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《混凝土裂缝论文【精选5篇】》

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混凝土裂缝论文 篇1

1.1干缩性裂缝及预防

干缩性裂缝多出现在混凝土浇筑后的4-5h左右,这是由于混凝土内部水分蒸发,造成混凝土大量失水,并受到钢筋及骨料的阻拦,而混凝土的强度较低,便形成裂缝。干缩性裂缝多数宽度在0.05-0.2mm之间,呈平行状或网状浅细裂缝。干缩裂缝产生后会影响混凝土的抗渗性、耐久性、承载力等等,同时还会影起混凝土钢筋的侵蚀。其主要预防措施为:一是选用干缩较小且早期强度高、低水化热的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,以降低混凝土的内外温差;二是在混凝土的搭配中尽量控制水灰比值,加入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和易性;三是在混凝土浇筑前,均匀将基层和模板浇水湿透,保证混凝土的水分流失过快;四是加强对混凝土的早期养护,及时覆盖塑料薄膜或湿润草垫等,设置遮阳设备及档风设施,并涂刷养护剂,以确保水分过度流失;五是设置合适的收缩缝。

1.2温度性裂缝及预防

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。由于混凝土具有热胀冷缩性质,因此当外部环境温度与混凝土内部温度相差异时,就会使混凝土表面产生一定的拉应力,进而产生温度性裂缝,此裂缝区别于其他裂缝最显著的特征就是随温度的变化而扩张,并多发生于施工中后期。温度性裂缝呈纵横交错,无规律状,裂缝宽度大小不一,且受温度为冬季宽、夏季窄。温度性裂缝产生后会影响混凝土碳化、钢筋侵蚀,降低了混凝土的抗冻性及抗渗能力。其主要预防措施为:一是选用如矿渣水泥、粉煤灰水泥等的低热或中热水泥;二是减少水泥用量及降低水灰比,一般水泥用量控制在每立方米450kg以下,水灰比在0.6以下;三是在进行骨料配置时,加入些高效减水剂来降低水热化;四是增配构造钢筋以提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁结构;五是加一定量的具有减水、增塑、缓凝作用的外加剂,以改善混凝土拌合物的保水性和流动性;六是加强混凝土温度监控,及时调整与温度相适合的养护措施;七是减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。

1.3沉陷性裂缝及预防

沉陷性裂缝多发生在冬季,是由于结构地基土质不匀、松软、回填土不实或浸水而造成不均匀沉降,是支撑在冻土上的模板在冻土冻化后产生不均匀沉降所致。其表现为伸进或贯穿走向,呈与地面垂直或30º-45º走向发展,裂缝宽度与沉降量成正比关系,且受温度变化影响较小。其主要预防措施为:一是对松软土及填土地基在施工前进行夯实加固;二是保证模板具有足够的强刚度,能使地基受力均匀且支撑牢固;三是防止在浇灌过程中混凝土地基被水浸泡,降低混凝土承载力;四是注意撤除模板的时间与撤除次序;五是在冻土上搭设模板注意采取预防措施。

1.4塑料收缩裂缝及预防

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。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。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。

主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。

1.5化学反应引起的裂缝及预防

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。这是因为混凝土在拌合后会产生碱性离子,并与某些活性骨料产生化学反应,从环境中吸收水分致使体积增大,造成混凝土疏松、开裂。此种裂缝多出现于混凝土结构使用期间,出现后很难进行补救,为此要及早预防。其主要预防措施为:一是选用碱活性较小的砂石骨料及低碱或少碱无碱的外加剂;二是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应,这是因为混凝土在浇筑过程中,假如出现振捣不良或者是钢筋保护层较薄,就会引入有害物质使钢筋遭受侵蚀,进而引发混凝土涨裂。

2裂缝处理措施

混凝土裂缝的修补措施主要有表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法和电化学防护法等。

2.1表面修补法

表面修补法适用于结构承载能力无影响的表面裂缝,通过是在裂缝表现涂抹环氧水泥砂浆,并涂刷如油漆、沥青等类似的防腐材料即可。在防护的同时还要在裂缝表面处粘贴玻璃纤维布等来防止裂缝继续开裂蔓延。

