【文章內(nèi)容簡介】
混凝土的體積收縮變形,受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時,在澆筑體中央斷面產(chǎn)生內(nèi)部拉應(yīng)力,當(dāng)該拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時,混凝土整個截面就產(chǎn)生貫穿裂縫。2.溫度應(yīng)力的分析根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段:(1)初期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。(2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止,這個時期中,溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝土的彈性模量變化不大。(3)后期:混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類:一是自生應(yīng)力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,橋梁墩身、結(jié)構(gòu)尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。二是約束應(yīng)力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下,需要依靠模型試驗或數(shù)值計算?;炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松弛,計算溫度應(yīng)力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細述。二、裂縫控制的基本原理及措施大體積混凝土的裂縫控制是指杜絕有害裂縫,同時減少或避免不影響使用的混凝土表面裂縫。裂縫控制原理是:降低混凝土外約束與非線性降溫和收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力,提高混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強度和極限拉伸,以確??沽寻踩纫?。裂縫控制方法采取溫差與溫度應(yīng)力雙控制方法,避免結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)溫度裂縫,同時調(diào)整混凝土表面濕度以防止表面干縮裂縫。結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因是降溫和收縮。任一降溫差包含水化熱引起的溫差和收縮當(dāng)量溫差,又都可以分解為均勻降溫差和非均勻降溫差兩類。前者產(chǎn)生外約束力,它成為貫穿性裂縫的主要原因;后者引起自約束力,形成表面裂縫;只有同時控制好這兩類降溫差,才能減小和避免裂縫的產(chǎn)生??刂苹炷亮芽p,必須從混凝土產(chǎn)生裂縫的幾個主要原因入手,才能有效地將裂縫控制在充許范圍內(nèi)。一般分為兩個控制階段,設(shè)計階段和施工階段。設(shè)計階段由設(shè)計人員對混凝土強度等級、鋼筋的品種、規(guī)格、建筑物的結(jié)構(gòu)形式等統(tǒng)籌設(shè)計,有效進行裂縫控制。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內(nèi)外溫差、設(shè)置施工縫或變形縫、加強混凝土中的配筋率等措施來減少混凝土的收縮,防止混凝土產(chǎn)生有害裂縫。1.合理設(shè)計施工配合比由于大體積混凝土各項指標(biāo)要求較高,并普遍采用泵送混凝土,因此合理設(shè)計配合比是有效控制和預(yù)防混凝土裂縫發(fā)生的基礎(chǔ)。應(yīng)根據(jù)工程所處條件,對砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進行優(yōu)化設(shè)計,選擇最優(yōu)方案。(1)砂率的選擇。適當(dāng)砂率的選擇對控制混凝土的裂縫有積極作用,混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大,在相同條件下混凝土的彈性模量較高,收縮量較小,而且由于粗骨料對收縮的約束作用,可減少開裂的可能。使用粗骨料,盡量選用粒徑較大,級配良好的粗骨料,在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中,摻總量不超過20%的大石塊,減少混凝土的用量,以達到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。(2)選用中低水化熱水泥,可使水泥在拌和過程中水化熱釋放較小,顯著減少混凝土升溫,如選用礦渣硅酸鹽水泥,火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、普硅非早強型水泥。充分利用混凝土后期強度,減少每立方米混凝土中水泥用量。(3)采用混凝土雙摻技術(shù),即在混凝土中加入優(yōu)質(zhì)粉煤灰,摻入量一般為水泥用量的20%左右,摻入緩凝型減水劑,用量為水泥用量的 %左右。通過采用雙摻技術(shù),減少水泥用量,降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時間。(4)加入UEA或AEA膨脹劑,用量為水泥用量的14%左右,使混凝土在凝固過程中不產(chǎn)生收縮,還可以提高混凝土自防水能力。2.混凝土結(jié)構(gòu)原料的控制(1)材料的選擇,應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的水泥配制大體積混凝土,如礦渣硅酸鹽水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料,因使用含泥量高的集料會導(dǎo)致集料表面與水泥石的機械粘結(jié)力降低,而且會增加混凝土拌合物的用水量,不僅增加了混凝土的收縮,同時降低了混凝土的抗拉強度,導(dǎo)致收縮裂縫發(fā)生。