超长结构裂缝的成因及控制
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超长混凝土结构裂缝分析及控制摘要:当前,混凝土产生裂缝的原因很多,在实际施工中应该根据工程的不同特点、不同条件,在施工前、施工中和施工后,采取相应的预控措施,妥善处理温差的变化,正确合理地减少或消除温度变化引起的应力,把混凝土裂缝开展控制到最小程度,或者不出现裂缝。
本文结合实例,分析其产生原因,并从结构设计方面采取措施,控制裂缝产生。
关键词:混凝土;裂缝原因;抗与放;裂缝控制一、建筑结构裂缝类型(一)结构裂缝在对建筑楼板进行设计的时候,不仅仅需要对建筑物的整体结构进行全面考虑,还要保证在施工过程中使用的建筑材料质量能够符合社会发展需求。
对于这一点,在我国建筑结构设计中,现浇楼板的承受能力也通过一定技术手段促使其能够全面满足整个建筑工程的施工要求。
但是在对现在采取的楼板进行多孔改造的过程中,就会使得整个建筑物的承重能力发生降低,对建筑物自身质量也产生非常严重的影响。
另外在建筑墙面发生承载力降低的现象,还会影响整个建筑墙面的刚度,这就导致建筑物墙面出现裂缝的现象。
对建筑物墙面发生裂缝的现象进行深入研究,了解到建筑物墙面承载力较为集中的地方发生裂缝的现象较多,因此,这就需要采取有效的技术方法对建筑墙面承载力较为集中的地方进行有效改造,减少其发生裂缝的现象。
(二)应力裂缝总的来说当建筑物发生应力裂缝的情况时,在很大程度上是因为建筑物自身结构发生收缩导致的,这种收缩现象涵盖的范围也非常广泛,主要包括建筑结构自身收缩和因为天气干燥引起的收缩现象。
所谓的干燥收缩主要是因为建筑物在长时间使用的过程中,其中混凝土发生硬化导致的,究其硬化的根本原因主要是因为混凝土内部水分降低导致的,这种现象不仅仅会导致建筑结构发生收缩,还会导致结构周围的支座受到控制,对建筑结构的延展也产生一定阻碍。
另外如果混凝土自身硬化程度超过混凝土结构抗裂承受能力的时候,就会导致混凝土发生裂缝现象。
在进行建筑工程的时候进行混凝土制造还需要按照规定的要求进行,这样对保证混凝土的使用寿命起到不可忽视的作用。
超长混凝土结构设计与裂缝控制探讨引言实际工程中,特别是大型公共建筑,由于建筑功能、建筑防水以及外观造型的需求,往往要求建筑平面采用无缝设计,造成建筑平面长度较长,远远大于结构设计规范要求的伸缩缝最大间距,对混凝土结构的裂缝控制提出了更高的要求。
根据混凝土结构裂缝控制的理论依据以及工程实践,采取对应的设计及施工措施,可以有效的控制超长混凝土结构裂缝的开展。
1超长混凝土结构裂缝成因超长混凝土结构具体结构长度大,混凝土强度高、荷载差异性大、应力分布复杂,容易受地基变形、温度作用、外部荷载等影响产生各类裂缝。
超长混凝土结构产生的裂缝包括微观裂缝和宏观裂缝。
微观裂缝宽度小,分布无规律且不贯通,由混凝土材料特性决定,对混凝土结构强度及耐久性影响小;宏观裂缝宽度较大,一般大于0.05mm,由外力荷载、次应力、基础变形、温差变化等原因产生。
超长混凝土结构在工程实践中的裂缝产生原因包括以下几个方面:1.1混凝土收缩引起的裂缝混凝土的收缩裂缝产生于混凝土硬化干缩阶段,混凝土的收缩变形受制于各类构件及钢筋约束,混凝土因收缩受制于约束而产生拉应力或拉应变,当此拉应力大于混凝土的抗拉强度,或拉应变超过混凝土的极限拉应变时,混凝土结构将开裂以释放部分约束。
