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文檔簡介
1、改善施工技術防止現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫一些商品混凝土公司可能遇到過這樣的情況,兩家施工單位,兩個項目同一天澆筑的部位都是樓板且標號一樣,卻產(chǎn)生了不同的使用結果,其中一家施工的現(xiàn)澆混凝土樓板未產(chǎn)生裂縫,而另外一家施工的現(xiàn)澆混凝土樓板卻產(chǎn)生了許多裂縫。這是為什么呢?混凝土因收縮變形產(chǎn)生的裂縫,固然與混凝土配比的組成,砼生產(chǎn)工藝、結構設計、氣溫環(huán)境等有關,但經(jīng)過長時間的工程調查和經(jīng)驗證明:改善混凝土施工技術是防止現(xiàn)澆混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的重要途徑。那么應該怎樣改善混凝土的施工技術呢? 1.合理振搗 1.1振搗的意義 近幾年混凝土拌合物,特別是預拌混凝土的拌合物,其塌落度值越來越大,粘聚性差,易離析泌水,對
2、此種混凝土少振或不振,不能排除拌合物中含有的空氣,也即達不到密實的程度。但是,現(xiàn)在的問題不是少振,而是過振。過振后,將水泥漿、砂漿、粗骨料按從上層至下層分布,其收縮比試3:2:1,這樣混凝土的表面的水泥漿在下層砂漿和石子的約束下是極易產(chǎn)生收縮變形裂縫的。合理振搗,就是要排除混凝土的空氣,同時使混凝土中的粗骨料能在混凝土的各層中均布。 1.2合理振搗的工程施工經(jīng)驗 在現(xiàn)澆混凝土樓板的混凝土澆筑過程中,不應集中布料,然后用鐵耙子將混凝土基本摟平,接著進行梅花式振搗。振搗棒插入的點與點之間,應相距400mm左右,振搗時間不宜超過15s,并以觀察粗骨料在混凝土的各個層面上能均布為基準。 2.合理抹壓
3、2.1抹壓的意義 混凝土經(jīng)第一次振搗后表面是不平的,所以要進行第一次抹壓找平。但是第一次抹壓找平后,混凝土拌合物在自身重力的作用下還要自然下沉,在自然下沉的過程中,混凝土拌合物會受到鋼筋的阻滯,同時混凝土重力會自動壓迫混凝土中的氣體向外排出,在混凝土初凝前,這種情形會一直進行下去。這樣到了混凝土初凝時?;炷恋谋砻?。又會出現(xiàn)凸凹不平的情況,甚至會出現(xiàn)塑性收縮變形裂縫。混凝土表面的不密實和塑性收縮變形裂縫的出現(xiàn),加速了混凝土表面的失水速度,這樣會使混凝土表面的塑性收縮變形裂縫進一步加劇,特別是在大風和高溫的天氣環(huán)境下此種情況極易出現(xiàn)。為了解決這個問題,要進行第二次或第三次抹壓混凝土表面,使其進一
4、步密實平整,同時消除塑性收縮產(chǎn)生的裂縫,這種做法可持續(xù)到混凝土終凝時。 2.2合理抹壓的工程施工經(jīng)驗 在第一次混凝土振搗后,立即用木抹子碾壓一遍(也可用平板振動器)。然后根據(jù)天氣環(huán)境和混凝土表面塑性收縮變形的情況,在混凝土初凝時,再進行一次全面抹壓。最后在混凝土終凝前,再進行有選擇性的抹壓,徹底消除塑性收縮產(chǎn)生的裂縫。 3.保濕養(yǎng)護 3.1保濕養(yǎng)護的意義 干縮濕脹是混凝土的物理特性。在大風、干燥和高溫的天氣條件下,又因大塌落度混凝土表面的密實度較差,表面水極易蒸發(fā)?;炷帘砻媸湛s變形產(chǎn)生的裂縫,就是由于其表面失水過快造成的。如果混凝土表面沒有失水的現(xiàn)象發(fā)生混凝土是不會產(chǎn)生收縮變形的,巴恒靜教授
5、做的混凝土平板實驗結果已證明了這一事實。所以,保濕養(yǎng)護是防止混凝土產(chǎn)生塑性收縮變形裂縫的根本措施。不管是大塌落度的混凝土還是小塌落度的混凝土,只要在前期(至少7天)進行了充分的保濕養(yǎng)護,其塑性收縮變形裂縫完全可以避免,并促使混凝土抗拉強度及早生成,來抵抗隨后將產(chǎn)生的各種因素所導致的混凝土拉應力,進而可較好地防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。 3.2保濕養(yǎng)護的工程施工經(jīng)驗 保濕養(yǎng)護是徹底消除混凝土變形裂縫的關鍵步驟。然而混凝土在澆筑后什么時間開始養(yǎng)護是一個值的注意的大問題。在夏季,如果是夜間施工氣溫的較低,保濕養(yǎng)護可在混凝土澆筑后混凝土達到初凝時(23h)進行。也就是說,當混凝土表面沒有浮水,能經(jīng)住手指輕壓
