混凝土裂缝成因 预防与处理论文
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谈建筑工程混凝土裂缝的成因与防治【摘要】近些年,混凝土在我国的建筑行业得到了十分广泛的应用。
但是,混凝土裂缝这一技术难题却一直困扰着工程界。
本文对混凝土裂缝产生的原因进行了分析,并提出了一定的解决措施。
【关键词】建筑施工;混凝土施工;混凝土裂缝混凝土具有强度高、耐久性好、维修方便等优点,这使得它在道路、建筑等施工活动中有着十分广泛的应用,并且成为当前使用最多的建筑材料。
但是,混凝土结构的裂缝问题却一直困扰着混凝土的施工活动,它不仅影响到混凝土的外观,也对混凝土的耐久性造成一定的影响。
因而,混凝土裂缝的问题也备受关注。
下面,笔者将对混凝土裂缝出现的原因进行一定分析,并提出相应的防治措施。
1 混凝土裂缝的成因混凝土裂缝产生的原因比较复杂。
一般地,我们可以将其分为由于混凝土自身特性造成的裂缝和由外部原因造成的裂缝两大类。
1.1 混凝土自身造成的裂缝在混凝土硬化过程中,水泥在凝结硬化的过程中往往会产生收缩,但是混凝土中的骨料却不收缩。
因此,混凝土内部便产生了一定的内应力,这使得混凝土的骨料和水泥界面之间在未受力之前就已经产生了裂缝。
另外,在混凝土的形成过程中,由于温度和湿度的变化往往会产生热胀冷缩的现象。
这样在受力之前便会产生一定的裂缝。
根据形成的原因不同,我们可以将由混凝土自身特性形成的裂缝分为以下几类:①、干缩裂缝。
干缩裂缝主要是由于混凝土中的水分蒸发造成的。
在混凝土形成和使用的初期,受到外部条件的影响,混凝土表面水分的损失比较快,形成的变形较大;而内部的水分损失则比较慢,形成的变形较小,这样势必会形成一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗裂度时,便会产生裂缝。
一般的,干缩性裂缝大多为平行状或者网状的浅细裂纹,宽度大多在0.05毫米到0.2毫米之间。
干缩性裂缝会影响到混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀,从而对混凝土的耐久性产生一定的影响。
②、温度裂缝。
混凝土的硬化会产生大量的水化热。
实验数据表明,当混凝土中水泥的用量在350㎏/m³到550㎏/m³之间时候,每立方米的混凝土会释放出17500到27500kj的热量,这会使混凝土的温度上升到70℃甚至更高,而同时混凝土表面的散热比较快,因而使得表面的温度较低,这便成了较大的温差,这样内外的温差便形成了一定的拉应力,在这种拉应力作用之下,便会形成一定的温度裂缝。
远程与继续教育学院本科生毕业论文(设计)题目:浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施学习中心:层次:专升本专业:年级:年春/秋季学号:学生:指导教师:完成日期:年月日内容摘要铁路工程混凝土结构在施工过程中经常出现宽度大于0.2mm的裂缝,这不仅对结构物观感质量产生影响,同时对运营安全和结构物使用功能产生影响。
目前,裂缝问题已越来越受到人们的关注。
因此,探讨混凝土结构裂缝的产生原因和预防措施及其处理方法是很有必要的。
本文介绍了混凝土裂缝类型及成因,阐述了干缩及塑性收缩裂缝、温度裂缝和沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施,提出3种常用的裂缝处理方法。
并结合实例分析了裂缝的产生原因及处理方法。
关键词:混凝土结构;裂缝成因;预防措施;处理方法目录内容摘要 (I)引言 (1)1 绪言 (1)2 混凝土裂缝的分类及成因 (2)2.1 混凝土结构裂缝的分类 (2)2.1.1 按裂缝的成因分类 (2)2.1.2 按裂缝产生的时间分类 (4)2.1.3 按裂缝的形状分类 (5)2.1.4 按裂缝的发展状态分类 (5)2.2 混凝土裂缝的产生原因 (6)2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析 (6)2.2.2 温度裂缝的产生原因分析 (7)2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析 (8)3 混凝土裂缝的预防措施及处理技术 (9)3.1 混凝土结构裂缝的预防措施 (9)3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施 (9)3.1.2 温度裂缝的预防措施 (10)3.1.3 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施 (10)3.2 混凝土结构裂缝的处理技术 (12)3.2.1 表面封闭法 (12)3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法 (13)3.2.3 结构加固法及混凝土置换法 (14)4 工程实例分析 (17)5 结论与展望 (20)参考文献 (21)随着我国基础设施建设的高速发展,铁路建设里程在不断增多。
在铁路工程施工过程中,混凝土是被广泛使用的结构材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。
一些常见混凝土裂缝的成因及预防摘要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在的工程质量问题,提高混凝土质量,及时解决裂缝问题尤为重要和突出,必须十分重视混凝土裂缝成因的分析及预防,本文对刘家峡洮河口排沙洞混凝土在浇筑过程中产生的裂缝成因进行了探讨分析,并有针对性地提出了一些预防措施,对后期混凝土防裂提供了技术保证。
关键词:刘家峡排沙洞;混凝土裂缝;成因及预防中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:1.概述黄河刘家峡水电站位于甘肃省永靖县的黄河干流上,洮河口排沙洞工程位于刘家峡水电站左岸。
排沙洞混凝土主要包括排沙洞洞身段衬砌(0-018.600~1+273.33 m,含进、出口闸门井)、发电岔洞(引0-273.00m以前)衬砌,出口泄槽、挑流鼻坎、闸室地面建筑等混凝土。
在施工过程中,由于混凝土的施工和本身变形、约束等一系列因素,均产生大量的表面裂缝和贯穿性裂缝。