混凝土收缩裂缝属于混凝土混合材料的固有特性,其影响的因素较多,包括水泥品种及混凝土配合比、混凝土施工质量,养护环境及方法、混凝土添加剂以及结构长度等。
1.2混凝土构件受荷裂缝混凝土构件在承受外力荷载以及次应力作用时,产生一定的变形,当拉应变大于混凝土的极限拉应变时,混凝土表面产生一定的受荷裂缝。
根据工程经验,裂缝宽度控制在一定范围(0.1~0.3mm),混凝土构件的承载力及耐久性可以满足使用需求。
混凝土构件受荷裂缝的影响因素包括以下方面:构件受力特征及配筋率、荷载类型、钢筋类型及应力、钢筋直径及保护层厚度等。
1.3温度作用产生的裂缝混凝土构件受降温影响时,会导致混凝土构件温度下降而产生收缩,当混凝土构件收到其他构件及钢筋约束变形时,混凝土便产生温度作用拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时,产生温度裂缝。
超长结构裂缝的成因及控制摘要:混凝土有裂缝是绝对的,无裂缝是相对的。
本文针对超长结构裂缝的成因进行分析,并提出控制混凝土强度等级、控制水泥的水化热、掺加粉煤灰、采用膨胀剂等措施来控制裂缝的产生。
关键词:超长结构;裂缝;成因;控制超长结构是指结构单元长度超过了《混凝土结构设计规范》所规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的结构。
随着我国建设事业的发展,建筑物使用功能的需要,钢筋混凝土房屋超长结构越来越多,如:北京首都国际机场,南北长747.5m,东西翼宽342.9m;北京西客站,主楼336m×102m,东西配楼179m×104m;北京八一大楼,地下东西长236.6m,地上主楼东西长156m;福州长乐国际机场航站楼,地下室为348m×36m;深圳彩虹城大厦,地下2层地上4层南北长158.6m,东西宽29.6m等等。
超长结构建筑的增加及其建筑等级的重要性,以及过宽的裂缝会引起混凝土中钢筋的锈蚀,降低结构的耐久性,并且过宽的裂缝也会损伤结构外观,引起使用者的不安,因此,我们必须对超长结构在施工期间及投入使用后如何减少或控制裂缝进行研究。
1、裂缝的成因混凝土有裂缝是绝对的,无裂缝是相对的。
许多混凝土结构,在施工过程和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝,这是一个相当普遍的现象。
近代科学关于混凝土强度的研究以及大量工程实践所提供的经验都表明,结构物的裂缝是不可避免的。
引起裂缝的原因很多,但可归结为两大类:第一类,由外荷载引起的裂缝,也称为结构性裂缝、受力裂缝:其裂缝与荷载有关,预示结构承载力可能不足或存在严重问题;第二类,由变形引起的裂缝,也称非结构性裂缝,如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的变形,当次变形得不到满足,在结构构件内部产生自应力,当此自应力超过混凝土允许拉应力时,即会引起混凝土裂缝,裂缝一旦出现,变形得到满足或部分得到满足,应力就发生松弛。
两类裂缝有明显的区别,危害程度也不尽相同,有时两类裂缝融合在一起。
地下超长大体积砼结构变形裂缝控制近年来,工程建设规模迅猛发展,结构形式日趋大型化。
地下超长大体积砼结构形式出现频率越来越高,其裂缝控制问题是普遍性的技术难题。
一. 超长大体积混凝土构概念所谓大体积混凝土结构,就是容易由温度收缩应力引起裂缝的混凝土结构,就几何尺寸而言,厚度应大于1.5米。