6、,就可以開始保濕養(yǎng)護。具體操作時,所用的水管要高抬,在水管前接一個鐵管,并砸成扁嘴,使水噴射出來落到混凝土表面前已成為雨霧狀,雨霧使混凝土表面的失水現(xiàn)象消失,又不會把混凝土的表面澆出麻點。在一般的天氣里,雨霧保濕養(yǎng)護應在混凝土澆筑后的11.5h進行,但在炎熱、干燥又伴有大風的季節(jié)里,這種保濕養(yǎng)護應在第一次抹壓時立即進行。這種保濕養(yǎng)護要持續(xù)24h。經(jīng)過這樣的養(yǎng)護,在混凝土的表面可以有效避免收縮變形裂縫。用雨霧養(yǎng)護,必須保證水要有足夠的壓力。要特別強調的是,如果不能及時保濕養(yǎng)護,待混凝土終凝后才進行,此時裂縫已產(chǎn)生,即使水澆得再多也枉然。 4.模板牢固、適時加荷 近年來,已出現(xiàn)多起因模板支撐失穩(wěn)而
7、引起倒塌的事故。由于追求快速施工,不顧混凝土的幼齡強度,任意踩踏、支模和加荷,這些都是導致混凝土不均勻沉降或受震動而產(chǎn)生裂縫的因素。防止混凝土裂縫,模板支撐必須牢固,拆模時混凝土要達到規(guī)定強度?,F(xiàn)場施技人員要負起責任,阻止野蠻施工行為。 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因混凝土現(xiàn)澆板裂縫已經(jīng)成為建筑工程中相當普遍的質量通病,裂縫是由建筑本身物理力學性質引起的,從微觀的角度上說,混凝土的裂縫是難以避免的,在當前的技術經(jīng)濟條件下,對混凝土的所有裂縫沒有完全制止的辦法,只能加強控制盡量避免裂縫的產(chǎn)生?,F(xiàn)澆混凝土樓板產(chǎn)生裂縫的因素很多,最常見的裂縫可分為四類。1.收縮裂縫混凝土在硬化過程中,表層和內部水分散失,引起
8、失水收縮,同時集料與膠凝材料之間產(chǎn)生不均勻沉降變形。在混凝土水泥用量過大,水膠比過大,振搗不良,環(huán)境氣溫高,養(yǎng)護不良等都能產(chǎn)生收縮裂縫。2.溫度裂縫混凝土由于溫度變化產(chǎn)生溫差應力,當應力超過混凝土抗拉強度時產(chǎn)生的裂縫。3.荷載裂縫當施工荷載(包括自重荷載)超過抗裂荷載時,形成的垂直樓板受力方向的裂縫。4.施工原因造成的裂縫1樓板鋼筋馬凳設置不合理,工人踩踏造成樓板鋼筋骨架高度小,上部負彎矩鋼筋保護層過大。導致混凝土樓板因有效高度減小,而形成的垂直于受力鋼筋方向的裂縫。2預埋管線密集、重疊,使混凝土截面受到削弱,形成沿管線方向的裂縫3施工縫的位置設置不合理,形成的裂縫。4混凝土的養(yǎng)護不及時,缺乏
9、足夠的保濕養(yǎng)護時間。5混凝土沒有達到一定的強度,進行材料的堆放。6模板支撐不牢或拆模過早,由自重引起的裂縫。高層建筑泵送混凝土樓板裂縫的控制目前大部分的高層建筑主要為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框剪結構,并大量應用泵送混凝土。但近幾年的工程實踐發(fā)現(xiàn)采用泵送混凝土的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構經(jīng)常引起樓屋面板裂縫,并且成為較難克服的質量通病之一。本論文結合本人多年的工作實踐就高層建筑泵送混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因及防治進行探討。2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因產(chǎn)生混凝土裂縫的原因有很多,除了因地基不均勻沉降之外,高層建筑混凝土樓板受到剛度較大梁與剪力墻的約束,與溫度、混凝土收縮等因素所產(chǎn)生的拉應力大于混凝土極限抗拉強度時,混
