淺述混凝土裂縫成因與控制
混凝土的裂縫是建筑工程中較普遍存在的問題。下面就混凝土裂縫的成因與控制談談我們的看法。
一、裂縫的成因
裂縫產生的形式和種類很多,要根本解決混凝土中裂縫問題,還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。
(一)設計原因
1.設計結構中的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫。
2.設計中對構件施加預應力不當,造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。
3.設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板)。
4.設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。
5.設計中采用的混凝土等級過高,造成用灰量過大,對收縮不利。
(二)材料原因
1.粗細集料含泥量過大,造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導裂縫的產生。
2.骨料粒徑越細、針片含量越大,混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量增大。
3.混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當,嚴重增加混凝土收縮。
4.水泥品種原因,礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。
5.水泥等級及混凝土強度等級原因:水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大?;炷猎O計強度等級越高,混凝土脆性越大、越易開裂。
(三)混凝土配合比設計原因
1.設計中水泥等級或品種選用不當。
2.配合比中水灰比(水膠比)過大。
3.單方水泥用量越大、用水量越高,表現為水泥漿體積越大、坍落度越大,收縮越大。
4.配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差,導致混凝土離淅、泌水、保水性不良,增加收縮值。
5.配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。
(四)施工及現場養護原因
1.現場澆搗混凝土時,振搗或插入不當,漏振、過振或振搗棒抽撤過快,均會影響混凝土的密實性和均勻性,誘導裂縫的產生。
2.高空澆注混凝土,風速過大、烈日暴曬,混凝土收縮值大。
3.對大體積混凝土工程,缺少兩次抹面,易產生表面收縮裂縫。
4.大體積混凝土澆注,對水化計算不準、現場混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大,混凝土產生溫度裂縫。
5.現場養護措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。
6.現場模板拆除不當,引起拆模裂縫或拆模過早。
7.現場預應力張拉不當(超張、偏心),引起混凝土張拉裂縫。
(五)使用原因(外界因素)
1.構筑物基礎不均勻沉降,產生沉降裂縫。
2.使用荷載超負。
3.野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。
4.周圍環境影響,酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕,引起裂縫。
5.意外事件,火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。
二、裂縫的控制措施
(一)設計方面
1.設計中的‘抗’與‘放’。
在建筑設計中應處理好構件中‘抗’與‘放’的關系。所謂‘抗’就是處于約束狀態下的結構,沒有足夠的變形余地時,為防止裂縫所采取的有力措施,而所謂‘放’就是結構完全處于自由變形無約束狀態下,有足夠變形余地時所采取的措施。
設計人員應靈活地運用‘抗一放’結合、或以‘抗’為主、或以‘放’為主的設計原則。來選擇結構方案和使用的材料。
2.設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時,應充分考慮采用加強措施。
3.積極采用補償收縮混凝土技術:
在常見的混凝土裂縫中,有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫,可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮,實踐證明,效果是很好的。
4.重視對構造鋼筋的認識:
在結構設計中,設計人員應重視對于構造鋼筋的配置,特別是于樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。
5.對于大體積混凝土,建議在設計中考慮采用60天齡期混凝土強度值作為設計值,以減少混凝土單方用灰量,并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。
