混凝土裂縫參考文獻
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Ⅱ 水泥混凝土路面裂縫成因探析的研究有哪些參考文獻
世上本無事
這么搞研究無異於瞎子摸象
換個題目吧
這個題目就是老砼人也不能說全明白
Ⅲ 預應力混凝土結構的裂縫控制參考文獻
參考文獻
[1]徐榮年,徐欣磊.工程結構裂縫控制——「王鐵夢法」應用事例集[專M].北京:中國建屬築工業出版社,2005.
[2]何星華,高小旺.建築工程裂縫防治指南[M].北京:中國建築工業出版社,2005.
[3]韓素芳,耿維恕.鋼筋混泥土結構裂縫控制指南[M].北京:化學工業出版社,2005,12.
[4]過鎮海,時旭東.鋼筋混凝土原理和分析[M].北京:清華大學出版社,2003,5.
[5]曲德仁.混凝土質量控制[M].北京:中國工業出版社,2003.
[6]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進展[M]. 北京:清華大學出版社,2002. 5.
[7]郭仕萬,肖欣,趙和平.混凝土施工中的裂縫控制[M]. 北京: 中國農業出版社,2000.11.
[8]鞠麗艷,張雄.混凝土裂縫防治的兩種新方法[M]. 北京:中國建築工業出版社,2002. 7.
[9]楊紹林,田加才,田麗.新編混凝土配合比使用手冊[M].北京:中國建築工業出版社,2002.116-130.
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混凝土裂縫成因分析及控制方法
【摘要】:混凝土結構裂縫是當今工程領域非常難以解決的一個問題,如果施工中混凝土常常出現裂縫就會影響到結構的整體性和耐久性。結合實際經驗,從建築構件、溫度變化、體積收縮和施工操作等方面分析了施工期混凝土裂縫產生原因和影響因素,提出了施工期混凝土裂縫的控制技術,對在施工期如何進行混凝土裂縫控制的研究和實踐有一定的指導意義。
【關鍵詞】:混凝土施工;溫度裂縫;裂縫控制;防治措施
1、混凝土施工中常見裂縫
1.1干縮裂縫
干縮裂縫多出現在混凝土養護結束後的一段時間或是混凝土澆築完畢後的一周左右。水泥漿中水分的蒸發產生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由於混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束,產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之問,大體積混凝土中平面部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗滲性,引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會產生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。
1.2塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在乾熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫狀態。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達2~3IT1,寬l~5mm。其產生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。
1.3沉陷裂縫
沉陷裂縫的產生是由於結構地基土質不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐問距過大或支撐底部松動等導致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍後產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地面垂直或呈30~45°角方向發展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之後,沉陷裂縫也基本趨於穩定。
1.4溫度裂縫
在大體積混凝土結構中,溫度應力變化及溫度控制具有重要意義。這主要是由於兩方面的原因:首先,在施工中混凝土常常出現溫度裂縫,影響到結構的整體強度和耐久性;其次,在使用過程中,溫度變化對結構的應力狀態具有顯著的不容忽視的影響。混凝土施工中產生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性,以及結構不合理、原材料不合格(如鹼骨料反應)、模板變形、基礎不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在後期降溫過程中,由於表面溫度散失較快,受到內部混凝土或基礎的約束,使混凝土表面產生拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度時,即會出現溫縮開裂。即使混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕,表面干縮形變受到內部混凝土的約束,也往往會導致干縮裂縫。混凝土是一種脆性材料,抗拉強度是抗壓強度的1/10左右,由於原材料不均勻,水灰比不穩定,及運輸和澆注過程中的離析現象,在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的,存在著許多抗拉強度很低、易於出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應力主要是由鋼筋承擔,混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝土的邊緣部位如果結構內出現了拉應力,則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度,往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對於進行合理的結構設計和施工極為重要。
溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆築後,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱,(當水泥用量在350~550kg/ms,每立方米混凝土將釋放出17500~27500kJ的熱量,從而使混凝土內部溫度升達70℃左右甚至更高)。由於混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內外的較大溫差,較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力(實踐證明當混凝土本身溫差達到25~26℃時,混凝土內便會產生大致在10MPa左右的拉應力)。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中後期。在混凝土的施工中當溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導致混凝土表面溫度急劇下降,而產生收縮,表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力而產生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產生。
1.5施工操作不當引起的裂縫
具體來說,較為普遍存在的因素包括:(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,均會導致裂縫的產生;(2)高空澆注混凝土,風速過大、烈日暴曬,混凝土收縮值大;(3)現場養護措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫;(4)拆模過早或現場模板拆除不當引起拆模裂縫。
2、裂縫的控制措施
2.1設計方面
2.1.1在建築設計中應處理好構件中「抗」與「放」的關系。
所謂『抗』就是處於約束狀態下的結構,沒有足夠的變形餘地時,為防止裂縫所採取的有力措施;而所謂『放』就是結構完全處於自由變形無約束狀態下,有足夠變形餘地時所採取的措施。
2.1.2設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。
2.1.3積極採用補償收縮混凝土技術。
常見混凝土裂縫中,相當部分是由於混凝土收縮而造成的。要解決此問題,可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。實踐證明,效果很好。
2.2選材和配合比設計方面
2.2.1根據結構要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級,盡量避免採用早強高的水泥。
2.2.2選用級配優良的砂、石原材料,含泥量應符合規范要求。
2.2.3積極採用摻合料和混凝土外加劑。
2.3施工操作方面
2.3.1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,應提倡採用二次振搗、二次抹面技術,以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。
2.3.2混凝土養護
混凝土裂縫防治工作中,新澆混凝土早期養護尤為重要,可保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。
2.3.3夏季應注意混凝土的澆搗溫度,採用低溫入模、低溫養護,必要時經試驗可採用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。
2.4體積收縮引起的裂縫防治
收縮裂縫分為干縮裂縫和塑性收縮裂縫。干縮裂縫多發生於混凝土終凝前後,產生這種裂縫的原因主要是混凝土在硬化過程中,由於環境氣候條件的影響,混凝土表面的水分蒸發,水泥石中的凝膠體逐漸干縮引起的體積變形受到約束時產生的裂縫,這種裂縫的寬度有時會很大,甚至會貫穿整個構件。塑性收縮裂縫多發生於新澆混凝土的板面、地面或具有較大面積的構件表面。裂縫的形狀不規則、長短不一、互不連貫。產生這類裂縫的原因主要是混凝土多為室外露天澆築。
收縮裂縫的控制主要在於控制濕度的變化,使結構、構件具有相對穩定的濕度。具體措施有:
2.4.1適當選擇配合比,摻外加劑控制水灰比、在混凝土中攙加粉煤灰,利用後期強度以降低水泥用量和溫升,嚴格控制砂、石的含泥量,避免使用粉砂,以提高混凝土抗拉強度。
2.4.2加強混凝土的早期養護,混凝土澆築之後,採用塑料薄膜和草袋覆蓋以確保混凝土內外溫差小於25℃,並灑水濕潤養護。在氣溫高、濕度低、風速大的天氣及早覆蓋、噴水霧養護,並適當延長養護時間。
2.4.3加強混凝土表面的抹壓、但應注意避免過分抹壓。
2.4.4採用密封保水法,如在混凝土表面噴水養護或覆蓋塑料薄膜,使水分不易蒸發或採用其他方法減少空氣流動。延緩表面水分蒸發的辦法。
2.4.5構件長期露天堆放時,應繼續適當灑水或覆蓋養護以便有較長的保溫養護時間,特別是薄壁構件,應置於陰涼地方覆蓋堆放。
3、混凝土裂縫常見補救措施
隨著施工經驗的發展,現在混凝土裂縫修補的方法有很多如:表面處理法、灌漿嵌縫封堵法、結構加固法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自癒合法等。其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補法和塗膜封閉法三種。
3.1表面處理法
包括表面塗抹和表面補貼法。表面塗抹適用范圍是槳材難以灌人的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(土工膜或其它防水片)法適用於大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
3.2灌漿嵌縫封堵法
此法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。它的三種方法可以單獨使用,也可以同時使用。例如橋梁裂的修補可先注漿,在塗膜封閉;而對於路面、墩台的粗大裂縫則採用開槽填補發為宜;為了防止鋼筋銹蝕,混凝土受到有害離子的腐蝕,則可以採用塗膜防水處理。
3.3結構加固法
因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可採取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗;鑽心取樣試驗;壓水試驗;壓氣試驗等。
4、建築構件裂縫的控制
4.1梁的裂縫控制
梁易產生裂縫的部位有:梁受拉區裂縫,梁在支座附近的斜裂縫,梁受壓區裂縫。在確認裂縫在不降低承載力的情況下採取表面處理法、灌漿嵌縫封堵法等簡易的處理方法。如果梁的裂縫情況影響了梁的承載能力,就應更慎重研討,分析比較,採用經濟高效的方法,達到加固的目的,可採用的方法有:(1)鋼箍加固法:(2)粘貼加固法;(3)梁的三面或四面加做圍套法;(4)梁的單面加大截面法。
4.2現澆混凝土板的裂縫控制
