时间:2023-05-30 10:26:25
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇混凝土结构,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:混凝土; 裂缝; 水泥水化热; 温度应力
Abstract: mass concrete crack, its performance and the original concrete performance can vary widely, seriously affect the structure of long-term safety and durability operation. This paper analyzes the concrete structural cracks cause and mechanism, put forward to prevent from each link of cracks in the comprehensive measures to ensure that the concrete quality, reduce the occurrence of cracks.
Keywords: concrete; Crack; Cement hydration heat; Temperature stress
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
一、混凝土结构裂缝产生的原因
钢筋混凝土结构的裂缝产生的原因主要有三种:(1)由外部荷载引起的裂缝;(2)由于结构的实际工作状态与设计模型的不同而产生的结构次应力引起的裂缝;(3)由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素产生的变形应力引起的裂缝。
大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用,是导致大体积混凝土温度裂缝的主要原因。
1.水化热产生裂缝的机理
大体积混凝土结构的截面尺寸较大,在施工过程中,由水泥水化过程中释放出大量水化热,由于体积大,热量不易散发,造成较大温升,从而导致体积增大。当这种变形不受约束时,混凝土结构内部不会产生应力。但实际上这种变形肯定会受到约束,一是混凝土与外部环境温度差异引起的约束;二是由于内部的条件不同产生的约束,此种约束产生的应力为温度应力。
其次,湿度变化引起的混凝土内部各单元体之间相互约束,产生的应力为干缩应力。因湿度传导率远小于热度传导率(约为1/1600),它主要在混凝土表面附近;另外,混凝土自身体积变形不能自由伸缩会产生自身体积变形应力;还有地基非均匀沉降、模板走样也会产生变形应力。在以上非结构荷载作用下所产生的应力中,主要是温度应力和变形应力。对于大体积混凝土结构施工,当混凝土浇筑体边界无约束时(如底、顶板顶面),在早期水化热温度迅速升高阶段,由于混凝土内、外散热条件不同,形成温度梯度,表面受拉,内部受压。当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。在混凝土的降温阶段,混凝土的温差引起的变形加上混凝土的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束时,在浇筑体中央断面产生内部拉应力,当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土整个截面就产生贯穿裂缝。
2.温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
(1)初期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。此阶段水泥放出大量的水化热,混凝土弹性模量急剧变化,在混凝土内形成残余应力。
(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,此阶段温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,混凝土的弹性模量变化不大。
(3)后期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。
根据温度应力引起的原因可分为两类:
一是自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
二是约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。
要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算并考虑徐变的影响。
二、裂缝控制的基本原理及措施
大体积混凝土的裂缝控制是指杜绝有害裂缝,同时减少或避免不影响使用的混凝土表面裂缝。裂缝控制原理是:降低混凝土外约束与非线性降温和收缩所产生的拉应力,提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸,以确保抗裂安全度要求。
裂缝控制方法采取温差与温度应力双控制方法,避免结构物出现温度裂缝,同时调整混凝土表面湿度以防止表面干缩裂缝。
控制混凝土裂缝,必须从混凝土产生裂缝的几个主要原因入手,才能有效地将裂缝控制在允许范围内。一般分为设计阶段和施工阶段。设计阶段由设计人员对混凝土强度等级、钢筋的品种、规格等统筹设计,有效进行裂缝控制。施工阶段采取加入外加剂改善混凝土性能、降低水泥水化热、设置施工缝或变形缝、加强混凝土中的配筋率等措施来减少混凝土的收缩,防止混凝土产生有害裂缝。
1.合理设计施工配合比
合理设计配合比是有效控制和预防混凝土裂缝发生的基础。应根据工程所处条件,对砂率、水灰比、水泥用量及掺合料用量等进行优化设计,选择最优方案。
(1)砂率的选择。混凝土的干燥收缩随砂率的增大而增大。由于砂率减小使粗骨料含量增大,在相同条件下混凝土的弹性模量较高,收缩量较小,而且由于粗骨料对收缩的约束作用,可减少开裂的可能。施工中尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料,在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中,掺总量不超过20%的大石块,减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。
(2)选用中低水化热水泥,可使水泥在拌和过程中水化热释放较小,显著减少混凝土升温,充分利用混凝土后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。
(3)采用混凝土双掺技术,即在混凝土中加入优质粉煤灰,掺入量一般为水泥用量的20%左右,掺入缓凝型减水剂,用量为水泥用量的 1.0%左右。通过采用双掺技术,减少水泥用量,降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。
(4)加入UEA或AEA膨胀剂,用量为水泥用量的14%左右,使混凝土在凝固过程中不产生收缩,还可以提高混凝土自防水能力。
2.混凝土结构原料的控制
(1)材料的选择,优先采用水化热低的水泥配制大体积混凝土。在施工中避免使用含泥量高的集料。