(二)材料選擇和混凝土配合比設計方面
1.根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級,盡量避免采用早強高的水泥。
2.選用級配優良的砂、石原材料,含泥量應符合規范要求。
3.積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標已作為混凝土的第五、六大組份,可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
4.正確掌握好?昆凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充發考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。
5.配合比設計人員應深入施工現場,依據施工現場的澆搗工藝、操作水平、構件截面等情況,合理選擇好混凝土的設計坍落度,針對現場的砂、石原材料質量情況及時調整施工配合比,協助現場搞好構件的養護工作。
(三)現場3~-T-操作方面
1.澆搗工作:澆搗時,振搗捧要快插慢拔,根據不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間,避免過振或漏振,應提倡采用二次振搗、二次抹面技術,以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。
> 2.混凝土養護:在混凝土裂縫的防治工作中,對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。主要是控制好構件的濕潤養護,對于大體積混凝土,有條件時宜采用蓄水或流水養護。養護時間為14—28天。
3.混凝土的降溫和保溫工作:對于厚大體積混凝土,施工時應充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設散熱孔、通水排熱等),避免水化熱高峰的集中出現、降低峰值。澆搗成型后,應采取必要的蓄水保溫措施,表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養護,以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。
4.避免在雨中或大風中澆灌混凝土。
5.對于地下結構混凝土,盡早回填土,對減少裂縫有利。
6.夏季應注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫人模、低溫養護,必要時經試驗可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。
綜上所述,對于混凝土裂縫的控制是一個綜合性的問題,需要經過設計、監理、施工及使用方等多方面的配合。
隨著當今我們對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高,相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。
篇2:鋼筋混凝土核芯筒裂縫控制措施
鋼筋混凝土核芯筒裂縫控制措施
核芯筒鋼筋混凝土有害裂縫可能產生的原因是多方面的。其控制的方法與我方在基礎工程裂縫控制中所采取的控制方法一樣,即采用綜合控制的方法來處理。主要分為材料控制、施工控制、結構構造控制、外部環境控制四個方面。
1 材料控制
1.1原材料選用
為了控制或減少混凝土結構的有害裂縫,應妥善選定組成材料和配合比,以
使所配制的混凝土除符合設計和施工所要求的性能外,還具有抵抗開裂所需要的功能。
1)水泥:采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥;對大體積混凝土,采用中低熱硅酸鹽水泥。所用水泥的鋁酸三鈣(C3A)的含量小于8%。水泥質量符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175、《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》GB1344的規定。
2)骨料:選用潔凈、級配良好的中砂和級配良好、空隙率較小的粗骨料。骨料質量分別符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》JGJ52、《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》JGJ53的規定。同時要加強對骨料中的含泥量、泥塊含量和其他有害物質檢查。
3)礦物摻合料:為改善混凝土性能適量摻入礦物摻合料,所用摻合料分別符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596、《用于水泥和混凝土中的?;郀t礦渣粉》GB/T18046的規定。
4)外加劑:所用外加劑符合《混凝土外加劑》GB7086、《混凝土泵送劑》JC473的規定,并按《混凝土外加劑應用技術規程》GB50119的規定進行施工;選用外加劑時,必須根據工程具體情況做好水泥適應性及實際效果試驗。
