混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和控制措施_第1頁
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文檔簡介

1、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和控制措施通過多年的現(xiàn)場觀察,通過查閱有關(guān)混凝土內(nèi)部應(yīng)力方面的專著,對混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因、現(xiàn)場混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施進(jìn)行等進(jìn)行闡述。     混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂縫較為普遍,在建筑工程中裂縫幾乎無所不在。盡管我們在施工中采取各種措施,小心謹(jǐn)慎,但裂縫仍然時有出現(xiàn)。究其原因,我們對混凝土溫度應(yīng)力的變化注意不夠是其中之一。     在大體積混凝土中,溫度應(yīng)力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫,影響

2、到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。其次,在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,溫度變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫,因此本文僅對施工中混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。     1 裂縫的原因     混凝土中產(chǎn)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(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。     混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中,由于受

3、到基礎(chǔ)或老混凝上的約束,又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時干時濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫。混凝土是一種脆性材料,抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的110左右,短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.61.0)×104, 長期加荷時的極限位伸變形也只有(1.22.0)×104.由于原材料不均勻,水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象,在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的,存在著

4、許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。     2 溫度應(yīng)力的分析     根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階

5、段:(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。     (2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止,這個時期中,溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。     (3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭

6、加。     根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類:(1)自生應(yīng)力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,橋梁墩身,結(jié)構(gòu)尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。     (2)約束應(yīng)力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。     這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。   

7、  要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下,需要依靠模型試驗或數(shù)值計算?;炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松馳,計算溫度應(yīng)力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細(xì)述。3 溫度的控制和防止裂縫的措施     為了防止裂縫,減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。     控制溫度的措施如下:(1)采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;(2)拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻

8、以降低混凝土的澆筑溫度;(3)熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;(4)在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫;(5)規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;(6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施;改善約束條件的措施是:(1)合理地分縫分塊;(2)避免基礎(chǔ)過大起伏;(3)合理的安排施工工序,避免過大的高差和側(cè)面長期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止表面干縮,特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要,應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂

9、縫的發(fā)生為主。     在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險,但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的

10、拉應(yīng)力,具有顯著的效果。     加筋對大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小,因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩(wěn)定的,而與應(yīng)力狀態(tài)、時間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的715倍,當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時,鋼筋的應(yīng)力將不超過100200kgcm2因此,在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而

11、間距密時,對提高混凝土抗裂性的效果較好?;炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細(xì)而淺的裂縫,其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。     為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑,筆者在實踐中總結(jié)出其主要作用為:(1)混凝土中存在大量毛細(xì)孔道,水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力,但會使混凝土強(qiáng)度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認(rèn)。(2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使

12、用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25。     (3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15的水泥用量,其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充。     (4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。     (5)提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高的混凝土抗裂性能。     (6)混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時裂縫就會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提

13、高的混凝土抗拉強(qiáng)度,大幅提高混凝土的抗裂性能。     (7)摻加外加劑可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。     (8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當(dāng),在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。     (9)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發(fā),減少干燥收縮。     許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的

14、實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經(jīng)濟(jì)。     4 混凝土的早期養(yǎng)護(hù)     實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。     從溫度應(yīng)力觀點出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。     2)防止混凝土超冷,應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低

15、溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。     3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。     混凝土的早期養(yǎng)護(hù),主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達(dá)到兩個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計的強(qiáng)度和抗裂能力。     適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的?;炷系谋卮胧┏3R灿斜竦男Ч?。     從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的

16、要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時期,在施工中應(yīng)切實重視起來。     以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實踐上的初步探討,雖然學(xué)術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論,但對于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一,同時在實踐中的應(yīng)用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的(3)危險房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)(5)JGJ125-99該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定

17、混凝土構(gòu)件裂縫有下列現(xiàn)象之一者,應(yīng)評定為危險點:1) 梁、板產(chǎn)生超過L0/150的撓度,且受拉區(qū)裂縫寬度大于1mm;2) 簡支梁,連續(xù)梁跨中部位受拉區(qū)產(chǎn)生豎向裂縫,其一側(cè)向上延伸達(dá)梁高的2/3以上,且縫寬大于0.5mm,或在支座附近產(chǎn)生剪切斜裂縫,縫寬大于0.4mm。3) 梁、板受力主筋處產(chǎn)生橫向水平裂縫和斜裂縫,縫寬大于1mm,板產(chǎn)生寬度大于0.4mm的受拉裂縫;4) 梁、板因主筋銹蝕,產(chǎn)生沿主筋方向的裂縫,縫寬大于1mm,或構(gòu)件混凝土嚴(yán)重缺損,或混凝土保護(hù)層厚度嚴(yán)重脫落、露筋;5) 現(xiàn)澆板周邊產(chǎn)生裂縫,或板底產(chǎn)生交叉裂縫;6) 預(yù)應(yīng)力梁、板產(chǎn)生豎向通長裂縫;或端部混凝土松散露筋,其長度達(dá)主

