝土裂缝论文范文第4篇

关键词:混凝土;裂缝;干缩;收缩;骨料;水灰比;硬化;添加剂

1.引言

大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热,形成较大的内外温差,当温差较大超过25℃时,混凝土内部的温度应力有可能超过混凝土的极限抗拉强度从而产生温度裂缝,同时混凝土降温阶段如果降温过快,由于厚板收缩,又受到强大的摩阻力,可能导致收缩贯穿裂缝。此外,混凝土本身的收缩也可能造成裂缝的产生。因此大体积混凝土存在的主要问题是裂缝的控制。

2.大体积混凝土的概念

目前国内对于大体积混凝土尚无一个明确的定义。我国有的规范认为,当基础边长大于20m,厚度大于1m,体积大于400m3时称大体积混凝土;有的则认为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大,导致裂缝的混凝土为大体积混凝土。

3.大体积混凝土的主要类型

目前主要根据混凝土的种类和要求的性能进行分类。按照混凝土种类主要分为不含钢筋的素混凝土、含钢筋的钢筋混凝土或掺入钢纤维的钢纤维混凝土;按照要求的性能主要分为干硬性混凝土、低流态混凝土、高流态混凝土和常态混凝土等。

4.大体积混凝土的特点及施工技术要求

大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大,浇注完毕后,由于体积过大,造成混凝土水化热大,温度场梯度大,混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。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。

5.大体积混凝土裂缝的主要类型

5.1干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。

5.2塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细,且长短不一,互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm.从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状,深度一般3~10cm,通常延伸不到混凝土板的边缘。

5.3沉陷裂缝

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。

5.4温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

6.大体积混凝土裂缝的材料控制技术

6.1水泥的合理选取

优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期(1~5d)可产生一定的预压应力,而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力,减少混凝土内的拉应力,提高混凝土的抗裂能力。

6.2骨料的合理选取

选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料,这样可以获得较小的空隙率及表面积,从而减少水泥的用量,降低水化热,减少干缩,减小了混凝土裂缝的开展。

6.3尽可能减少水的用量

水对混凝土具有双重作用,水化反应离不开水的存在,但多余水贮存于混凝土体内,不仅会对混凝土的凝胶体结构和骨料与凝胶体间的界面过度区相的结构发展带来影响,而且一旦这些水分损失后,凝胶体体积会收缩,如果收缩产生的内应力超过界面过度区相的抗力,就有可能在此界面区产生微裂缝,降低混凝土内部抵抗拉应力的能力。再者,大体积混凝土一般强度都不是很高。

7.混凝土凝结硬化过程的控制

宏观上,硬化混凝土在约束条件下,收缩变形会产生弹性拉应力,拉应力的近似值最初可假定为杨氏模量和变形的乘积,当诱导拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土材料就会开裂。但事实上,由于混凝土是一种兼具粘性和延展性(徐变)的复杂相组成的非均质材料,一些应力被徐变松弛所释放,混凝土是否产生裂缝是徐变应力松弛后的残余应力所决定。

8.外加剂与掺合材料的控制

8.1粉煤灰

混凝土中掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱集料反应,减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显着降低混凝土的早期强度,对抗裂不利。试验表明,当粉煤灰取代率超过20%时,对混凝土早期强度影响较大,对于抗裂尤其不利。

8.2硅粉

(1)抗冻性:微硅粉在经过300~500次快速冻解循环,相对弹性模量隆低10~20%,而普通混凝土通过25~50次循环,相对弹性模量隆低为30~73%.(2)早强性:微硅粉混凝土使诱导期缩短,具有早强的特性。(3)抗冲磨、控空蚀性:微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5~2.5倍,抗空蚀能力提高3~16倍。

8.3减水剂

缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度,并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。

8.4引气剂

引气剂除了能显着提高混凝土抗冻融循环和抗侵蚀环境的能力外,能显着降低新拌混凝土的泌水,提高混凝土的工作度,降低混凝土的弹性模量,优化混凝土体内微观结构,提高混凝土的抗冻性能。

9.结语

大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种:一是结构型裂缝,由外荷载引起的。二是材料型裂缝,主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。目前控制和解决的重点是温度应力引起的混凝土裂缝。