5)水:符合《混凝土拌合用水標準》JGJ63規定。當使用混凝土攪拌站中的回收水時,應經過沉淀,去除砂石、泥漿,澄清后的水方可使用,并注意回收水中所含外加劑和其他有害物質對混凝土質量 的影響。
6)鋼筋:所用鋼筋應分別符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499、《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB13778、《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》GB13014、《冷軋帶肋鋼筋》GB13778的規定。
1.2配合比設計
1)混凝土配合比按《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55的規定外,根據要求的強度等級、抗滲等級、耐久性及工作性等要求進行配合比設計,同時要考慮以下參數。
2)干縮率:混凝土90天的干縮率宜小于0.05%。
3)坍落度:在滿足施工要求的條件下,盡量采用較小的混凝土坍落度;采用泵送混凝土時,建筑物底部的混凝土坍落度宜控制在150±30mm,建筑物上部的混凝土坍落度宜控制在180±30mm。
4)擴展度:鋼管中的自流平混凝土的擴展度宜控制在550±75mm。
5)用水量:不宜大于180kg/m3。
6)水泥用量:根據不同設計強度等級,確定不同的水泥用量。高強混凝土不宜大于550kg/m3(含替代水泥的礦物摻合料)。
7)水膠比:應盡量采用較小的水膠比?;炷了z比不宜大于0.55。
8)砂率:在滿足混凝土工作性的前提下,應采用較小砂率。
9)泌水量:宜小于0.3ml/m3。
10)宜采用萘系、聚羧酸外加劑。
11) 在箱基工程中建議采用混凝土的后期強度,降低混凝土的水泥用量以控制箱基的開裂。
2 施工控制
鋼筋混凝土工程有害裂縫的產生,與施工技術措施是否合理有相當影響因素。在各道工序各個環節配置相應技能的熟練人員,按施工組織設計技術方案進行施工。
2.1模板的安裝和拆除
1)模板及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性,能可靠地承受澆注混凝土的自重、側壓力、施工過程中產生的荷載,以及上層結構施工時產生的荷載。
2)安裝的模板必須構造緊密、不漏漿、不滲水,并能保證構件形狀正確規整。
3)安裝模板時,為確保鋼筋保護層厚度,應準確配置混凝土墊塊或鋼筋定位器等。
4)拆除模板前,應對混凝土進行充分的澆水養護,拆除模板后,應馬上涂刷養護液。
5)底模及其支架拆除時的混凝土強度應符合設計的要求。
6)已拆除模板及其支架的結構,在混凝土強度達到設計要求的強度后,方可承受全部使用荷載;當施工荷載所產生的效應比使用荷載的效應更為不利時,必須經過核算并加設臨時支撐。
2.2混凝土的制備和運輸
1)采用預拌混凝土。其質量符合《預拌混凝土》GB/T14902的規定。
2)對品質、種類相同的混凝土,原則上要在同一預拌混凝土廠訂貨,如在兩家或兩家以上的廠家訂貨時,應保證各預拌混凝土廠所用主要材料及配合比相同,制備工藝條件基本相同。
3)混凝土運輸時,應能保持混凝土拌合物的均勻性,不應產生分層離析現象,運送容器應不漏漿,內壁光滑平整,并宜快速運輸。運送頻率,應保證混凝土施工的連續性。
4)運輸車在裝料前應將車內殘余混凝土及積水排盡。當需在卸料前補摻外加劑調整混凝土拌合物的工作性時,外加劑摻入后運輸車應進行快速攪拌。攪拌時間應由試驗確定。
5)運至澆注地點混凝土的坍落度和擴展度應符合要求。
6)由攪拌、運輸到澆搗入模,當氣溫不高于25℃,持續時間不宜大于90min,當氣溫高于25℃,持續時間不宜大于60min。當在混凝土中摻加外加劑時,持續時間據試驗另行確定。
2.3混凝土的澆搗
1)搗前檢查模板及其支架、鋼筋及其保護層厚度、預埋件等的位置、尺寸,確認正確無誤后,方可進行澆搗。
2)混凝土的一次澆搗量要適應各環節的施工能力, 以保證混凝土的連續澆搗。
3)對現場澆搗的混凝土要進行監控,運至現場的混凝土坍落度不能滿足施工要求時,采用經試驗確認的可靠方法調整坍落度,嚴禁隨意加水。
4)澆搗剪力墻時,一次澆搗高度以混凝土不離析為準,一般每層不超過500mm,搗平后再澆搗上層,澆搗時要注意振搗到位,使混凝土填充至每個角落。
5)要注意混凝土澆搗的程序。澆搗時要防止鋼筋、模板、定位鋼筋等的移動和變形。
6)混凝土采用快插慢拔,梅花狀布點的方法震搗。每點震搗的時間在10~15秒。振搗要密實,不得漏振,也不得過振,更不得用振搗器拖趕混凝土。
7)分層澆搗混凝土時,注意使上下層混凝土一體化。應在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆搗完成。在澆搗上層混凝土時,須將振搗器插入下層混凝土50mm左右以便
形成整體。8)由于混凝土的泌水、骨料下沉,易產生塑性收縮裂縫,此時應對混凝土表面進行壓實抹光;在澆搗混凝土時,如高溫、太陽暴曬、大風天氣,澆搗后立即用塑料膜覆蓋,避免發生混凝土表面硬結。
9)對大體積混凝土,控制澆搗后的混凝土內外溫差、混凝土表面與環境溫差不超過25℃。