其他厚度在20cm~100cm之间的结构,如水池、地下隧道、通廊、各种立墙及筏式基础等,严格来说,仅按几何尺寸不能算作大体积混凝土,但从温度收缩裂缝控制角度仍然称为大体积混凝土。
所谓超长混凝土结构,就是伸缩缝间距大于砼规范规定的伸缩缝最大间距的结构。
地下超长大体积混凝土构筑物,凡能满足工艺和构造要求,一般都能满足强度要求,关键问题是控制变形裂缝。
二. 混凝土裂缝产生的原因裂缝是固体材料中的某种不连续现象,属于结构材料强度理论范畴。
混凝土变形受到约束,在其内部产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时便引起开裂。
混凝土裂缝的成因分为两大类:由荷载引起的荷载裂缝和由变形变化引起的变形裂缝。
国内外的调查资料显示,混凝土中80%的裂缝是变形裂缝,所以变形裂缝的控制应引起工程技术人员的高度重视。
下面仅探讨变形裂缝问题。
引起混凝土变形的因素有温度、湿度和地基变形。
温度包括:水化热、气温、生产热、太阳辐射等,受冷收缩以及温度不均匀产生温差拉应力使混凝土产生温度变形裂缝。
湿度的变化产生湿度变形包括:硬化收缩、干缩、炭化收缩、塑性收缩。
混凝土在硬化过程中,水与水泥发生化学反应引起收缩称为硬化收缩。
这种收缩有正有负,普通硅酸盐水泥混凝土为正,即缩小变形,而矿渣硅酸盐水泥混凝土为负,即膨胀变形。
混凝土膨胀剂就是利用材料膨胀变形的特性;混凝土浇注后4~15小时,水泥水化反应剧烈,出现泌水和水分急剧蒸发现象,引起失水收缩变形,同时骨料与胶合料间也产生不均匀的沉缩变形,由于这些变形都发生在混凝土终凝之前,故称塑性收缩。
塑性收缩的量级很大,可达1%;大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩叫炭化收缩。
建筑结构裂缝产生的原因及防治一、原因分析1.设计不合理:部分建筑物在设计阶段,由于结构计算和力学分析不准确,或者在设计过程中考虑不周全,使得结构不够稳定和牢固,从而裂缝产生。
2.施工质量问题:建筑施工过程中,施工单位的技术水平和质量控制存在问题,如搅拌比例不准确、混凝土浇筑不均匀、预应力拉力不合理等,这些问题都有可能导致裂缝的产生。
3.使用环境:建筑物的使用环境也会对结构产生影响,如地震、台风、洪水等自然灾害,以及地基沉降、地下水位变化等地理条件改变,都可能引发或加剧裂缝的产生。
4.力学负荷:建筑物承受的力学负荷也是裂缝产生的原因之一、长期受力或者超载会使得结构变形,进而形成裂缝。
二、防治措施1.加强设计阶段的质量控制:在建筑物设计阶段,应进行全面的结构计算和力学分析,确保结构设计合理、稳定,尽可能减少变形和承载问题,以防止裂缝的产生。
2.提高施工质量:在建筑施工过程中,施工单位应严格按照设计要求进行施工,尤其是混凝土的浇筑和搅拌工作,应确保搅拌比例准确,浇筑均匀,以避免裂缝产生。
3.加强监测和维护:对于已经建造好的建筑物,应进行定期的监测和维护工作,及时发现裂缝和变形等问题,并采取措施进行修复和改造以防止裂缝扩大。
4.选择适当的材料和技术:在建筑物的设计和施工中,应选择高质量的建筑材料,以及先进的施工工艺和技术,使得建筑物能够承受各种力学负荷,减少结构的变形和裂缝的产生。
5.改善环境条件:针对一些特殊的使用环境,如地震带、洪水区等,需要在设计和施工中充分考虑,采取适当的措施,使建筑物能够安全、稳定地承受这些环境负荷。
