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土木匠程结业论文:混凝土施工裂痕的成因与控制措施

2021-06-17 

本文摘要:混凝土裂痕的成因与控制摘要混凝土的裂痕问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。

混凝土裂痕的成因与控制摘要混凝土的裂痕问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。本文从设计、质料、配合比、施工现场养护等方面临混凝土工程中常见的一些裂痕的成因举行了分析探讨。

针对混凝土裂痕发生的原因,在混凝土结构设计、混凝土质料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂痕生长的措施。依据相关文献,并总结了混凝土裂痕的处置惩罚方法:外貌处置惩罚法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、仿生自愈正当等。

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关键词:混凝土; 裂痕; 成因;控制; 1 概述1.1 课题的提出混凝土结构工程的裂痕,是一个带着有普通性被工程界很为关注的问题。有些裂痕的继续扩展可能危及结构宁静,因为结构的最终破坏往往是从裂痕开始的,成为结构的破坏的先兆,这主要是指荷载发生的裂痕;有些裂痕的泛起造成工程渗漏,影响正常使用,是钢筋锈蚀,掩护层剥落,降低混凝土强度,严重损害工程耐久性,缩短工程使用寿命,这主要是指变形发生的裂痕;另有耦互助用下的裂痕和碱骨料反映膨胀应力引起的裂痕及冻融引起的裂痕。同时较大的结构裂痕,也为人的观瞻难以接受,造成恐惧心理压力,影响修建雅观,为装修造成难题。

由于发生裂痕的微观与宏观机理的庞大性、动态变化性,它也是困扰工程技术人员一个技术难题。1.2 本论文的研究内容本论文研究混凝土裂痕成因划分从以下几方面着手研究:1.设计原因 2.质料原因3.混凝土配合比设计原因4.施工及现场养护原因5.使用原因针对混凝土裂痕成因的分析以下几方面接纳控制措施:1.设计方面2.质料选择3.混凝土配合比设计4.施工方面5.治理方面6.情况方面1.3本论文的研究方法 2 裂痕的成因裂痕发生的形式和种类许多,有设计方面的原因,但更多的是施工历程的种种因素组合发生的,要基础解决混凝土中裂痕问题,还是需要从混凝土裂痕的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂痕的成因是有效地控制和淘汰混凝土裂痕发生的最有效的途径。

裂痕原因是设计、施工、质料、情况及治理等相互影响的综合性问题,解决裂痕控制问题应当接纳综合方法。由六项主要因素组成的控制链见图2.1。

2.1 设计原因 1.设计结构中的断面突变而发生的应力集中所发生的构件裂痕。2.设计中对构件施加预应力不妥,造成构件的裂痕(偏心、应力过大等)。

3.设计中结构钢筋设置过少或过粗等引起构件裂痕(如墙板、楼板)。4.设计中未充实思量混凝土构件的收缩变形。

5.设计中接纳的混凝土品级过高,造成用灰量过大,对收缩倒霉。6.菏载收缩,使用情况温度变化,管线设置不妥,掩护层厚度不足,抗温度收缩配筋不足。2.2 质料原因1.粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或接纳不恰当的中断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂痕的发生。

2.骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。3.混凝土外加剂、掺和料选择不妥、或掺量不妥,严重增加混凝土收缩。

4.水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。5.水泥品级及混凝土强度品级原因:水泥品级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。

混凝土设计强度品级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。2.3 混凝土配合比设计原因1.设计中水泥品级或品种选用不妥。2.配合比中水灰比(水胶比)过大。3.单方水泥用量越大、用水量越高,体现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大。

4.配合比设计中砂率、水灰比选择不妥造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不妥。2.4 施工及现场养护原因1.现场浇捣混凝土时,振捣或插入不妥,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和匀称性,诱导裂痕的发生。

2.拌和不匀称(特别是掺用掺合料的混凝土),搅拌时间不足或过长,拌和后到浇筑时间距离过长,易发生裂痕。3.一连浇筑时间过长,接茬处置惩罚不妥,易发生裂痕。4.高空浇注混凝土,风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。

5.对大要积混凝土工程,缺少两次抹面,易发生外貌收缩裂痕。6.大要积混凝土浇注,对水化盘算禁绝、现场混凝土降温及保温事情不到位,引起混凝土内部温渡过高或内外温差过大,混凝土发生温度裂痕。

7.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂痕。2.5使用原因(外界因素)1.构筑物基础不匀称沉降,发生沉降裂痕。

2.野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂痕。3.周围情况影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂痕。4.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂痕。