10)板類(含底板)混凝土面層澆搗完畢后,在初凝后終凝前進行二次抹壓。
11)按設計要求合理設置后澆帶,后澆帶混凝土的澆搗時間應符合設計要求。
12)施工縫處澆搗混凝土前,將接茬處剔鑿干凈,澆水濕潤,并在接茬處鋪水泥砂漿或涂混凝土界面劑,保證施工縫處結合良好。
2.4混凝土的養護
1)養護是防止混凝土產生裂縫的重要措施,必須充分重視,并制定養護方案,派專人負責養護工作。
2)混凝土澆搗完畢,在混凝土凝結后即須進行妥善的保溫、保濕養護,盡量避免急劇干燥、溫度急劇變化、振動以及外力的擾動。
3)澆搗后采用覆蓋、灑水、噴霧或用薄膜保濕等養護措施;保溫、保濕養護時間,對硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土,不少于7天;對摻用緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土,不少于14天。
4)底板和樓面等水平結構:混凝土澆搗收漿和抹壓后,用塑料薄膜覆蓋,防止表面水分蒸發,混凝土硬化至可上人時,揭去塑料薄膜,鋪上麻袋或草簾,用水澆透或蓄水養護。
5)在本核芯筒剪力墻等豎向結構中:混凝土澆搗完畢,達到一定強度(1~2天)后,必要時及時松動兩側模板,離縫約3~5mm,在墻體頂部架設淋水管,噴淋養護。拆模后,在墻兩側涂刷養護液,沿外墻周邊包裹聚乙烯彩條布等覆蓋物,避免陽光直照墻面,并連續噴水養護。
3 結構構造控制
結構上的構造措施是控制混凝土有害裂縫產生的最有效措施。
在本工程核芯筒施工中,建議采取以下幾條措施對有害裂縫進行控制:
3.1在-18.00標高墊層處附加一層柔性隔離層
由于箱基底板直接支承于-18.00標高的中風化巖上,巖層對2m厚的箱基底板大體積砼有很強的約束力。在大體積混凝土冷卻收縮,徐變過程中,產生強大的摩阻力將導致底板開裂。
為此在墊層和基礎底板之間附加一層柔性隔離層,可以大大減少其約束力。從而減少有害裂縫產生的機率。柔性隔離層可以采用二氈三油或三元一丙,也可以采取瀝青砂的方法。
3.2 在核芯筒外壁剪力墻中增加抗裂鋼筋網片,洞口處增加放射抗裂鋼筋
在結構設計時,設計師所關心的是豎向的結構受力鋼筋,對于環向鋼筋,大都僅作構造配筋處理。根據以往的施工實踐中發現環狀結構的有害裂縫主要是豎向裂縫。而混凝土的環向收縮是導致豎向裂縫發生的主要原因,為此在本工程橢圓形結構施工事中在筒體外壁鋼筋保護層內,布置Φ6mm的弧狀鋼筋網片;在洞口處增加抗裂放射細鋼筋的方法,來預控制高聳核芯筒結構豎向有害裂縫的產生。
篇3:控制混凝土工程收縮裂縫18個因素
控制混凝土工程收縮裂縫的18個因素
控制混凝土工程收縮裂縫,很難用某一種理論一言以蔽之,只能是在長期的經驗積累之下摸索出一些竅門,以下總結了18個控制混凝土工程收縮裂縫的因素,經驗之談,供借鑒、參考。
1.混凝土大都具有大體積混凝土的性質,應重視體積穩定性(水化熱及收縮)?;炷粒ò〒讲煌饧觿┑幕炷粒┰谒幸话愠饰⑴蛎涀冃?,在空氣中一般呈收縮變形。
2.水泥用量越大,用水量越高,表現為水泥漿量越大,坍落度大,收縮越大。避免雨中澆灌混凝土。遇有小雨,應采取防雨措施(特別是下料部位)并調整水灰比。
3.水灰比越大,干縮越大,一般高強混凝土的水灰比較小,對后期干縮有利,但由于水泥漿量或膠凝材料較多以及高效減水劑的作用,比中低強度混凝土收縮大,而且隨著強度提高拉壓比降低。低水灰比對早期塑性收縮是不利的。
4.暴露面越大,包羅面積越小,收縮越大。
5.礦渣水泥收縮比普通水泥收縮大,粉煤灰水泥及礬土水泥收縮較小,快硬水泥收縮較大;礦渣水泥及粉煤灰水泥水化熱比普通水泥低,故應根據厚度選擇水泥品種。重大工程應進行水化熱及收縮試驗在進行抉擇。
6.砂巖做骨料收縮大幅度增加。粗細骨料中含泥量越大收縮越大,抗拉強度低,應嚴格限制。
7.早期養護時間越早、越長(7~14天),收縮越小。保濕養護避免劇烈干燥能有效地降低收縮應力。注意振搗,特別是在梁板(或墻板)交接處,但不得超振,以防離析和大量泌水。樓板澆筑后立即噴霧,二次壓光,覆蓋塑料薄膜,加強潮濕養護對控制裂縫很有益處。
8.環境濕度越大,收縮越小,環境溫度越高,越干燥,收縮越大。
9.骨料粒徑越粗,收縮越小,骨料粒徑越細,砂率越高,收縮越大。
10.水泥活性越高,顆粒越細,比表面積越大,收縮越大。(摻合料粒徑影響具有相同性質)
11.配筋率越大,收縮越小,但配筋過量則會增加混凝土拉應力。配筋宜細而密,不宜粗而稀。注意在收縮應力集中區,加強構造配筋。預應力結構加強非預應力配筋。
12.風速越大,收縮越大,注意高空中現澆混凝土,避免炎熱季節陽光直射新澆混凝土表面。
13.外加劑及摻合料選擇不當,顯著增加收縮;選擇適宜可減少收縮,特別是早期收縮。
14.環境及混凝土溫度越高,收縮越大。停工暴露時間越長,收縮越大。
15.收縮和環境降溫同時發生,對工程更為不利。
16.盡早回填土,土壤是混凝土最佳養護介質。盡早封閉房屋和裝修對減少收縮有利。
17.泌水量大,表面含水量過高,表面早期收縮加大,但應避免混凝土表面早期脫水加大收縮。
18.用量較少的中低強度等級水泥,水灰比較低,坍落度較小的混凝土,大部分收縮完成時間約為一年。水泥用量較大,強度等級較高的混凝土約為2年?;炷磷罱K收縮完成時間約20年。輕微收縮裂縫的處理與修補不是“質量事故”。