18、筋直徑的100倍以上;7) 受壓柱產(chǎn)生豎向裂縫,保護(hù)層脫落,主筋外露銹蝕;或一側(cè)產(chǎn)生水平裂縫,縫寬大于1mm,另一側(cè)混凝土被壓碎,主筋外露銹蝕;8) 墻中間部位產(chǎn)生交叉裂縫,縫寬大于0.4mm。建筑工程中,混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫較為普遍,裂縫的類型也很多,但按成因基本可歸結(jié)為由外荷和變形引起的兩大類裂縫。其中由混凝土收縮和溫度變形引起的收縮裂縫和溫度裂縫以及由這兩種變形共同引起的溫度收縮裂縫則是蘭州地區(qū)實際工程中最常見的裂縫。隨著建筑向大型化和多功能發(fā)展,超長(即超過溫度伸縮縫間距)高層或大柱網(wǎng)建筑不斷出現(xiàn),混凝土強(qiáng)度等級的提高,施工中泵送混凝土工藝的應(yīng)用,使超長混凝土結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)的溫度收縮裂縫有逐漸

19、增多的趨勢。雖然這類裂縫屬非結(jié)構(gòu)性裂縫,一般不致影響構(gòu)件承載力和結(jié)構(gòu)安全,但卻會影響結(jié)構(gòu)的耐久性和整體性。同時也會給使用者感官和心理上造成不良影響。另外由于我國幅員遼闊,不同地區(qū)氣候環(huán)境、溫濕度差異很大,現(xiàn)行規(guī)范對防止和減輕溫度收縮裂縫的設(shè)計措施制定的較為原則和局限。因此不少設(shè)計人員較重視強(qiáng)度設(shè)計,而不太認(rèn)真考慮抗裂的構(gòu)造措施。這樣一旦出現(xiàn)裂縫不僅影響工程質(zhì)量,同時在進(jìn)入住房商品化,質(zhì)量糾紛日趨增多的今天也不利于保護(hù)自己。      基于以上原因,筆者感到有必要結(jié)合蘭州地區(qū)溫差大,氣候干燥這一地區(qū)特點,根據(jù)多年的工程設(shè)計實踐和體會,對防止和減輕超長混凝土

20、結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫的設(shè)計措施提出一些建議,供設(shè)計人員參考并能有所啟發(fā)。 2 溫度收縮裂縫的基本特點      混凝土在結(jié)硬的過程中發(fā)生收縮,溫度變化時會熱脹冷縮,當(dāng)這兩種變形受到約束后,在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會產(chǎn)生收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力,這兩種應(yīng)力分別超過混凝土抗拉慷仁本突岬賈祿炷 量 訊 緯墑賬趿遜旎蛭露攘遜臁 炷 兩峁怪薪隙嗉 氖竊謔賬跤 臀露扔 餐 饔孟濾 奈露仁賬趿遜臁 治鑫露仁賬趿遜斕幕 咎氐悖 紫扔莆帳賬鹺臀露缺湫蔚囊恍 靖拍睢?br /> 2.1 收縮變形的特性及影響因素: 一般混凝土最終收縮應(yīng)變約35×10-4,其特點是早期收縮快,半年可

21、完成第一年收縮量的8090%,一年后仍發(fā)展但已不明顯。其影響因素主要有混凝土強(qiáng)度等級,水泥品種,水灰比,坍落度,養(yǎng)護(hù)(保溫,保濕)和體表比。 2.2 溫度變形的特性及影響因素: 混凝土溫度線脹系數(shù)一般為1.0×10-5/C°,其變形隨溫差而變化,一般發(fā)生在混凝土結(jié)硬一直到房屋使用期間。其影響因素有季節(jié)溫差,內(nèi)外溫差和日照溫差。 2.3 溫度收縮裂縫的基本特點: 該裂縫由收縮和溫度變形共同產(chǎn)生,其分布一般為收縮和溫度兩種裂縫的組合,隨環(huán)境濕度和溫度而變化,隨時間而發(fā)展,裂縫的開裂和危害程度往往較單一的收縮或溫度裂縫嚴(yán)重。 根據(jù)具體工程裂縫出現(xiàn)的時間、發(fā)展與變化、以及分布、形狀