5.结构构件各区域温度、湿度差异过大。3 裂痕的控制措施3.1 设计方面3.1.1 设计中的‘抗’与‘放’ 在修建设计中应处置惩罚好构件中‘抗’与‘放’的关系。所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂痕所接纳的有力措施,而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所接纳的措施。设计人员应灵活地运用‘抗一放’联合、或以‘抗’为主、或以‘放’为主的设计原则。

来选择结构方案和使用的质料。3.1.2只管制止结构断面突变带来应力集中如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充实思量接纳增强措施。3.1.3接纳赔偿收缩混凝土技术在常见的混凝土裂痕中,有相当部门都是由于混凝土收缩而造成的。

要解决由于收缩而发生的裂痕,可在混凝土中掺用膨胀剂来赔偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。3.1.4 设计上要注意容易开裂部位凭据观察,各种结构的易裂部位如下:1.框架机构和剪力墙结构衡宇中的现浇混凝土楼板易裂部位(1)衡宇平面体形有较大凹凸时,在凹凸交接处的楼板;(2) 两头阳角处及山墙处的楼板;(3) 衡宇南面外墙设大面积玻璃窗时,与南向外墙相邻的楼板;2.框架结构衡宇中的框架梁在以下部位易泛起裂痕(1) 顶层纵向和横向框架梁的截面上部区域;(2) 长度较长的端部或中部纵向框架梁;(3) 横向框架梁截面中部。3.剪力墙结构衡宇中在以往部位易泛起裂痕(1) 端山墙;(2) 开间内纵墙;(3) 顶层和底层墙体;(4) 长度较大(>10m)的墙。4.当冬季停工春季再继续施工时,地下室在以下部位易泛起裂痕(1) 地下室顶板;(2) 地下室的窗上墙和窗下墙。

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对以上易泛起裂痕的部位,现在在设计中通常接纳了“放”、“抗”或“抗放联合”的控制裂痕措施,工程履历讲明在于质料、施工等部位密切配合的情况下,可取得较好的效果。3.2 质料选择1.凭据结构的要求选择合适的混凝土强度品级及水泥品种、品级,只管制止接纳早强高的水泥。

2.选用级配优良的砂、石原质料,含泥量应切合规范要求。3.努力接纳掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目的已作为混凝土的第五、六大组份,可以显着地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的事情性能和降低混凝土成本的作用。

4.正确掌握好混凝土赔偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发思量到差别品种、差别掺量所起到的差别膨胀效果。

应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。3.3 混凝土配合比设计1.混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的划定,凭据要求的强度品级、抗渗品级、耐久性及事情性等举行配合比设计外,其配制的混凝土还应切合4.3.2-4.3.10的划定。

2.干缩率。混凝土90d的干缩率易小于0.06%。3.坍落度。在满足施工要求的条件下,只管接纳较小的混凝土坍落度;基础、梁、楼板、屋面用的混凝土坍落度易小于120mm,柱、墙用的混凝土坍落度宜小于150mm;混凝土接纳泵送时,高层修建用的混凝土坍落度凭据泵送高度宜控制在180mm左右,多层及高层修建底部的混凝土坍落度宜控制在150mm。

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4.用水量。不宜大于170kg/m3。5.水泥用量。普通强度品级的混凝土宜为270-450千克每立方米,高强混凝土不宜大于550千克每立方米。

6.水胶比。应接纳适当较小的水胶比。

混凝土水胶比不已大于0.60。7.砂率。在满足事情性要求的前提下,应接纳较小的砂率。

8.配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原质料质量情况实时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护事情。3.4 施工方面3.4.1 模板的安装及拆除1.模板及其支架应凭据工程结构形式、荷载巨细、地基土种别、施工法式、施工工具和质料供应等条件举行设计。

模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地蒙受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工历程中发生的荷载,以及上层机构施工时发生的荷载。2.安装的模板须结构精密、不漏浆、不渗水,不影响混凝土匀称性及强度生长,并能保证构件形状正确规整。3.安装模板时,为确保掩护层厚度,应准确设置混凝土垫块和钢筋定位器等。

4.模板的支撑立柱应置于坚实的地面上,并应具有足够的刚度、强度和稳定性,间距适度,防止支撑沉陷,引起模板变形。上下层模板的支撑立柱应瞄准。5.模板及其支架的拆除顺序及相应的施工宁静措施在制定施工技术方案时应思量周全。

拆除模板时,不应对楼层形成打击荷载。拆除模板及支架应随拆随清运,不得对楼层形成局部过大的施工荷载。模板及其支架拆除时混凝土结构可能尚未形成设计要求的受力体系,须要时应加设暂时支撑。