(2)采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值,可以使混凝土浇筑后的内外差和降温速度控制的难度降低。
(3)掺合料和外加剂的控制。掺合料(如粉煤灰或矿粉)可以提高混凝土的和易性,大大改善混凝土工作性能和可靠性。但使用细度较粗或含碳量高的粉煤灰会大幅度增加混凝土的需水量,从而加大混凝土的收缩导致开裂。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入减水剂,不仅使混凝土工作性能有了明显的改善,同时又减少拌和用水,节约水泥,从而降低了水化热。若是泵送混凝土,同时在炎热的夏天,为了延缓凝结时间,要加缓凝剂,反之凝结时间过早,将影响混凝土的输送和浇筑面的粘结,易出现层间缝隙,使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。
3.浇筑时的控制措施
(1)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。
(2)混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。
(3)采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。
(4)加强混凝土的养护及测温工作。
混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力;其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体的抗裂能力。具体应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求,保温养护的持续时间应根据温度应力加以控制、确定,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。
三、结论
关键词:混凝土 裂缝 裂缝控制
近年来,全国的房地产业大力快速的发展,高层建筑在住宅中的相对比也快速的增加,因而人们对高层建筑质量以及安全性也高度关注。随着高层建筑建筑物的不断增加,大空间的发展要求,层数的增加而混凝土强度设计也不断加强,,当前某些高层建筑已达到强度标号为C80高强混凝土,导致预制构件结构中混凝土结构产生裂缝已成为司空见惯的现象,相当一部分的裂缝对结构的应力和正常使用没有什么危害,但是,裂缝的存在会直接影响到建筑物的整体性,耐久性,存在一定应力集中的问题,应尽可能的给予关注,避免出现裂纹或将裂缝控制在允许的范围内。
1、混凝土裂缝的危害
在高层建筑,混凝土裂缝产生的原因有很多,高强度混凝土中使用都是的关键部位,因此,裂缝的危害比低强度混凝土更严重。如地下室,地下变电站,地下人防工程,地下室墙体混凝土的不同层次,不同数量的裂缝和裂缝,垂直裂缝,会产生大量的渗漏水,地下工程使用性能下降或不能使用;大体积混凝土开裂以后,其性能差别很大,直接影响耐久性,在渗漏过程将加速,使混凝土的破坏,严重影响结构的长期安全性和耐久运行。
2、高层建筑施工中几种易产生的裂缝分析
2.1 大体积基础混凝土板的裂缝分析
越来越多的高层建筑,超过2m底板厚度有经常看见。大体积基础砼板在施工的过程中很容易产生裂缝。为了控制大体积混凝土中有害裂缝的出现和发展,要从尽可能降低混凝土的水化热、控制混凝土的内外温差,改善约束条件和设计构造,减小混凝土收缩,提高混凝土的极限拉伸强度等方面采取措施。大体积混凝土裂缝产生的原因可分为2类;一类是结构型裂缝,是由外荷载引起的。浇注后许多混凝土水化热,由于气温上升,内部和表面传热不同温度条件下,高,低表面温度,使内部混凝土会产生压应力,而在外表面的拉应力,当应力超过混凝土的抗拉强度时,二类是材料裂缝;另一种是通过裂缝的大体积混凝土浇筑,混凝土的早期,在加热阶段和塑性状态,混凝土的弹性模量小变形,应力很小,随着逐渐冷却的混凝土和混凝土变形造成的多余的水分蒸发造成的混凝土收缩变形,由于受基础强强约束,不能自由收缩,也引起的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土内部裂缝,甚至最后有可能形成贯穿裂缝。为解决上述2种裂缝的问题,必须进行合理的温度控制。
2.2 地下室混凝土墙板及楼板的裂缝分析
地下室墙板的裂缝产生,与基础大体积混凝土产生裂缝的原因,有着相同之处,即混凝土在硬化过程中由于失水会产生收缩应变,在水泥水化热产生的升温达到最高点以后的降温过程会产生温度应变。但又有其特点: 一是墙板受到基础、外围楼板受到地下室外墙的极大约束,这种约束远大于桩基对基础的约束,产生贯穿裂缝的机率大。二是内墙板及楼板受环境温度影响较大。三是内外温差小,产生表面裂缝的机率小。四是养护困难,散热快、降温速率大,混凝土的松驰徐变优势难以利用,在气温骤变季节尤其注意。
2.3 高强混凝土裂缝分析
如今高层建筑中已已经普遍使用C40~C60中高强混凝土,随着科学技术的迅速发展,C80~C120的高强混凝土在施工中已有应用。高强混凝土由于采用的配合比设计多为低水灰比、水泥高标号、高水泥用量、使用高效减小剂及掺加超细矿粉。这样其收缩机制与普通混凝土就有所不同。
2.4 施工不当造成的楼板裂缝
钢筋和混凝土施工造成楼板裂缝的原因有很多,其中包括钢筋、混凝土、模版等各方面。钢筋位置的保证及保护,钢筋位置的不准确也是混凝土楼板裂缝的主要因素。一般高层混凝土都是由泵机运输,由于装载不当等原因造成的裂缝。例如使用2次接力泵送混凝土的时候,泵机在没有经过加固的楼板上运行,地板的振动冲击载荷,在一定程度上给处于弱势的地位造成裂缝,荷载也是造成楼板裂缝的原因之一。模板方面的原因包括没有按规范要求进行搭设及模板支撑体系的刚度偏小,过早拆除也是造成裂缝的主要原因。
3、混凝土裂缝预防措施
3.1 设计方面
首先在设计上尽量采用小直径小间距板筋配筋方式;尽量采用双层双向的配筋方式,并对楼板阳角等容易产生裂缝的部位采取加强措施;对楼板中管线直径较大的或较集中的部位采取有针对性的处理,例如;架设钢筋网片,特别是对管线集中的部位尽量避免立体交叉,如果确实无法避免应采用适当加大楼板厚度或按预留空洞的方式进行处理。
3.2 施工方案的制定
建设施工方案应主要确定某些灌注量,施工缝间距,位置和结构,浇注时间,运输和振动等。一次浇筑长度施工由垂直施工缝分割,最好安排在变截面或能承受拉伸,剪切,弯曲应力小的部分。层次定位应该是在变截面,或远距离受拉伸钢筋混凝土受压区中的位置,确定浇注时间应尽量避免日夜温差大时施工。
3.3 施工方面
(1)对钢筋片网的保护,特别是上层钢筋,按要求布置绑扎马镫铁,其纵横的间距不超过600。(2)混凝土配合比优化设计。强度设计指标要求的情况下,添加粉煤灰25%-40%减少水泥用量,降低混凝土水化热温升,提高混凝土的后期强度和抗裂性。(3)钢筋和模板的安装位置应准确,安全,避免施工变形。钢和铁的氧化物去除污垢,以免影响粘结应力。(4)加强混凝土浇注过程中的振动控制,确保混凝土内部组织密度,提高可扩展性的混凝土;钢筋混凝土温度控制。高强度混凝土在高层建筑比其他低强度混凝土更难控制。高强度混凝土温度控制有其特殊性,低强度混凝土相比,龄期3~7的左右温度增加远远大于其强度的增加。因此有必要采取较平均,强度低的混凝土温度控制措施。在混凝土施工降低浇注温度,最高温升降低,初始温差,减少表面张力目的。