2.2灌浆、嵌逢封堵法

灌浆法主要利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中,使胶结材料在硬化后达到加固封堵的目标,常用胶结材料如水泥浆、环氧树脂、聚氨酯等化学材料;嵌逢法是通过沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶等,常用刚性止水材料如聚合物水泥砂浆。

2.3结构加固法

结构加固法是在混凝土结构的截面面积与构件的角部外进行包钢、预应力加固、粘贴钢板加固、增设支点加固及喷射混凝土补强加固等。

2.4混凝土置换法

混凝土置换法是剔除原有损坏的混凝土,置入新的混凝土或其他材料的方法,多用于严重损坏的混凝土处。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

2.5电化学防护法

电化学防腐主要采用阴极防护、氯盐提取、碱性复原三种方法防护来进行防护。其防护原理为利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。

混凝土裂缝论文 篇2

1.1原材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝。

1.2砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿地方较为多见。

1.3拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

1.4施工违反操作规程

常见因素有搅拌、运输时间过长;振捣不良;浇筑速度过快;塑性混凝土下沉;施工缝接茬处理不好;初期养护不当,早期受冻;钢筋骨架构造不当(主箍筋配置、主箍筋间距、主筋搭焊接锚固、辅筋和预埋件问题等);乱踩配筋致使保护层减小;模型板刚度不足;模板支架下沉或失稳;过早拆模等;其中多数属物理性缺陷。

1.5构件受力、变形使内应力超越材料强度

常见的受力有拉伸(中、偏拉)、压缩(中、偏压局压)、弯曲(少筋、适筋、超筋)、剪切(少箍、适箍、超箍、冲切)、扭转等状态;常见的变形有因过大不均匀沉降、因收缩和温度变形受到约束待状态。它们所造成的缺陷均属物理性缺陷。

1.6温度变形

混凝土具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。

1.7湿度变形

混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2~0.4‰。其发展规律是早期快,后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是每隔20~40m设置一道后浇带,或采用在混凝土中掺加微膨胀剂等,这样可基本解决混凝土的早期干缩。

2预防措施

2.1材料选用

水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好,空隙率小,无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小,含泥量较低的中砂。外掺料:宜采用碱水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。

2.2配料

配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少混凝土的收缩;禁止任意增加水泥用量;配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新拌匀后,方可浇灌。

2.3模板工程

钢筋混凝土结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下各点:模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。例题掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。

2.4混凝土浇筑

混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保温材料等方法。

2.5施工技术

加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到场验收。对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。

开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。

合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。当建(构)筑物各部份荷载相差较大时,一般应先施工重、高部分,后施工轻、低部分。

2.6对因使用及环境条件变化而发生的裂缝,要根据其不同性质区别采用不同的防治措施。

2.7设计构造

建筑平面选型在满足使用要求的前提下,力求简单。平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。

合理布置纵横墙,纵墙开洞应尽可能小。控制建筑物的长高比。长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。减少地基的不均匀沉降。除了前述的措施外,在基础设计中还可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝。即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。

正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定合适,构造要合理,可以和其它结构缝合并设置。

论文关键词:混凝土;温度变形;裂缝

混凝土裂缝论文 篇3

丰乐水库位于安徽省黄山市岩寺区境内丰乐河上,距黄山东南约50km,是一以防洪、灌溉为主结合发电的综合利用工程,水库尾水流入新安江水库。水库总库容8400万m3,坝址以上控制流域面积297km2,为中型三等工程。水库校核洪水位(500年一遇)为210.6m,设计洪水位为208.8m,正常蓄水位为201.0m,死水位为183.0m。

