大体积混凝土裂缝浅析.
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大体积混凝土常见裂缝的分析混凝土作为一种广泛使用的建筑材料,常常会出现各种问题。
其中,裂缝问题是比较常见的。
在大体积混凝土工程中,常常会出现一些裂缝。
这些裂缝对混凝土的性能和质量产生一定的影响。
本文将对大体积混凝土常见裂缝进行分析。
一、表面干缩裂缝表面干缩裂缝是混凝土在自然干燥过程中产生的缩短而形成的。
过早拆模和不充分地养护可能会使缩短速率过快,从而加重了干缩裂缝的程度。
为了避免此类缺陷的出现,应当确保充分的养护时间,并在混凝土受力前恰当地拆模。
二、热裂缝当混凝土受到显著的温度变化时,常常会出现热裂缝。
这些裂缝可能会出现在大体积混凝土结构的边缘,基底和物体的主体部分。
高温天气下,混凝土表面的温度可能会达到50度以上,短暂的冷却降温可能会形成热裂缝。
因此,在施工过程中必须严格执行养护措施和防止外部温度对混凝土结构的影响。
三、收缩裂缝收缩裂缝是混凝土干燥收缩、水泥水化反应、预应力加荷释放等多种因素导致的。
在混凝土早期龄期,由于水泥水化反应强度的增长以及混凝土所受拉应变超过了一定值,混凝土可能会产生收缩裂缝。
此外,在混凝土长期使用过程中,由于力学情况和使用环境的变化,也可能会出现收缩裂缝。
因此,在混凝土设计过程中,应当考虑收缩裂缝的程度,预留足够的收缩裂缝宽度。
四、变形缝变形缝是为了控制混凝土受水泥水化反应等因素的影响而设置的。
如果混凝土凝固后的变形限制很小,那么混凝土中就会出现应力分布不均的现象,导致裂缝的产生。
因此,设计中通常会将变形缝预设在混凝土结构中的较弱部分,以达到控制应力分布的目的,防止裂缝的产生。
五、结构裂缝结构裂缝是由于混凝土结构发生变形超出了使用要求而导致的。
主要原因有混凝土的强度过低、支持不足、使用条件过于恶劣等。
此外,在混凝土结构的设计和施工过程中,出现错误也可能导致结构裂缝。
因此,在混凝土结构的设计和施工过程中,要注意对荷载、支护措施、材料性能、施工工艺等方面进行综合考虑,以保证混凝土结构的整体强度和稳定性,防止结构裂缝的产生。
大体积混凝土施工中的裂缝防治范文裂缝是大体积混凝土施工中常见的问题之一,严重影响结构的安全性和使用寿命。
为了有效防治裂缝,在施工过程中需要采取一系列的措施。
本文将分析裂缝的产生原因,介绍常见的裂缝防治措施,并提出一些改进方法,以期有效解决大体积混凝土施工中的裂缝问题。
一、裂缝产生原因1. 温度变化:混凝土的体积变化系数较大,在温度变化大的情况下会产生温度裂缝。
2. 干缩:混凝土养护期间由于水分的蒸发和收缩而引起干缩裂缝。
3. 内应力:混凝土内部的应力不均匀,会产生内应力裂缝。
4. 设计和施工缺陷:结构设计和施工质量不合格也会导致裂缝的产生。
二、常见的裂缝防治措施1. 控制温度变化:在混凝土施工过程中,应尽量控制温度变化,避免快速升温或降温。
可以采取覆盖物体、喷水等措施来控制混凝土温度。
2. 加强养护:混凝土在初凝期和养护期需要进行充分的湿养护,以减少干缩引起的裂缝。
可以采用覆盖保温、喷水养护等方法。
3. 合理设计:在结构设计中,应考虑混凝土的体积变化和应力分布,避免产生过大的内应力。
合理控制浇筑量、浇筑层次和结构形式等因素。
4. 施工质量控制:加强施工质量控制,确保混凝土的配合比、浇筑工艺、养护等符合标准要求。
同时,应定期检查施工过程中的缺陷,及时进行整改。
三、改进方法1. 使用控制裂缝剂:控制裂缝剂是一种特殊的添加剂,可以有效抑制混凝土裂缝的产生。
它可以减少混凝土的收缩率,提高其抗裂性能。
2. 采用预应力技术:预应力技术可以通过施加预应力,使混凝土内部产生压应力,从而有效减少裂缝的发生。
同时,预应力技术还可以提高结构的承载能力和抗震性能。
3. 使用高性能混凝土:高性能混凝土具有较低的收缩率和较高的抗裂性能,可以有效减少裂缝的产生。
其强度和耐久性也更高,能够提高结构的使用寿命。
4. 引入复合材料:在混凝土中添加适量的纤维材料,如玻璃纤维、碳纤维等,可以有效增加混凝土的韧性和抗裂性能,减少裂缝的产生。
分析大体积混凝土裂缝原因及温控措施1 沉缩裂缝混凝土沉缩裂缝在体积混凝土施工中也是非常多的。
主要原因是振捣不密实, 沉实不足, 或者骨料下沉, 表层浮浆过多, 且表面覆盖不及时, 受风吹日晒, 表面水份散失快, 产生干缩, 混凝土早期强度又低, 不能抵抗这种变形而导致开裂。
在施工中采用缓凝型泵送剂, 延缓混凝土的凝结硬化速度, 充分利用外加剂( 特别是缓凝剂) 的特性, 适时增加抹加次数, 消除表面裂缝( 特别是沉缩裂缝和初期温度裂缝) , 特别是初凝前的抹压。