4、结语
通过对混凝土裂缝产生的原因及防治措施进行观察、分析、总结,相信随着高层建筑中混凝土在民用工程中的普遍应用,对其裂缝的防治措施会不断的提高。
参考文献
【关键词】 混凝土结构加固;钢结构加固
一、钢筋混凝土结构加固方法
在建筑工程中,各种类型的钢筋混凝土结构,其构造是复杂多样的,钢筋混凝土结构的变更、追加、加固也成为很平常的问题,通过工程实践及设计经验。
1、碳纤维加固法
工程实践和试验研究表明:采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固;可以有效约束混凝土的变形,增强耗能能力,从而使其承载能力及延性能力有很大的提高,可取得良好的抗震加固效果。碳纤维片材由于其强度高,弹性模量大,用于横向包裹钢筋混凝土柱时,可以有效提高柱的承载能力和延性性能,其作用机理体现在两个方面:一方面,碳纤维片材横向包裹,其作用类似受剪钢筋,协同钢筋承受剪力。由于碳纤维的抗拉强度远远大于钢筋的抗拉强度,相当于配筋率大大提高,使其抗剪承载力得以显著提高,斜裂缝出现以后构件的变形性能也得以明显改善;另一方面,横向包裹碳纤维,还会对其内部的混凝土起到有效的约束作用,当受压区混凝土达到峰值应力后,具横向膨胀变形急剧增大,碳纤维环向应变显著增大,环向约束力增大,这就使得混凝土应力—应变曲线的下降变得平缓,极限压应变得以提高,因而推迟了受压区混凝土的破坏过程,充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能,显著改善构件的延性。
2、粘贴钢板加固法
用结构胶把钢板粘贴在构件外部以提高结构承载力和满足正常使用的加固方法。与传统加固方法比较,它有以下特点:(1)施工工艺简单,只需对被加固构件的表面进行处理,用建筑结构胶将钢板与之牢固地粘结成一个整体,使钢板和原构件很好地共同工作。(2)加固施工所需的场地、空间都不很大,且钢板粘贴在已开裂构件上一般2d即可受力使用,对生产和生活影响很小,特别适用于应急的加固工程。(3)粘钢加固所用的钢板厚度,一般为2mm~6mm,所以,加固后不影响结构外观,重量增加也不多。(4)加固效果比较明显。
3、化学植筋技术
植筋技术是运用高强度的化学粘合剂,使钢筋、螺杆等与混凝土产生握裹力,从而达到预期效果。施工后产生高负荷承载力,不易产生移位、拔出,并且密实性能良好,无需做任何防水处理。由于其通过化学粘合固定不但对基材不会产生膨胀破坏,而且对结构有补强作用,施工简便迅速安全并符合环保要求,是建筑工程中钢筋混凝土结构变更,加固的最有效的方法。它可以应用在各类建筑结构增建、变更等预留钢筋锚定中,还可以用于横梁、柱头、楼板、剪力墙等加固预留钢筋锚定中,也可用于各类钢结构、机械设备等的螺杆锚定中。它主要的技术特点就是:(1)具有高的承载力(剪力、拉力)。(2)对固定的基材不产生膨胀力,适宜边距、间距小的部位。(3)施工简便,时间短。
4、注浆加固法
注浆加固法主要是针对钢筋混凝土结构物由于各种原因产生的各种裂缝,采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补,在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度,延长结构的使用寿命,施工快捷,加固效果安全可靠。它的特点是:(1)采用慢速,附压延续灌浆,可以确保树脂注入裂缝细微部位。(2)可以控制注入量,必要时可以补充灌浆料。(3)可根据裂缝大小,注入状况的需要,调整压力。(4)注入量和注入情形可以目视观察。这种技术主要应用范围:混凝土建筑物裂缝的修补,各种构筑物的修补以及桥梁、铁路的附属构件如桥墩、桥面、等的修补。
5、增大加固法
增大加固法是指在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋,以提高原构件承载力的方法,是工程中常用的一种加固方法。补浇的混凝土处在变拉区时,对补加的钢筋起到粘结和保护作用,当补浇层混凝土在受拉区时,增加了构件的有效高度,从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力,并增加了构件的刚度,因此其加固效果也是很显著的。实际工程中,在受拉区补浇混凝土层的情况较多,原配筋率较低,其混凝土变压区高度较小,因此在受拉区补加纵向钢筋并浇混凝土是提高该梁抗弯承载力的有效方法。
二、钢结构加固方法:
1、改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;
改变结构计算图形的一般加固方法:
(1)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:
A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;
B、加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;
C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性;
D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷;
E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
(2)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固:
A、改变荷载的分布,例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载;
B、改变端部支承情况,例如变铰接为刚结;
C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构;
D、调整连续结构的支座位置;
E、将结构变为撑杆式结构;
F、施加预应力。
(3) 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固:
A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构;
B、加设预应力拉杆。
2、加大构件截面的加固
采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。
3、连接的加固与加固件的连接
钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。
钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
4、裂纹的修复与加固
关键词:混凝土裂缝检测安全评价构造措施分布钢筋
近年来,随着我国工程建设质量管理的加强和一些新技术、新工艺的使用,混凝土的检测技术日益提高,从而也促进了该项技术的迅猛发展,为混凝土结构裂缝的分析提供了可靠的依据。
一、国内钢筋混凝土结构检测方法
1、混凝土结构检测常用方法的分类和特点
(1)检测结构构件混凝土强度值;
(2)检测结构构件混凝土内部缺陷如混凝土裂缝、不密实区和孔洞、混凝土结合面质量、混凝土损伤层等;
(3)检测几何尺寸如钢筋位置、钢筋保护层厚度、板面、道面、墙面厚度等;
(4)结构工程混凝土强度质量的匀质性检测和控制;
(5)建筑热工、隔声、防水等物理特性的检测。