現澆混凝土板裂縫主要表現為龜裂,縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫等問題,其中有設計、原材料的原因,也有施工方面的原因。裂縫控制措施有:(1)提高原材料的質量。(2)嚴格控制混凝土拌制。(3)提高混凝土運輸、澆築要求。(4)加強混凝土施工的過程式控制制。(5)加強對混凝土的養護及成品保護。混凝土裂縫的原因是多方面的也是極為復雜的,應從材料選擇、施工工藝、結構設計等多方面採取措施予以防範,一旦出現裂縫,要正確對待。結合實際情況採取合適的解決辦法及時進行修補,不要讓其繼續發展。
5、結論
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象。混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,採用合理的方法進行處理,並在施工中採取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,保證建築物和構件安全、穩定地工作。
參考文獻
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[8]尹平.混凝土裂縫產生原因及預防處理措施[J].山西建築,2008,34(10):159-160.
Ⅳ 關於混凝土裂縫的參考文獻
混凝土裂縫限制標准[1]
混凝土的裂縫是不可避免的,其微觀裂縫是本身物理力學性質決定的,
但它的有害程度是可以控制的,有害程度的標準是根據使用條件決定的。目前世界各國的規定不完全一致,但大致相同。如從結構耐久性要求、承載力要求及正常使用要求,最嚴格的允許裂縫寬度為0.1mm。近年來,許多國家已根據大量試驗與泵送混凝土的經驗將其放寬到0.2mm。當結構所處的環境正常,保護層厚度滿足設計要求,無侵蝕介質,鋼筋混凝土裂縫寬度可放寬至0.4mm;在濕氣及土中為 0.3mm;在海水及干濕交替中為0.15mm。沿鋼筋的順筋裂縫有害程度高,必須處理。
近年來預應力混凝土應用范圍逐漸推廣到更多的結構領域,如大跨超長、超厚及超靜定框架結構,其混凝土強度等級必須提高至C50。在採用泵送條件下,其收縮與水化熱大大增加,約束應力裂縫很難避免,張拉前開裂,張拉後又不閉合,裂縫控制的難度更加困難。預應力結構裂縫允許寬度是嚴格的,預應力筋腐蝕屬「應力腐蝕」並有可能脆性斷裂,預兆性較小,裂縫擴展速度快。裂縫深度h與結構厚度H的關系如下:h≤0.1H表面裂縫;0.1H<h<0.5H淺層裂縫;0.5H≤h<1.0H縱深裂縫;h=H貫穿裂縫。
應當盡量避免貫穿性及縱深裂縫,如出現該種裂縫應採取化學灌漿處理來保證強度,即貫縫抗拉強度必須超過混凝土抗拉強度。
早期裂縫一般出現在一個月之內,中期裂縫約在6個月之內,其後1~2年或更長時間屬於後期裂縫。
混凝土裂縫原因分析
在修補裂縫前應全面考慮與之相關的各種影響因素,仔細研究產生裂縫的原因,裂縫是否已經穩定,若仍處於發展過程,要估計該裂縫發展的最終狀態。在日本混凝土協會「混凝土裂縫的調查和修補指南」中,對調查的原則、普查、詳查方法均作了詳細規定,主要有:
裂縫的現狀調查(裂縫類型和寬度);有無病害(漏水、鋼筋銹蝕);產生裂縫的經過(發生時間和過程);設計書的檢查;施工記錄的檢查;根據混凝土鑽芯檢查構件的強度、厚度;荷載調查;中性化試驗;鋼筋調查(鋼筋位置、細筋數量及有無銹蝕);地基調查;混凝土分析;荷載試驗;振動試驗。
混凝土裂縫的處理
1.表面處理法:包括表面塗抹和表面貼補法
表面塗抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(土工膜或其它防水片)法適用於大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏
2.填充法
用修補材料直接填充裂縫,一般用來修補較寬的裂縫(〉0.3mm),作業簡單,費用低。寬度小於0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可採取開V型槽,然後作填充處理。
3.灌漿法
此法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。
4.結構補強法
因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可採取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗;鑽心取樣試驗;壓水試驗;壓氣試驗等。
參考文獻:
1.王鐵夢.工程結構裂縫控制的綜合方法.施工技術.2000(5).5-9
Ⅵ 有關《混凝土路面裂縫產生的原因及防治》有哪些參考文獻及書籍
參考文獻
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[9]楊紹林,田加才,田麗.新編混凝土配合比使用手冊[M].北京:中國建築工業出版社,2002.116-130.
Ⅶ 混凝土裂縫的預防與處理論文參考文獻
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混凝土裂縫的預防與處理
混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難於解決的工程實際問題,本文對混凝土工程中常見的一些裂縫問題進行了探討分析,並針對具體情況提出了一些預防、處理措施。
一、前言
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質脆性材料。由於混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題,硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫,正是由於這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現出一些非均質的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫,對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之後,微裂縫就會不斷的擴展和連通,最終形成我們肉眼可見的宏觀裂縫,也就是混凝土工程中常說的裂縫。
混凝土建築和構件通常都是帶縫工作的,由於裂縫的存在和發展通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力,影響建築物的外觀、使用壽命,嚴重者將會威脅到人們的生命和財產安全。很多工程的失事都是由於裂縫的不穩定發展所致。近代科學研究和大量的混凝土工程實踐證明,在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的,在一定的范圍內也是可以接受的,只是要採取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內。鋼筋混凝土規范也明確規定[1]:有些結構在所處的不同條件下,允許存在一定寬度的裂縫。但在施工中應盡量採取有效措施控制裂縫產生,使結構盡可能不出現裂縫或盡量減少裂縫的數量和寬度,尤其要盡量避免有害裂縫的出現,從而確保工程質量。