22、、尺寸等特征。一般可分為以收縮變形為主或以溫度變形為主,實際工程中較常見的是以收縮變形為主的溫度收縮裂縫,一般發(fā)生在混凝土澆筑后一年內(nèi),但多見半月至數(shù)月之內(nèi)。 主要影響的部位及構(gòu)件是底層和頂部數(shù)層梁板構(gòu)件以及基礎(chǔ)梁、挑檐、欄板等外露構(gòu)件。 梁板裂縫呈現(xiàn)不同分布和特征,梁縫一般垂直于縱向,分布在兩側(cè)面,兩頭細(xì)、中間寬、棗核形。裂縫為表面,深進(jìn)或貫通。單向板縫等間距平行于短邊。雙向板縫較重于單向板縫,兩個方向板縫縱橫交錯,不規(guī)則,縫多為貫通,板面縫一般寬于板底縫。 3 防止和減輕超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫的設(shè)計建議 3.1 設(shè)置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應(yīng)力的措施 3.1.1 有效設(shè)置后澆帶 &

23、#160;    后澆帶是列入高規(guī)中的一種目前設(shè)計人員常采用的方法,它利用了混凝土早期收縮量大的特性,其設(shè)計思路是“以放為主”。主要作用是釋放早期混凝土收縮應(yīng)力,減小以收縮為主的變形。高規(guī)雖然對后澆帶的間距、寬度、鋼筋處理、澆筑時間有較明確要求,不少資料對此也有所介紹。但是結(jié)合多年來對蘭州地區(qū)幾個較大型超長工程的設(shè)計實踐,深感對后澆帶的做法必須予以重視。如設(shè)計施工處理不好,不僅起不到予期的效果,還會留下結(jié)構(gòu)隱患。因此就后澆帶的具體做法提出以下建議和看法: 間距:高規(guī)規(guī)定為30m40m。建議具體工程應(yīng)結(jié)合建筑物長度、氣候環(huán)境特點綜合考慮,一般應(yīng)控制在30m左右。 位

24、置: 小跨梁開間或受力較小的部位,一般可在梁跨三分之一處。 平面布置時要注意梁的布置宜平行于后澆帶以免梁截斷太多。 視具體情況可沿平面曲折通過。 寬度:高規(guī)規(guī)定8001000mm。建議預(yù)留的寬度要考慮滿足鋼筋錯開搭接要求??稍试S大于1000mm。 鋼筋:目前對后澆帶內(nèi)梁縱向鋼筋處理有兩種做法。 第一種:梁板鋼筋均斷開后搭接(高規(guī)要求),但由于梁鋼筋搭、焊接處理困難,質(zhì)量不易保證,易給結(jié)構(gòu)造成隱患。 第二種:板鋼筋斷開,梁鋼筋直通不斷。目前工程采用較多,但由于截斷梁較多時,鋼筋全部不斷會約束混凝土收縮,達(dá)不到予期效果。 建議:梁上部鋼筋,腰筋及板墻鋼筋斷后錯開搭接或必要時先搭后補(bǔ)焊。梁下部鋼筋不

25、斷,可適當(dāng)加大配筋。這樣即可大大減小梁鋼筋全部不斷對混凝土收縮形成的約束,又可避免梁鋼筋全部斷后造成的鋼筋搭、焊接困難,這種處理方法筆者自93年以來已在一些工程中較好的進(jìn)行了使用。 澆筑時間:高規(guī)要求,宜在兩個月后且澆筑時的溫度宜低于主體混凝土澆筑時的溫度。由于混凝土早期收縮量大,相對一年的收縮量,半月約占3040%;1個月約占4555%;2個月約占6575%;半年約占8090%,故應(yīng)按規(guī)范執(zhí)行,一般應(yīng)保證兩個月后澆筑。 后澆混凝土:采用無收縮或微膨脹混凝土,強(qiáng)度較主體混凝土提高C5級。 設(shè)計時要特別交待以下請施工單位注意的問題: 后澆帶兩側(cè)宜設(shè)鋼筋網(wǎng)片,防止主體混凝土流入后澆帶。 后澆帶混凝

26、土澆筑前應(yīng)清理鑿毛,澆筑時振搗密實,精心養(yǎng)護(hù)。 后澆帶兩側(cè)支撐保證穩(wěn)定可靠,后澆帶混凝土達(dá)設(shè)計強(qiáng)度時方可拆除。 3.1.2、針對性地采取控制和抵抗溫度收縮應(yīng)力的措施 加強(qiáng)屋面保溫隔熱措施,采用高效保溫材料,嚴(yán)格滿足建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 屋面板、外廊板,陽臺板等外露室外現(xiàn)澆板(含施工期間主體暴露時間較長的室內(nèi)現(xiàn)澆板)以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的雙向連續(xù)板等溫度收縮應(yīng)力較大的板,均應(yīng)在板面(即板的受壓區(qū))配置不小于6200雙向鋼筋網(wǎng)片,或支座鋼筋隔一全跨貫通,但間距不宜大于200mm,每一方向配筋率不宜小于0.1%。以上板在有受力鋼筋處,實配鋼筋尚應(yīng)考慮溫度收縮應(yīng)力影響予以適當(dāng)增大。 框架梁及