6.底模及其支架拆除时的混凝土强度应切合设计要求;当无设计要求时,混凝土强度应切合表3.1的划定表3.1 底模拆除时的混凝土强度要求构件类型构件跨度/m到达设计混凝土立方体抗压强度尺度值的百分率/%板≤2>2,≤8>8≥50≥75≥100梁、拱、壳≤8>8≥75≥100悬臂构件—≥1003.4.2 混凝土的制备1.应优先接纳预拌混凝土,其质量应切合《预拌混凝土》GB/T14902的划定举行外,对品质、种类相同的混凝土,原则上要在同一预拌混凝土厂订货。如在两家或两家以上的预拌混凝土厂订货时,应保证各预拌混凝土厂所用主要质料及配合比相同,制备工艺条件基底细同。2.施工者要事先制定好关于混凝土制备的技术操作规程和质量控制措施。3.4.3 混凝土的运输1.运输混凝土时,应能保持混凝土拌和物的匀称性,不应发生分层离析现象,运送容器应不漏浆,内壁关滑平整,具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施,并宜快速运输。

运送频率,应保证混凝土施工的一连性。2.运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌和物的事情性时,外加剂掺入后运输车应举行快速搅拌,搅拌时间应由实验确定。

3.运至浇捣所在混凝土的坍落应切合要求,当有离析时,应举行二次搅拌,搅拌时间应由实验确定。严禁向运输到浇筑所在的混凝土中任意加水。

4.由搅拌、运输到浇筑入模当气温不高于25℃时,连续时间不宜大于90min,当气温高于25℃时,连续时间不宜大于60min。当混凝土中掺加外加剂或接纳快硬水泥时,连续时间应由实验确定。

3.4.4 混凝土的浇筑1.为了获得匀质密实的混凝土,浇筑时要思量结构的浇筑区域、构件种别、钢筋设置状况以及混凝土拌和物的品质,选用适当机具与浇筑方法。2.浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及掩护层厚度、预埋件等的部位、尺寸,确认正确无误后,方可举行浇筑。

同时,还应检核对浇筑混凝土有无障碍,须要时予以修正。3.制定施工方案时应思量工程情况和实际事情能力,使各环节的施工能力应与混凝土的一次浇筑量相适应,须要时混凝土的一连浇筑。

4.对现场浇筑的混凝土要举行监控,运抵现场的混凝土坍落不能满足施工要求时,可接纳经实验确认的可靠方法调整坍落度,严禁随意加水。在降雨雪时不宜在露天浇筑混凝土。5.浇筑墙、柱等较高构件时,一次浇筑高度以混凝土不离析为准,一般每层不凌驾500m,捣平后再浇筑上层,浇筑时要注意振捣到位时混凝土充满端头角落。3.4.5 混凝土的养护1.养护是防止混凝土发生裂痕的重要措施,必须充实重视,并制定养护方案,派专人养护事情。

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2.混凝土浇注完毕,在混凝土凝聚后即须举行妥善的保温、保湿养护,只管制止急剧变化、振动以及外力的扰动。3.浇筑后接纳笼罩、晒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施;保温、保湿养护时间,对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或抗渗要求的混凝土,不得少于14d。4.底版和楼板等平面结构构件,混凝土浇筑收浆和抹压后,用塑料薄膜笼罩,防止外貌水份蒸发,混凝土硬化至可上人时,可揭去塑料薄膜,铺上麻袋或草帘,用水浇透,有条件时只管蓄水养护。5.截面较大的柱子,宜用湿麻袋围裹喷水养护,或用塑料膜围裹自生养护,也可涂刷养护液。

3.5 治理方面应当确定科学的控制裂痕尺度,合理的选择施工进度,制止在混凝土施工中太过抢修工期,监视混凝土施工中制定的各项技术措施,必须严格执行。不应当预先指定设计及施工方法,设计图纸上不应指定施工单元接纳尚不成熟的外加剂。

施工历程中及验收后发现有少量的裂痕,应当接纳化学灌浆方法和关闭方法加以处置惩罚,轻微的收缩裂痕不应作为“事故”处置惩罚,不应降低工程质量尺度,接纳适当措施以确保结构物的正常耐久使用,完全满足设计要求。除非承载力严重不足,不要轻易打掉重建,泯灭巨资补强加固。注意到同一设计单元设计,同一质料供应单元,同一施工单元施工,在相同情况中,裂痕水平却完全差别,这是常遇到的现象,其要害是“非均质性”,裂痕控制的作用效应及抗力都是高度离散性和随机性的问题。