丰乐水库大坝为变圆心变半径的等厚拱混凝土双曲拱坝,坝顶高程211.0m,坝底最低高程157.0m,最大坝高54.0m;坝顶厚2.5m,坝底厚12.5m,厚高比0.23;坝顶弧长216.15m,坝顶弦长168.2m,弧高比4.0,弦高比3.1。大坝沿拱坝轴线分为16个坝块,各坝块宽约12m。拱坝的结构尺寸见表1。

坝顶设有开敞式自由挑流溢洪道,溢流坝段弧长56.1m,堰顶高程204.0m,最大泄量2060m3/s。

大坝于1973年1月开始混凝土浇筑,1976年6月完成大坝混凝土施工,1978年3月大坝横缝重复灌浆结束,至此,拱坝已形成整体结构,具备蓄水运用条件。但因库内公路改线工程未能按期完成,为维持屯溪市至黄山的公路交通,坝内放水底孔一直敞开,水库迟迟不能蓄水。1978年夏季,该地区出现百年不遇的长期高温干旱气候,水库同时处于空库状态,致使坝体长期处于空库+自重+温升荷载组合下运行。1978年冬季在左、右岸下游坝面分别出现9条和3条裂缝,后于1986年进行了裂缝灌浆处理。

大坝裂缝分布见图1。图中裂缝编号1~20系1979~1986年间年出现的,其中有12条裂缝即为1978年冬季在下游坝面产生的(左岸9条、右岸3条);图中未编号的裂缝是1986~2001年间发展的裂缝。

2坝身裂缝及其发展

2.11986年灌浆前下游坝面裂缝状况

由于1978年夏季高温干旱,大坝处于空库状态,而拱坝较薄,拱圈曲率又较大,温度荷载引起拱坝向上游变位,在下游坝面拱座附近产生较大拉应力。1978年5月7日到8月26日,在大坝左岸下游2号坝块195m高程至6号坝块165m高程发现裂缝,裂缝基本上平行于岸坡方向,总长度达80m左右,缝宽达1.0mm;右岸12号坝块175m高程至14号坝块176.3m高程裂缝沿175m高程水平建筑缝延伸29.35m长。1979年初用环氧树脂封堵裂缝,当年10月发现裂缝继续张开并向两端延伸。1979年12月,南京水利科学研究所用超声波对大坝左岸下游拱座附近184m高程裂缝进行探测,裂缝深度大于2.3m,该处坝厚6.9m。

由于大坝裂缝未能及时修补,1979年水库蓄水后至1986年9月,大坝裂缝已发展到20条,总长度达260.8m,在裂缝和横缝相交处,坝面潮湿、渗水,高水位时局部裂缝有喷射水雾现象。1986年冬季用改性环氧树脂进行灌浆,共灌了19条裂缝,共计灌入改性环氧树脂浆液331.2L,灌后缝面不再渗漏,通过超声波检测,大多数裂缝的波幅都有很大程度的提高,有的已接近无缝混凝土的波幅。

2.2坝身裂缝的发展

裂缝灌浆后,大坝运行一直比较正常。从1986年至1994年的观测资料看,左岸坝后裂缝宽度有增大的趋势,但没有发现新的裂缝,已灌浆的裂缝也没有被拉开。

1996年以后,下游坝面陆续发现新的裂缝,下游坝面漏水点增多,至2001年底共发现有40多处漏水点,并拌有白色的氢氧化钙析出,部分裂缝和横缝交叉处漏水,且渗水缝段较长,出现新的裂缝。2001年12月14日检查发现,6号、8号、10号、11号坝块出现水平裂缝或斜裂缝共6条,总长度28.1m。

2.3坝身裂缝的性状

通过1979年和1986年分别由南京水科所和蚌埠水科所用超声波对裂缝进行检测,裂缝最大深度分别为2.3m和2.14m,缝宽不大于1.0mm,2002年初由淮河流域水工程质量检测中心对新、老裂缝进行检测,裂缝宽度为0.05~0.45mm。