因为裂缝的存在和发展,会影响到主体建筑物的结构受力状况与质量要求,给建筑物结构的运行带来不确定性,而且易导致建筑物内部钢筋锈蚀,降低建筑物结构的耐久性,甚至会引起渗透变形,危及排沙洞建筑物的稳定性和正常运行。
由此可见,分析裂缝的成因,探讨防治措施,对混凝土建筑物的应用有着极其重要的意义。
2.混凝土裂缝的成因混凝土裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。
正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。
混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因也有很多种:大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,会形成裂缝;混凝土在硬化的过程中由于干缩引起的体积变形受到约束会形成裂缝;当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩因为受到约束力的限制,从而形成裂缝;在炎热或大风天气、构件承受荷载、当结构的基础出现不均匀沉降时、当钢筋混凝土构件处于不利的环境中,等等情况下均有可能形成裂缝。
水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理关键词:水工建筑物;混凝土;裂缝成因;预防处理1.水工建筑物混凝土裂缝成因1.1混凝土本身的成因(1)在混凝土的配置过程中,混凝土的原材料质量非常关键,不合格的材料很容易导致混凝土施工完成之后在短时间内出现裂缝。
特别是在混凝土的原材料当中,碱性粒子的含量相对较大的情况下,碱性粒子和混凝土的其他材料会出现化学反应,从而促使混凝土硬度和韧度不足,从而形成裂缝。
(2)在混凝土原材料的水灰比方面分析,混凝土的结构强度过强、水灰比不平衡、多种添加剂的使用不合理或不正确等,都会导致混凝土施工完成之后的结构发生变化,从而发生裂缝。
(3)混凝土的特点方面,因为混凝土本身有较强热膨胀特性,在温度变化时会形成严重的膨胀、收缩问题,在环境温度影响之下,导致混凝土发生裂缝。
1.2混凝土施工方面从混凝土的施工方面而言,施工方式的不正确或未按照规范进行施工,很容易形成裂缝。
例如,在水工建筑物的混凝土建筑过程中以及浇筑之后没有对混凝土进行压实以及磨平操作,很容易导致混凝土质量存在缺陷。
再例如,在混凝土的振捣方面,一旦振捣过度或不足以及振捣不均匀的情况,会严重影响混凝土的密实度、离析等情况,甚至是导致整体结构的强度无法达到标准,促使混凝土在凝固的过程中形成化学反应,从而促使混凝土形成裂缝。
1.3混凝土养护方面混凝土的养护是确保混凝土使用质量的关键措施,在水工建筑中,因为一些混凝土会长期浸泡在水中,所以养护质量会很大程度决定混凝土的施工质量。
对此,科学的养护可以有效降低混凝土的裂缝发生率,同样,错误或不正确的养护方式会显著提升裂缝发生率。
2.加强对水工混凝土建筑物裂缝预防的有效措施(一)科学合理的设计混凝土配合比例在工程施工过程之中,要注意加强对混凝土配合比的控制,在确保混凝土具有良好工作性质基础上,最大限度地减少混凝土的单位用水量,从而生产出高质量的抗裂混凝土,提升混凝土的韧性、弹性以及强度等。
施工中混凝土裂缝的成因及防治对策研究摘要:在现代建筑工程中,混凝土作为一种重要建筑材料应用非常广泛。
混凝土具有价格低廉,生产工艺简单的特点,并且原料丰富。
在作用过程中混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点。
但是混凝土的本身的脆性,受到天气、温度和施工工艺等条件的影响,不可避免的会发生裂缝等问题,给建筑工程造成严重的危害。
关键词:混凝土裂缝治理中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:混凝土的主要原料是砂石骨料、水泥、水及掺合料、外加剂等,通过化学和物理作用凝结硬化而产生强度,因混凝土的脆性及变形的特性,很容易产生裂缝,给建筑造成危害。
影响混凝土产生裂缝的原因很多,下面逐一分析一下,并提出治理措施。
1 混凝土产生裂缝的原因分析及预防1.1 塑性收缩造成的裂缝及预防混凝土在浇筑后、凝结前这段时间里,表面会因为失水的原因产生收缩的现象,这就是所说的塑性收缩。
造成这一现象的原因是,混凝土在凝结前是不存在强度的,只是在凝结过程中受到温度和自然环境的影响使得表面水分挥发过快,致使混凝土内部负压增大面体积变小产生的收缩,在混凝土表面表现为龟裂。
应采取的预防措施:首先在选料时选用收缩性小的水泥,如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等,并酌量减少水泥的使用;其次是要控制好水灰比,掺加高效减水剂以增加混凝土的塌落度,减少水泥用量和用水量;再就是在浇筑混凝土前,必须将基层或模板均匀浇水并湿透;四是浇捣完毕要及时用塑料薄膜或草帘将混凝土表面覆盖、浇水养护7-14天;五是在高温和大风天气必须设置遮阳和挡风设施将混凝土表面防护并及时保湿养护。
1.2干缩裂缝的成因分析及预防干缩裂缝一般出现在混凝土养护结束后,或混凝土浇筑结束并终凝后,它的产生原因主要是混凝土内外水分蒸发快慢不同,导致变形不同:混凝土表面水分蒸发较快、收缩变形较大,而内部水分蒸发较慢、变形较小,表面干缩变形受到混凝土内部约束,因而产生干缩裂缝。
中英文翻译材料办学学院南通职业大学建筑工程学院专业工程管理姓名准考证号混凝土裂缝的预防与处理摘要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。
关键词:混凝土裂缝预防处理1 引言混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。
由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。
微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。
但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。