2、钢筋混凝土结构检测方法的选择
钢筋混凝土结构检测着重对混凝土强度等级和缺陷、钢筋保护层厚度和结构构件位置、混凝土构件几何尺寸、楼板厚度等进行检测。对构件混凝土强度的检测,可采用回弹法、超声一回弹综合法、钻芯法等检测方法。一般工程优先采用回弹法(因为回弹法是检测混泥土强度最简单的一种方法),对大型工程如采用回弹法检测仍达不到设计要求或对回弹法检测有怀疑时,应采用超声一回弹综合法检测。对构件混凝土内部不密实区、空洞等缺陷的位置和范围的检测,可采用带有波形显示功能的超声波检测仪,测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度、首波幅度和接收信号主频率等声学参数,并根据这些参数及其相对变化,来判定混凝土结构中的缺陷情况。对板厚的检测,可采用雷达波法、冲击一回波法、冲击共振法、超声脉冲回波法等检测方法。
二、钢筋混凝土结构裂缝检测与分析
1、钢筋混凝土结构裂缝的基本概念
结构试验表明,裂缝的出现和开展是结构破坏的先兆。建筑物中裂缝的存在预示着结构承载力可能不足。一般的裂缝不会影响建筑物的使用功能,过大的裂缝会促使钢筋锈蚀而降低结构耐久性,会造成房屋渗漏,影响建筑物美观;甚至会影响建筑物的结构安全使用。所以,习惯上都不允许建筑物产生裂缝。但客观现实,钢筋混凝土结构物的裂缝很难完全避免,就经济及科学观点,一搬程度的裂缝是可以接受的,不会影响建筑物的使用功能。裂缝成因比较复杂,危害程度不仅与裂缝大小有关,而且与裂缝性质、产生原因及结构功能要求的不同各不相同。不同类型的裂缝处理方法也不同。
2、裂缝调查
(1)外观检测
裂缝外观检测主要包括裂缝的部位、裂缝形式、裂缝走向、裂缝宽度、裂缝深度、裂缝长度。裂缝发生及发展的时间过程,裂缝是否稳定,裂缝内有无盐析、锈水等渗出物,裂缝表面的干湿度,裂缝周围材料的风化剥离情况等等。裂缝外观检测常用的仪器有刻度放大镜。对于活动裂缝,应进行定期观测,专用仪器有接触式引伸仪、振弦式应变仪等,最简单的办法是骑缝涂抹石膏饼观察。
(2)裂缝成因调查
通过这些年对所接触到的钢筋混凝土裂缝问题的调查与分析,认为它主要是由以下几个方面的原因造成的:a.混凝土的收缩;b.混凝土的原材料质.量;c.施工的质量;d.荷载的作用;e.设备专业的影响;f.地基的不均匀沉降等。
有时候,它的裂缝往往是由几个方面的原因共同作用所致。裂缝成因调查是为裂缝原因分析提供依据,包括对材质、施工质量、设计计算与构造,使用环境与荷载等方面的调查。材质,主要是水泥品种及安定性,砂石质量,是否存在碱性骨料,外加剂性能及用量。施工质量,主要是混凝土的强度、密实性、养护情况,钢筋位置及数量,模板刚度及支撑情况。材质与施工质量调查方法,主要是核查保证资料、有针对性地对现场实体检测核对。使用环境与荷载,主 要是分析结构在使用中的温度、湿度变化是否存在有害介质作用。
3、裂缝检测方法
混凝土结构的裂缝宽度、数量、深度、走向和位置是判断结构受力状态和预测剩余使用年限的重要特征之一。对混凝土结构作可靠性鉴定必须对结构的裂缝状态进行检测和分析。产生裂缝的原因很多,从工程鉴定和处理的角度可以将其归纳为受力裂缝和非受力裂缝两大类,检测时应注意区分。裂缝的形态各异,能否正确区分要依靠检测人员的理论知识,掌握鉴定规程的水平和工程经验。实际工程中常有两种类型裂缝的混合体。
4、裂缝成因分析
裂缝成因分析是为裂缝危害性评定及处理方案提供可靠的依据,若不经过分析或忽略成因分析就进行裂缝处理,往往会导致决策错误,使本不需要加固的结构构件而花费了大量的人力、物力去补强加固,造成不必要的浪费。使已处在危险状态、本应该拆除的结构,却因草率处理而潜藏着突发事故的发生。
三、钢筋混凝土构件安全性评价
1、钢筋混凝土结构构件安全性评价概述
结构安全性是结构可靠性的一部分(结构可靠性包括安全性、适用性和耐久性)结构安全性是指结构在正常施工和正常使用条件下,承受可能出现的各种作用的能力以及在偶然事件发生时和发生后,仍保持必要的整体稳定性的能力。结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要取决于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关。对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。
在影响现有结构(构件)的可靠性状态的各种因素中,对结构安全性起决定性作用的是构件的极限承载能力,而其它因素诸如裂缝、偏差等,其变形、影响可以体现在构件的承载能力下降上。根据现有结构(构件)的极限承载能力及结构(构件)所受外力,可计算出可靠性指标,从而得出构件的安全等级。
2、钢筋混凝土结构构件安全性评价的内容
钢筋混凝土结构构件的安全性评价包括构件的承载能力、构造和连接、裂缝、变形四个子项的评定。承载能力和构造与连接是重要子项,裂缝和变形是次要子项。钢筋混凝土结构的承载力,取决于混凝土的质量、钢材的材质。
3、钢筋混凝土结构裂缝评定等级
构件裂缝控制等级的划分主要考虑结构的功能要求,结构所处的工作环境,钢筋种类对腐蚀的敏感性;现行设计规范的裂缝控制等级;国内外试验资料和国外规范的有关规定;工程实践和调查等4个因素。
4、钢筋混凝土结构构造和连接子项评定
预埋件的锚板和锚筋的构造合理,经检查无异常(无变形或位移)者,可根据承载能力评为a 级或 b 级;当预埋件的锚板有明显变形或锚板、锚筋与混凝土之间有明显滑移、脱落现象时,根据其严重程度可评为c级或d级。连接节点的焊缝或螺栓符合国家现行规范规定和使用要求者,可评为a 级或 b级;当节点焊缝或螺栓连接有局部拉脱、剪断、破损或较大滑移者,根据其严重程度可评为c级或d级。
结束语
病害建筑物的预防,是关乎国计民生,关系到保护既有建筑物、构筑物的正常使用,保护广大居民的人身安全和正常生活条件,使各类病害建筑物转危为安,延长建筑物使用寿命的重要工作。对于已经发生病害和造成损坏的建筑物、构筑物,首先应通过检验、鉴定判别事故原因,进行结构和构件安全性的评价,然后有针对性地采取加固措施进行挽救,使建筑物的使用安全性获得保证。
参考文献:
【关键词】混凝土结构;加固;方法
混凝土结构一般在使用30~50年以后会产生明显的劣化与损伤。已有建筑物的鉴定,改造加固已经成为经济发达国家的建设重点之一,由此也产生并推动了加固技术的不断发展。在我国,在经过几十年大规模的基本建设后,已有建筑物的维修、改造和加固必将占据其应有的重要地位。因此,将其视为一个体系加以研究和探讨,已经成为我国对现有建筑物实施管理的一项完整对策。
1 加固原因
加固学是随同房屋结构学发展而发展起来的。从加固的范围看主要原因有:1.1尚未建成但由于施工质量问题;1.2结构封顶尚未使用就要改造而引起的加固;1.3结构老化后进行改造加固;1.4因灾害引起的加固。
2 传统加固方法
即加大截面法,是在现有混凝土构件外加钢筋混凝土,增大原混凝土构件截面面积,达到提高结构承截力的目的,加大截面法的优点是容易施工,适用面广,可广泛用于一般梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。缺点是现场湿作业工作量大,养护期较长,对生产和生活有一定影响;对结构外观及房屋净空也有一定影响,且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土优劣化的危险性很大。
3 常规加固方法