从几次裂缝检测结果看,丰乐拱坝下游面裂缝均为表面裂缝。

3裂缝原因分析

3.11978年大坝裂缝分析

3.1.1拱坝体型对大坝变形的影响

丰乐拱坝是等厚圆弧拱,拱坝中心角较大,以196m高程拱圈为例,该层拱圈厚6.1m,拱圈中心半径86.75m,中心角126°。如按目前的扁平拱坝布置,相同坝高处中心角约80°,拱圈中心半径120.25m。可见,在拱圈厚度相同、跨度相同时,丰乐拱坝拱圈弧长比一般扁平拱坝多22.87m,在拱圈受到相同温升荷载的作用时,丰乐拱坝拱圈向上游膨胀比一般扁平拱坝要大的多,而丰乐拱坝有六分之五的坝高段的中心角都大于120°,拱圈膨胀使下游坝面拱座附近产生的拉应力相当大。同时,丰乐拱坝是圆弧拱且中心角较大,造成左、右岸坡梁向上游倒悬度达到1∶0.33,在拱坝自重荷载作用下,左、右岸坡下游将产生0.7~0.8MPa的拉应力,并使拱坝产生向上游的变位。

3.1.2下游坝面温度变化对拱坝应力的影响

丰乐河水在坝址附近由北向南流,拱坝中心线走向为NE18°25′,下游坝面朝南,在夏季高温期间,阳光直射下游坝面。在空库期间,上游坝面一直处在阳光照射不到的坝阴下,由于山区昼夜温差较大,因此上游坝面温度比下游坝面低得多;而两岸坡梁又向上游倒悬,下游坝面接收阳光的热量更多,上、下游坝面温差更大。下游坝面温度高于上游坝面,使岸坡梁向上游变形,在自重和温升荷载作用下,用多拱梁法计算下游坝面的最大拉应力为3.56MPa,该计算结果还未考虑拱坝朝向和实际日照温差的影响。

综上所述,丰乐拱坝受体型及方位的制约,在空库温升条件下运行必然会产生裂缝。实际运行情况是,1978年8月26日在左、右岸坡发现的裂缝,即由上述原因所造成。因受上部拱圈的约束作用,岸坡梁向上游的变形受到限制,所以受拉裂缝没有向坝的深部延伸。

3.2后期裂缝发展成因

丰乐拱坝由15条横缝将大坝分成16个坝块,每个坝块的下游面宽度都小于12m。横缝虽然经过接缝灌浆,但其承受拉应力的能力仍然低于坝身混凝土。从1986年以后坝下游面出现的36条竖向裂缝看,6号坝块和4号坝块中部都各有一条长12m和8m的长缝,其余34条竖缝长1~5m,缝宽0.05~0.45mm,缝深均小于2.0m,以上裂缝大多发生在河床至左岸坝块。从裂缝分布和横缝位置看,因较大的拱圈拉应力可以通过横缝释放,故两横缝之间的坝体混凝土不致被拉裂。

丰乐拱坝下游面朝南,拱冠附近坝体向下游倒悬,两岸是拱座山脊,盛夏高温期,下午2时至3时,坝下游好似大烤箱,行人不能停留,下游坝面温度可达55~60℃。坝体内1.0m深处的混凝土温度达34.6℃,坝面附近的混凝土温度可能达到40℃以上,而夜晚山谷的温度可很快降低到30℃以下,坝面下的混凝土温度则下降较慢,内、外温差可达20℃以上,由此产生的拉应力,可将坝面混凝土拉裂。由于拱坝中心线为NE18°25′,左岸下游坝面日照时间较长,右岸山脊较高,下午四点钟以后,右岸坝下即照不到阳光,因此左岸下游坝面温度应力较大,大坝实际运行也是在左岸坝下出现较多的竖向裂缝。

由上可知,下游坝面后期出现的裂缝多是由坝面的非线性温差引起的表面裂缝。

4日照对坝面温度的影响

《混凝土拱坝设计规范》(SD145-85)在关于边界温度的确定中规定:下游表面年平均温度等于年平均气温加日照影响,下游表面温度年变幅等于气温年变幅加日照影响(约1~2℃)。规范中对下游坝面温度的计算,不管下游坝面是朝南还是向北,日照影响都定为1~2℃,对下游坝面朝北的拱坝可能差别不大,但对于下游坝面朝南的拱坝,其日照影响决不是1~2℃。