混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。
很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。
近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,在一定的范围内也是可以接受的,只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。
钢筋混凝土规范也明确规定:有些结构在所处的不同条件下,允许存在一定宽度的裂缝。
但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而确保工程质量。
混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。
在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。
2 混凝土工程中常见裂缝及预防2.1 干缩裂缝及预防干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。
浅析混凝土裂缝的成因及处理方法摘要:目前的土木建筑工程,以混凝土结构占主导地位,混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝,而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。
近年来,随着大型水工地下洞室群的不断涌现和人们对水工地下洞室混凝土质量要求的提高,裂缝问题出越来越受到业内人士的关注,本文从实际工程出发,详细分析了水工地下洞裂缝产生的原因,并对应当采取的相应措施进行了阐述。
关键词:混凝土;裂缝;原因;预防abstract: the present civil engineering and construction, with concrete structure are dominant, concrete structure because of the role of the internal and external factors is unavoidable crack, but the damage is the concrete structures, the durability and the carrying capacity of water proofing property of the main causes of the lower. in recent years, with large hydraulic underground cavities and people to the emergence of hydraulic underground cavern concrete quality requirements of the increase, the crack problem out more and more be the concern of the industry, this paper starting from the actual engineering, and analyzed the underground hole hydraulic reason of cracks, and shall take relevant measures are presented in this paper.keywords: concrete; crack; reason; prevention中图分类号:tu37文献标识码:a文章编号:1 裂缝产生的原因分析水工地下洞室混凝土所处的环境往往比较复杂,这就决定了其裂缝产生与露天结构(如大坝等)相比有其特殊性。
混凝土建筑裂缝的成因和预防措施分析 【摘 要】随着科学技术水平的发展,建筑工程施工水平也在不断提高,但是混凝土裂缝却依然是一个普遍存在的问题,如何预防和解决混凝土裂缝是业界的一大难题。本文着重分析了混凝土裂缝的成因和预防对策。 【关键词】混凝土裂缝;成因;措施 混凝土作为使用范围最广泛的建筑材料,广泛应用在工业与民用建筑。然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度,不同形式的裂缝,这不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。因此,裂缝问题倍受人们关注。 1 混凝土裂缝的成因 裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。 1.1 混凝土的收缩 收缩是混凝土的一个主要特性,对混凝土的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展,则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。混凝土收缩裂缝分为塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和温度裂缝。 塑性裂缝产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力 的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间,环境温度、风速、相对湿度等等。 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,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。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,裂缝呈梭形,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈三十到四十五度角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度宽度0.3-0.4mm ,受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。 