2 温度裂缝(1) 原因: 一是由于温差较引起的, 混凝土结构在硬化期间水泥放出量水化热, 内部温度不断上升, 使混凝土表面和内部温差较, 混凝土内部膨胀高于外部, 此时混凝土表面将受到很的拉应力, 而混凝土的早期抗拉强度很低, 因而出现裂缝。
这种温差一般仅在表面处较, 离开表面就很快减弱, 因此裂缝只在接近表面的范围内发生, 表面层以下结构仍保持完整。
二是由结构温差较, 受到外界的约束引起的, 当体积混凝土浇筑在约束地基上时, 又没有采取特殊措施降低, 放松或取消约束, 或根本无法消除约束, 易发生深进, 直至贯穿的温度裂缝。
(2) 过程: 一般( 人为) 分为三个时期: 一是初期裂缝———就是在混凝土浇筑的升温期, 由于水化热使混凝土浇筑后2- 3 天温度急剧上升, 内热外冷引起“ 约束力”, 超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
二是中期裂缝———就是水化热降温期, 当水化热温升到达峰值后逐渐下降, 水化热散尽时结构物的温度接近环境温度, 此间结构物温度引起“ 外约束力”, 超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
三是后期裂缝, 当混凝土接近周围环境条件之后保持相对稳定, 而当环境条件下剧变时, 由于混凝土为不良导体,形成温度梯度, 当温度梯度较时, 混凝土产生裂缝。
3 控温措施和改善约束3.1 温控措施(1) 降低混凝土内部的水化热, 采用中低热的矿渣水泥, 控制水泥的使用温度, 添加一定量的优质粉煤灰, 以降低混凝土的水化热, 同时选用高效外加剂。
大体积混凝土的裂缝及控制措施浅析摘要:我公司主要从事道路桥梁的建设,混凝土工程尤其是大体积混凝土基础十分普遍,通过多年的现场观察,积累,查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土裂缝产生的原因,现场温度控制及预防裂缝的措施进行阐述。
关键词:混凝土温度应力裂缝控制混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料需要时加入外加剂和矿物掺和料,按适当比例配合经过均匀拌制,密实成型及养护硬化而成的人工石材。
在现代工程建设中,占有十分重要的地位,而混凝土的裂缝几乎无处不在,成为我们现场施工技术人员十分关注的一项内容。
1、裂缝产生原因混凝土结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝,微观裂缝肉眼看不见,主要有三种:一、骨料与水泥石结合面上的裂缝,称粘着裂缝;二、是水泥石中自身裂缝;三、骨料本身裂缝。
微观裂缝是不规则的,不贯通的。
宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的。
因此混凝土结构中裂缝是绝对存在的。
本文主要是指宏观裂缝。
混凝土结构物的宏观裂缝产生原因主要有三种:一、是由外荷载引起的,发生最为普遍。
即按常规计算的主要应力引起的。
二、结构次应力引起的裂缝是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的。
三、是变形应力引起的裂缝由温度、收缩膨胀、不均匀沉降等引起结构变形。
当变形受到约束时便产生应力。
当此应力超过混凝土的抗拉强度时就产生裂缝。
工程中的大体积混凝土结构所承受的变形主要是因温差和收缩而产生的。
因此控制温度应力是防止出现裂缝的重中之重。
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老混凝土上的约束,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,当这些拉应力超过混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝,这些往往都是表面裂缝。
许多混凝土的内部温度变化很小或很慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,如养护不同,时干时湿,表面干缩形变,受到内部混凝土的约束等往往导致裂缝。
大体积混凝土水化热导致的裂缝的位置1. 概述大体积混凝土在施工过程中由于水化反应产生的热量会导致温度升高,从而引起体积膨胀。
这种水化热引起的体积变化可能会导致混凝土裂缝的产生。
混凝土裂缝对于工程结构的耐久性和安全性有着重要的影响。
研究大体积混凝土水化热导致的裂缝的位置对于工程建设具有重要意义。
2. 水化热引起的体积变化水泥在水化反应中释放出大量的热量,这种热量会导致混凝土温度升高。
由于混凝土是一种多孔材料,当温度升高时,其中的水分会发生蒸发,从而导致体积膨胀。
这种水化热引起的体积变化是混凝土裂缝产生的根本原因。