丰乐拱坝处的年平均气温为16.4℃,按规范规定计算下游表面温度年变幅为18.4℃,按以上温度荷载,用多拱梁法程序计算,左岸坡梁的拉应力为3.56MPa;而实测的下游坝面内1.0m处混凝土的温度达34.6℃,靠近坝面处混凝土温度会更高,因而丰乐拱坝实际承受的温度荷载应比计算值要大得多,这也是丰乐拱坝前期产生裂缝的重要原因之一。

5预防坝面温度裂缝的措施

在拱坝设计中,可能会遇到下游坝面朝南的中小型薄拱坝,有类似丰乐拱坝这样的问题,如处理不好显然将会在下游坝面出现较多的温度裂缝。这些裂缝虽然不深,但对薄拱坝来说,裂缝切断拱圈的深度占拱厚的比例较大,必然会引起拱圈应力的再分配,也可能在缝端产生应力集中,对拱坝安全造成不利,因此防止坝面出现温度裂缝的问题不可轻视。

从丰乐拱坝实测温度资料及分析可以看出,夏季日照对坝面温度的影响不可忽视。较好的解决办法是在下游坝面贴上保温层,使每天日照高温来不及传到坝面混凝土就到了晚上的降温时间。中国水利水电科学院研究的发泡聚胺脂保温层是较好的保温材料,聚胺脂和混凝土坝面的黏结力为0.1MPa,5~6cm厚的发泡聚胺脂可相当于4.0m厚的混凝土的保温效果,足以阻止日晒高温传至下游坝面,从而使下游坝面温度能长期保持在夏季的平均温度。此外,保温层对冬季气温骤降也有很好的防护作用。

6结语

经以上对丰乐拱坝坝面裂缝的分析可知,其1978年发生的裂缝是1978年夏季高温+空库+自重荷载组合引起的,而后期发生的坝面裂缝中的少部分水平缝是由于拱坝应力重分配引起的,大量的裂缝是线性温差和表面非线性温差引起的浅层短小细缝。丰乐拱坝特有的体型及方位布置进一步促使了上述裂缝的产生,应引起足够的重视。

针对丰乐拱坝运行中出现的问题,可说明以下两点:

(1)等曲率、等厚、大中心角的拱坝设计有一定的局限性,过大的中心角虽然可以减小拱厚,但拱圈弧长的增大却降低了拱圈适应变形的能力。而变曲率、变厚的三圆心拱、椭圆拱、抛物线拱应是拱坝的发展趋势,它们可以更好地改善坝体应力,同时亦更有利于拱座的稳定。

混凝土裂缝论文 篇4

论文摘要: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,本文对混凝土工程因施工过程中产生的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。

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、使用寿命等。因而防止楼板开裂已经成为大家共同关心的课题,本文试从施工的角度出发,探讨楼板裂缝产生的原因以及防治措施。

一、楼板裂缝的开展大多有以下几种情况

(一)裂缝在板面沿楼板支座边300mm范围内平行于支座开展,甚至板的四周都出现裂缝并且连续;

(二)在板角处裂缝与相邻两支座成45度角展开;

(三)与施工井架位置相接的楼板常出现裂缝。

这些裂缝大多在工程竣工后一段时间才被发现,往往这时楼板还几乎没有使用荷载。有时裂缝宽度在水泥沙浆找平层表面被放大了,实际上在混凝土楼板的裂缝宽度大多在0.3mm以下,裂缝的深度在15mm左右。

二、楼板裂缝的原因主要有以下几种

(一)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、骨料的性质和用量、外加剂的用量等有关。硬化混凝土在约束条件下的干缩是楼板产生裂缝的一个比较常见的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸发会引起混凝土干缩。此外,楼板混凝土的收缩也受到结构的另一部分(如混凝土梁、柱)的约束而引起拉应力,拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土将会产生裂缝,并且能够在比开裂应力小得多的应力作用下扩展延伸。