10、凝土就被拉裂而產(chǎn)生裂縫。導致混凝土的裂縫的主要原因是混凝土收縮引起的。引起混凝土收縮主要有以下幾個因素:水泥性能對混凝土收縮的影響大量實驗研究表明,水泥抗裂性能的降低導致混凝土收縮增大;由于追求高強度及早強,水泥的含堿量越來越高,水泥細度越來越細,C3S含量越來越高,這使水泥抗裂性能大幅度降低。外加劑對混凝土收縮的影響混凝土高效減水劑是泵送混凝土不可缺少的組成材料,而高效減水劑的性能直接影響到混凝土的收縮性能。根據(jù)國家標準混凝土外加劑(GB80761997)中規(guī)定:高效減水劑的收縮率應小于等于135,也就是混凝土在稠度相同的條件下,允許加高效減水劑的混凝土收縮可以比不加高效減水劑的混凝土收縮率
11、大35。一般高效減水劑的收縮率在115135之間。這就是為什么泵送混凝土比非泵送混凝土、現(xiàn)場攪拌混凝土容易產(chǎn)生裂縫的原因,因為前者比后者加更多的高效減水劑。使用早強劑使混凝土水灰比減少,導致混凝土自收縮增大。早強劑使混凝土早期收縮大大增加,而混凝土早期抗拉強980277103度沒什么增加,而收縮與拉應力成正比。收縮增大,拉應力也增大,混凝土又是脆性材料,結果混凝土被拉裂?;炷劣不暗氖湛s根據(jù)試驗研究硬化前收縮率比硬化的收縮率大1030倍。澆筑樓板混凝土時,表面溫度高,水蒸發(fā)量大很快變硬化,而內部混凝土未硬化。在表面至內部未硬化混凝土之間,存在硬化梯度層,這層制約了內部混凝土繼續(xù)變形。由于未硬
12、化混凝土變形快,在變形到一定程度,表層硬化就被拉裂。3 裂縫控制技術措施根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和機理,增加混凝土抗拉強度和減少混凝土的收縮是控制混凝土裂縫最有效的技術措施。同時降低混凝土內外溫差,減小溫度應力,控制混凝土表層與內部變形差,也可有效控制混凝土的裂縫。在施工中提高混凝土的密實度,減少混凝土的收縮。3.1設計優(yōu)化從設計角度考慮,針對易產(chǎn)生裂縫的位置,采取技術措施提高混凝土的抗拉強度,減少裂縫的發(fā)生。 從結構方面對高層建筑樓板裂縫發(fā)生的部位分析,最容易產(chǎn)生裂縫的部位是建筑四周的陽角處及框架柱外露邊角,主要原因是由于該部位樓板受剪力墻或剛度較大梁約束,限制板面混凝土的自由變形,在溫差作
13、用及收縮力等多因素綜合作用下產(chǎn)生裂縫。設計單位在設計時重點考慮強度,未充分考慮混凝土本身的收縮性能及施工過程中所產(chǎn)生的溫差作用。建議設計人員在設計時在樓板設計時充分考慮樓板剛度平衡及混凝土工作特性,對房屋的陽角及跨度較大的樓面板,保證h0可設置雙層雙向通長鋼筋,陽角配筋應加大且增設放射筋;板筋應適當加大而且密,通常鋼筋直徑不宜小于8,間距不宜大于150mm。 混凝土樓板管線預埋位置尤其是管線集散位置由于混凝土的有效截面受到削弱引起應力集中,降低混凝土的抗拉強度,易產(chǎn)生裂縫。通常,管線敷設走向垂直于混凝土的收縮和受拉方向時容易產(chǎn)生收縮裂縫。在管線設計時,樓板內不應預埋水管。當預埋其他管線時,應布
14、置在板上、下兩層鋼筋中的中和軸附近,并宜與鋼筋成斜交布置。管線布置應避免立體交叉,嚴禁三層及三層以上管線交錯疊放,必要時宜在管線集散處增設垂直于管線的鋼絲網(wǎng)、增加雙層雙向抗裂構造配筋等加強措施,提高混凝土的抗拉強度。3.2砼配合比設計及原材料的控制 水泥品種的選用和水泥用量的控制 選擇水泥要考慮水泥的抗裂性能,控制含堿量降低水化熱。引起混凝土樓板裂縫的主要原因是水泥水化熱的積聚使混凝土產(chǎn)生內部和表面的溫差。因此,選用低水化熱的水泥品種能有效降低水化熱、減少內外溫差,建議可選用礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。同時盡量選用質量穩(wěn)定的旋窯廠生產(chǎn)的硅酸鹽水泥。 在保證混凝土強度的前提下盡量減少水泥用量