3. 水化热导致的裂缝3.1 温度梯度引起的裂缝在水化热引起的混凝土温度升高过程中,由于混凝土各部位的散热速度不同,温度梯度产生。
这种温度梯度会导致混凝土的内部受到拉应力和压应力的影响,从而引起裂缝的产生。
在高温区域,由于体积的膨胀会加剧混凝土的内部应力,导致裂缝的产生。
3.2 结构约束引起的裂缝大体积混凝土在施工过程中往往受到结构约束,包括模板、钢筋等,这些结构约束对于混凝土水化热引起的体积变化起着一定的限制作用。
当混凝土产生膨胀时,由于受到结构约束的影响,易引起混凝土内部压力的不均衡,导致混凝土产生裂缝。
3.3 存在疏松部位引起的裂缝混凝土是一种多孔材料,其中存在着一些疏松部位,如气孔、裂缝等。
在水化热引起的体积变化过程中,这些疏松部位会成为混凝土裂缝的起始点,从而加剧裂缝的产生。
4. 针对大体积混凝土水化热导致的裂缝的预防措施4.1 控制混凝土的水灰比通过合理控制混凝土的水灰比,可以降低水化热引起的温度升高,从而减少裂缝的产生。
4.2 合理设置降温措施在混凝土施工过程中,可以采取降温措施,如喷水降温、覆盖遮阳网等,来降低混凝土的温度,防止裂缝的产生。
4.3 设计合理的混凝土结构在混凝土结构设计中,应考虑水化热引起的温度升高对于结构的影响,合理设计混凝土结构,减少结构约束,改善混凝土的受力性能,从而减少裂缝的产生。
网络教育学院专科生毕业大作业题目:大体积混凝土裂缝浅析学习中心:福建邵武奥鹏学习中心[7]B层次:高中起点专科专业:建筑工程管理年级:2010 年秋季学号: 201011852570 学生:邰罗红指导教师:高军程完成日期: 2010 年 8 月 11 日内容摘要控制和预防大体积混凝土裂缝,是一项系统工程,牵涉到设计、原材料的选择、施工工艺、养护等以及其他一些不确定的因素。
任何一个环节出现了问题,都会导致混凝土的开裂。
虽然大体积混凝土裂缝产生的原因很多,但只要严格按规范规定施工,认真积极的探索裂缝产生的原因,及早采取相应的预防措施,就能有效地控制大体积混凝土结构的裂缝。
关键词: 混凝土裂缝原因措施目录内容摘要 (2)引言 (4)一、混凝土裂缝分类及裂缝出现收集的资料 (4)1.1 有害裂缝的基本概念 (4)1.2无害裂缝的基本概念 (5)1.3混凝土裂缝治理应收集的资料 (5)1.4 混凝土裂缝调查资料 (5)1.5 裂缝评价 (5)二、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析 (6)2.1 收缩裂缝 (6)2.2温差裂缝 (7)2.3安定性裂缝 (7)三、裂缝的防治措施 (7)3.1设计措施 (7)3.2 原材料控制措施 (8)3.3 施工方法控制措施 (9)3.4温度控制措施 (9)四、大体积混凝土施工技术措施...........................................................,, (9)五、结束语..........................................................................................., (11)参考文献 (12)引言本文结合工程实例分析了大体积混凝土裂缝产生的原因、机理,并针对产生裂缝的原因提出了一套减少裂缝的有效措施,具有一定的实际意义。
大体积混凝土裂缝浅析混凝土是一种多孔胶凝人造石材,属刚性体,主要特点抗压强度高、抗拉强度低、延伸率微小、易产生收缩裂缝。
混凝土工程裂缝最常见出现问题是由于收缩变形受到约束引发的收缩裂缝和由外部荷载作用引发荷载(受力)裂缝。
混凝土的裂缝出现是很难避免的,但是能预防和治理的。
出现裂缝后治理裂缝是本次需要解决的问题。
一、混凝土裂缝分类及裂缝出现收集的资料根据地下工程和防水混凝土的防水要求,对混凝土裂缝而言,可分为有害裂缝和无害裂缝。
混凝土的裂缝产生主要是限制条件变形作用引起的,变形作用包括温度变形(水化热、气温、生产热、太阳热)、温度变形(自生收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等)。
1、有害裂缝的基本概念(1)混凝土结构产生的裂缝对耐久性受到影响;(2)裂缝有渗漏水;(3)裂缝贯穿结构层;(4)混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水;(5)裂缝的深度与构造钢筋相连,形成钢筋串水;(6)裂缝的宽度大于0.2mm,且不能自愈;(7)裂缝密度呈网状;(8)裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。
混凝土制作应有预防措施,防止产生有害裂缝的出现。
出现有害裂缝后,应认真进行治理,清除有害裂缝,保证混凝土结构的安全性、稳定性、耐久性和无渗漏水。