(二)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。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。

(三)支撑沉陷裂缝

新浇混凝土楼板容易在模板、支撑变形的情况下产生裂缝。由于支撑的刚度不足或梁板支撑刚度差异较大,在荷载作用下变形沉陷,施工期间的过度震动使支撑刚度变异部位多次瞬间相对位移以及过早拆模等等都可能使混凝土在发展足够强度以支撑其自身重量之前产生裂缝。沉陷变形也是混凝土楼板裂缝开展的另一个常见原因。

(四)温度裂缝

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。

(五)化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。

就施工因素来说,楼板的模板、支撑变形或沉陷,混凝土的制作和捣实工艺等许多方面的施工质量问题以及缺乏养护都会增加产生裂缝或引致裂缝发展的可能性。因此,裂缝的发生和延伸开展与混凝土内在的特性和多种施工因素可能同时存在某种关系。也就是说,同一条裂缝的开展往往由多个原因所造成。[三、针对裂缝产生的原因,在施工因素方面采取相应措施,以减少楼板裂缝的产生。为此,在混凝土施工中,在工序和工艺方面应当注意下列几个问题

(一)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,混凝土应使用设计允许的最小水泥用量和能满足和易性要求的最小用水量,设备允许情况下,不要用过大的塌落度。使用各种外加剂时要注意,尽量不要选用增加混凝土干缩的外加剂;选择合适的水泥品种,使混凝土收缩减少,凝固时间合适;混凝土内砂石水泥的级配力求最优。[(二)浇筑混凝土之前,将模板浇水均匀湿透。

(三)模板及其支撑系统要有足够的刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。楼板模板支撑的间距要适宜,使楼板模板刚度与梁模板刚度不至于相差太大。在与施工井架相接的或施工运输频繁经过的楼板模板中适当加强模板支撑系统。

(四)了解预拌混凝土的级配情况,对某些级配的混凝土,不要过度振捣楼板混凝土,过度的振捣会使混凝土产生离析和泌水,使混凝土楼板表面形成水泥含量较多的沙浆层和水泥浆层,容易产生干缩裂缝。由于一般楼板的厚度不大,使用平板振动器匀速拖过一次就可使楼板的混凝土成型密实。要在混凝土沉淀收缩基本完成后才开始楼板的最终抹面。

(五)在楼板的混凝土施工完成后,要等楼板混凝土有一定的强度后才进行下一道工序的施工。在混凝土终凝初期应避免施工荷载对楼板产生较大的震动。特别是与施工井架相接的楼板,其混凝土施工完成是最后的,而上施工荷载受震动是最早和最频繁的。有些施工单位为了抢工期,在楼板混凝土捣制完成后第二天就上人上材料进行下一道工序施工,往往导致这位置的楼板多处产生裂缝。

(六)施工期间不要过早拆除楼板的模板支架,且要注意拆模的先后次序。必要时可在拆除模板后在适当位置上安装回头顶。施工机具和材料不要集中堆放在一块楼板上,避免造成较大的荷载使还未达到强度的混凝土楼板产生裂缝。

(七)了解预拌混凝土的收缩曲线,加强混凝土养护,保持混凝土楼板表面湿润。在常温下养护不少于两周,特别是在混凝土终凝初期,要严格按要求进行浇水养护。养护期后,在施工期间特别干燥的时候也应进行浇水养护。

四、裂缝的处理

修补前需要对楼板裂缝进行检测与研究以确定裂缝部位、开裂程度和裂缝产生的原因等。根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法等。

五、结束语

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,因此要对混凝土楼板裂缝进行认真研究、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。

参考文献

[1]钢筋混凝土结构设计规范。中国建筑工业出版社,1999.2.

[2]鞠丽艳。混凝土裂缝抑制措施的研究进展。混凝土,2002.5.