参考文献:

混凝土裂缝论文范文第5篇

关键词:桥梁施工混凝土裂缝原因措施

引言

随着我国桥梁技术的突飞猛进,大体积混凝土在桥梁结构中的应用也越来越广泛。混凝土是应用最广泛最重要的工程材料之一,具有取材广泛、价格低廉、抗压强度高、耐火性好、不易风化、养护费用低等优点,可以预计随着我国基础设施建设规模的迅猛发展,其应用领域还会进一步拓宽。在应用混凝土材料进行建筑结构、公路、桥梁及隧道等工程建设中,人们也发现,混凝土开裂是最常见的一种病害,并且已成为影响工程结构使用寿命的重要影响因素之一。在混凝土桥梁结构上产生的各种各样的裂缝,形成的原因也是千差万别,因此其危害性也会有显着的差异。

一、桥梁施工中混凝土裂缝概述

一般来讲,桥梁施工中混凝土裂缝可分为温度引起的裂缝、收缩引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、沉降引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝及施工裂缝等。①温度变化引起的裂缝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变化时.混凝土将发生变形,一旦变形受阻,则会在结构内产生拉应力.当拉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。②收缩引起的裂缝收缩裂缝是混凝土因收缩而发生的体积变化,它主要包括塑性收缩裂缝和干缩裂缝。塑性收缩裂缝主要发生在初凝开始,进行养护之前.此时水泥水化反应剧烈,会出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩。收缩时,表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约,使由软变硬中的塑态混凝土产生拉应力,从而形成微裂缝。而干缩裂缝则多发生在混凝土硬化前后.此时混凝土表层水分散发快,内部散发慢,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,当表面混凝土受到的拉应力超过其抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。③沉降引起的裂缝由于基础产生竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力。当其超过混凝土结构的抗拉强度时,结构开裂。④钢筋锈蚀引起的裂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而,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介人.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24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。⑤冻胀引起的裂缝混凝土构件是非匀质密实构件,其内部存在各种空隙,当处于吸水饱和状态的混凝土温度低于0℃时,内部水分冻结,体积膨胀9%,使混凝土因膨胀而产生拉应力导致裂缝出现。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0℃和混凝土吸水饱和,是发生冻胀破坏的必要条件。另外,当混凝土中骨料空隙多、吸水性强,骨料中含泥土等杂质过多;混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不足使混凝土早期受冻等,均可能导致混凝土冻胀裂缝。

二、裂缝控制措施分析

2.1加强温度控制,改善混凝土裂缝充分改良骨料的配置,适当增加添加剂,尽可能采用干硬性混凝土进行桥梁施工,这样可有效降低混凝土中的水泥成分。在混凝土的拌和过程中,在适当的时候将水洒在碎石上,达到冷却碎石的目的,从而降低了混凝土浇注时的温度。尤其在夏天的施工中,必须减少混凝土的浇注厚度,利用浇注层的面积,充分散热。适当条件下,可在混凝土内部敷设降温水管,达到全面降温混凝土的目的。对于施工工序的安排,必须时间合理。对于混凝土暴露面积,要适宜。对混凝土来说,其性能的好坏常常异常重要,选择高性能的混凝土,增加抗裂效果,避免表面干缩程度大的混凝土应用于桥梁施工中。塑性沉降裂缝在施工中常常见到,所以在施工中必须加强基础处理,合理对支架进行布置。就支架来说,必须用面积法测定表面受力,采取预压措施,来减低非弹性形变的产生。在混凝土中添加减水剂,这样的话能避免泌水,增加了混凝土保护层厚度,在桥梁施工中,有必要采取二次抹面。对于塑性收缩裂缝而言,其主要的防治方法是加强混凝土的早期养护,然后降低混凝土中水分增发的速度。此方法具体是用麻袋以及海绵等物质覆盖混凝土结构的表面,对混凝土进行浇水湿治。温度裂缝的防治措施,主要是加强注意施工中混凝土浇注时间以及速度,在浇注过程中控制温度。在夏季而言,混凝土骨料必须进行洒水,而在冬季施工中,混凝土表面采取保温措施。