3.6 情况方面注意施工的季节,情况的温湿度及气象变化对混凝土变形性能的影响,严格控制现场坍落度、防风、实时和气象站保持精密联系,应当尽可能在较低的温度情况中开始浇灌混凝土,中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的倒霉影响。注意暴雨中不能浇灌混凝土。4 混凝土裂痕的处置惩罚方法4.1 混凝土裂痕的处置惩罚方法4.1.1.外貌处置惩罚法外貌涂抹和外貌贴补法外貌涂抹适用规模是浆材难以灌入的细而浅的裂痕,深度未到达钢筋外貌的发丝裂痕,不漏水的缝,不伸缩的裂痕以及不再运动的裂痕。外貌贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定详细漏水位置、变形缝)的防渗堵漏4.1.2填充法用修补质料直接填充裂痕,一般用来修补较宽的裂痕,作业简朴,用度低。

宽度小于0.3mm,深度较浅的裂痕、或是裂痕中有充填物,用灌浆法很难到达效果的裂痕、以及小规模裂痕的浅易处置惩罚可接纳开V型槽,然后作填充处置惩罚。4.1.3灌浆法此法应用规模广,从细微裂痕到大裂痕均可适用,处置惩罚效果好。使用压送设备(压力0.2~0.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙,到达闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。

也可使用弹性补缝器将注缝胶注入裂痕,不用电力,十分利便效果也很理想。4.1.4.结构补强法因超荷载发生的裂痕、裂痕长时 间不处置惩罚导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂痕等影响结构强度可接纳结构补强法。包罗断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂痕处置惩罚效果的检查包罗修补质料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。

4.1.5混凝土置换法混凝土置换法是处置惩罚严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他质料。常用的置换质料有: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。4.1.6仿生自愈正当仿生自愈正当是一种新的裂痕处置惩罚方法,它模拟生物组织对受创伤部位自动排泄某种物质,而使创伤部位获得愈合的性能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土泛起裂痕时排泄出部门液芯纤维可使裂痕重新愈合[4]。

5 结论5.1 混凝土裂痕发生原因混凝土裂痕发生的原因主要有:设计方面存在断面突变、施加预应力不妥、钢筋设置过少或过粗、未充实思量混凝土构件的收缩变形、混凝土品级过高、菏载收缩的原因。质料选择方面存在粗细集料含泥量过大、骨料粒径太细、混凝土外加剂和掺和料选择不妥、水泥品种原因、水泥品级及混凝土强度品级的原因。

混凝土配合比设计方面存在水泥品级或品种选用不妥、水灰比过大、水泥用量越大和用水量越高、砂率和水灰比选择不妥、混凝土膨胀剂掺量选择不妥。施工及现场养护方面主要有混凝土振捣或插入不妥、拌和不匀称、一连浇筑时间过长、现场养护措施不到位、现场模板拆除和预应力张拉不妥等原因[5]。5.2 混凝土裂痕的控制措施混凝土裂痕的控制措施主要有:设计方面从设计中的抗与放相联合,制止结构断面突变带来应力集中、接纳赔偿收缩混凝土技术、重视结构钢筋等控制措施。

质料选择从选择合适的混凝土强度品级及水泥品种、品级和级配优良的砂、石原质料,努力接纳掺合料和混凝土外加剂等控制措施。混凝土配合比设计从干缩率、坍落度、用水量、水泥用量、水胶比、砂率的配制,接纳引气剂或引气减水剂等控制措施。施工方面从模板的安装及拆除,混凝土的制备、运输、浇筑和养护等举行控制。治理方面应当确定科学的控制裂痕尺度,合理的选择施工进度。

而且在情况方面应注意施工的季节,情况的温湿度,严格控制现场坍落度、防风、实时和气象站保持精密联系。5.3 混凝土裂痕的处置惩罚方法通过本文的研究,混凝土裂痕处置惩罚的方法主要有:外貌处置惩罚法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、仿生自愈正当。

裂痕是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的泛起不仅会降低修建物的抗渗能力,影响修建物的使用功效,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低质料的耐久性,影响修建物的承载能力,因此要对混凝土裂痕举行认真研究、区别看待,接纳合理的方法举行处置惩罚,并在施工中接纳种种有效的预防措施来预防裂痕的泛起和生长,保证修建物和构件宁静、稳定地事情。参考文献[1]耿小强.浅析混凝土裂痕的成因及处置惩罚方法 [N] .承德日报,2009年[2]何星华,高小旺.修建工程裂痕防治指南[M].北京:中国修建工业出书社,2005.[3]韩素芳,耿维恕.钢筋混土壤结构裂痕控制指南[M].北京:化学工业出书社,2005,12.[4]胡硕,大要积混凝土温度裂痕控制 [D] .西安修建科技大学,2005.[5]鞠丽艳.混凝土裂痕抑制措施的研究希望[M]. 北京:清华大学出书社,2002. 5.。


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