[3]郭仕万,肖欣,赵和平。混凝土施工中的裂缝控制。山西水利科技,2000.11.

混凝土裂缝论文 篇5

【论文摘要】:在建筑施工中,现场浇注的混凝土楼板常常会出现大小不等,深浅不一的裂缝现象,文章通过分析现浇混凝土楼板常见裂缝的表现状况,揭示了裂缝产生的原因,并且提出了如何控制预防和处理的根本性措施。

钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一,现浇混凝土楼板裂缝是公认的建筑施工中最难解决的问题之一,这些裂缝不仅影响建筑物的美观,而且影响建筑物的使用功能,大大降低了房屋结构的耐久性;破坏结构的整体性、降低其刚度;引起钢筋腐蚀。因此如何解决这种常见的混凝土裂缝,是设计者和施工者都不可忽视的问题。

一、裂缝表现

斜向裂缝:多分布在房屋外墙转角所在房间的楼板上,裂缝一般成45o斜向,有时一只角同时出现两条裂缝,裂缝基本上为上下贯通。如某七层框架商住楼工程,结构总长度约为100m,设有两道温度缝,其基础一侧为条形基础,其余为独立承台基础。在工程交接时后两个月左右突然发现在靠其中一条温度缝的一跨柱角楼板有45。裂缝,从三层至六层楼板每层均有3条,但均未贯穿楼板。

纵横向裂缝:主要表现为纵横向裂缝。如某教学楼,其现浇钢筋混凝土楼板大面积出现宽度0.1-0.3mm不等的纵横向裂缝。

表面龟裂:此类裂缝主要表现在施工过程中产生的裂缝,容易控制与处理。如某在建工程,因板面面积大,在晚上浇混凝土,第二天早上派人浇水,但前面浇,后面就干掉,到中午时板面出现龟裂缝,用肉眼可辩识。

二、混凝土楼板裂缝产生的原因

1.混凝土组成材料的影响

(1)水泥方面的影响:水泥的收缩值般取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。即C3A含量大,细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥,具有较大的收缩,而SO3的含量对混凝土收缩的影响显著。

(2)骨料方面的影响:混凝土收缩随骨料含量的增加而减小,随骨料弹性模量的增加而减小,同时,又随骨料中粘土含量的增加而增大。另外,在预拌混凝土中,其骨料的级配不十分合理也是造成混凝土出现裂缝的主要因素。

(3)混凝土配合比方面的影响:包括单位用水量,单位水泥用量,水灰比,砂率及灰浆比等参数。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量,而用水量的影响比水泥用量大;在用水量一定的条件下,混凝土干缩随水泥用量的增大而增加,但增大的幅度较小;在骨灰比一定条件下,混凝土干缩随水灰比的增加而明显增大;在配合比相同条件下,混凝土干缩随砂率的增大而加大,但增大的幅度较小。

(4)外加剂的种类和掺量方面的影响:掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性,增大坍落度时,掺减水剂的混凝土收缩略大于不掺的收缩值;掺减水剂用于减水,提高强度或节约水泥时,掺减水剂混凝土的收缩接近或小于不掺的收缩值。

2.施工方面的原因

(1)水灰比的变化对混凝上强度值的影响十分明显,基本上分别是水和水泥量变动对强度影响的叠加,故此,水、水泥、外加剂的计量变化,将直接影响混凝土的强度。对于大流动性的混凝土,其塑性收缩值为200×l0-4,中等流动性混凝土,其塑性收缩值约为(60~100)×l0-4。表现较明显的是:满足坍落度大、流动性好的泵送条件的泵送混凝土,较易产生粗骨料少、砂浆多的现象,混凝土脱水凝固时,就会较易产生塑性收缩裂缝。

(2)混凝土是由砂、石、水泥等粗细骨料按一定的配合比,经过水化反应而形成的水硬性胶凝材料,如果混凝土材料中的砂、石颗粒级配不好,则浇灌出的混凝土强度将降低,抵抗外界应力的能力也同时减弱,极易造成混凝土裂缝。