2.2施工控制严格控制混凝土施工配合比,根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比,严格控制水灰比和水泥用量,要求监理严格监督控制。把好质量关,选择级配良好的石子,控制砂的粒径及含量,适当减少空隙率以减少混凝土收缩量,从而加强混凝土抗裂强度。养护实践证明,混凝土养护工作,是整个施工过程中非常重要环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝。更重要的是在高温下施工,应经常浇水养护,一来可减少温度产生的裂缝,二来可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。

2.3裂缝修补

2.3.1表面修补裂缝的修补方法通常是表面修补,其优势十分明显,常常处理表面裂缝以及深度裂缝,而且对于混凝土的结构承载力影响很小。表面修补法,作为裂缝修补的常用技术,一般来讲,其做法就是表面涂浆,即在混凝土裂缝的表面涂抹水泥浆,有些桥梁工程中采用环氧胶泥进行表面涂抹,并为了满足防腐需要,在裂缝涂浆后,采取刷漆措施。有些时候,表面修补完成后,往往由于应力的存在,使得混凝土裂缝继续开裂,此时可在裂缝的表面粘附玻璃纤维布,确保裂缝修补完整。

2.3.2灌浆法当裂缝对于桥梁结构有严重影响的时候,或者桥梁对防渗有着一定的要求时,表面修补已不能满足相关要求,必须采用灌浆法进行处理。所谓灌浆法,通常而言,是采用真空压力设备将浆质料压入裂缝中,浆质料随着时间的推移,会达到硬化,硬化后的浆质料与混凝土形成具有稳定结构的整体,避免的裂缝的存在,并具备一定的密封性能。浆质材料通常有很多种,在工程中一般采用水泥浆或者环氧聚合物,对于裂缝比较严重的,可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作为浆质料。

2.3.3嵌缝法嵌缝法是裂缝修补方法中非常有效的方法。所谓嵌缝法,即在混凝土的裂缝处开槽,在开好的槽内填充止水材料,这样既可对裂缝进行封堵,有利于裂缝外观的平整。

2.3.4结构加固法在很多桥梁工程中,有些裂缝的产生,会严重改变混凝土结构性能,对桥梁寿命以及使用性能产生严重影响。此时对于桥梁混凝土裂缝,必须采取结构加固法来进行混凝土加固。结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。:

三、结语

在桥梁施工中,混凝土裂缝是常见的问题,然而,裂缝的产生对桥梁寿命的影响是巨大的。必须在施工中,全面分析裂缝产生机理,控制施工温度,对于产生的裂缝必须采取积极有效的措施,这样才能确保桥梁质量。

参考文献:

[1]韩素芳,耿维恕.钢筋混凝土结构裂缝控制指南(第二版).[M].北京:化学工业出版社,2006.

混凝土裂缝论文范文第6篇

关键词:超长混凝土结构温度收缩裂缝后浇带设计措施

1前言

建筑工程中,混凝土结构的裂缝较为普遍,裂缝的类型也很多,但按成因基本可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。其中由混凝土收缩和温度变形引起的收缩裂缝和温度裂缝以及由这两种变形共同引起的温度收缩裂缝则是兰州地区实际工程中最常见的裂缝。随着建筑向大型化和多功能发展,超长(即超过温度伸缩缝间距)高层或大柱网建筑不断出现,混凝土强度等级的提高,施工中泵送混凝土工艺的应用,使超长混凝土结构易出现的温度收缩裂缝有逐渐增多的趋势。虽然这类裂缝属非结构性裂缝,一般不致影响构件承载力和结构安全,但却会影响结构的耐久性和整体性。同时也会给使用者感官和心理上造成不良影响。另外由于我国幅员辽阔,不同地区气候环境、温湿度差异很大,现行规范对防止和减轻温度收缩裂缝的设计措施制定的较为原则和局限。因此不少设计人员较重视强度设计,而不太认真考虑抗裂的构造措施。这样一旦出现裂缝不仅影响工程质量,同时在进入住房商品化,质量纠纷日趋增多的今天也不利于保护自己。

基于以上原因,笔者感到有必要结合兰州地区温差大,气候干燥这一地区特点,根据多年的工程设计实践和体会,对防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝的设计措施提出一些建议,供设计人员参考并能有所启发。

