大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生和防護

大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生和防護第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生和防護第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫的發(fā)生機理裂縫的原因及分類裂縫的檢測與修補什么是混凝土裂縫施工時的注意事項第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是混凝土裂縫？混凝土的微觀裂縫為一般混凝土所固有，因為混凝土是由水泥漿體水化硬化后的水泥石與砂、石骨料組成，它們的物理力學性能并不一致，水泥漿體硬化后的干縮值較大，而混凝土中的骨料則限制了水泥漿體的自由收縮，這種約束等作用使混凝土內(nèi)部從硬化開始就在骨料與水泥漿體的粘結(jié)面上出現(xiàn)了微裂縫。裂縫是混凝土工程中最常見的一種缺陷。通常所說的裂縫是指肉眼可見的宏觀裂縫，而不是微觀裂縫，其寬度應(yīng)在0.05mm以上。第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土內(nèi)部不連續(xù)，具有諸多微小裂縫、空洞、孔道、疏松等缺陷。第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫發(fā)生的機理

混凝土出現(xiàn)宏觀裂縫的原因多種多樣，通常是因混凝土發(fā)生體積變化時受到約束，或因受到荷載作用時，在混凝土內(nèi)引起過大拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）而產(chǎn)生裂縫?！霎斃瓚?yīng)力大于混凝土的抗拉強度時，在裂縫正交方向產(chǎn)生混凝土裂縫。也就是說，即使沒有外部荷載作用，或者即使混凝土發(fā)生體積變化時沒有受到外部的約束，混凝土內(nèi)部已經(jīng)有了微裂縫，但是這些微裂縫在不大的外力或變形作用下是穩(wěn)定的，當外力或變形作用較大時，這些粘結(jié)面上微裂縫就會發(fā)展，當外力或變形作用更大時，微裂縫就會擴展穿過硬化后的水泥石，逐漸發(fā)展成可見的宏觀裂縫。第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月受力裂縫的發(fā)展彌散狀裂縫裂縫延伸發(fā)展裂縫互相貫通延伸發(fā)展成為表面裂縫第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月多數(shù)輕微細小的宏觀裂縫，對工程結(jié)構(gòu)的承載能力、使用功能和耐久性不會有大的影響，只是有損結(jié)構(gòu)的外觀，引起對工程質(zhì)量的疑慮。當可見的宏觀裂縫較寬較深時，會影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能，導致水分及有害物質(zhì)滲入，誘發(fā)鋼筋銹蝕或加速混凝土的自然老化，從而損害工程結(jié)構(gòu)的承載能力、使用功能和耐久性。第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月9原材料和配合比水泥量、水泥強度、水泥活性、水膠比、骨料粒徑、骨料含泥量、摻合料、外加劑等混凝土本身性能起決定性作用。設(shè)計缺陷結(jié)構(gòu)體型、結(jié)構(gòu)設(shè)縫、局部配鏡不足、配筋方式不當、保護層厚度不夠、環(huán)境條件選擇不當?shù)仍O(shè)計合理與否對裂縫狀態(tài)具有重要影響。施工質(zhì)量混凝土攪拌、運輸、澆注、振搗、養(yǎng)護，模板拆除時間，預應(yīng)力施工時機，施工接檫處理，壓抹、施工季節(jié)。使用環(huán)境耐久性嚴重超載、疲勞荷載等非設(shè)計工況、改變結(jié)構(gòu)用途、改造結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)超期服役而抗力退化、侵蝕環(huán)境下結(jié)構(gòu)長期使用、沒有及時維護需定期更換的構(gòu)件。影響因素ＡBCD第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫就其開裂深度可分為表面的、貫穿的；就其在結(jié)構(gòu)物表面形狀可分為網(wǎng)狀裂縫、爆裂狀裂縫、不規(guī)則短裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、斜裂縫等；裂縫按其發(fā)展情況可分為穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的、能愈合的和不能愈合的；裂縫按其產(chǎn)生的時間可分為混凝土硬化之前產(chǎn)生的塑性裂縫和硬化之后產(chǎn)生的裂縫；裂縫按其產(chǎn)生的原因，可分為荷載裂縫和變形裂縫。荷載裂縫是指因動、靜荷載的直接作用引起的裂縫。變形裂縫是指因不均勻沉降、溫度變化、濕度變異、膨脹、收縮、徐變等變形因素引起的裂縫。第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫產(chǎn)生的原因概括分類如下面所示：

