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混凝土常見裂縫種類與分析示意圖-wenkub

2023-07-12 00:59:49 本頁面
 

【正文】 施:  c、  2)現(xiàn)象:但施工中仍盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫,或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,特別是避免有害裂縫的出現(xiàn),以確保工程質(zhì)量。四、露筋(1)同“蜂窩”原因;(2)鋼筋骨架加工不準,頂貼模板;(3)缺保護層墊塊;(4)鋼筋過密;(5)無鋼筋定位措施、鋼筋位移貼模。二、麻面(1)同“蜂窩”原因;(2)模板清理不凈,或拆模過早,模板粘連;(3)脫模劑涂刷不勻或漏刷;(4)木模未澆水濕潤,混凝土表面脫水,起粉;(5)澆注時間過長,模板上掛灰過多不及時清理,造成面層不密實;(6)振搗時間不充分,氣泡未排除。(3)澆筑速度過快:當(dāng)構(gòu)件高度較大,如一次快速澆筑混凝土,因下部混凝土尚未充分硬化,產(chǎn)生下沉,引起裂縫。、骨料方面(1)骨料中含泥 干燥收縮大,水泥與骨料的粘結(jié)不理想(2)堿骨料反應(yīng) 反應(yīng)吸水,水化反應(yīng)使骨料膨脹混凝土下沉和泌水混凝土澆筑后,在凝結(jié)過程中會產(chǎn)生下沉和泌水,下沉量約為澆筑高度的1%?! ≡蚍治觯夯炷亮簝?nèi)鋼筋銹蝕后體積膨脹,造成混凝土保護層脹裂損傷,鋼筋銹蝕與環(huán)境溫濕度及干濕交替情況、環(huán)境存在侵蝕性物質(zhì)(氣、液、固體)、及混凝土中氯離子含量有關(guān)。當(dāng)混凝土梁截面偏小,或抗剪筋配置不足時易發(fā)生該類損傷。角走向的斜裂縫。見附圖4。見附圖3。梁板上表面溫度高,混凝土膨脹變形大,下表面溫度低,混凝土膨脹變形小,形成變形差。開裂后鋼筋應(yīng)力較裂前突然增加,會在跨中區(qū)段出現(xiàn)幾條裂縫。梁側(cè)面豎向裂縫  1)受力裂縫  裂縫特征:裂縫位于混凝土梁中段,一般跨中裂縫寬度最大,豎向裂縫下寬上窄,沿梁兩側(cè)面通透。工程中常出現(xiàn)的“非荷載裂縫”主要是由于混凝土的干燥收縮*溫度收縮引起的,其中也有許多裂縫是由于混凝土的干燥收縮和溫差變形的雙重作用共同引起的?;炷羶?nèi)相對濕度很快降到80%以下,自生收縮與干縮則接近各占一半;,則自生收縮要占100%,而干縮為0,意味著即使在很干燥的環(huán)境中也沒有水份向外蒸發(fā),水灰比較小的高性能混凝土自收縮過程開始于水化速度處于高潮階段的頭幾天,濕度梯度首先引發(fā)表面裂縫,隨后引發(fā)內(nèi)部裂縫,若混凝土變形受到約束,則進一步產(chǎn)生收縮裂縫, 這也是高強混凝土容易開裂的主要原因之一。在已硬化的水泥漿體中,未水化的水泥繼續(xù)水化是產(chǎn)生自生收縮的主要原因。 混凝土干燥時, 首先失去的是較大孔徑的毛細孔隙中的自由水份,但這幾乎不會引起固體漿體體積的變化,只有很小孔徑毛細孔隙水和凝膠體內(nèi)的吸附水與膠體的層間孔隙水減少時才會引起明顯的收縮。2.1.2 硬化混凝土的早期收縮裂縫硬化混凝土早期收縮裂縫主要包括干燥裂縫、自生收縮裂縫和溫度收縮裂縫。 混凝土結(jié)構(gòu)是我國工程結(jié)構(gòu)中最常見、應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一。. .. . ..2 混凝土結(jié)構(gòu)中的非荷載裂縫 但由于混凝土結(jié)構(gòu)自身組成材料的弱點(抗拉強度較低),在使用條件下容易出現(xiàn)裂縫,這里所說的裂縫是指肉眼可見的宏觀裂縫,而不是微觀裂縫。 混凝土結(jié)構(gòu)中常見的裂縫可分為兩類, 一類是由于結(jié)構(gòu)承受荷載產(chǎn)生的裂縫, 這類裂縫是結(jié)構(gòu)在荷載作用下在某些部位產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了材料的抗拉強度而引起的,又稱為“荷載裂縫”;另一類是由于混凝土材料的收縮變形、 溫度變化以及混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕等原因引起的裂縫,又稱為“非荷載裂縫”。