总结起来,建筑结构裂缝的产生原因多种多样,需要综合考虑设计、施工、环境和力学负荷等多个方面的因素。
为了确保建筑物的稳定和安全,应在设计和施工过程中加强质量控制和使用科学的技术手段,定期进行监测和维护工作,及时发现和解决裂缝问题,以防止裂缝扩大和发展。
超长钢筋混凝土结构施工裂缝控制技术分析摘要:近年来,各种平面尺寸超长、超大的大型公共建筑、厂房结构、商业中心等迅速涌现,超长混凝土结构的数量越来越多。
在超长混凝土结构中,混凝土收缩及温度变形由于受到约束产生的间接应力常常引起结构大面积的开裂,业主及建筑师一般要求结构不设置伸缩缝,超长混凝土结构必须通过采取合理的技术和施工措施以达到裂缝控制的目的。
对超长、大体积混凝土结构的裂缝问题,应作为一个非常值得讨论和研究的课题加以重视,以确保结构的安全性。
关键词:超长结构无缝施工裂缝控制技术一、目前混凝土工程裂缝规律简介混凝土工程产生裂缝的条件与特点介绍:1、墙体、梁板结构裂缝较多,有些工程墙体裂缝达到每隔3~5m就有一道竖向裂缝。
见示意图2。
2、混凝土强度等级越高,混凝土裂缝越多。
3、地上楼板混凝土构件裂缝也比较常见,呈不规则状(见图3)。
4、结构突变处裂缝较多,如楼梯口、门窗、预留洞等(见图4)。
5、时间性:裂缝出现大大提前,严重时,拆模时就已产生裂缝。
目前混凝土开裂多发在早期(施工阶段),一般3~10天,混凝土就产生了大量的裂缝。
混凝土后期裂缝原因复杂,在此不一一阐述。
以上所述的裂缝规律并不是因为结构超长引起的,即使结构不超长(已经留置后浇带),上述的裂缝照样经常出现。
这些裂缝宽度一般不会超过0.3mm,可以说不影响结构的安全性,但对工程的耐久性和防水性会带来一些影响。
超长裂缝结构产生的原因及分类混凝土裂缝产生的原因是多方面的,情况较为复杂,综合原因很多。
工程实践证明,裂缝形成的原因主要有三个方面:变形、荷载及不均匀沉降。
一般由温差、收缩、不均匀沉降等引起的变形形成的裂缝占80%,荷载造成的占20%。
而对于超长结构、大体积混凝土产生的裂缝主要有以下两种。
1、温度差异造成混凝土裂缝产生:对于较大体积混凝土浇筑工程,在混凝土浇筑硬化的早期,由于水泥的水化能够发出大量的热量,导致混凝土内部温度升高过快,同时混凝土表层的温度由于受到空气的温度影响,气温很低,因此就产生了内部与外部相差很大的温差,从而使混凝土内部发生压力,混凝土表明产生拉力,当这些力度大于混凝土自身的抗拉强度后,混凝土的表面就会发生裂纹,所以大体积混凝土在施工过程中,一定要注意温度的作用。
混凝土超长结构墙体裂缝产生的原因及控制方法摘要:现代社会发展趋势下,大型、超高、大跨度、超长结构不断涌现,以满足现代化建筑发展的脚步。
超大型的建筑物必有超大的混凝土结构支撑,这类结构通常伴随着大体积混凝土的作业。
大型混凝土构件施工过程会存在部分质量通病,这些质量问题产生与否,很大程度上取决于一线作业人员的施工水平和施工工艺,结构裂缝便是混凝土质量通病中,最受关注的一项。
建筑结构不仅影响建筑整体美观,更是会对建筑的稳定性及结构强度造成影响,建筑结构裂缝便成为了混凝土研究的重点。
据此,本文针对超长结构墙体裂缝的形成因素及控制方法进行讨论,旨在为避免建筑结构产生裂缝提供帮助。
关键字:混凝土超长结构墙体;裂缝成因,规避措施引言为了提升混凝土成品的效果,确保建筑工程的安全性与稳定性,特别需要重视施工细节,和多数建材施工一样,“三分靠材料、七分靠手艺”。