一、與結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力荷載有關(guān)的1、在設(shè)計荷載范圍內(nèi)，超過設(shè)計荷載范圍或設(shè)計未考慮到的作用2、地震、臺風作用等3、構(gòu)件斷面尺寸不足、鋼筋用量不足、配置位置不當4、結(jié)構(gòu)物的沉降差異5、次應(yīng)力作用6、對溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力估計不足第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月二、與使用及環(huán)境條件有關(guān)的1、環(huán)境溫度、濕度的變化2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件各區(qū)域溫度、濕度差異過大3、凍融、凍脹4、內(nèi)部鋼筋銹蝕5、火災(zāi)或表面遭受高溫6、酸、堿、鹽類的化學作用7、沖擊、振動影響第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月三、與材料性質(zhì)和配合比有關(guān)的1、水泥非正常凝結(jié)（受潮水泥、水泥溫度過高）2、水泥非正常膨脹（游離CaO、游離MgO、含堿量過高）3、水泥的水化熱4、骨料含泥量過大5、骨料級配不良6、使用了堿活性骨料或風化巖石7、混凝土收縮8、混凝土配合比不當（水泥用量大、用水量大、水膠比大、砂率大等）9、選用的水泥、外加劑、摻合料不當或匹配不當10、外加劑、硅灰等摻合料摻量過大第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月四、與施工有關(guān)的1、拌和不均勻（特別是摻用摻合料的混凝土），攪拌時間不足或過長，拌和后到澆筑時間間隔過長2、泵送時增加了用水量、水泥用量3、澆筑順序有誤，澆筑不均勻（振動趕漿、鋼筋過密）4、搗實不良，坍落度過大、骨料下沉、泌水，混凝土表面強度過低就進行下一道工序5、連續(xù)澆筑間隔時間過長，接茬處理不當6、鋼筋搭接、錨固不良，鋼筋、預埋件被擾動7、鋼筋保護層厚度不夠8、滑模工藝不當（拉裂或塌陷）9、模板變形、模板漏漿或滲水10、模板支撐下沉、過早拆除模板、模板拆除不當11、硬化前遭受擾動或承受荷載12、養(yǎng)護措施不當或養(yǎng)護不及時13、養(yǎng)護初期遭受急劇干燥（日曬、大風）或凍害14、混凝土表面抹壓不及時15、大體積混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度或表面溫度與環(huán)境溫度差異過大第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫成因多樣性裂縫硬化前硬化后初期凍害塑性施工時沉降?移動物理的化學的溫度構(gòu)造塑性乾燥裂縫

沉降裂縫模板的移動地基沉降、變形收縮性骨料干燥收縮龜裂鋼筋的腐食堿骨料反應(yīng)碳化凍結(jié)融解氣溫變化初期溫度收縮突發(fā)荷載變形設(shè)計荷載外部約束溫差內(nèi)部約束第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月施工時的注意事項

預防混凝土裂縫的方法

1.設(shè)計方面。在設(shè)計上要注意到那些容易開裂的部位,如深基與淺基、高低跨處等,應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié),在設(shè)計中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且在澆筑方便的情況下,鋼筋直徑越細、間距越小則對預防開裂越有利。

2.施工方案與預防方面。采取良好的施工方案與預防措施,對控制混凝土裂縫著很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定的澆筑量,施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割,最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外,分層位置即水平施工縫設(shè)留位置也應(yīng)加以注意。一般來說,應(yīng)盡量留在變截面處,或遠離受拉鋼筋部位而設(shè)在混凝土的受拉區(qū),確定澆筑時間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工,則應(yīng)采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度。第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.施工質(zhì)量方面。由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上,如果在施工階段控制住了裂縫,則在使用階段開裂的可能性也就小了。因此,施工階段是裂縫預防的主要階段,在施工階段要注意以下幾個問題:混凝土要有合適的配合比,選擇合適的配合比,不僅要滿足強度要求、施工要求,還要考慮從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。適當?shù)倪x擇好水灰比,在滿足強度的原則下,盡可能減少水泥用量。鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固,以免施工中發(fā)生變形。鋼筋上的污物和氧化層要清除,以免影響?zhàn)そY(jié)力。澆筑和振搗操作要合理,特別是振搗操作技術(shù)往往不被人們所重視。振搗不足就無法保證混凝土應(yīng)有的密實度,過分的振搗則對水泥混凝土均勻有害,要恰到好處。