27、所有現(xiàn)澆梁凡高度600者(外露梁高度500)均設(shè)置不小于212腰筋。腰筋宜細(xì)而密,間距不應(yīng)大于200mm,每側(cè)腰筋配筋率不宜小于0.1%。 檐口板,外露欄板應(yīng)雙面雙向配筋,上下端頭各配210溫度抵抗筋,并每隔1520m設(shè)置一道20mm溫度伸縮縫。 控制現(xiàn)澆板混凝土強(qiáng)度等級不宜大于C35。 后澆帶列入高層規(guī)程后已在大量工程中廣泛使用。前已述及,其主要作用是減小混凝土早期以收縮為主的變形。因此,超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫的預(yù)防不能僅靠設(shè)置后澆帶來解決,必須采取上述“放”“防”“抗”相結(jié)合的綜合措施。筆者已在蘭州和西非熱帶地區(qū)一些較大型的超長建筑中,根據(jù)具體工程各自的特點多次采用了上述綜合措施。實踐

28、證明比較有效。故認(rèn)為,防止和減輕蘭州地區(qū)超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫目前仍然應(yīng)首先或主要采用設(shè)置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應(yīng)力的綜合措施??紤]目前混凝土溫度收縮裂縫的趨于增多以及超長混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。建議采用上述綜合措施,房屋總長宜控制在120m內(nèi)?;炷凉こ塘芽p的分類及成因 從微觀上看,混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結(jié)合體,由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所收外界影響的不同,混凝土裂縫產(chǎn)生的原因也有很多種:大體積混凝土水化時產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā),會形成裂縫;混凝土在硬化的過程中由于干縮引起的體積變形受到約束會形成裂縫;當(dāng)有約束時,混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積脹縮因為受到

29、約束力的限制,從而形成裂縫;在炎熱或大風(fēng)天氣、構(gòu)件承受荷載、當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降時、當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件處于不利的環(huán)境中,等等情況下均有可能形成裂縫。 1、干縮裂縫 干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)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(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。 2、塑性收縮裂縫 塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)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(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬兩端細(xì)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(qiáng)度或強(qiáng)度很小,或者混凝土剛

30、剛終凝而強(qiáng)度很小時,受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強(qiáng)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(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。 3、沉陷裂縫 沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。4、溫度裂縫及化學(xué)反應(yīng)裂縫 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(jié)構(gòu)中,走向通

31、常無一定規(guī)律;化學(xué)反應(yīng)裂縫是由于混凝土拌和后會產(chǎn)生一些堿性離子,這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間,一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救。一、裂縫的成因裂縫產(chǎn)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(chǎn)生的最有效的途徑。(一)設(shè)計原因1設(shè)計結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。2設(shè)計中對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng),造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過大等)。3設(shè)計中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)。4設(shè)計中

32、未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。5設(shè)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(xì)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(dāng)?shù)拈g斷級配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。2骨料粒徑越細(xì)、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(dāng)、或摻量不當(dāng),嚴(yán)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(qiáng)度等級原因:水泥等級越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對混凝土開裂影響很大?;炷猎O(shè)計強(qiáng)度等級越高,混凝土脆性越大、越易開裂

33、。(三)混凝土配合比設(shè)計原因1設(shè)計中水泥等級或品種選用不當(dāng)。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(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大,收縮越大。4配合比設(shè)計中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差,導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良,增加收縮值。5配合比設(shè)計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。(四)施工及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)原因1現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),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(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。2高空澆注混凝土,風(fēng)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(chǎn)生表面收縮裂縫。4大體積混凝土澆注,對水化計算不準(zhǔn)、現(xiàn)場混凝

34、土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大,混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。5現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施不到位,混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。6現(xiàn)場模板拆除不當(dāng),引起拆模裂縫或拆模過早。7現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)(超張、偏心),引起混凝土張拉裂縫。(五)使用原因(外界因素)1構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降,產(chǎn)生沉降裂縫。2使用荷載超負(fù)。3野蠻裝修,隨意拆除承重墻或鑿洞等,引起裂縫。4周圍環(huán)境影響,酸、堿、鹽等對構(gòu)筑物的侵蝕,引起裂縫。5意外事件,火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。二、裂縫的控制措施(一)設(shè)計方面1設(shè)計中的抗與放。在建筑設(shè)計中應(yīng)處理好構(gòu)件中抗與放的關(guān)系。所謂抗就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),沒有足夠的變形余地時,為防止裂縫所采取的有力

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