2、无害裂缝的基本概念(1)裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影响;(2)裂缝无渗漏水,且不贯通;(3)裂缝宽度小于0.2mm,且不渗漏水;(4)裂缝可自愈。
3、混凝土裂缝治理应收集的资料(1)混凝土材料资料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外掺料(粉煤灰和外加剂);(2)混凝土施工资料:施工时环境条件、气象条件、气温条件、浇注混凝土顺序,商品混凝土质量,坍落度损失,降低水化热措施、拆模时间,拆模时间,拆模顺序,混凝土的养护措施;(3)温度控制资料:入模温度(入模温度=原材料温度+混凝土搅拌时的温升+混凝土运输中的温度)、混凝土水化热最高内温、混凝土内温与表温差,混凝土温降梯度;(4)结构设计资料:控制混凝土开裂的具体措施,附加防水层设置,施工缝、变形缝、后浇带等的设置、配筋方式等。
4、混凝土裂缝调查资料(1)裂缝出现的部位(拱、墙、底)裂缝的方向(垂直、斜交、水平),裂缝的宽度、深度、长度和延伸方向;(2)裂缝开裂时间,有无发展;(3)裂缝渗漏水现状(雨季和旱季)。
5、裂缝评价(1)裂缝的定性,应从裂缝对结构的危害程度,安全度、渗漏水情况确定;(2)裂缝有无扩展的可能性,自愈的可能性;(3)裂缝的分类及标准。
影响各类结构大体积混凝土产生裂缝的主要因素有几种: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。
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。
主要机理是混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
另外,在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩。
表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
研究各种裂缝产生机理以及如何控制裂缝的形成是大体积混凝土的特点是结构厚、体积大、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。
二、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝、碳化收缩裂缝等。
1.收缩裂缝混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩,对于大体积混凝土,这种收缩更加明显。
如果混凝土的收缩受到外界的约束,就会在混凝土体内产生相应的收缩应力,当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝。
影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。
混凝土中的用水量和水泥用量越高,混凝土收缩就越大。
水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响,一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。
自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。
自身收缩与干缩一样,是由于水的迁移而引起的。
但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面,产生所谓的自干燥作用,导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。
水灰比对自身收缩影响较大,一般来说,当水灰比大于0.5时,其自干燥作用和自身收缩与干缩相比小得可以忽略不计;但是当水灰比小于0.35时,体内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则几乎各占一半。
自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。
因此在模板拆除之前,混凝土的自身收缩大部分甚至全部已经完成。
在大体积混凝土里,即使水灰比并不低,自身收缩量值也不大,但是它与温度收缩叠加到一起,就要使应力增大,所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。
但是,许多断面尺寸虽不很大,且水灰比也不算小的混凝土,也必须考虑水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度减少开裂影响,也需要考虑将温度收缩和自身收缩叠加的影响。
塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。
在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下,混凝土的泌水明显减少,表面蒸发的水分不能及时得到补充,这时混凝土尚处于塑性状态,稍微受到一点拉力,混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。
出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加快,于是裂缝迅速扩展。
所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。
2.温差裂缝混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。
温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。
特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
温差的产生主要有三种情况:第一种是在混凝土浇筑初期,这一阶段产生大量的水化热,形成内外温差并导致混凝土开裂,这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。
另一种是在拆模前后,这时混凝土表面温度下降很快,从而导致裂缝产生。
第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,它们与最高温度的差值即内部温差。
这三种温差都会产生裂缝,但最严重的是水化热引起的内外温差。
3.安定性裂缝安定性裂缝表现为龟裂,主要是由于水泥安定性不合格而引起。
三、裂缝的防治措施1.设计措施(1)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“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”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。
(2)增配构造筋,提高抗裂性能。
应采用小直径、小间距的配筋方式,全截面的配筋率应在0.3~0.5%之间。
(3)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。
(4)在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限抗拉强度。
(5)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.原材料控制措施(1)尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥),或利用混凝土的后期强度(90 d~180d) 以降低水泥用量,减少水化热(因为每加减10 kg水泥,温度会相应增减1 ℃,水化热与水泥用量成正比) 。
在条件许可的情况下,应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。
因为这种水泥在水化膨胀期(1~5 d)可产生一定的预压应力,而在水化后期预压应力可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。
(2)适当搀加粉煤灰。
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,抑制碱骨料反应,减少新拌混凝土的泌水等。
(3)选择级配良好的骨料。
骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%~83%,因此在选择骨料时,应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。
一般来说,可以选用粒径4 mm~40mm 的粗骨料,尽量采用中砂,严格控制砂、石子的含泥量(石子在1 %以内,砂在2 %以内) 。
控制水灰比在0.6 以下。
还可以在混凝土中掺缓凝剂,减缓浇筑速度,以利于散热。
另外还可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150mm~300mm的大块石。
掺加大块石不仅减少了混凝土总用量,降低了水化热,而且石块本身也吸收了热量,使水化热能进一步降低,对控制裂缝有一定好处。
(4)适当选用高效减水剂和引气剂,这对减少大体积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、耐久性等性能起着极为重要的作用。