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关于商品混凝土裂缝问题的探讨摘要现在施工中使用的商品混凝土已成为现代建筑工程中的一种重要材料。然而各地区商品混凝土材料不尽一致,气候环境条件也不一样,再加上商品混凝土具有流动性大、掺用外加剂多等特点,从而在应用过程中出现了一些问题,特别是裂缝问题,比普通混凝土更加容易出现。而裂缝是混凝土结构承载力、耐久性及防水性降低的主要原因,混凝土结构质量的好坏,对建筑的质量、安全和造价有很大影响。本人结合十多年的工作经验,并参考大量文献资料,分析了商品混凝土裂缝产生原因,提出了防治对策,且阐述了商品混凝土裂缝的处理方法,以便解决现场实际问题,提高商品混凝土工程的质量。关键词:商品混凝土;裂缝;原因;控制;处理1目录第一章引言..............................................................................................................31.1商品混凝土裂缝简述....................................................................................31.2混凝土裂缝产生的原因.............................................................................3第二章商品混凝土裂缝控制.....................................................................62.1在设计阶段的主要控制项目..................................................................62.1.1商品混凝土原料的控制.......................................................................62.1.2构造设计方面的控制.............................................................................82.2在施工阶段的主要控制项目...............................................................10第三章商品混凝土裂缝处理...................................................................153.1商品混凝土裂缝处理的基本原理...................................................153.2商品混凝土裂缝处理方法.....................................................................15第四章总结................................................................................................................17参考文献............................................................................................................................182第一章引言1.1商品混凝土裂缝简述各地区商品混凝土材料不尽一致,气候环境条件也不一样,再加上商品混凝土具有流动性大、掺用外加剂多等特点,从而在应用过程中出现了一些问题,特别是裂缝的问题,比普通混凝土更加容易出现。裂缝是混凝土结构最常见的质量通病,与现场搅拌混凝土相比,商品混凝土的裂缝更加受到工程人员的关注。商品混凝土的裂缝主要有:1、大面积楼板产生的裂缝,多出现在混凝土初凝前。2、梁板交接处、厚度突变处和梁板钢筋上部产生裂缝,初春和炎热季节最容易出现;3、地下室墙板裂缝的产生较有规律,即在墙体沿长度方向接近均匀的垂直裂缝,大多在拆模前已形成。4、混凝土路面也容易出现不规则的纵向、横向裂缝。1.2混凝土裂缝产生的原因混凝土结构的裂缝产生的原因主要有三种:1、由外荷载引起的,这是发生最为普遍的一种情况,即按常规计算的主要应力引起的;32、结构次应力引起的裂缝,这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;3、变形应力引起的裂缝,这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形,当变形受到约束时便产生应力,例如:大体积混凝土结构的截面尺寸较大,在施工过程中,由水泥水化过程中释放出大量水化热量,由于混凝土体积大,热量散发不易,造成温升较大,从而导致混凝土体积增大。当这种变形不受约束时,混凝土结构内部不会产生应力。但实际上这种变形肯定会受到约束,约束有两种。一是混凝土与外部环境温度差异引起的约束;另一种是由于内部的条件而不同产生的约束,以上两种约束产生的应力为温度应力。其次,湿度变化引起的混凝土内部各单元体之间相互约束,产生的应力为干缩应力。因为湿度传导率远小于热度传导率(约为1/1600),所以,它主要产生在混凝土表面附近:另外,混凝土自身体积变形不能自由伸缩所产生的应力,称为自身体积变形应力;还有地基不均匀沉降、模板走样也会产生相应的变形应力。在以上非结构荷载的作用下所产生的应力中,主要是温度应力和变形应力。对于大体积混凝土结构施工中,当混凝土浇筑体的边界无约束时(如底、顶板顶面),在早期水化热的温度迅速升高阶段,由于混凝土内、外散热条件不同,形成温度梯度,表面受拉,内部受压。当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。在混凝土的降温阶段,混凝土的温差引起的变形加上混凝土的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束时,在浇筑体的中央断面产生了内部拉应力,当该拉应力超过混凝土4抗拉强度时,混凝土整个截面就产生了贯穿裂缝。