1)干燥收縮裂縫干燥時收縮,受濕時膨脹,這是水泥基混凝土材料的固有特性, 其主要原因是混凝土內(nèi)的固體水泥漿體體積會隨含水量而改變。目前,混凝土干燥收縮的機理尚不完全清楚,一般認為是干燥時混凝土內(nèi)的孔隙水拉力發(fā)生變化,膠凝體粒子的表面張力增加, 膠凝體內(nèi)的膨脹蒸汽壓力減小和層間水稱出的綜合結(jié)果。 自生收縮主要發(fā)生在混凝土硬化的早期, 一般認為混凝土在開始硬結(jié)后的幾天或幾周內(nèi)可完成自生收縮。3)溫度收縮裂縫引起混凝土早期體積變化的主要原因是溫度收縮,溫度對早期混凝土的收縮開裂起著重要的作用。2.1.3 工程中常見的收縮裂縫圖工程中因混凝土收縮開裂的例子很多, 經(jīng)歸納總結(jié),以下給出了工程中常見的收縮裂縫示意圖(見圖1),以助于對收縮裂縫的分析和判斷。見附圖1?! ?)溫度裂縫  裂縫特征:裂縫在梁長范圍內(nèi)基本呈等間距分布,各縫寬相似,豎向裂縫上寬下窄,沿梁兩側(cè)面通透。當(dāng)變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時,在應(yīng)力集中的梁上部區(qū)域出現(xiàn)豎向裂縫,以釋放變形能。  原因分析:混凝土澆注后收縮變形主要集中在塑性收縮階段,此時對水分的要求也較大,養(yǎng)護不當(dāng)易造成混凝土塑性收縮裂縫,裂縫位置受自身材料及連續(xù)梁長度影響?! ≡蚍治觯汗拷畋砻婊炷梁穸容^其它部位薄,當(dāng)混凝土收縮時,易在該處應(yīng)力集中,后期養(yǎng)護不當(dāng)時在此薄弱面出現(xiàn)沿箍筋位置的裂縫。見附圖5。同時要注意混凝土梁上有墻體時是否形成墻梁構(gòu)件,避免計算中將墻荷只傳至本層梁,而實際底層混凝土墻梁承載上部多層荷載的受力模型錯誤引起的損傷?! ?.當(dāng)下沉受到鋼筋或周圍混凝土的約束也會產(chǎn)生裂縫。(4)交接縫:澆筑先后時差過長,先澆筑的混凝土已硬化,導(dǎo)致交接縫混凝土不連續(xù),這是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的起始位置,將成為結(jié)構(gòu)承載力和耐久性的缺陷。防治措施為:①模板要清理干凈,澆筑混凝土前木模板要充分濕潤,鋼模板要均勻涂刷隔離劑;②堵嚴板縫,澆筑中隨時處理好漏漿;③振搗應(yīng)充分密實;處理方法:表面做粉刷的可不處理,表面不做粉刷的,應(yīng)在麻面部位充分濕潤后用水泥砂漿抹平壓光。防治措施為①澆筑混凝土前應(yīng)檢查鋼筋及保護層墊塊位置正確,木模板應(yīng)充分濕潤;②鋼筋密集時粗集料應(yīng)選用適當(dāng)粒徑的石子;③保證混凝土配合比與和易性符合設(shè)計要求;處理方法:表面露筋可洗凈后在表面抹1:2水泥砂漿,露筋較深應(yīng)處理好界面后用高一級細石混凝土填塞壓實?!   ×芽p在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn),形狀很不規(guī)則且長短不一,互不連貫,類似干燥的泥漿面。原因分析:  b、混凝土水灰比過大,模板過于干燥?! 、澆筑混凝土前,將基層和模板澆水濕潤?! 、治理方法:現(xiàn)象:原因分析:  b、采用含泥量大的粉砂配制混凝土?! ?)  b、現(xiàn)象:裂縫寬度沿全長沒有太大的變化?! ?)混凝土結(jié)構(gòu),特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后,在硬化期間放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。b、基礎(chǔ)工程長期不回填,受風(fēng)吹日曬或寒潮襲擊作用;框架結(jié)構(gòu)的梁、墻板、基礎(chǔ)梁,由于與剛度較大的柱、基礎(chǔ)連接,或預(yù)制構(gòu)件澆筑在臺座伸縮縫處,因溫度變形受到約束,降溫時也常出現(xiàn)這類裂縫。預(yù)防措施:  a、選用良好級配的骨料,并嚴格控制砂、石子含泥量,降低水灰比,加強振搗,以提高混凝土的密實性和抗拉強度。  e、大體積混凝土適當(dāng)預(yù)留一些孔道,采取通冷水或冷氣降溫。拆模時,塊體中部和表面溫差不宜大于20℃,以防止急劇冷卻造成表面裂縫。