(2)采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對溫升值,可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外差和降溫速度控制的難度降低。(3)摻合料和外加劑的控制。摻合料的質(zhì)量對混凝土裂縫有顯著的影響,當(dāng)前用的摻合料主要是粉煤灰或礦粉,它們可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性,粉煤灰對混凝土的早期干縮影響很大,使用細度較粗或含碳量高的粉煤灰會大幅度增加混凝土的需水量,從而加大混凝土的收縮導(dǎo)致開裂。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。混凝土中摻入減水劑,不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善,同時又減少拌和用水,節(jié)約水泥,從而降低了水化熱。若是泵送混凝土,同時在炎熱的夏天,為了延緩凝結(jié)時間,要加緩凝劑,反之凝結(jié)時間過早,將影響混凝土的輸送和澆筑面的粘結(jié),易出現(xiàn)層間縫隙,使混凝土防水、抗裂和整體強度下降。為了防止混凝土的初始裂縫,可摻加膨脹劑,如UEA膨脹劑等。3.澆筑時的控制措施(1)加強混凝土的澆灌振搗,提高密實度。(2)混凝土盡可能晚拆模,拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上。(3)采用兩次振搗技術(shù),改善混凝土強度,提高抗裂性(4)加強混凝土的養(yǎng)護及測溫工作?;炷翝仓戤吅?,應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進行保溫養(yǎng)護,保溫養(yǎng)護是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力;其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度,充分利用混凝土的抗拉強度,以提高混凝土塊體的抗裂能力,同時,在養(yǎng)護過程中保持良好的濕度和抗風(fēng)條件,使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護。具體應(yīng)使混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求,保溫養(yǎng)護的持續(xù)時間應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力加以控制、確定,保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進行;在保溫養(yǎng)護過程中,應(yīng)保持混凝土表面的濕潤。施工人員需根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求,來確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護措施,如采用蓄水法保溫養(yǎng)護等。三、結(jié)論混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生的原因很復(fù)雜也是不可避免的,混凝土裂縫的防治重點在于“防”,而不在于“治”在采取了上述綜合性控制措施后,由于各種原因仍可能有少量的混凝土裂縫發(fā)生。當(dāng)這些裂縫發(fā)生后,必須先查明裂縫產(chǎn)生的原因,判明裂縫的類型,才能選擇正確的處理方法,同時要通過合理設(shè)計混凝土配合比、正確選用原材料、合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)、加強施工監(jiān)控、嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)程、提高施工技術(shù)水平,這樣才有可能最大程度減少混凝土裂縫的產(chǎn)生,把裂縫寬度控制在設(shè)計范圍內(nèi),盡量減少裂縫造成的危害。參考文獻[1] .[J]..[2] .[J]..[3] .[J]..[4] .[J]..第四篇:混凝土裂縫原因分析及處理措施混凝土裂縫原因分析及控制措施韓恒梅祿建民平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(河南平頂山 467001)摘要:混凝土裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)。本文對混凝土施工中裂縫的原因及控制措施作一初步探討。關(guān)鍵詞:混凝土裂縫;混凝土裂縫的原因分析;混凝土裂縫的控制措施The Reason Analyse and Control Measure of Concrete CrackHanhengmei Lujianmin Pingdingshan Industrial College of Technology(Henan Pingdingshan 467001)Abstract: The existing and developing of concrete crack can uaually erode some material just like reinforcing steel bar,low the carrying capacity、wearing and antiinfiltration capacity of reinforced concrete,influence the appearance、using time of building,and even threaten the life and wealth of article mostly discu