2温度收缩裂缝的基本特点

混凝土在结硬的过程中发生收缩,温度变化时会热胀冷缩,当这两种变形受到约束后,在结构内部就会产生收缩应力和温度应力,这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。超长混凝土结构中较多见的是在收缩应力和温度应力共同作用下所产生的温度收缩裂缝。要分析温度收缩裂缝的基本特点,首先应掌握收缩和温度变形的一些基本概念。

2.1收缩变形的特性及影响因素:

一般混凝土最终收缩应变约3~5×10-4,其特点是早期收缩快,半年可完成第一年收缩量的80~90%,一年后仍发展但已不明显。其影响因素主要有混凝土强度等级,水泥品种,水灰比,坍落度,养护(保温,保湿)和体表比。

2.2温度变形的特性及影响因素:

混凝土温度线胀系数一般为1.0×10-5/C°,其变形随温差而变化,一般发生在混凝土结硬一直到房屋使用期间。其影响因素有季节温差,内外温差和日照温差。

2.3温度收缩裂缝的基本特点:

⑴该裂缝由收缩和温度变形共同产生,其分布一般为收缩和温度两种裂缝的组合,随环境湿度和温度而变化,随时间而发展,裂缝的开裂和危害程度往往较单一的收缩或温度裂缝严重。

⑵根据具体工程裂缝出现的时间、发展与变化、以及分布、形状、尺寸等特征。一般可分为以收缩变形为主或以温度变形为主,实际工程中较常见的是以收缩变形为主的温度收缩裂缝,一般发生在混凝土浇筑后一年内,但多见半月至数月之内。

⑶主要影响的部位及构件是底层和顶部数层梁板构件以及基础梁、挑檐、栏板等外露构件。

⑷梁板裂缝呈现不同分布和特征,梁缝一般垂直于纵向,分布在两侧面,两头细、中间宽、枣核形。裂缝为表面,深进或贯通。单向板缝等间距平行于短边。双向板缝较重于单向板缝,两个方向板缝纵横交错,不规则,缝多为贯通,板面缝一般宽于板底缝。

3防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝的设计建议

3.1设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的措施

3.1.1有效设置后浇带

后浇带是列入高规中的一种目前设计人员常采用的方法,它利用了混凝土早期收缩量大的特性,其设计思路是“以放为主”。主要作用是释放早期混凝土收缩应力,减小以收缩为主的变形。高规虽然对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确要求,不少资料对此也有所介绍。但是结合多年来对兰州地区几个较大型超长工程的设计实践,深感对后浇带的做法必须予以重视。如设计施工处理不好,不仅起不到予期的效果,还会留下结构隐患。因此就后浇带的具体做法提出以下建议和看法:

⑴间距:高规规定为30m~40m。建议具体工程应结合建筑物长度、气候环境特点综合考虑,一般应控制在30m左右。

⑵位置:

①小跨梁开间或受力较小的部位,一般可在梁跨三分之一处。

②平面布置时要注意梁的布置宜平行于后浇带以免梁截断太多。

③视具体情况可沿平面曲折通过。

⑶宽度:高规规定800~1000mm。建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接要求。可允许大于1000mm。

⑷钢筋:目前对后浇带内梁纵向钢筋处理有两种做法。

第一种:梁板钢筋均断开后搭接(高规要求),但由于梁钢筋搭、焊接处理困难,质量不易保证,易给结构造成隐患。

第二种:板钢筋断开,梁钢筋直通不断。目前工程采用较多,但由于截断梁较多时,钢筋全部不断会约束混凝土收缩,达不到予期效果。

建议:梁上部钢筋,腰筋及板墙钢筋断后错开搭接或必要时先搭后补焊。梁下部钢筋不断,可适当加大配筋。这样即可大大减小梁钢筋全部不断对混凝土收缩形成的约束,又可避免梁钢筋全部断后造成的钢筋搭、焊接困难,这种处理方法笔者自93年以来已在一些工程中较好的进行了使用。

⑸浇筑时间:高规要求,宜在两个月后且浇筑时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度。由于混凝土早期收缩量大,相对一年的收缩量,半月约占30~40%;1个月约占45~55%;2个月约占65~75%;半年约占80~90%,故应按规范执行,一般应保证两个月后浇筑。