(3)施工过程中过分振捣混凝土后,粗骨料沉落,水、空气被挤出,混凝土表面因泌水而形成竖向体积缩小沉落,从而成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,容易形成塑性收缩裂缝。

(4)模板、垫层在浇筑混凝土前淋水不足,过分干燥,浇筑混凝土后,因模板吸水量大,导致混凝土的收缩,产生塑性收缩裂缝。

(5)工程施工中各工种交叉作业,楼面负筋位置的正确性难以得到有效的保证,经踩踏后将令钢筋弯曲、变形,减低了部分板负筋的有效高度,使该位置钢筋混凝土楼板上部抗拉能力大幅降低,从而导致该部混凝土楼板出现裂缝。

(6)浇筑混凝土后过分抹平压光,会使较多的细骨料浮到混凝土表面,形成含水量很大的水泥浆层。空气中的二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙发生作用生成碳酸钙,其化学反应式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H20,于是浇筑硬化后期(56d后)引起混凝土明显收缩,即碳化收缩,导致混凝土楼板出现裂缝。(7)混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要,特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水,并大量减少混凝土初期收缩裂缝的产生。过早的养护会影响混凝土的胶结能力;而过迟的养护,混凝土会因受日晒风吹令其表面游离水分过快蒸发,水泥由于缺乏必要的水化水,从而产生急剧的体积收缩(据有关资料反映,当混凝土表面的水分蒸发率超过0.5kg/m2*h时,混凝土体积将急剧收缩),此时的混凝土早期强度低,未能抵抗该种收缩应力而产生开裂。特别是在夏、冬两季,因昼夜温差较大,养护不当最容易产生温差裂缝。

三、混凝土裂缝的控制措施

(1)优选水泥品种。混凝土结构引起裂缝的主要原因之一是由于水泥水化热的大量积聚致使混凝土出现早期升温及后期降温而产生的温差变化,为此,在施工中可采取一些措施,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热水泥品种来配制混凝土。

(2)控制材料的使用。根据施工的具体条件降低水灰比,减少水的用量,提高混凝土的密实度,可以减少混凝土的泌水、离析等现象,使混凝土的收缩变形减小。施工时尽可能选用良好的颗粒级配方案,用颗粒级配大的粗中砂来拌制混凝土,严格控制砂、石中的含泥量。另外,还应控制施工工期,尽量不要在高温季节施工,可减少温差应力对混凝土变形的影响。

(3)提高操作水平。加强混凝土振捣,可以提高混凝土的密实性和抗拉强度;加强对混凝土成品的保护和养护,避免温差裂缝的产生;对已浇筑好的混凝土应在浇筑后lO到12小时内及时做好浇水养护,以使混凝土有足够的湿度保持水化反应,并且连续养护日期一般不少于半个月。这样,不仅有利于混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度,而且还可以在养护时降低混凝土的表面温度,减少混凝土内部的约束作用,防止收缩裂缝的产生。

(4)控制钢筋位置。在绑扎构造钢筋时为防止钢筋走位,可以用一些技术措施进行控制,从而有效地控制和减少板面裂缝的发生。

四、混凝土裂缝处理

依据混凝土裂缝宽度,深度以及扩展情况,采取不同的处理方法。

(一)对于浅表面裂缝(沉缩裂缝,干缩裂缝),缝宽小于0.5m,可用下列方法:

1.裂缝表面清理干净,用水泥浆刮抹。

2.稍深一些的裂缝,沿裂缝凿去薄弱部分,用水冲洗后,用1:2水泥砂浆修补。

(二)裂缝较深(10mm以上)

1.注射环氧树脂黏合剂。注射前,用电吹风吹干裂缝,然后用注射器把黏合剂缓慢注入,至全部充满。

2.裂缝口扩成v型,用毛刷清除粉末,用电吹风吹干,在扩口内填入环氧树脂胶泥即可。

结束语