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。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝士的体积较大,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,混凝士表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。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。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错。梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一。受温度变化影啊较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显,此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化。降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。 1.2 混凝土材料配合比及养护原因 配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度,是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大,水灰比大,含砂率不适当,骨料种类不佳,选用外加剂不当等,这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示:用水量不变时,水泥用量每增加10% ,混凝土收缩增加5% ;水泥用量不变时,用水量每增加10% ,混凝土强度降低20% ,混凝土与钢筋的粘结力降低10% 。 养护是使混凝土正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下,混凝土硬化正常,不会开裂,但只适用于试块或是工厂的预制件生产,现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到,现场混凝土养护越接近标准条件,混凝土开裂可能性就越小。 2 预防措施分析 2.1 降低混凝土入模温度 通过降低混凝土入模温度以减少裂缝的常用措施有:降低原材料进入搅拌机的温度,如夏季可采取如下措施最大限度地降低混凝土的出机温度;在水箱内加冰块,降低水温;粗骨料遮阳防晒,并洒冷水降温;细骨料遮阳防晒;散装水泥提前储备,避免新出厂水泥温度过高。在夏季 给混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温,也可以对混凝土泵送管道进行遮阳防晒 。对混凝土浇筑作业面遮阳,减少混凝土能量损失。 2.2 采用二次抹压技术 混凝土大模振捣 表层刮平一到二小时后,于混凝土初凝前在混凝土表面进行二次抹压,有助于消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝,增加混 凝土内部密实度。对于二次抹压的时间必须掌握恰当,过早抹压将得不到预期效果;过晚抹压则因混凝土已进入初凝状态,失去塑性,故消除不了混凝土表面已出现的裂缝。 2.3 混凝土自然养护 对混凝土的自然养护得当同样可以起到减少裂缝的作用。混凝土表面经过二次抹压后,应立即覆盖塑料薄膜,防止表面水分蒸发,确保混凝土处于潮湿状态下养护,尤其对于掺入uea膨胀剂的混凝土,其在最初14d内必须进行潮湿养护,方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用.保湿养护时,根据混凝土绝热温升计算确定中心最高温 度,并按温控技术措施确定养护材料及覆盖厚度和养护时间. 2.4 温度、收缩裂缝的处理 对于干缩裂缝,可以采取下列方法,一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量; 二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比,同时掺加合适的减水剂; 三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量; 四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护; 五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。对于早期收缩裂缝的防治,除加强早期养护外,宜在混凝土终凝前进行二次抹压,在材料上可掺加促凝剂,且宜采用早期强度高,保水性好的普通硅酸盐水泥。对于干缩裂缝的防治 可以适当延长养护时间,材料上宜选用粉煤灰水泥或中低热水泥等干缩率小的品种。 对于塑性收缩裂缝,一是选用干缩值较小早期强度较高硅酸盐或普通硅酸盐水泥; 二是严格控制水灰比,掺加效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及的用量; 三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀透; 四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫 麻片等,持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护等进行养护; 五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风施,及时养护。 参考文献: [1]谢成慧. 混凝土裂缝成因及预防控制措施[j]. 工程科技, 2007,(02) . [2]郭强,康秋爽. 混凝土裂缝的成因与控制研究及处理方法[j]. 丹东海工, 2010,(00) . [3]夏慧明,王华强. 混凝土裂缝成因分析[j]. 湖北水利水电职业技术学院学报, 2007,(02) . [4]赵福强. 浅谈混凝土的施工温度与裂缝[j]. 丹东海工, 2004,(00) .