混凝土裂縫產生的原因很多,有變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫;有外載作用引起的裂縫;有養護環境不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區別對待,根據實際情況解決問題。
二、 凝土工程中常見裂縫及預防
1.干縮裂縫及預防
干縮裂縫多出現在混凝土養護結束後的一段時間或是混凝土澆築完畢後的一周左右。水泥漿中水分的蒸發會產生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由於混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束,產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,大體積混凝土中平面部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗滲性,引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會產生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。
主要預防措施:一是選用收縮量較小的水泥,一般採用中低熱水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大,水灰比越大,干縮越大,因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用,同時摻加合適的減水劑。三是嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大於配合比設計所給定的用水量。四是加強混凝土的早期養護,並適當延長混凝土的養護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間,並塗刷養護劑養護。五是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。
2.塑性收縮裂縫及預防
塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在乾熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫狀態。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達2~3m,寬1~5mm。其產生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。主要預防措施:一是選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性,減少水泥及水的用量。三是澆築混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土終凝前表面濕潤,或者在混凝土表面噴灑養護劑等進行養護。五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施,及時養護。
3.沉陷裂縫及預防
沉陷裂縫的產生是由於結構地基土質不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍後產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之後,沉陷裂縫也基本趨於穩定。
主要預防措施:一是對松軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強度和剛度,且支撐牢固,並使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先後次序。五是在凍土上搭設模板時要注意採取一定的預防措施。
4.溫度裂縫及預防
溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆築後,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱,(當水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米混凝土將釋放出17500~27500kJ的熱量,從而使混凝土內部溫度升達70℃左右甚至更高)。由於混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,導致內部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內外的較大溫差,較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力(實踐證明當混凝土本身溫差達到25℃~26℃時,混凝土內便會產生大致在10MPa左右的拉應力)。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫,這種裂縫多發生在混凝土施工中後期。在混凝土的施工中當溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導致混凝土表面溫度急劇下降,而產生收縮,表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力而產生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產生。
溫度裂縫的走向通常無一定規律,大面積結構裂縫常縱橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行於短邊;深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現,中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。