目前,技术人员普遍认为商品混凝土出现裂缝的几率大,但究竟是施工原因还是生产原因,对工程质量有多大的影响,都要进行原因和责任区分。我认为,不管是什么原因,出现问题就需要解决问题、提前预防,减少裂缝的出现才是问题的关键。5第二章商品混凝土裂缝控制商品混凝土裂缝控制原理是:降低混凝土外部约束与非线性降温和收缩所产生的拉应力,提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸,以确保混凝土抗裂的安全度要求。控制商品混凝土裂缝,必须从混凝土产生裂缝的几个主要原因着手,才能有效地将裂缝控制在允许范围内。一般可分为两个控制阶段:设计阶段和施工阶段。设计阶段由设计人员对混凝土强度等级、钢筋的品种、规格、建筑物的结构形式等统筹设计,有效的进行裂缝的控制。施工阶段则采取加入外加剂的方式改善混凝土性能、降低水泥水化热、降低混凝土内外温差、结构中设置施工缝或变形缝、加强混凝土中的配筋率等措施来减少混凝土的收缩,加强混凝土的振捣及养护,防止混凝土产生有害裂缝。2.1在设计阶段的主要控制项目合理的设计配合比是有效控制和预防混凝土裂缝发生的基础。应该根据工程所处条件,对水灰比、砂石率、水泥用量及掺合料的用量等进行优化设计,选择最优最合理的方案。2.1.1商品混凝土原料的控制1、水泥6水泥品种对混凝土的收缩影响较大,对纯熟料水泥,水泥净浆收缩主要取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等,C3A含量大,细度较细的水泥收缩较大;石膏的含水量不足的水泥,具有较大的收缩量;水泥中SO3的含量对混凝土收缩也具有显著的影响。在工程中,要根据混凝土工程特点或所处环境条件,优先选用低水化热水泥,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。从而尽可能避免裂缝的产生。2、骨料骨料是影响混凝土干缩的主要因素之一。粗骨料体积含量越大,混凝土收缩越小。就商品混凝土而言,在保证混凝土性能的情况下,增加粗骨料的含量,选用连续级配好、针片状颗粒含量不宜大于10%、含泥量少的骨料,可以减少混凝土收缩,预防混凝土裂缝的产生。细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好,并采取脱水、排水、遮盖和加强管理等综合措施,保证含水率稳定,人工砂饱和面干的含水率不宜超过6%。3、掺合料在混凝土中掺入粉煤灰可以改善混凝土的和易性,降低温度,减少收缩,提高混凝土抗浸性具有良好的效果。水泥水化作用是放热反应,根据试验每增减10kg水泥,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。因其内部产生的水化热造成温度急剧上升,与混凝土表面形成温度梯度,故内部产生拉应力,它们能使混凝土内部开裂。如能采取技术措施将混凝土温度的顶峰温度加以限制,则能减少开裂。采用7冷却措施降低温度,这样费用增加较多,用粉煤灰代替部分水泥,可对混凝土温度起到缓解作用。但对低级粉煤灰,当掺量过多时,早期强度较低,温差较大时,不利于混凝土的抗裂,在温度变化较大时,不宜过量掺用,应选择优质的粉煤灰。4、外加剂1)减水剂:一般混凝土外加剂会增加混凝土的收缩,对混凝土抗裂不利。减水防可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。因为混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。2)膨胀剂:膨胀混凝土拌合物黏稠,无离析和泌水现象,因此泵送性较好,适应泵送施工,由于不泌水,容易产生早期塑性收缩裂缝。因此必须注意早期养护。由于掺入膨胀剂后需大量的水参与反应才能发挥膨胀效果,因此混凝土也可能产生内部干缩。混凝土充分养护是保证膨胀剂应用的重要条件,否则会产生不良的后果。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。2.1.2构造设计方面的控制1、合理设置伸缩缝和后浇带1)同一材料的收缩和膨胀线性系数为一定值时,其面积越大、体形越大,那么收缩或温差应力引起的变形及产生裂缝的可能性就越8大。因此,合理设置长体形建筑的伸缩缝是控制混凝土温差变形裂缝的一项有效措施。设计人员必须严格执行各类规范,在其规定的最大间距内设置伸缩缝,并应根据当地实际环境气候及具体工程结构特点适当减小伸缩缝的间隔,以有效防止混凝土结构的温差裂缝。2)后浇带是当建筑体形较大、高度差较大以及不规则形状时,通常又不便设置伸缩缝,为了防止混凝土因沉降、收缩和温差的变形产生裂缝,而特别浇筑的一种混凝土结构。设计施工图时应该注意合理位置预留后浇带,并明确提出施工中的注意事项。2、适当的增大板厚和构件配筋1)在钢筋混凝土结构中,钢筋对于抵抗和控制收缩和温差变形而产生的裂缝,发挥着主导作用。现行规范中除了对混凝土构件的纵向配筋规定了最小配筋率外,还规定当温度等因素对结构产生较大的影响时,需要适当增加构件的配筋率。我国一些地方夏、秋季昼夜温差很大,热胀冷缩的不断循环是造成混凝土结构产生温差裂缝的主要原因。部分工程实践表明,往往裂缝较多的构件,其配筋率较小,因此设计人员对此应该予以重视,在设计时要充分考虑工程所出区域的气候特点和建筑物的不同部位(如外露构件),适当的增大构件的配筋率。2)常见的收缩和温差裂缝与楼面板、屋面板的厚度有关,如果设计时只计算竖向荷载而未考虑温差和收缩变形对楼板的影响,特别是对屋面板和框架平面以外板件的影响,而采用了较薄的板件,则难以避免在温差和收缩应力反复作用下使结构产生裂缝。另外,楼板厚9度不够的情况下,施工偏差会影响到钢筋保护层厚度和负弯矩的有效高度而产生裂缝。如果工程中的楼板暗埋管线比较多,也会直接影响板厚度,沿管线走向会产生集中应力而导致裂缝。为此,无论计算结果如何,即使板件跨度较小,也应该采取板厚≥100mm,且在温差影响大的重点部位使板面负筋双向通长。3)建筑物两端楼梯间处的楼板平面刚度较小,容易产生裂缝,裂缝通常平行于板的长边并贯通梁侧。设计控制方法是加厚该处的楼板厚度,板面的负筋除了满足计算配
本文标题:关于商品混凝土裂缝问题的探讨
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