形成超长混凝土结构裂缝的因素有很多,施工中要根据工程实际情况,从材料、环境、技术等方面,进行综合分析,确保施工中每一个环节都符合规范要求。
施工中,如果发现已完工作面存在裂缝,就要及时找出和剖析问题,并提出科学的处理措施,后续施工持续改进,才可以提混凝土的质量,保证施工效果,文中将对混凝土墙体裂缝问题进行讨论。
1超长结构墙体特点阐述超长混凝土结构是伸缩缝间距超过规范规定的最大间距的钢筋混凝土结构,或伸缩缝间距虽然未超过规范限值,但结构温差变化较大、混凝土收缩较大、结构竖向抗侧构件对楼屋盖约束较大的钢筋混凝土结构。
混凝土超长结构施工过程中,墙体出现裂缝的情况远多于梁、板、柱。
混凝土超长结构墙体一般具有以下特点:①混凝土超长结构墙体,多存在于地下室外墙位置,墙体的结构强度和抗渗等级要求相对较高,墙体构件的垂直截面积和尺寸较大,自身净重量大;②因混凝土墙体为竖向结构,墙体的钢筋绑扎及模板支设比较困难,加之墙体工作面较大,操作工艺更加复杂;③墙体的长度较长,抗拉、抗压、抗弯曲和抗冲击的强度都较低,而墙体混凝土水泥用量较大具有干缩性,因此墙体的抗拉性能更易受到影响。
工民建结构裂缝成因与控制措施结构裂缝是建筑工程中常见的问题,其产生与多种因素有关。
本文将从结构裂缝的成因和控制措施两个方面进行阐述。
一、结构裂缝的成因1. 设计原因:结构设计不合理或不符合规范要求可能导致结构裂缝的产生。
例如在结构设计中未考虑到自然灾害如地震或风压的影响,未进行足够的荷载计算等。
2. 施工原因:施工过程中的质量问题会影响结构的稳定性和坚固性,从而引起裂缝。
如混凝土浇筑过程中出现质量问题,钢筋连接不牢固,模板支撑不稳等。
3. 材料原因:使用低质量的建筑材料或未经严格测试的材料会导致结构的不稳定和裂缝的产生。
例如混凝土强度不达标,钢筋质量差等。
4. 环境原因:自然环境的因素也可能引起结构裂缝,如地基沉降、土壤膨胀、地震等。
5. 使用原因:建筑物长时间使用或使用方式不当也可能会引起结构裂缝的产生,如大型机械设备的振动对结构的影响,非结构性裂缝等。
1. 加强结构设计:从设计阶段加强结构的抗震性能和稳定性,充分考虑结构在受到各种自然灾害时的影响,提高结构的整体稳定性。
2. 加强施工质量管理:在施工过程中,要确保材料的质量,严格控制施工质量,保证混凝土的强度和密实性,钢筋的连接牢固等。
3. 选择高质量材料:在建筑材料的选择上要严格按照相关规范要求,使用经过严格测试和认证的建筑材料,确保材料的质量和可靠性。
4. 加强环境监测:对建筑物所处的地基环境进行监测,了解土壤的状况,预防地基沉降、土壤膨胀等现象对结构的影响。
5. 合理使用:对建筑物的使用方式做出合理规划,避免一些大型机械设备对结构的不利影响,对结构的使用和维护要求做到位。
6. 定期检查与维护:对建筑物进行定期的检查和维护,发现结构问题及时处理,修复裂缝,加固结构。
结构裂缝的产生与多种因素有关,需要在结构设计、施工、材料选择、环境监测、使用和维护等方面多方面下功夫,才能够有效地控制结构裂缝的产生。
希望本文能够对读者有所帮助,让大家更好地了解结构裂缝的成因和控制措施。
地下室超长墙板裂缝成因及控制摘要:根据混凝土结构设计规范GB50010-2010第8.1.1条,现浇式地下室墙板仅30米需设置伸缩缝,当存在可靠的技术措施时可适当放大伸缩缝间距。
在一些大型工程条件下,对超长结构混凝土的需求远超30米,若处理措施存在缺陷,势必对建筑工程的耐久造成一定影响。
