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工业与民用建筑混凝土结构的裂缝形成及预防措施

2013-08-15毕程钢

中国新技术新产品 2013年6期
关键词:温差水化骨料

毕程钢

(吉林省白山市建筑工程勘察设计院,吉林 白山 134300)

1 裂缝的成因

1.1 设计原因

1.1.1 结构断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。

1.1.2 构件受力不当,造成构件的裂缝。

1.1.3 设计中构造钢筋配置过少或过多等引起构件裂缝。

1.1.4 设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

1.1.5 设计的混凝土等级过高,用灰量过大,对收缩不利。

1.2 材料原因

1.2.1 粗细骨料含泥量过大、颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,引起混凝土收缩增大,诱导裂缝的产生。

1.2.2 骨料粒径越细、针片含量越多,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。

1.2.3 外加剂、掺和料选择或掺量不当,增加混凝土收缩。

1.2.4 水泥品种原因,根据六大水泥的特性,灵活掌握选用原则。

1.3 混凝土配合比设计原因

1.3.1 设计中水泥等级或品种选用不当。

1.3.2 配合比中水灰比(水胶比)过大。

1.3.3 单方水泥用量越大、用水量越高,表现为水泥浆体积越大、坍落度越大,收缩越大。

1.3.4 配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离析、泌水、保水性差,增加收缩值。

1.3.5 配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

1.4 施工及现场养护原因

1.4.1 现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒拔出过快,影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。

1.4.2 高空浇注混凝土风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。

1.4.3 对大体积混凝土工程,缺少二次抹面或在表面增加石子,易产生表面收缩裂缝。

1.4.4 大体积混凝土水化热计算不准、现场混凝土降温及保温措施不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。

1.4.5 现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。

1.4.6 现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。

1.4.7 现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。

1.5 使用原因(外界因素)

1.5.1 构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。

1.5.2 使用荷载超负荷。

1.5.3 野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。

1.5.4 周围环境影响,酸、碱等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。

1.5.5 意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

2 裂缝的控制措施

2.1 设计方面

2.1.1 设计中的“抗”与“放”。

设计人员应灵活运用“抗与放”结合、或以“抗”为主、或以“放”为主的设计原则。

2.1.2 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应考虑加强措施。

2.1.3 积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见混凝土裂缝中,有相当部分是由于混凝土收缩造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。

2.1.4 重视对构造钢筋的认识。在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。

2.1.5 对于大体积混凝土,建议在设计中采用60天龄期混凝土强度值作为设计值,采用掺合料,减少水泥用量。

2.2 材料选择和混凝土配合比设计方面

2.2.1 根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。

2.2.2 选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。

2.2.3 积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂已作为混凝土的第五、六大组份,可起到降低水泥用量和水化热,改善混凝土工作性能和降低成本的作用。

2.3 现场操作方面

2.3.1 浇捣工作:振捣捧要快插慢拔,正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

2.3.2 混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,养护工作尤为重要,特别要加强早期养护避免产生早期裂缝。

2.3.3 混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,应充分考虑水泥水化热问题,采取必要的降温和保温措施,避免混凝土内部温度过高或内外温差过大而引起的温度裂缝。

2.3.4 避免在雨中或大风中浇灌混凝土。

2.3.5 地下混凝土结构需尽早回填土。

2.3.6 夏季应注意混凝土浇捣温度,采用低温入模、养护。

2.4 以瑞光热电工程汽轮发电机基础为例,该基础底板长为47.2m,宽为14.45m,高3m,底板面积约670平方米,混凝土约2040m3。主要采取了如下抗裂技术措施。

2.4.1 优选原材料。水泥选用低水化热的32.5级矿渣硅酸盐水泥,减少混凝土凝固过程中的水化热;粗细骨料选用含泥量低、级配良好的骨料,减少了因收缩变形应力产生的裂缝;加入一定量的粉煤灰减少水泥用量,同时也减少了水用量,既降低了水化热,也减小了收缩应力。

2.4.2 控制好混凝土质量。泵送混凝土坍落度控制在120~140mm;加入1.7%高效减水剂UNF-3B,降低了水灰比,减小了收缩应力,改善了混凝土的和易性。

2.4.3 控制混凝土浇筑温度。基础底板浇筑时间为2009年9月底,温度较为适宜,不会产生混凝土、模板及泵罐车暴晒现象,混凝土温度较为理想。

2.4.4 采用现场搅拌,运输距离较近,缩短了运输时间,浇筑顺序合理,卸料及时,减少了混凝土在运输及浇筑过程中坍落度损耗,保证了混凝土的和易性。

2.4.5 加强混凝土的养护及测温工作。为防止混凝土内外温差过大,造成温度应力大于混凝土抗拉强度而产生裂缝,应根据当时的施工情况和环境气温,采用了“蓄水法”进行混凝土养护。具体做法是:先在混凝土表面覆盖双层麻袋,浇水湿润。待混凝土初凝后,在基础周围砌挡水,蓄水深10厘米,养护28天。

测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行,测温频率按持续28天考虑。基础混凝土浇筑后,中心最高温度发生在第四天,最高温度55.1℃。混凝土中心与表面温度升降基本同步上升,在前10天温差始终保持在8℃至17℃左右,远低于不安全温差25℃,后18天温差保持在5℃左右,温差控制较理想。

[1]钢筋混凝土结构设计规范[S].

[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2002.

[3]郭仕万,肖欣,赵各平.混凝土施工中的裂缝控制[J].山西水利科技,2000.

[4]鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法[J].施工技术,2002.7.

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