3.1 预应加固法
也可称为反弯矩法。在20世纪50年代外部预应力就已是一种施工方法。预应力加固具有加固、卸载、改变结构内力的三重效果,适用大跨结构加固。用预应力钢筋在构件外进行张拉,可以起到增加主筋,提高正截面及斜截面强度,同时也提高了刚度,是一种积极和加固方法。但预应力钢筋中的预应力设置多少,却要受结构受力年限而定,即要考虑混凝土徐变的影响。预应力筋的应力不宜大于150Mpa,对于已负荷很久的超静定结构,宜为50~100 Mpa。
3.2 粘钢加固法
外粘钢板加固钢筋混凝土结构的方法,就是用薄钢板或其它钢衬通过一种双组份环氧粘合剂粘于混凝土结构表面产生三相材料,混凝土-胶-钢板的复合系统。该法具有方案设计及结构计算简单,不扣伤原混凝土构件,施工方法简便,周期短,现场作业量小,对原构件外形尺寸影响小等优点。在国际上是一种适用面较广的先进加固方法,不仅建筑,而且公路桥梁也普遍采用。已经证明粘在混凝土梁受拉表面的钢板能提高抗弯能力,同时也能提高抗弯刚度并相应减少挠度和开裂。
3.3 置换加固法
在梁或偏心受压柱中,用置换法可以达到局部直接补强的效果。例如当成批构件混凝土强度等级达不到设计要求时,通过检测,选用最低等的构件,然后按弯矩图确定最危险截面,这些截面的受压区用高一级新混凝土置换老混凝土,切剖面应成直平整,然后用喷射混凝土灌满,试验证明,尽管仅在局部置换,仍是十分有效的。在置换法中,构件需切割成方口或要将柱切断。
3.4 外包钢加固法
外包钢加固法是以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角)的加固方法。在我国,外包钢加固法也是一种使用面积较广的传统加固方法,优点是:施工简便,现场工作量较小,受力较为可靠,适用于使用上不允许增大原构件截面足寸,却不要求大幅度的提高截面承载能力的混凝土结构加固。外包钢加固分湿式和干式2种情况。
3.5 间接加固法
间接加固法是增加构件,增设支承点,以减小结构内力和提高其承载能力的加固方法。其优点是简单可靠;缺点是使用空间会受一定影响。
4 新型加固方法
4.1 粘贴钢筋加固技术
是指将钢筋粘在构件原有配筋表面或粘贴在混凝土内部的一种加固方法。当钢筋保护层脱落,胀裂或遭腐蚀破坏时,可将加固钢筋直接粘贴在原有配筋表面;当保护层混凝土较完好或原配筋位置不易测准时,可在混凝土表面切缝(1~2.5深)或凿槽,将钢筋粘贴在缝内或槽内,以达到加固目的。粘筋加固主要也是通过结构粘接剂传递应力。粘筋加固且有以下特点:4.2.1完成加固工作后加固筋处于原构件内部,因此该技术是一项内加固技术;4.2.2基本不加大原构件的截面外形足尺寸和自重;4.2.3加固筋贴紧或邻近原有配筋,与原有配筋协同工作性好;4.2.4尽可能少损伤原混凝土构件。由于粘筋加固的上述特点,主要适用于:原构件混凝土遭受碳化或腐蚀,钢筋严重锈蚀;因荷载改变而造成原配筋不能适应受力要求;施工原因造成的配筋位置不当。
4.2 绕丝加固法
根据混凝土三向受压可以提高其单轴抗压强度的原理,对于受压柱,可以用Ф4退火钢丝横向缠绕构件,以提高其强度。根据梁的受剪区斜向箍筋受力优于竖向箍筋的道理,可根据需要在梁外进行斜向绕向筋或竖向绕筋,以提高其抗剪强度。一般,采用Ф4冷拔钢丝退火后进行绕丝,间距为5~40(中-中)试验证明,这一方法不仅对圆柱、方柱有效,对长方形柱亦有效。为了提高效果可在长方形四个面的中点纵向设置Ф25圆钢,并将四角凿去少许。
4.3 玻璃加固法
凌璃钢是由玻璃纤维加环氧树脂形成轻质高强度的新材料,具有自重轻,强度高,耐腐蚀,与混凝土线膨胀系数接近,使得二者能共同工作,施工方便,周期短,抗渗性好等优点,因而具有广阔的应用前景。目前已在车辆,船舶以及水力发电的车叶中应用。
根据试验知,玻璃钢抗拉强度接近钢材,但不能抗碱,且弹性模量小于钢材,而玻璃纤维板的弹性模量是非常关键的。玻璃纤维加筋层合板必须比碳纤维层合板厚几倍才能有同样的张拉刚度,因为玻璃弹性模量相对较低。试验表明,玻璃纤维加筋塑料用于具有足够抗剪筋的梁的抗弯加固时,对板厚度有一个限制,超过了这个厚度,梁会在还没达到保证其耐久性所必须的全部弯曲强度的情况下,发生过早的脆性剪切界面粘结破坏,有人建议要保证全部的外部抗弯能力和破坏时的延性,板的宽厚比不能小于50。玻璃钢具有耐腐蚀的优良特性,但对其在高温和动力荷载以及在长期荷载作用下的老化问题仍然需要进行研究。
4.4 碳纤维加固法
粘碳纤维复合材料、粘钢加固技术
当结构的抗弯、抗剪承载力不够或建筑抗震达不到要求时,引起原因有:设计有误、施工错误、混凝土强度过低等,都可以采用在混凝土结构外面粘贴碳纤维布(板)或钢筋的方法进行补强。粘钢板的施工工法已被业内广为熟悉,在《混凝土结构技术加固规范》中已有明确阐述。
4.5 混凝土裂缝压力注胶修补技术
工业与民用建筑主体出现裂缝是非常普遍的。裂缝产生的原因也是相当复杂的。近年来,随着商品混凝土的广泛使用,混凝土中的一些添加成分也是引起裂缝的直接原因。裂缝是混凝土结构可能进一步破坏的第一个信号,如果不及时进行修补,随着时间的进行可能会造成结构的严重破坏,影响到正常使用。修补可以有表面修补和内部修补两种工法,表面修补可以采用粘结碳纤维布的方法。
关键词: 混凝土裂缝;防治措施;处理准则
中图分类号: TU528 文献标识码: A 文章编号:
前言
我国目前大规模基本建设的主要结构形式是混凝土结构,根据我国的国情,在今后很长的时间内混凝土结构仍将是基本建设的主要结构形式。
我国规范的修订受制于一定的主客观条件,导致我国设计存在安全储备不足,材料强度偏低、肥梁、胖柱、深基、厚墙的现象较为普遍。因为混凝土材料的收缩、离析、内应力、及混凝土内的缺陷状态均能导致混凝土结构产生裂缝。
现在图纸的审查程序越来越严格,对工程质量的要求越来越高,由设计不妥引起的裂缝很少,除此之外,裂缝是混凝土材料自身潜在的,混凝土是中脆性材料,一旦拉应变达到极限应变,即混凝土断开,产生裂缝,再者由于混凝土受温差影响引起变形,开裂是很难避免的。
要分析混凝土结构的裂缝首先要知道引起混凝土裂缝的几个原因:
设计不妥引起的裂缝。
混凝土材料问题引起的裂缝。
施工质量引起的裂缝
使用维护不当引起的裂缝
长久使用以后的耐久性裂缝
偶然作用以后的残余裂缝
还有一些非技术人为因素的影响。混凝土受力裂缝有受弯的受拉、压、剪、扭等裂缝,在设计中要根据构件的受力状态配置相应的受力钢筋,控制并减小裂缝的产生。实际工程中很多裂缝是由温度、湿度、不均匀沉降、施工等引起的,
(a)屋顶长板的温度收缩裂缝 (b)两向收缩引起的角部斜裂缝
大体积混凝土温差裂缝的形态(b)大体积混凝土表层龟裂
由于基础的不均匀沉降也能产生裂缝
楼板模板刚度不足引起的裂缝
混凝土结构裂缝防治措施
控制材料质量,例如水泥和添加剂的选择,配合比的设计等等。
建筑平面要规则,合理设置抗震缝。避免平面形状突变,当平面有凹口时,凹口周边楼板的配筋宜适当加强,当楼板平面形状不规则是,宜设置梁使之形成较规则的平面。在未设梁的板的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的抗裂性能。
设计中对于易出现裂缝的部位采取构造措施。
(1)对于大跨度板采取增加板厚和配筋率,增加抗裂钢筋,对于过长的单向板,设计时应进行抗裂验算,合理确定加密分布筋的配置且宜采用热轧带肋钢筋细且密的配筋方案。
(2)屋面及建筑物两端的现浇板及大于4.2米的板应配置双层双向钢筋,钢筋间距不宜大于150mm,直径不应小于8mm.