⑹后浇混凝土:采用无收缩或微膨胀混凝土,强度较主体混凝土提高C5级。

⑺设计时要特别交待以下请施工单位注意的问题:

①后浇带两侧宜设钢筋网片,防止主体混凝土流入后浇带。

②后浇带混凝土浇筑前应清理凿毛,浇筑时振捣密实,精心养护。

③后浇带两侧支撑保证稳定可靠,后浇带混凝土达设计强度时方可拆除。

3.1.2、针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的措施

⑴加强屋面保温隔热措施,采用高效保温材料,严格满足建筑节能设计标准。

⑵屋面板、外廊板,阳台板等外露室外现浇板(含施工期间主体暴露时间较长的室内现浇板)以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板,均应在板面(即板的受压区)配置不小于φ6@200双向钢筋网片,或支座钢筋隔一全跨贯通,但间距不宜大于200mm,每一方向配筋率不宜小于0.1%。以上板在有受力钢筋处,实配钢筋尚应考虑温度收缩应力影响予以适当增大。

⑶框架梁及所有现浇梁凡高度≥600者(外露梁高度≥500)均设置不小于2φ12腰筋。腰筋宜细而密,间距不应大于200mm,每侧腰筋配筋率不宜小于0.1%。

⑷檐口板,外露栏板应双面双向配筋,上下端头各配≥2φ10温度抵抗筋,并每隔15~20m设置一道20mm温度伸缩缝。

⑸控制现浇板混凝土强度等级不宜大于C35。

后浇带列入高层规程后已在大量工程中广泛使用。前已述及,其主要作用是减小混凝土早期以收缩为主的变形。因此,超长混凝土结构温度收缩裂缝的预防不能仅靠设置后浇带来解决,必须采取上述“放”“防”“抗”相结合的综合措施。笔者已在兰州和西非热带地区一些较大型的超长建筑中,根据具体工程各自的特点多次采用了上述综合措施。实践证明比较有效。故认为,防止和减轻兰州地区超长混凝土结构温度收缩裂缝目前仍然应首先或主要采用设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的综合措施。考虑目前混凝土温度收缩裂缝的趋于增多以及超长混凝土结构的抗震性能。建议采用上述综合措施,房屋总长宜控制在120m内。

3.2采用UEA补偿收缩混凝土

3.2.1方法提出:

由于后浇带延长工期,钢筋断后的搭、焊接和清理凿毛均给填缝施工带来一定麻烦,处理不好将留下隐患,因此中国建筑材料科学研究院游宝坤等人提出了采用UEA加强带取代后浇带连续浇筑超长建筑的无缝设计施工方法。

3.2.2设计思路:

“以抗为主”的设计原则,利用UEA补偿收缩混凝土在硬化过程产生的膨胀作用,在结构中产生少量预压应力用来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力,从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内。

3.2.3具体做法

所有楼板均掺10~12%UEA(膨胀率2~3×10-4)。但每间隔50m设置一条2m宽膨胀加强带,带内混凝土掺加14~15%UEA(膨胀率4~6×10-4),两侧设密孔钢丝网,防止混凝土流入加强带,可连续浇筑100~200m的超长建筑,具文献[4]介绍,该技术已在全国50多个重大工程中应用。

由于这种方法,规范未列入,施工要求严,气候环境影响大,潮湿地区膨胀可保持,干躁地区会存在问题。结合对福州机场航站楼采用UEA混凝土后实际效果的调研。建议兰州地区应慎重采用,若采用可做必要计算和实验,测得一些技术数据,最好在有条件保湿养护的地下结构中采用。也可考虑在建筑长度70m以下,设置后浇带后影响工期的工程上试用,但对梁板构件仍应针对性地采取3.1.2中介绍的一些必要的控制和抵抗温度收缩应力的设计措施。另外特别提请施工时要严格保湿养护。