在各类大型场馆和生产设施的需求下,在追求建筑工程力与美的要求下,在保证建筑地下结构功能性前提下,地下室外墙必须严格控制其裂缝产生。
根据混凝土特征,将裂缝成因共分为两个大类:应力裂缝和构造裂缝,从其不同的成因来分析解决地下室超长外墙裂缝,达到使用功能目标。
本文结合无锡某会展场馆建设经验,通过理论分析结论有效控制缺陷。
关键词:二维热传导应力裂缝构造裂缝首先,从其结构方面分析地上结构和地下结构存在的本质性差别。
地上结构由于比较方便地设置变形缝;框架结构特征存在柔性变形特点等因素,楼面超长混凝土产生裂缝不必通过高代价措施能够得到控制,产生的影响也较小。
如设置双柱仅缩小有限空间,结构成型保持良好。
但地下结构由于沿海地区有丰富的地下水资源,三类粘土侧压力等外界因素共同作用下,地下外墙必须承受外力荷载和水压渗透多方面因素影响。
又因地下外墙为封闭结构,自由伸缩空间几乎不存在,外墙防水在没有十足可靠时,势必会产生漏水现象,水渗透过外墙混凝土,对混凝土内钢筋的腐蚀作用又会大大减少建筑结构耐久年限。
根据混凝土结构设计规范,当采用下列措施时,伸缩缝间距可适当放大:采取减小混凝土收缩或温度变化措施;采用预应力或改善配筋率措施;采用低收缩混凝土材料,并配合跳仓、后浇带、控制缝等方法并加强养护措施。
但上述措施在实践中并未出现良好的控制效果,且未考虑到如温度变化、应力荷载、构施等因素影响。
参考其他发达国家混凝土设计相关规范,并未对伸缩缝间距作严格要求,因此借鉴国外规范,说明在分析完善裂缝成因对采取针对措施后,裂缝能够得到有效控制。
故有必要对此展开讨论,对裂缝控制有重要意义。
关于房屋钢筋混凝土超长结构裂缝处理和防治摘要:在实际工程中,房屋钢筋混凝土超长结构的裂缝是经常出现的工程事故。
本文中,笔者分析了造成结构裂缝的各种原因,并一一提出了相对应的各种处理和防治方法。
关键词:房屋钢筋混凝土;超长结构;裂缝处理;防治在房屋建设中,混凝土超长结构裂缝是一件普遍存在的技术问题,任何工程的自然损毁都是从裂缝开始的,所以他们足以引起我们充分的重视。
对于裂缝的形成我们应该具有充分的认识,并掌握科学有效的处理与预防措施。
本文中,笔者就就此进行详细的探讨。
1超长裂缝形成的原因1.1材料原因混凝土的主要原料为水泥和砂石,原材料的质量高低直接关乎着混凝土质量的高低,也就是是否能够达到施工的设计要求。
不合格的原料会对混凝土的密实性造成一定的影响,在投入使用后,甚至是施工过程中就有可能出现裂缝现象。
所以,在原料采购时应严格对进料进行把关。
合理的骨料也是混凝土质量高低的关键,选择合适的骨料,在混凝土的运输、搅拌、托运过程中进行严格的温度控制,可大大提高混凝土的强度。
1.2施工原因由于工期的限制,在很多情况下,施工时没能按照设计要求和规范进行,致使混凝土的强度还没能达到1.2mpa的要求,便已开始下一道工序,为裂缝的出现埋下了隐患。
对于建筑上层的堆料,也会对下层形成冲击,使形成裂缝的几率增大。
幼龄的混凝土过早的暴露在空气中,使其干缩及温度收缩值增大,更易形成裂缝。
施工质量的不合格,还容易导致混凝土不能达到保护钢筋的目的,使钢筋外露,影响使用寿命。
锈蚀的钢筋膨胀还会对周围的混凝土形成挤压,导致开裂。
另外,不牢固的模板支撑也会对幼龄混凝土造成巨大影响。
1.3构造原因由于设计的不够科学,构造上的不合理导致的超长裂缝的出现是施工中常见的一种事故。