(3)外墙转角处应设置放射形钢筋,钢筋的数量、规格不应少于7Φ10,长度应大于班跨的1/3,且不得小于1.2m.
(4)管线应尽量布置在梁内,若梁内管线过多应适当加大梁截面,当楼板内需要埋置管线时,管线必须布置在上下钢筋网片之间,且不宜立体交叉穿越,确需要立体交叉的不应超过二层管线。线管在铺设时交叉布线处可采用线盒,同时在多跟线管的集散处宜采用放射形布置,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的混凝土浇筑顺利且振捣密实。当两根以上管并行是,沿管方向应增加Φ4@150宽500mm的钢筋网片,做到在应力集中部位有双层钢筋。
(5)现浇板强度等级不宜超过C30,若大于C30时,应采取抗裂措施。
(6)剪力墙结构住宅长度超过45m且五变形缝时,宜在中间位置设置后浇带。后浇带处应设置双层钢筋,后浇带混凝土与两侧混凝土浇筑的间隔时间不宜小于2个月。
(7)对建筑物采取保温隔热措施
4,施工由专业有资质的施工队伍施工,在施工缝的处理、混凝土的养护及大体积混凝土浇筑等过程严格遵守施工程序。
裂缝处理准则
对于出现的混凝土裂缝,首先要对混凝土裂缝有准确的判断和认识。一般采用刻度放大镜测量一下裂缝的宽度,或者采用裂缝宽度检验卡来对比出裂缝的宽度,然后在裂缝两端和中间部分粘上石膏饼对裂缝的发展进行控制观察,等待一个周左右的时间再观察石膏饼,若石膏开裂则表明该裂缝还在发展,则引起重视。应进一步核查裂缝是否属于结构缝,由设计不足引起的。若石膏没有开裂则说明变形已经完成,属于温度等构造裂缝,若对使用功能、承载安全和耐久性基本不造成影响,则按照轻微裂缝在结构表面涂刷抹灰等方法处理即可。若由于裂缝存在渗水、漏雨等影响使用功能的,需要采取压力灌浆、抽吸灌浆等处理方式对裂缝进行封闭处理。如果裂缝影响到了安全,结构或者构件存在安全隐患的,则需要对相关的结构或者构件由专业加固公司进行加固处理,以保证设计安全要求。
工程中经常出现的结构长度超过了《混凝土结构设计规范》规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的要求,对于超长结构裂缝的控制一般采取因地制宜,区别对待,对不同地区的环境温度、材料、施工条件、建筑物不同的使用性质、平面布置、立面体型等,应有不同的处理措施。例如对于高层基础底板较厚(厚度超过1m的为大体积)不宜采取高等级的混凝土,水泥优先采用水化热低的品种,宜预留后浇带,宜采用分层浇筑、阶梯式推进,每层混凝土在初凝前完成上层浇筑,新旧混凝土接茬时间应根据具体工程情况确定,但应避免出现施工冷缝。
结语
在实际的混凝土结构工程中不出现裂缝几乎是不可能的,甚至要避免可见裂缝也是很难做到的,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物使用功能,甚至还会腐蚀钢筋,降低建筑物的耐久性,进而影响建筑物的承载力和安全性。比较现实的态度是:一方面采取一切可能的措施,尽可能的防止可见裂缝的出现,一方面要对已出的裂缝进行系统的检测、调查、分析、并在此基础上做出正确的判断。
参考文献
李国胜《多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理和算例》中国建筑工业出版社 2008(2)
关键词:型钢;混凝土;浇注
Abstract: a steel reinforced concrete structure is one of the application of ten new technology, new technology, one of the structure performance because of their excellent widely used in large-span structures and the earthquake high buildings and tall building. This thesis of SRC structure characteristics and construction technology in this discussion.
Keywords: steel; Concrete; pouring
中图分类号:TV331 文献标识码:A文章编号:
随着我国经济的发展,人民生活水平不断提高。对现代化建筑的要求也逐步提高。这就要求我们不能固守过去老的建筑结构形式,要不断的发展更新的,更有效的、更安全的结构形式。以往的钢筋混凝土结构己不能满足现代生活的需求,这时候新的型钢混凝土组合结构被大量的使用。而同时钢结构的优点被广泛的喜爱,但由于它的固有特点的约束,在高层及超高层建筑中不能大量使用。这时候型钢混凝土结构与铜结构的组合结构出现了,这种新的组合结构很好的满足了各方面的需求,使其开始被大量的采用。
一、工程概况
某型钢混凝土工程地下1层,地上5层,总建筑面积30000m2,建筑高度22m。本工程在一层大厅周边布置8根型钢混凝土组合结构柱,4.1 m开始为32根型钢混凝土组合结构柱,其中10根为十字型钢,22根为H型钢。斜柱为H型钢,共计26根,另有14根20 m工程支撑。
二、型钢混凝土柱施工重点设计
梁柱节点、模板支护及混凝土施工是整个型钢混凝土结构施工质量和整个工程结构安全的关键。
施工节点图
1、型钢混凝土柱梁节点处理。型钢混凝土柱钢骨呈双H型,纵向及横向的型钢梁钢筋需贯穿型钢柱翼缘及腹板,型钢柱钢筋需贯穿型钢梁翼缘此外还有诸多的斜向普通混凝土次梁钢筋。贯穿孔的数量多,孔型多,所有这些贯穿孔的标高和轴线定位要准确,制孔精度要求高,如何保证转换大梁处梁柱节点施工质量是施工重点之一。