浅议水工混凝土裂缝的预防与处理 提要: 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质的多项复合脆性材料。由于混凝土施工和本身变形和约束等一系列问题,使混凝土产生裂缝,严重的将直接威胁到人民的生命、财产安全。因此对混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设引起高度重视的问题之一。 关键字:混凝土 裂缝 预防 处理 中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:
1.概述 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质的多项复合脆性材料。由于混凝土施工和本身变形和约束等一系列问题,使混凝土产生裂缝,微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土结构的承重、防渗及其他功能不产生危害。但是受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,这些裂缝已成为水利工程中常见的工程病害,轻者使混凝土内部的钢筋材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性、使用价值等。严重的将直接威胁到人民的生命、财产安全。因此对混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设引起高度重视的问题之一。 2.水工混凝土裂缝产生的因素 按裂缝产生的原因划分有:由外荷载(包括施工和使用阶段的 静荷载、动荷载)引起的裂缝;由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝;由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)引起的裂缝。 按裂缝的方向、形状划分有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。 按裂缝深度划分有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。 水工建筑物产生裂缝因素有以下几种: a、大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。 b、混凝土在硬化的过程中,由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。 c、在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。 d、当有约束时,混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩,因为受约束力的限制,在内部产生了温度应力,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。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。 e、混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大三倍,从而使混凝土涨裂产生裂缝。等等。 3.水工混凝土裂缝的防止措施 a、首先应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求,控制外加剂的品种和掺量,确保混凝土收缩与膨胀相 抵消;按《规范》要求设置必要的变形缝。 b、混凝土配合比设计时,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的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、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式。 c、混凝土振捣要密实,拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿,需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要,它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要,在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。d、施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振,过振,且在第一次振捣后要进行第二次振捣。 4、水工混凝土工程的常见缺陷修补 a、开槽法修补裂缝 采用环氧树脂:10,聚硫橡胶:3,水泥:12.5,砂:28。 首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中,再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约0.4斤丙酮就可以了)。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的砼凿槽内进行嵌入。从砂浆开 始拌和到嵌入砼缝内,一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。 嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖,待完全初凝后,开始用水养护。 b.低压注浆法修补裂缝 低压注浆法适用于宽度为0.2mm~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。 当裂缝数量较多时,先要在裂缝位置上贴医用白胶布,再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝,使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行,若气温高的话,半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆嘴,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆嘴压入裂缝,当相邻的嘴中流出浆液时,就可拔出补缝器,堵上铝铆钉。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。 c、表面覆盖法修补裂缝 这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)的表面上涂膜,以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法,这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂 缝难以追踪其变化。 表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。 5、结论 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建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
浅谈混凝土裂缝的成因 预防与处理
【摘 要】随着各地建筑业的迅猛发展,混凝土在建筑行业中的
应用越来越广泛,但同时,随之而来的混凝土裂缝这一通病却一直
如影随形,没有得到很好的解决,给工程带来不同程度的危害。文
章就混凝土裂缝的成因进行了分析,并对其预防措施及处理方法提
出了自己的一点看法。
【关键词】混凝土;裂缝;成因;预防;处理
1.砼裂缝的种类及成因
1.1干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇
筑完毕后的一周左右。水泥砂浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种
收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发
程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝多为表面性的平行线状
或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,大体积混
凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。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。