3.3采用予应力混凝土结构

予应力混凝土可增强梁板刚度,梁板中所产生的预压应力可抵消由于混凝土温度变化和收缩产生的轴向拉应力,从而达到扩大温度伸缩缝间距不设后浇带的目的。经对珠海机场调研了解到:梁板在采用无粘结予应力混凝土后,平面尺寸84×48m,未设后浇带,使用良好。笔者认为,当为满足建筑层高要求而采用该技术时,可考虑在采用必要的控制和抵抗温度应力的具体措施后增大温度伸缩缝的间距,但应结合工程收集资料具体分析。

4结语

⑴温度收缩裂缝是兰州地区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。

⑵本文从设计角度上简析了混凝土收缩和温度变形的特性,影响因素以及温度收缩裂缝的成因和基本特点,以使设计人员建立最基本的概念来针对性地结合具体工程特点考虑防止和减轻温度收缩裂缝的具体措施。

混凝土裂缝论文范文第7篇

1.1收缩裂缝。

混凝土产生的收缩裂缝一般分布在混凝土平面部位,为平行线或者网状浅细裂缝(宽度0.05-0.20mm)。混凝土发生自身收缩也会造成裂缝的产生。而混凝土收缩的影响因素主要包括有水泥的用量、水用量等。当水和水泥的用量较高,那么混凝土的收缩量就越大。不同种类的水泥干缩与收缩程度不同,由于混凝土内外水分蒸发的不同,就会造成变形而产生裂缝。收缩缝还会影响混凝土的抗渗性、降低混凝土承载能力,造成钢筋锈蚀等。

1.2沉降裂缝。

公路工程建设中沉降裂缝产生有两种情况,一是混凝土浇筑完成后骨料与水泥发生自动下沉,或者还伴有泌水现象,进而使混凝土产生裂缝;二是混凝土浇筑完成后骨料与水泥下沉会受到钢筋等其他预埋件的阻碍,以及模板发生移动,进而使该处的混凝土产生拉应力与抗剪应力,导致混凝土产生裂缝。这种沉降裂缝通常发生在公路混凝土浇筑后1~3h内,属于硬化前裂缝。沉降裂缝产生的直接原因在于沉降,而沉降则通常是由施工场地土质不均、地基积土松软、进水、模板缺乏刚度造成支撑底部移动、支撑间距过大等因素造成的。如在冬季,模板支撑在冻土上,而冻土融化后也就会产生不均匀的沉降,使混凝土产生沉降裂缝。

1.3温度裂缝。

混凝土温度裂缝通常发生在较大面积的混凝土表面,或者混凝土结构中温差较大的部分。由于混凝土浇筑完成后,硬化过程中会产生大量的水化热,由于水化热不容易散发而凝集在混凝土内部造成内部温度快速上升,而混凝土表面散热却较快,因此较大温差的产生,使混凝土内外的热胀冷缩程度不一,导致混凝土表面产生拉应力,拉应力一旦超过混凝土抗拉极限,就会产生裂缝了。温度裂缝通常出现在公路工程建设混凝土施工的中后期。

1.4化学裂缝。

在公路金蛇混凝土施工过程中,当混凝土浇筑与振捣的质量不高,或者钢筋保护膜较薄,就会造成部分有害物质进入混凝土,并引发钢筋的锈蚀、膨胀,造成混凝土的胀裂,出现裂缝。这种裂缝通常沿着钢筋的位置出现,属于纵向裂缝。

2公路工程建设中混凝土施工裂缝的处理

2.1打好路基

公路的质量受到路基质量有着直接的关系,路基的强度、稳定程度直接影响着公路路面的平整与承受能力。因此,在路基的施工中,应考虑周围的环境(温度、湿度),做好排水工作。由于混凝土路面对地基的稳定性、均匀度有着很高的要求,所以基层需要用水泥进行稳定,对细料进行严格的控制,从而增加地基水稳性。做好地基的验收工作,为公路的后续施工奠定基础。

2.2对混凝土材料的质量进行有效的控制

为确保混凝土的质量与工程质量,必须做好混凝土材料的质量控制,禁止使用不合格材料。最好选用发热量少、收缩量小的普通硅酸盐水泥或者硅酸盐道路水泥;禁止混合使用不同厂家、批次、标号和种类的水泥;禁止使用安全性差、强度不够、有利氧化钙超标的水泥。选用合格且含泥沙量较少的材料,禁止堪忧机制含量超标的集料。严格根据配合比进行配料的拌制,水泥用量准确(误差<1%)。对集料的含水量进行及时的测定,并保证水灰比,控制用水量(误差<设计值的1%),同时可掺入适量(低于2%)外掺剂改善混凝土的和易性。