2、型钢混凝土梁柱模板及支撑系统设计。梁柱截面尺寸大,跨度大,属大跨度梁,支撑体系设计需重视。
3、型钢混凝土结构混凝土(强度C40)施工、混凝土浇捣的密实度及其养护也是型钢混凝土设计重点。
三、型钢混凝土模板、钢筋及砼施工工艺及要点
施工工艺:型钢制作一半成品检验一钢柱定位放线一钢柱(梁)吊装一高强螺栓安装一焊接一型钢柱(梁)验收一型钢柱(梁)绑筋一型钢柱(粱)支模一型钢柱(梁)浇筑混凝土一混凝土养护。
1、型钢制作
检查型钢所用材料质量证明文件是否真实有效,钢材外观是否合格。按实放样,并且认真核对各部分尺寸。钢板制孔,应采用机械制孔,严禁现场氧气切割开孔。切割好的板件用机械按实弯制成型。
2、钢构件组装、焊接
翼腹板组装,在找平的台架上进行装配,型钢组装完后,焊缝并矫正翼缘,再组装其他部件。经检查合格后,转入下道工序型钢的矫正采用机械矫正,利用矫直机矫正。矫形采用火焰矫正法矫正。
3、检查与验收
钢构件制作完毕后,班组认真填好自检,并交给专检人员检查,专检人员检查合格后方可运至安装现场。钢构件成品制作质量应符合现行国家标准GB 50205.2001钢结构工程施工质量验收规范的规定。
4、型钢柱吊装
钢柱进行分段安装,考虑塔吊的起重量和运输能力,钢柱长度控制根据实际层高确定,分段点高于所在楼层1.3 m处;所有钢柱分段点宜在同一标高。吊点设置:钢柱吊点设置在钢柱的顶部,直接用临时连接板(连接板至少4块)。每根钢柱吊装完成后,用缆风绳将其拉住。
5、型钢梁吊装
同一层、同一区域钢构件的吊装,随着钢柱吊装顺序采用由里向外、对称吊装的方法进行。钢梁由制作厂制作,起吊时用两根钢丝绳直接绑在钢梁两端进行吊装,吊索角度不得小于450。为确保安全,防止钢梁锐边割断钢丝绳,要对钢丝绳进行防护。钢梁吊装到位后,按施工图进行就位,并要注意钢梁的方向及时进行校正,确保正确安装。
6、高强螺栓安装
高强度螺栓施工前,应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数,每批复验5套。高强螺栓的安装应在构件中心位置调整合格后进行。安装时,严禁强行穿入螺栓,如不能自由穿入时,应用铰刀修整,修整时应将四周螺栓全部拧紧。修整后最大直径应小于1.2倍螺栓直径。高强螺栓拧紧后用小锤敲击法普查,以防漏拧。
7、焊接
焊接管理人员在焊接施工前应认真阅读工程的设计文件,熟悉图纸规定的施工工艺和验收标准,编制焊接工艺指导书。施焊前,焊工检查焊接部位的组装和表面清理的质量,合格后方可施焊。翼缘板对接焊缝、T形焊缝宜采用自动埋弧焊接,背面采用电弧气刨清根,并保证焊透。型钢柱安装对接焊接时,用两名焊工对翼缘板同时对称等速施焊,当翼缘板焊接完成后,再焊接腹板,当腹板正面焊缝焊完1/2后,再到背面做缺陷清根处理后,才能施焊背面焊缝,当背面焊缝完成1/2后,正反两面的焊缝可同时对称等速施焊。
8、焊缝无损检测
钢柱现场拼接焊缝、钢梁与钢柱现场拼接焊缝为一级焊缝,应进行100%的检验,其合格级为现行国家标准GB11345钢焊缝手工超声波探伤方法及探伤结构分级法B级检验的Ⅱ级及Ⅱ级以上。对不合格的焊缝,根据超标缺陷的位置,采用刨、切除、砂磨等方法去除后,以与正式焊缝相同的工艺方法进行补焊,其核验标准相同。型钢混凝土柱、梁模板钢筋和混凝土按照现行《混凝土工程施工质量验收规范》的规定进行施工。
四、施工质量控制
施工中严格执行各有关规范、工艺标准、质量验评标准及公司的质量体系文件,严格按照设计图纸进行施工。建立健全的质量管理体系和管理制度,做到分工明确,责任到人。每一道施工程序做到事先交底、事中控制、事后检查,并落实到人,使每道施工均处于受控状态。施工过程严格执行质量“三检”制度;严格质量检查验收,将各种隐患消除在萌芽状态。型钢混凝土施工中根据国家现行《建筑工程施工质量验收统一标准》《混凝土结构工程施工质量验收规范》《建筑钢结构焊接技术规程》等执行。型钢的制作由钢结构制作厂采用机械加工,制作时应根据施工详图和制作工艺书。结构用钢、焊接材料、高强度螺栓等材料均应有质量证明书,并应符合有关现行国家标准的规定。型钢拼接前应将构件焊接面的油、锈清除,焊工应持证上岗。钢结构安装应严格按图纸规定的轴线方向和位置定位,受力和孔位正确,吊装过程使用经纬仪校准垂直度,并及时定位。垂直度和吊装误差应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》的规定。确保型钢柱、梁节点连接的焊缝质量满足一级焊缝质量等级要求,对一般焊缝应进行外观检查,并达到二级焊缝质量等级要求。栓钉焊接前,应将构件焊接面的油、锈清除,焊接后检查栓钉高度的允许偏差应在2mm以内,同时按有关规定检查焊接质量。
结语
近年来,在我国对型钢混凝士组合结构的研究越来越多,随着钢结构工程设计的创新发展,新的形势和任务给建筑施工从业人员提出了更高的要求,如何能更好地适应新技术的发展规律,如何能更快地摸索出最理想的施工方法,是建筑施工企业一项极待解决和探讨的问题。设计师们也越来越意识到这种结构形式的优越性,对它的运用也是日益增加。随着对型钢混凝土结构了解的日益加深,我国也相应的积累了不少的经验.实践证明,我国已经能够自行完成这种结构的施工。
参考文献
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[4]张峰,何凯锋.贵阳市行政中心大楼型钢混凝土施工丁艺.铁道工程学报,2006,79―85.