例如在混凝土两端与剪力墙相连的部位,剪力墙的刚度远大于混凝土,长期的接触甚至会造成贯穿性裂缝的出现。
另外,梁的跨度大、砼粱截面过小、节点不合理等都是导致开裂的重要原因。
超长结构裂缝的成因及控制
摘要:混凝土有裂缝是绝对的,无裂缝是相对的。
本文针对超长结构裂缝的成因进行分析,并提出控制混凝土强度等级、控制水泥的水化热、掺加粉煤灰、采用膨胀剂等措施来控制裂缝的产生。
关键词:超长结构;裂缝;成因;控制
超长结构是指结构单元长度超过了《混凝土结构设计规范》所规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的结构。
随着我国建设事业的发展,建筑物使用功能的需要,钢筋混凝土房屋超长结构越来越多,如:北京首都国际机场,南北长747.5m,东西翼宽342.9m;北京西客站,主楼336m×102m,东西配楼179m×104m;北京八一大楼,地下东西长236.6m,地上主楼东西长156m;福州长乐国际机场航站楼,地下室为348m×36m;深圳彩虹城大厦,地下2层地上4层南北长158.6m,东西宽29.6m等等。
超长结构建筑的增加及其建筑等级的重要性,以及过宽的裂缝会引起混凝土中钢筋的锈蚀,降低结构的耐久性,并且过宽的裂缝也会损伤结构外观,引起使用者的不安,因此,我们必须对超长结构在施工期间及投入使用后如何减少或控制裂缝进行研究。
1、裂缝的成因
混凝土有裂缝是绝对的,无裂缝是相对的。
许多混凝土结构,在施工过程和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝,这是一个相当普遍的现象。
近代科学关于混凝土强度的研究以及大量工程实践所提供的经验都表明,结构物的裂缝是不可避免的。
引起裂缝的原因很多,但可归结为两大类:
第一类,由外荷载引起的裂缝,也称为结构性裂缝、受力裂缝:其裂缝与荷载有关,预示结构承载力可能不足或存在严重问题;第二类,由变形引起的裂缝,也称非结构性裂缝,如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的变形,当次变形得不到满足,在结构构件内部产生自应力,当此自应力超过混凝土允许拉应力时,即会引起混凝土裂缝,裂缝一旦出现,变形得到满足或部分得到满足,应力就发生松弛。
两类裂缝有明显的区别,危害程度也不尽相同,有时两类裂缝融合在一起。
工程实践中的许多裂缝现象往往无法用荷载原因解释,而是变形作用引起的裂
缝。
根据调查资料表明:两类裂缝中,变形引起的裂缝占主导,约占结构物总裂缝的80%,其中包括变形与荷载共同作用,但以变形为主所引起的裂缝。
这种变形作用包括温度、湿度及不均匀沉降等,其中湿度变化引起裂缝又占主要部分。
众所周知,混凝土的主要组成部分是水泥和水,通过水泥和水的水化作用,形成胶结材料,将松散的胶石骨料胶合成为人工时。
混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细孔,这些空隙中存在水分,水分的活动影响到混凝土的一系列性质,特别是产生湿度变形对裂缝控制有重要作用。
混凝土水灰比、坍落度过大,或使用过量粉砂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。
而采用含泥量打的粉砂配置的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。