15、也是降低水化熱、減少內外溫差的有效途徑之一。研究表明,每M3混凝土水泥用量增減10kg,其水化熱使混凝土的溫度相應升高或降低1,根據(jù)施工經(jīng)驗水泥用量通??刂圃?50kg450kg/m3之間。同時為減少溫差引起的溫度應力,可結合工程實際情況用60天強度代替28天抗壓強度,降低水泥用量。 摻合料和外加劑大量研究實踐表明在泵送混凝土中摻入適當采用高等級的粉煤灰(等級高于級)能替代部分水泥,減少水泥用量降低水化熱;而且因為粉煤灰含有60以上的玻璃微珠,具有減水、潤滑作用,改善混凝土的粘聚性和保水性、流動性達到提高混凝土的密實性,減少混凝土的收縮;同時其成分中含有的SIO2、AL2O3能與水泥分解的石灰
16、反應生成高強度水硬性水化物,提高混凝土的后期強度和抗?jié)B性。但因其會降低混凝土早期抗裂性能故其摻量不得大于水泥用量的15%. 選用具有減水、增強和緩凝的外加劑,可提高混凝土的流動性、粘聚性及泵送性能,提高抗?jié)B性能。通常泵送混凝土中主要采用減水劑和膨脹劑。實踐表明在泵送混凝土中采用具有減水、分散功能的高效減水劑能提高混凝土的泵送性能,降低用水量和水泥用量,降低水化熱,減少溫度裂縫。對于有抗?jié)B要求的混凝土如屋面混凝土,可在混凝土中摻入適量膨脹劑起到補償收縮作用,防止裂縫的產(chǎn)生。 由于目前市場上外加劑品種繁多,質量參差不齊,所以在選用外加劑時一定要根據(jù)工程特點對所使用的外加劑進行試驗、見證,看其是否真
17、正有效。骨料的選擇增大粗骨料的比例并保證粗骨料有良好的級配,減少骨料的孔隙率,增加骨料的密實度,可以減少膠結材料的數(shù)量、減少用水量,能降低水化熱和減少收縮,提高混凝土的泵送性能,保證板面混凝土的整體性。實踐表明碎石骨料在攪拌混凝土前澆水濕潤,可減少預拌混凝土在運輸過程中因碎石吸水而使混凝土坍落度損失。 砂的粗細程度對于混凝土的強度有明顯影響,研究表明當混凝土膠結材料總量、水灰比和摻合料品種數(shù)量一致時,砂細度模數(shù)越大,混凝土強度就越高,約可提高10。在泵送混凝土宜采用級配良好的中砂,根據(jù)混凝土強度選擇合理的砂率,在保證混凝土流動性基礎上可減少用水量和水泥用量,降低水化熱提高混凝土的抗裂性能。 水
18、灰比的控制 由于商品混凝土生產(chǎn)廠家為便于混凝土的運輸、泵送,在相同水泥用量同時增大用水量,造成混凝土水灰比過大、坍落度過大,引起混凝土表面浮漿過厚,使水分過多、表面蒸發(fā)過快,產(chǎn)生干縮裂縫和沉陷裂縫,因此嚴格控制混凝土的水灰比是解決混凝土裂縫最有效途徑之一。在混凝土配合比設計中,在水泥用量相同時盡量降低用水量,減小水灰比,減小混凝土的干縮。但為保證混凝土的泵送性能,水灰比不宜過小,通常控制在0.40.6之間,同時單方用水量控制在170kg/m3以內。對抗裂要求較高的樓板,可采用在混凝土中加入纖維如鋼纖維、杜拉纖維等提高混凝土抗裂性能。目前已經(jīng)有工程進行實踐。3.3施工過程工藝控制 施工中應提高混
19、凝土的密實性、均勻性,減少混凝土的收縮。 保證預拌混凝土的質量 目前高層建筑基本上采用商品混凝土泵送施工,在施工時首先應嚴格保證商品混凝土的質量,要求生產(chǎn)廠家結合工程實際認真、合理做好混凝土配合比的設計工作,并嚴格按要求把好原材料質量,選用高效優(yōu)質外加劑,做到原材料、摻合料計量準確,混凝土攪拌均勻從而保證商品混凝土質量。其中重點做好摻合料、外加劑保存、計量工作,保證混凝土的均勻性。 坍落度和溫度的控制 商品混凝土要嚴格控制混凝土坍落度,到施工現(xiàn)場后應逐車檢查泵車泄料口混凝土坍落度,對坍落度大的混凝土車堅決退場,以保證砼半成品的質量。同時應控制混凝土車運輸、停留時間,避免因運輸、停留時間過長,減
20、少坍落度損失。例如,某高層住宅在施工時要求混凝土坍落度嚴格控制在150±20mm范圍,并加強通信聯(lián)絡保持混凝土運輸車在施工現(xiàn)場等待時間控制在1輛混凝土運輸車,以減少混凝土停留時間,減少坍落度損失。對于坍落度偏小而泵送有困難的,混凝土應改用塔吊輔助運輸混凝土的辦法。嚴禁采用摻水攪拌混凝土施工的方法,避免混凝土拌合物干稀不均。根據(jù)高層建筑施工手冊相關資料及現(xiàn)場實踐經(jīng)驗,施工時外界氣溫的變化對混凝土坍落度的影響很大,如對某高層建筑泵送混凝土施工溫度、時間對坍落度損失的實測值(見表1)分析可以看出外界氣溫的變化對混凝土坍落度損失值的影響力。因此,在控制坍落度時應根據(jù)施工室外氣溫、施工高度計算