在巖石地基或較厚大的混凝土墊層上澆筑大體積混凝土?xí)r,可在巖石地基或混凝土墊層上澆瀝青膠并撒鋪5mm厚或鋪二層瀝青油氈紙,以消除或減少約束作用。溫度裂縫對鋼筋銹蝕、碳化、抗凍融(有抗凍要求的結(jié)構(gòu))、抗疲勞(對受動荷載構(gòu)件)等方面有影響,故應(yīng)采取措施治理。因此,將肉眼可見裂縫稱為宏觀裂縫,不可見的裂縫寬度<。也就是說,即使沒有外荷載作用(不管是其外荷載的種類是自重、荷載、體積變化而引起的內(nèi)應(yīng)力等)或者即使混凝土發(fā)生體積變化是沒有受到外部的約束,混凝土內(nèi)部已經(jīng)有了微裂縫。見下圖1:混凝土中的早期塑性收縮裂縫。它導(dǎo)致在整個表面上出現(xiàn)少量的均衡的滲出物,對混凝土內(nèi)部來說,水分少量的滲出,會降低內(nèi)部混凝土的水灰比,使混凝土強度得以提高。同時泌水后聚積在混凝土表面的泌水層,對混凝土的養(yǎng)護起到良好的作用,這就象一層“水被子”蓋在混凝土的表面,使因失水造成的塑性收縮裂縫極大的降低,但是,當(dāng)外界溫度、濕度及風(fēng)速條件較惡劣,滲出水蒸發(fā)的速度比泌水速度快時,很容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫。采用泵送混凝土?xí)r,施工速度較快,一次性澆筑到模板內(nèi)的含量大,因此,應(yīng)安排足夠的人員對處于危險的混凝土及時采取技術(shù)措施。一般稱為塑性裂縫,分為:塑性收縮縫、塑性沉降縫。混凝土處于可塑狀態(tài)時,水分從混凝土表面迅速蒸發(fā),同時,由于混凝土產(chǎn)生泌水,水分也從混凝土的內(nèi)部向表面泌出。但經(jīng)試驗,即使貫穿,對混凝土結(jié)構(gòu)物承載也無影響。在未進行有效的養(yǎng)護情況下,塑性裂縫會隨著失水逐步向混凝土內(nèi)部延伸,直到整個截面貫穿。見圖3。a)沿著鋼筋上表面發(fā)生裂縫 b) 沿著側(cè)面鋼筋而發(fā)生裂縫水分蒸發(fā)速率是一個表征單位時間單位面積沙鍋內(nèi)所蒸發(fā)水分的數(shù)量,其物理意義很明確,就是說在單位時間單位面積內(nèi),若水分蒸發(fā)的數(shù)量超過某個值,蒸發(fā)速率超過了泌水到達表面的速率時,混凝土極有可能會出現(xiàn)表面裂縫。塑性混凝土水分蒸發(fā)量計算見圖表1,施工單位應(yīng)根據(jù)地區(qū)氣象部門的觀測數(shù)據(jù),(施工單位應(yīng)自備簡易溫濕度測定儀),在混凝土施工當(dāng)天的外界最高溫度,最低相對濕度,最大風(fēng)速,從附表中查出水分蒸發(fā)量,可以推定混凝土產(chǎn)生塑性開裂的可能性很大,必須采取措施進行預(yù)防。蒸發(fā)后的水汽在沒有風(fēng)的情況下,會在混凝土表面形成濕度較大的保護層,一定程度地降低開裂,但在有風(fēng)的情況下,此保護層被迅速吹走,使混凝土表面直接裸露在高溫和干燥空氣中,導(dǎo)致失水加劇。比較而言,相對濕度在混凝土塑性收縮的影響更大,有資料顯示,氣溫和混凝土溫度為32℃,相對濕度為10%,風(fēng)速為11m/s(約為六級風(fēng))時,水分蒸發(fā)速率是氣溫和混凝土表面溫度為21℃,相對濕度為70%時的50倍,極易產(chǎn)生塑性裂縫。由于模板支撐系統(tǒng)松弛,混凝土引起模板脹鼓,從而引起混凝土開裂。在樓板可再裝修的上表面,澆筑完混凝土后,鋪上保濕的土工布麻袋、草簾、柵網(wǎng)等,盡量防止水分蒸發(fā)。如果二次振搗時間過早,振實后還繼續(xù)下沉,裂縫仍會出現(xiàn),沒起到相應(yīng)作用。在終凝后上人作業(yè)(澆筑完畢剛踩不出腳印),或往工作面上吊運材料,人員和材料的重量通過本身還需要模板支撐的混凝土傳到模板上,不但攪動了澆筑的混凝土,而模板和模板支撐特別是板的模板支撐在集中的、不均勻的、過大的施工荷載作用下,混凝土?xí)騽偠炔蛔愣l(fā)生撓曲,特別是吊運材料時產(chǎn)生集中的沖擊荷載,更會使剛度不足的模板產(chǎn)生振動,即使輕微的振動也會對初凝前后的混凝土產(chǎn)生嚴重的影響,引起肉眼可見的裂縫,也必然會引起肉眼不可見的細小裂縫,使結(jié)構(gòu)受到損傷。圖10 施工荷載引起的樓板底裂縫4 梁板結(jié)構(gòu)澆筑時的二次振搗
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