泵送混凝土为了满足泵送条件,坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,这样混凝土脱水干缩是,就会产生表面裂缝。
超长结构设计除了要考虑普通结构都有的温度、湿度以及不均匀沉降的问题,主要考虑的问题是由变形作用可能引起的裂缝,结构长度是影响温度应力的因素。
结构混凝土开裂不仅因为混凝土抗拉强度不足,更重要的是变形超过了极限拉伸。
混凝土在静荷载作用下,其极限拉伸约在1×10-4左右,慢速加载时可提高到1.6×10-4。
钢筋混凝土构件在一般配筋率情况下能够提高混凝土的极限拉伸,当配筋率过大(5%以上)时,由于引起过大自约束应力而导致开裂。
2、控制裂缝的措施
对超长结构,设计时应因地制宜,区别对待。
对不同地区的环境温度、材料、施工条件,建筑物不同的使用性质、平面布置、立面体形等,应有不同的处理措施。
1)混凝土强度等级不宜高,在满足承载力和防水要求的条件下,宜在C25-C35的范围内选用。
如果混凝土强度等级高,水泥用量多,混凝土硬化过程中水化热高,收缩大,就易引起裂缝。
2)水泥应优先采用水化热低的品种,如矿渣硅酸盐水泥。
严格控制砂石骨料的含泥量和级配。
控制水化热的升温,混凝土构件中心与外表面的最大温差不高于25℃,并控制降温速度。
浇灌混凝土后,及时采用塑料薄膜或喷养护剂及草帘等进行保温和保温养护。
3)采用粉煤灰,改善混凝土的粘塑性,并可代替部分水泥,减少混凝土的用水量和水泥用量,减少水化热,当掺量为水泥用量的15%时,可降低水化热约15%,还可减少混凝土中的孔隙,提高密实性和强度,提高抗裂性。
粉煤灰的掺量约水泥量的15%-30%。
大体积混凝土中掺加粉煤灰和缓凝剂可降低混凝土的
水化热,是综合温差减少。
当温差变形混凝土线膨胀系数与综合温差相乘所得小于极限拉伸值时,结构就不会开裂了。
4)为减少混凝土硬化过程中的收缩应力,宜留施工后浇带,带宽度为0.8m-1.0m,间距30m左右,一般一个月以后采用强度等级比原混凝土高5MPa 的无收缩混凝土浇灌密实。
无收缩混凝土可采用UEA等膨胀剂配制而成。
采用膨胀剂配置的混凝土,利用膨胀剂的补偿收缩功能解决混凝土收缩开裂。
大体积混凝土,采取分层浇筑、阶梯式推进,斜面每层浇筑厚度不超过500m,并应保证每层混凝土在初凝前完成上层浇筑,新旧混凝土接槎时间应根据具体工程情况确定,但应避免出现施工冷缝。
5)超长结构的屋面保温隔热非常重要,应采用轻质高效吸水率低的材料。
施工时防止雨淋使保温隔热材料吸湿而影响效果。
有条件的工程,屋面可采用隔热效果较好的架空板构造做法。
为考虑温度影响,可以仅在屋顶层设置伸缩缝,缝宽按防震缝最小宽度,缝两侧设双柱或双墙,不得采用活搭构造做法。
综上所述,无论设计、材料和施工都具有同样重要的作用。
通过合理周到的设计和采取必要的构造措施,从理论上可以控制裂缝的出现和开展。
几乎混凝土的每种组成材料及其性能都与混凝土的裂缝控制密切相关,在众多的条件和因素中,只要有一个处理不当,很可能会为裂缝产生留下隐患。
因此必须认真对待每一个有关的条件和因素,提出较为严格的技术要求,使每一种材料都符合裂缝控制的有关规定。
对于需要控制温度裂缝的混凝土结构,施工技术和施工条件要求更高。
所以在施工过程中,要对主要的施工技术要求的贯彻实施进行跟踪和监控,确保主要施工技术要求付诸实施,进而控制裂缝的产生。