1.2塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收
缩。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。其产生的主要原因为:混凝土在
终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小
时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管
中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度
又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂
的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对
湿度等等。
1.3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所致,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。此
类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与
地面垂直或呈30°~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往
有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温
度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
1.4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。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常
纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入
和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长
边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为
明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通
常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出
现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲
劳及抗渗能力等。
1.5化学反应引起的裂缝
混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料
产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥
松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出
现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防
措施:一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或
无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。
2.砼裂缝的预防措施
2.1控制砼温升
2.1.1选用水化热低的水泥
水化热是水泥熟料水化所放出的热量。为使砼减少升温,可以
在满足设计强度要求的前提下,减少水泥用量,尽量选用中低热水
泥。一般工程可选用矿渣水泥或粉煤灰水泥。
2.1.2利用砼的后期强度
据试验数据表明,每立方米的砼水泥用量,每增减10公斤,砼
温度受水化热影响相应升降1℃。因此根据结构实际情况,对结构
的刚度和强度进行复算并取得设计和质检部门的认可后,可用f45、
f60或f90替代f28作为砼设计强度,这样每立方米砼的水泥用量
会减少40~70千克/立方米。相应的水化热温升也减少4℃~7℃。
利用砼后期强度主要是从配合比设计入手,并通过试验证明28
天之后砼强度能继续增长。到预计的时间能达到或超过设计强度。
2.1.3掺入减水剂和微膨胀剂
掺加一定数量的减水剂或缓凝剂,可以减少水泥用量,改善和
易性,推迟水化热的峰值期。而掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥,
也可以减少砼的温度应力。
2.1.4掺入粉煤灰外掺剂
在砼中加入少量的磨细粉煤灰取代部分水泥,不仅可降低水化
热,还改善砼的塑性。
2.1.5骨料的选用
连续级配粗骨料配制的砼具有较好的和易性,较少的用水量和
水泥用量以及较高的抗压强度。另外砂、石含泥量要严格控制。砂
的含泥量小于2%,石的含泥量小于1%。
2.2采用保温或保湿养护,延缓砼降温速度
为减少砼浇筑后所产生的内外温差,夏季应采用保湿养护,冬
季应保温养护。大体积砼结构终凝后,其表面蓄存一定深度的水,
具有一定的隔热保温效果,缩小了砼内外温差,从而控制裂缝的开
展。而基础工程大体积砼结构拆模后,宜尽快回填土,避免气温骤
变,亦可延缓降温速率,避免产生裂缝。
2.3改善施工工艺,提高砼抗裂能力
2.3.1采用分层分段法浇筑砼,有利于砼消化热的散失,减小内
外温差。
2.3.2改善配筋,避免应力集中,增强抵抗温度应力的能力。孔
洞周围、变断面转角部位、转角处都会产生应力集中。为此,在孔
洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片,在变截面作局部处理使截面逐渐
过渡,同时增配抗裂钢筋都能防止裂缝的产生。值得注意的是,配
筋要尽可能应用小直径和小间距,按全截面对称配置。
2.3.3设置后浇带。对于平面尺寸过大的大体积砼应设置后浇
带,以减少外约束力和温度应力;同时也有利于散热,降低砼的内
部温度。
2.3.4做好温度监测工作,及时反映温差,随时指导养护,控制
砼内外温差不超过25摄氏度。
3.砼裂缝的处理方法
3.1经过调查分析,确认在裂缝不降低承载力的情况下,采取表
面修补法、充填法、注入法等处理方法:
3.1.1表面修补法
该法适用于缝较窄,用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所
采用,常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料,一般可用环氧类树脂
或树脂浸渍玻璃布。
3.1.2充填法
当裂缝较宽时,可沿裂缝砼表面凿成v形或u形槽,使用树脂
砂浆材料进行填充,也可使用水泥砂浆或沥青等材料。
3.1.3注入法
当裂缝宽度较小且较深时,可采用将修补材料注入砼内部的修
补方法,首先裂缝处设置注入用管,其他部位用表面处理法封住,
使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补。
3.2如果裂缝影响到结构安全,可采取围套加固法、钢箍加固法、
粘贴加固法等结构加固法
此方法属结构加固,须经设计验算同意后方可进行。
3.2.1围套加固法
在周围尺寸允许的情况下,在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼
围套,以增加钢筋和截面,提高其承载力;对构件裂缝严重,尚未
破碎裂透或一侧破裂的,将裂缝部位钢筋保护层凿去,外包钢丝网
一层;大型设备基础一般采取增设钢板箍带,增加环向抗拉强度的
方法处理。
3.2.2钢箍加固法
在结构裂缝部位四周加u型螺栓或型钢套箍将构件箍紧,以防
止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时,应使钢套箍与混
凝土表面紧密接触,以保证共同工作。
3.2.3粘贴加固法
将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂,粘结到构件砼裂缝部
位表面,使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前,钢材
表面进行喷砂除锈,混凝土刷净干燥,粘结层厚度为1~4毫米。
4.结束语
综上所述,砼裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,完善设
计及加强施工等方面的管理,使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂
缝数量和宽度,以确保结构安全。