21、坍落度的損失,控制混凝土澆注時坍落度。 施工時應布料均勻、振搗密實 對高層建筑板面混凝土施工時,混凝土泵送出料口宜采用布料機施工作業(yè),使混凝土在施工作業(yè)面布料均勻,避免混凝土泵送管卸料口粗骨料沉積過多,而離卸料管口遠的地方因振動運輸使細骨料、砂漿過多,混凝土級配不均勻現(xiàn)象產(chǎn)生。 施工時應加強對混凝土澆筑施工管理力度,要求做到振搗密實,嚴格防止混凝土漏振現(xiàn)象的發(fā)生。對面積大的板面,對澆筑后混凝土在振動界限前用平板振動器給予二次振搗,不但能防止采用振動棒振搗局部密實不均勻,而且能排除混凝土在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙,增加混凝土的密實度,提高混凝土的抗裂性能。 注意對鋼筋的保護 鋼筋在樓
22、板混凝土中抗拉受力,起著抵抗外荷載產(chǎn)生的彎矩、防止混凝土收縮和抵抗溫差應力防止發(fā)生溫差裂縫的作用,這一作用必須在鋼筋上下有合理的保護層,h0有保證才能有效。施工過程中各工種交叉作業(yè)、施工人員眾多,踩筋現(xiàn)象嚴重,樓板上層鋼筋未能受到有效保護。 為解決這一問題,首先應對全體施工人員進行教育,施工過程中注意對鋼筋的保護;其次在施工時(包括混凝土施工)各根據(jù)施工線路搭設臨時施工通道,供施工人員行走,減少踩筋現(xiàn)象的發(fā)生;對于雙層配筋、板面負筋位置增設用直徑大于8的鋼筋馬凳保護上下層位置;第三,在樓板混凝土施工時安排鋼筋工在混凝土澆筑時跟班作業(yè),對施工過程中所破壞的鋼筋進行整修,特別注意支座等容易產(chǎn)生裂縫
23、位置鋼筋的保護。3.4后期養(yǎng)護、保護早期養(yǎng)護加強對混凝土澆筑后的養(yǎng)護工作;剛澆筑后的混凝土尚處于凝固硬化階段,水化速度較快,可采用覆蓋保濕的辦法創(chuàng)造適宜的潮濕條件防止混凝土表明脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。因此加強混凝土表面養(yǎng)護,尤其在7天內使混凝土始終保持濕潤狀態(tài)是防止混凝土裂縫很重要的一個環(huán)節(jié)。成品保護 加強澆筑后混凝土成品保護工作?;炷翝仓蟊仨氁幸欢ǖ谋Wo時間,混凝土澆筑完后,待混凝土強度達到1.2N/mm2以后(一般不宜24小時)方可允許在混凝土表面進行放樣作業(yè);這也同時要求主體結構施工速度不能強求過快,必須有合理的施工時間。 在進行鋼筋、模板工程施工作業(yè)時,調運的材料應輕卸、輕放,控制和
24、減小沖擊振動力;吊放的施工材料嚴禁集中堆放,以防樓板混凝土在初期混凝土強度不高情況下受沖擊荷載或荷載過大形成受力裂縫,形成永久性裂縫。 嚴格控制拆模時間,必須嚴格按規(guī)范要求待混凝土強度達到要求后方可拆模,避免因混凝土下沉變形而產(chǎn)生裂縫;嚴禁先拆后頂,頂?shù)牟坏轿换炷寥菀桌^續(xù)下沉,反之頂力過大混凝土向上位移也會產(chǎn)生裂縫;如工程需要也可采用早拆模板體系。淺析混凝土剪力墻裂縫原因及控制 1. 引言 隨著建筑技術的發(fā)展,建筑物的高度越來越高,對于一般的高層建筑,在設計中普遍采用現(xiàn)澆剪力墻結構設計,并使用大流動度的
25、泵送混凝土澆注施工。預拌混凝土快速發(fā)展的同時也帶來一個問題結構裂縫,如果發(fā)生裂縫,會導致建筑物發(fā)生滲漏或影響結構物的整體性能及抗震性能,所以對于墻板結構的裂縫也應引起足夠的重視。 2. 墻板裂縫的產(chǎn)生原因 剪力墻裂縫原因主要有:砼收縮裂縫;強約束裂縫,建筑體形引起裂縫;外力作用的裂縫。 2.1砼收縮的三種情況 2.1.1干縮。砼在制