4.養(yǎng)護方面。養(yǎng)護的目的是使混凝土正常硬化,強度增長,不受或少受外界影響。關(guān)鍵是設(shè)法使混凝土溫度慢慢下降到接近外界氣溫,縮小降溫過程的溫差。以便減小溫度應(yīng)力,盡量防止裂縫的產(chǎn)生。常規(guī)的養(yǎng)護方法是噴水,對一般混凝土結(jié)構(gòu),減少表面收縮,防止龜裂是可行的。大體積混凝土由于塊體內(nèi)外溫度不一致,強度增長不同,常常是在強度增長慢的表面開裂,其養(yǎng)護就不能只滿足于常規(guī)方法。具體說,盡量晚拆模,拆模后要立即覆蓋或及時回填,避開外界氣候的影響,養(yǎng)護期應(yīng)以混凝土強度增長最快的階段為準,即7～28d,時間增加幾天效果更好。

第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫檢測手段裂縫的位置、數(shù)量、走向：用照片和繪制裂縫展開圖等形式記錄長度：用直尺、卷尺進行測量寬度：用裂縫寬度比對卡、裂縫測寬儀、塞尺進行檢測裂縫的深度：采用超聲波法或局部鑿開法進行檢測，必要時可鉆取芯樣進行驗證第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫檢測——打音檢查第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫寬度檢測用鋼尺、裂縫卡、裂縫讀數(shù)放大鏡逐條測量第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫長度檢測用鋼尺丈量檢測第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫深度檢測超聲波檢測第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月鉆芯取樣第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月目的名稱概要注意點混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)鋼材腐蝕狀況調(diào)查自然電位法測量鋼筋的自然電位混凝土保護層含水量影響測量值剝離或孔洞等缺陷調(diào)查紅外線法紅外線攝像儀拍攝混凝土表面，根據(jù)溫度分布圖象來調(diào)查剝離部位溫度不能上升的部位產(chǎn)生不了溫差，影響測量精度超音波法*1測量超音波傳播速度遇鋼筋時精度下降沖擊彈性波法在混凝土表面施以微小沖擊產(chǎn)生發(fā)出震動波，測量傳播速度混凝土質(zhì)量導致傳播速度變化電磁波雷達法*2放射電磁波測量從破損部位反射回來的時間，經(jīng)圖像處理后表示含水份時探查精度下降放射線法*3混凝土表面照射X線或伽瑪線放射線過強存在爆炸危險性，部件尺寸厚度50cm為限無損檢測代表性方法第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)部鋼筋位置調(diào)查電磁波雷達法同*2鋼筋過密檢知精度下降放射線法同*3放射線過強存在爆炸危險性，部件尺寸厚度50cm為限電磁誘導法感應(yīng)器發(fā)出磁場，感知因鋼筋存在誘導產(chǎn)生的電力鋼筋過密、或保護層過厚檢知精度下降混凝土強度調(diào)查反彈法擊打混凝土表面測量反發(fā)硬度推定強度值分散超音波法同*1遇鋼筋時精度下降第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)部鋼筋位置調(diào)查電磁波雷達法同*2鋼筋過密檢知精度下降放射線法同*3放射線過強存在爆炸危險性，部件尺寸厚度50cm為限電磁誘導法感應(yīng)器發(fā)出磁場，感知因鋼筋存在誘導產(chǎn)生的電力鋼筋過密、或保護層過厚檢知精度下降混凝土強度調(diào)查反彈法擊打混凝土表面測量反發(fā)硬度推定強度值分散超音波法同*1遇鋼筋時精度下降第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月——混凝土裂縫處理的常見方法：

1.樹脂灌注法；

2.表面封閉法；

3.鉆孔嵌塞法；

4.柔性封閉法；

5.表面附加鋼筋法；

6.灌漿法；

7.干嵌填法；

8.釘合法；

9.聚合物浸入法（重力滲入和真空滲入）；

10.迭合面層和表面處理法等等。第27頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月裂縫修補材料樹脂類環(huán)氧樹脂水中硬化型環(huán)氧樹脂丙烯酸樹脂聚氨酯樹脂聚酯樹脂水泥類超微粒子水泥聚合物水泥第28頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.