主要預防措施:一是盡量選用低熱或中熱水泥,如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量,將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統的三冷技術的基礎上採用二次風冷新工藝,降低混凝土的澆築溫度。六是在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌合物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現時間。七是高溫季節澆築時可以採用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升,降低澆築混凝土的溫度。八是大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸相關,混凝土結構尺寸越大,溫度應力越大,因此要合理安排施工工序,分層、分塊澆築,以利於散熱,減小約束。九是在大體積混凝土內部設置冷卻管道,通冷水或者冷氣冷卻,減小混凝土的內外溫差。十是加強混凝土溫度的監控,及時採取冷卻、保護措施。十一是預留溫度收縮縫。十二是減小約束,澆築混凝土前宜在基岩和老混凝土上鋪設5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料塗刷。十三是加強混凝土養護,混凝土澆築後,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,並注意灑水養護,適當延長養護時間,保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節,混凝土表面應設置保溫措施,以防止寒潮襲擊。十四是混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內。
5.化學反應引起的裂縫及預防
鹼骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由於化學反應而引起的裂縫。
混凝土拌和後會產生一些鹼性離子,這些離子與某些活性骨料產生化學反應並吸收周圍環境中的水而體積增大,造成混凝土酥鬆、膨脹開裂。這種裂縫一般出現中混凝土結構使用期間,一旦出現很難補救,因此應在施工中採取有效措施進行預防。主要的預防措施:一是選用鹼活性小的砂石骨料。二是選用低鹼水泥和低鹼或無鹼的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制鹼骨料反應。
由於混凝土澆築、振搗不良或者是鋼筋保護層較薄,有害物質進入混凝土使鋼筋產生銹蝕,銹蝕的鋼筋體積膨脹,導致混凝土脹裂,此種類型的裂縫多為縱向裂縫,沿鋼筋的位置出現。通常的預防措施有:一是保證鋼筋保護層的厚度。二是混凝土級配要良好。三是混凝土澆注要振搗密實。四是鋼筋表層塗刷防腐塗料。
三、裂縫處理
裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度,還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。因此根據裂縫的性質和具體情況我們要區別對待、及時處理,以保證建築物的安全使用。
混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法:表面修補法,灌漿、嵌逢封堵法,結構加固法,混凝土置換法,電化學防護法以及仿生自癒合法。
1.表面修補法
表面修補法是一種簡單、常見的修補方法,它主要適用於穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面塗抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面塗刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂,通常可以採用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。
2.灌漿、嵌逢封堵法
灌漿法主要適用於對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補,它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中,膠結材料硬化後與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。
嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
3.結構加固法
當裂縫影響到混凝土結構的性能時,就要考慮採取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、採用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。
4.混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然後再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
5.電化學防護法
電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態,鈍化鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、鹼性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優點是防護方法受環境因素的影響較小,適用鋼筋、混凝土的長期防腐,既可用於已裂結構也可用於新建結構。
6.仿生自癒合法
仿生自癒合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質,而使創傷部位得到癒合的機能,在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內部形成智能型仿生自癒合神經網路系統,當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新癒合[4]。
四、結 論
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的出現不僅會降低建築物的抗滲能力,影響建築物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建築物的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,採用合理的方法進行處理,並在施工中採取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展,保證建築物和構件安全、穩定地工作。
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