26、備過程中,水泥和摻合料與水拌合后體積膨脹,但在入模成型后,隨著砼水化作用的發(fā)生,砼中的部分水份被吸收部分水份被蒸發(fā),體積有一定的縮小。砼體積收縮,使砼產(chǎn)生內應力,當收縮快和收縮大時砼就會產(chǎn)生裂縫。 2.1.3砼內部溫度變化產(chǎn)生收縮裂縫。 與墻連體的部分框架柱,斷面邊長都大于1m,屬大體積砼,水化熱高,若采取措施不當,表面砼就會產(chǎn)生裂縫。對于框架柱與外墻連體的節(jié)間來講,大體積砼的框架柱可視為一個較大的熱源體,而與之連體的墻體薄,且與外界空氣接觸面
27、較大,散熱快。當框架柱砼內大量發(fā)熱膨脹時,墻體已開始降溫收縮,由于連結在一起的兩個構件之間產(chǎn)生溫差,變形不同步協(xié)調,在柱子附近和墻中間出現(xiàn)裂縫是符合規(guī)律的。 2.2強約束引起裂縫 約束是對結構構件活動和變形的制約,約束分為內部約束和外部約束。內部約束主要有:砼墻內配筋對砼收縮變形的約束;墻體內收縮變形小的部分對收縮變形大的部分的約束;墻體內暗柱、暗梁對墻板收縮變形的約束;長度大的砼墻,墻端與墻中收縮變形的相互約束。外部約束主要是超靜定結構的多余聯(lián)系,如墻體以下的基礎和底板,墻體頂
28、上的樓板或梁,墻體兩端的附墻柱或電梯井筒等。當墻體砼收縮變形產(chǎn)生內應力,若外約束很強,產(chǎn)生的內應力不能造成約束變形時,則墻體砼出現(xiàn)開裂,尤其是早期砼容易開裂,因為砼早期抗拉強度較低。墻體的最大外約束應力一般都產(chǎn)生在外約束的邊緣,即墻體與柱、筒體、基礎、底板、梁等交接處。但實際裂縫并非在墻與約束體的交接處,而是離開0.30.5m,其理由是裂縫由約束產(chǎn)生,反過來約束又能推遲裂縫的出現(xiàn)和限制裂縫的擴展,這就是人們常說的“模箍作用”。 2.3建筑物的形體及結構構件斷面對墻體裂縫的影響。
29、框架柱斷面大,墻板厚度小,柱墻連接斷面變化大,不利于防止墻體裂縫,其原因除了柱墻砼水化熱產(chǎn)生溫差收縮變化和大柱子給墻板增加約束造成墻體裂縫以外,還因框架柱是高層建筑主要傳力構件,基礎以上的所有荷重全部由柱子、筒體傳給基礎、基巖,當?shù)鼗霈F(xiàn)沉降或基礎壓縮下沉時,墻體在基礎邊級部位產(chǎn)生剪力,導致裂縫出現(xiàn)。 經(jīng)觀察,凡矩形、方形、梯形等直線段比較的平面形狀,墻體產(chǎn)生裂縫的較多,而曲線、弧線和折線較多的建筑物墻體裂縫卻極少。因為直線是兩點的最短距離,直線墻收縮變形的內約束較大,直線方向無伸展的余地。而曲線、弧線、折線有一定的伸展余地,內約束力比直線墻小。 &
30、#160; 2.4外力作用引起墻體裂縫。墻兩側模板未同時拆除,選拆一邊,未拆的一邊模板支撐給新澆砼墻一個側向壓力,若模板支撐較緊,則砼墻產(chǎn)生裂縫。 3. 控制措施 3.1 原材料的控制 由于在剪力墻中配筋很多、很密,為了保證混凝土在結構中的最緊密填充,應當控制石子的最大粒徑和粗細集料級配。如石子粒徑較大,石子容易卡在鋼筋中
31、間,或鋼筋與模板之間。由于砂漿的收縮比混凝土的收縮大 ,從而導致在拆模后一段時間在鋼筋的下方會產(chǎn)生裂縫。 砂石料的含泥量必須嚴格控制,當砂石料含泥量超過規(guī)定,不僅增加了混凝土的收縮,同時又降低了混凝土的抗拉強度,容易引起裂縫。 由于墻板結構施工中的水化熱及收縮很可觀,所以應盡可能選用低水化熱、低收縮的水泥。一些施工單位為了追求較快的施工進度,盲目使用高早強水泥,但是高早強,必然導致高收縮及水化熱峰的提前出現(xiàn),這對控制墻板裂縫是很不利的。
32、; 3.2 從施工組織來來控制 對于±0.000m以上的墻體,出現(xiàn)裂縫的可能是較小的,容易出現(xiàn)的裂縫是冷縫和分層縫。這些都是由于施工組織不合理造成的。在施工中應防止側模的偏移,開始澆注時應加強對墻根部的振搗,以防止產(chǎn)生爛根現(xiàn)象?;炷恋倪\輸應均勻連續(xù),防止產(chǎn)生冷縫或施工縫。 采用科學合理的施工組織設計,根據(jù)混凝土的凝結時間對混凝土的澆注施工及混凝土攪拌站的混凝土供應做合理的協(xié)調,使上層混凝土在下層混凝土