2.3对施工质量进行严格的控制,做好养护管理

在混凝土的拌和过程中,当集料的温度较高,需要及时进行降温,然后继续拌和。当选择洒水进行降温时,需要对混凝土的行水量进行有效的测定和控制,以确保混凝土的水灰比不便,同时在混凝土的施工中,施工人员应注意施工的操作,应尽量缩短混凝土的运输路程,减少凝土搅拌到成型的时间,防止混凝土过早凝聚而产生裂缝。在常温下应严格按照规定进行混凝土的浇水养护,而在高温与低温下则在浇水后进行适当的覆盖,防止暴晒与风吹。

2.4采用科学的压浆工艺,创新灌缝的管理

在裂缝出现后,应及时采取有效的方法进行处理。如对纵向裂缝处理可采用压浆处理,可使用普通硅酸盐水泥在1.5Mpa以上注浆压力下进行施工处理。而横向裂缝的处理可采用普通混凝土或者SBS改性混凝土,在150~160℃下现场加热并用专用容器灌注到混凝土裂缝中。

3结束语

混凝土裂缝论文范文第8篇

关键词:屋面裂缝事故处理

1工程概况

某幼儿园1995年8月开工,于1996年12月竣工交付使用,建筑面积1643m2,为一幢3层框架及部分砖混结构建筑。钢筋混凝土梁式桩基,三层局部楼面及屋面为井字梁结构。于1999年3月发现①~⑤轴、A~D轴间井字梁两侧屋面板底以下部位出现多道肉眼可见的垂直裂缝。在清除表面粉刷层后发现裂缝沿构件截面高度呈上宽下窄状,宽度约0.5~1mm,多为表面裂缝,基本未贯穿梁底,且大都分布在跨中区域,在LB梁上的分布多于LA1及LA2梁,同时井字梁的周边梁与其下砌体结构产生了明显的错位.

2裂缝原因分析

(1)该楼共设8个沉降观测点。根据基础沉降观测结果,由于为桩基础,沉降量均较小,最大沉降量10.4mm,最小沉降量9.3mm,最大差异沉降仅1.1mm,故可排除基础沉降量过大引起梁体裂缝的可能。

(2)对梁体进行回弹测得混凝土强度等级达到C20,符合原设计要求,故可排除梁身混凝土强度等级不足引起梁体开裂的可能。

(3)该井字梁结构系夏季施工,原定屋面做法为刚性防水层上用1∶10水泥珍珠岩找坡,再做架空层隔热,而后考虑铝白色SBS具有反光、防漏的双重作用,而改用铝白色塑膜面SBS防水卷材替代架空层。通过实地检查发现,该防水材料已老化变质,其上铝白色也已退尽。宁波地区冬季最低室外温度在-5℃左右,室内温度可达到10℃,夏季室外温度可达到38℃左右,在阳光直射处则可达到45℃以上,室内温度为30℃左右。该井字梁层面上虽做有珍珠岩找坡层,但厚度较薄,且其上SBS已失去原有的反光作用,故该层面保温性较差,梁体的室内外温差无论冬夏季至少在10℃以上。

3设计计算的复核

现以LB梁为例进行裂缝宽度复核。该构件的裂缝控制等级应为三级,最大裂缝允许宽度为0.3mm。复核工作分两部分进行。

(1)按受弯构件验算梁体裂缝宽度,其最不利情况应是荷载效应与温度效应产生的弯矩叠加。因该梁是夏季施工的,冬季则产生收缩变形,梁顶与梁底的温差使梁顶收缩大于梁底,因此,冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的,即冬季二者的影响是叠加的。

经计算得屋面综合荷载q=7.58kN/m2,区格的长a和宽b分别为3.4m和3m,则荷载效应产生的弯矩

Ml=0.34qa2b=0.34×7.58×3.42×3=4kN·m

而由构件上下表面温差产生的温度弯矩Mt:

Mt=EIαΔt/h=Ebh2αΔt/12=2.55×104×250×700×700×10^-5×10/12=26000000N·mm=26kN·m

其中E为C20混凝土弹性模量取2.55×104N/mm2;α为C20混凝土线膨胀系数,取1×10^-5,I为构件截面惯性矩,矩形时为bh^3/12,(b为构件宽250mm,h为构件高度700mm);Δt为构件上、下表面温差,取为10℃。

因而M=Ml+Mt=89.4+26=115.4kN·m

按《混凝土设计规范(GBJ10-89)》受弯构件公式算得最大裂缝宽度Wmax=0.215mm<0.3mm。

(2)按受拉构件验算梁体裂缝宽度。由于该梁为夏季施工,冬季则产生收缩变形,但受支座的约束,在混凝土内产生拉应力。如夏季施工时的温度为35℃,冬季按0℃计算,则冬夏温差将达35℃左右。如近似按轴心受拉构件验算,则可算得最大裂缝宽度Wmax=0.82mm>0.3mm。

由计算过程中得知,温度变形产生的伸缩应力很大(本例为781kN),虽然计算中已考虑了钢筋混凝土构件同砖混结构的协同变形因素,但由于两者的线膨胀系数不同,砖混部分还是对构件产生了较大的约束。

(3)很明显,本工程屋面井字梁侧面出现裂缝的主要原因是由于冬夏季温差引起的混凝土收缩变形以及冬季室内外温差所产生内力效应的影响叠加于荷载效应的综合作用结果。因该梁是在夏季施工的,而且保温隔热措施较差,在冬季的低温下,沿梁长方向产生收缩。当收缩变形受到支座的约束时,在梁体内产生了拉应力。由于混凝土的抗拉强度较低,当拉应力超过抗拉强度时,便产生裂缝。此外,设计中没有按构件由于温度收缩变形引起的拉应力进行抗拉强度验算,抗拉筋明显不足,也是导致井字梁构件裂缝的主要原因之一。由于LA1、LA2梁配筋大于LB梁,故裂缝在LB梁上分布较广。

4处理措施

该工程从竣工到发现裂缝已经过两年多时间,此后又经过近三个月的现场裂缝发展的观测,证实裂缝的开展已处于稳定状态。引起构件裂缝的主要因素——混凝土收缩变形由于各种井字梁及其支承系统的协调变形已趋稳定,同时按温度效应与荷载效应组合验算构件抗弯强度证明梁截面承载力能够满足使用要求,故工程上仅按温度裂缝的因素对构件作了如下处理。

(1)改善屋面保温性能。考虑到原有屋面防水材料SBS已老化变质,为防止屋面渗漏,揭去重做。同时重新在屋面上铺设了架空层,以降低梁体的冬夏季温差与室内外温差。

(2)鉴于构件裂缝宽度较小,故采用表面处理法施工。具体方法为:凿去裂缝两侧各宽5cm范围内的粉刷层,对裂缝处用水冲洗,然后刷掺有107胶的水泥浆,最后用1∶2水泥砂浆抹平凿出的凹槽。对井字梁边梁与支承墙体间的错位处,先贴上宽300mm的铅丝网,再用水泥砂浆进行重新粉刷。同时在构件修补后经过一年左右的跟踪观测,没有发现新裂缝产生,因此可以认定以上分析结果以及裂缝处理方法是正确的。

5结束语

对于象井字梁构件这类体量较大,相互之间约束又较多的混凝土构件,为防止产生温度裂缝可采取如下一些措施:

(1)选择适宜的季节浇注混凝土。因为混凝土的抗拉强度较低,为防止其收缩变形使梁体内产生拉应力,应尽量选择温度低的季节浇注。必须在热天浇筑时,可采用冰水或深井水拌制,或设置简易的遮阳装置,并对骨料进行喷水预冷却,以降低混凝土的搅拌和浇筑温度。

(2)选用水化热小和收缩小的水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥),选用级配良好的骨料,并严格控制砂、石子的含热量,尽量降低水灰比,合理使用减水剂,加强振捣,以减少水化热,提高混凝土的密实性和抗拉强度。

(3)做好保温隔热工作,尽量减少构件的冬夏季温差和室内外温差。