33、澆注后3-5h內澆筑(不是控制在下層混凝土的初凝之前)?;炷恋某跄龝r間并不是混凝土不致出現(xiàn)冷縫的終凝時間,實際上在此時澆注混凝土,上下層混凝土的結合已經(jīng)很弱,如在混凝土接近初凝之時,對混凝土進行振動,同樣也會在新舊混凝土之間形成一層薄弱層,影響結構的整體性,形成冷縫。 為防止產(chǎn)生分層縫,在澆筑上層混凝土時,搗棒應插入下層混凝土5-10cm,以利于兩層混凝土充分結合。同樣,分層縫的出現(xiàn)也將使混凝土的整體性能降低。 對于箱型基礎中底板上長墻的裂縫往往是難以避免的,這種裂
34、縫可通過設置溫度鋼筋來克服,通過配置一定數(shù)量的溫度鋼筋,并采用細而密的構造鋼筋,使構造鋼筋起溫度鋼筋的作用。同時在底板上外墻混凝土澆筑時,應注意分段施工,合理分段,避免長度過長,應設置溫度伸縮縫或后澆縫。 對墻體的養(yǎng)護效果往往不很理想,在拆除模板后刷上一層養(yǎng)護劑,可防止混凝土內部水分的過度揮發(fā),并應進行充分的澆水養(yǎng)護,以保證水泥的充分水化。 3.3 從結構設計來控制 為防止墻板結構的裂縫,在結構設計方
35、面主要應考慮好溫度鋼筋的設計(水平筋),充分利用構造鋼筋的作用以減小墻板結構的溫度應力和收縮應力。 由于引起墻板裂縫的主要因素是水化熱及降溫引起的拉應力,所以必須盡可能減少入模溫度,應分層散熱澆灌,預防激烈的溫、濕度變化,為混凝土創(chuàng)造充分應力松弛的條件。 應避免結構突變,(或斷面突變),產(chǎn)生應力集中,導致應力集中裂縫。當不能避免斷面突變時,如在孔洞和變斷面的轉角部位,由于溫度收縮作用,也會引起應力集中,此時應作局部處理,做成逐漸變化的過度形式,同時加配鋼筋。
36、; 3.4 配筋對控制裂縫的作用 鋼筋會約束收縮,但不能阻止收縮,它對鋼筋混凝土收縮的約束作用會在混凝土中產(chǎn)生拉應力,在鋼筋內引起壓應力。增加鋼筋數(shù)量會減少收縮,但會增加混凝土的拉應力,如果鋼筋很多,約束可能會很大,也足以引起混凝土開裂。 鋼筋混凝土中配筋率對混凝土中自約束有很大的影響。 “適當”的構造配筋能夠提高混凝土的極限拉伸,對控制混凝土的溫度收縮裂縫及收縮裂縫有積極的作用。在墻板結構中,采取增配
37、構造鋼筋的措施,使構造鋼筋起到溫度筋的作用,能有效地提高混凝土的抗裂性能。 構造筋的配筋原則應做到“細一點、密一點”。即配筋應盡可能采用小直徑,小間距設計。提高混凝土結構的含鋼率或減小鋼筋直徑都可提高材料的抗裂性能,但減小鋼筋直徑、加密間距要比提高含鋼率效果明顯一些。采用直徑8-14mm的鋼筋和100-150mm間距是比較合理的,結構全截面的配筋率不宜小于0.3%,應在0.3-0.5%之間。受力筋如能滿足變形的構造要求則不再增加溫度筋;構造筋不能起到抗約束作用的,應適當增加溫度筋。各種裂縫的防止: 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,有變形引起的
38、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(yǎng)護環(huán)境不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區(qū)別對待,根據(jù)具體情況提出解決裂縫的措施。一、混凝土工程中常見裂縫及預防 干縮裂縫及預防 干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥砂漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫,寬度多在之間,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?;炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的
39、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,一般采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,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于配合比設計所給定的用水量。四是加強混凝土的早期養(yǎng)護,并適當延長混凝土的養(yǎng)護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間,并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。五是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。 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(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現(xiàn),裂
40、縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(huán)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,摻入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。三是澆筑混凝土之前,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
41、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(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施,及時養(yǎng)護。 沉陷裂縫及預防 沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結構地基土質不勻、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所致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降,致使混凝土結構產(chǎn)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°°角方向發(fā)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(wěn)定之后,
42、沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)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,并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆筑過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。 溫度裂縫及預防 溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結構裂縫??v橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行于短邊;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(xiàn),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(xiàn)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?jié)B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以下。三是降低水灰比,一般混凝土
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