摘要:混凝土结构由于多方面原因往往会出现一些裂缝,分析了混凝土裂缝产生的原因,并对裂缝的产生进行有效的防治,对保证混凝土结构的整体性和耐久性及正常使用具有重要的意义
关键词:混凝土裂缝;混凝土结构
一首先要了解混凝土裂缝的原因
混凝土产生裂缝的原因有多种,大致可归结为温度和湿度变化、外荷载产生的变形过大和施工方法不当这三种。具体如下:(1)水泥干缩产生的裂缝。这种裂缝出现在混凝土的表面,比较细小。水泥是水硬性材料,具有干缩性,在硬化初期如果养护不当造成水份不足则可能产生裂缝。 (2)温差变化,由热胀冷缩效应引起的裂缝。这种裂缝一般出现在温差变化较大的环境及面积或长度较大,而又未在适当的部位留设伸缩缝的构件或结构上。 (3)应力集中引起的裂缝。这种裂缝一般出现在混凝土板的阴阳转角处或支座处。是由于板面负弯矩钢筋配筋不足或钢筋粗而间距过大造成的。 (4)不均匀沉降引起的裂缝。由于地基的不均匀沉降造成基础或圈梁、大粱及其它构件拉力过大而出现裂缝。 (5)施工中,在混凝土初凝阶段因模板振动、变形或移位会使结构产生裂缝。 (6)加荷过早产生的裂缝。施工时因拆模过早,混凝土强度未达到设计要求而提前加荷。使构件过载而出现裂缝。 (7)施工缝处理不好则可能在施工缝部位出现裂缝。 此外在结构物投用一定时期后,沿主筋方向出现的纵向裂缝,这种裂缝的产生是钢筋自身腐蚀产生的,如不及时进行处理,将会导致混凝土开裂,保护层脱落,更加快钢筋锈蚀破坏 。
二 钢筋混凝土裂缝的防治措施
(一)材料的保证措施 正确选用水泥,要控制水灰比,为保证混凝土拌合物有一定的流动性,可掺入优质粉煤灰和高效减水剂,来确保混凝土的可泵性。而使用减水剂时,一定要做与水泥相容性试验,选择与水泥结合后流动性好的减水剂;选用级配良好的骨料,粗细骨料的用量占混凝土总体积的65%~75%,要重视砂石的质量,石子应选用连续级配的碎石。
(二)设计措施 1.在结构设计时,对于钢筋混凝土现浇板应尽量避免过大的跨度,可以通过增加次梁根数来减小现浇板的跨度,以避免现浇板的厚度过大,现浇板的跨中挠度过大,现浇板的跨中裂缝、支座裂缝过大,从而提高现浇板的可靠度与安全性。 2.在设计中,经常会出现梁板下口平齐,此时,为了现浇板下部钢筋在支座内锚固更加可靠,板底钢筋在梁处应放在梁下部钢筋的上面,设计图还应有大样图表示。 3.在平面布置上应该尽量规则。减少凹凸转角、体形突变等,这些位置往往是薄弱部位,存在着应力集中,在受到混凝土收缩及出现温差变化时而容易产生裂缝。另外,房屋的长度等于或大于40m时,可将房屋每隔20m左右在板的支座上设置l0mm宽的伸缩缝,将长板变为短板,而原来配置的钢筋不断开。 (三)施工措施 1.严格控制混凝土施工配合比。加强对商品混凝土进行塌落度的检查是保证施工质量的重要因素。 2.在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。 3.严格施工操作程序,不盲目赶工。杜绝过早上砖、上荷载和过早拆模。在浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。 4.施工后浇带的施工应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝,以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板、支柱拆除而导致梁板形成悬臂,造成变形。 5.施工中保证保湿养护的时间和质量。
三 对裂缝的弥补处理 混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法。混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。 1表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2灌浆、嵌缝封堵法 灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压人混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的,常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。 嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。 3结构加固法 当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积。在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。 4混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换人新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 5仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
【关键词】混凝土;结构;裂缝;防治
由于混凝土施工和自身的变形、约束等一系列问题,硬化成形的混凝土中存在着众多的微孔隙、气孔和微小裂缝,正是由于这些初始缺陷的存在,才使得混凝土呈现出一些非均匀的特性。微裂缝一般认为是一种无害裂缝,对结构的承重、抗渗及其他的正常使用功能不产生危害,但是在混凝土结构受到荷载、温度变化作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最后形成我们肉眼可看到的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常见到的裂缝。
1 干燥收缩裂缝及预防
干燥收缩裂缝多出现在混凝土浇筑完成至养护结束后的一段时间。干燥收缩裂缝的产生原因主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同、因缺水而导致变形不同的结果。混凝土受环境气候条件的影响,表面水分损失过快,变形量大,而内部湿度变化较小则变形也小。较大的表面干燥收缩变形又受到内部的约束,产生较大的拉应力而产生开裂。
对这些裂缝的主要预防措施:首先是选择收缩量较小的水泥品种,一般采用中低热或粉煤灰水泥,减少水泥的单位用量;其次是混凝土的干缩受水灰比的影响很大,水灰比越大干缩值也大。因此在混凝土配合比设计中尽量降低用水量,同时掺加合适的减水剂;第三要严格控制混凝土原材料用量和搅拌,拌合用水量绝不要大于配合比设计所确定的用水量;第四必须重视混凝土的早期覆盖养护,并适当延长其养护时间,冬期施工时要适当延长保温覆盖时间,对竖向构件要用养护剂养护;最主要的是在结构设计时设置合适的收缩沉降缝。
2 塑性收缩裂缝及预防
混凝土塑性收缩裂缝是指在混凝土浇筑后终凝前,表面因过早失水而形成的收缩。其产生的重要原因是:混凝土在终凝前是没有任何强度,或者强度很低,当受到高温或大风的影响,促使表面蒸发失水过快,造成毛细管中产生较大的负压使表面急剧收缩,而此时混凝土的强度又不能抵抗自身的较快收缩,因此出现大量微裂缝。
对塑性裂缝的主要预防措施是:对胶结材料的水泥,一定要选择干缩性小早期强度高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;同时严格控制水灰比,掺用适应性好的减水剂,减少水用量和水泥用量,增加拌合料的坍落度和施工和易性;对浇筑基层或模板要充分湿润,振抹后的表面要及时覆盖保湿保温,有条件时要蓄水养护;要注意避开高温和大风气候浇筑混凝土,若必须浇筑时要设置遮阳和挡风设施,边抹边覆盖保护。
3 沉陷性裂缝及预防
混凝土的沉陷裂缝产生是由于地基土质不均匀、松软或回填土不密实、地基浸水而造成的不均匀下沉所造成;或者是因模板刚度不足,支撑间距过大或支撑底部松动移位所致。此类裂缝多为深至主筋或贯穿性的裂缝,一般沿与地面垂直或呈45°左右方向发展,较大的沉陷裂缝往往会有一定的错位,裂缝宽度一般与沉降量形成正比关系。
对沉陷裂缝的主要预防处理是:对地基的松软土、回填土要分层夯实,土质要有合适的含水率以确保回填后的下沉量最小;确保模板有足够的刚度和强度,支撑牢固下部垫上厚度不小于50mm的通长木板,使受力均匀;还要重视混凝土浇筑过程中的顺序,随时观察模板浇筑时的变化,防止浇水过多浸泡基础土壤;对混凝土的拆模时间必须按规范要求进行,并注意拆模的先后次序;如在冻土层支设模板时,要采取防范措施。
4 温度裂缝及预防措施
混凝土的温度裂缝是最常见的裂缝,温度缝多发生在大体积混凝土表面或温度变化比较大地区的混凝土结构体中。对温度裂缝的主要预防措施包括:①尽可能选择低中热水泥,如矿渣水泥,粉煤灰水泥等;②减少单位水泥用量,水泥用量控制在400kg/m3左右;③控制水灰比,一般混凝土的水灰比保持在0.5以下;④改善骨料级配,掺入粉煤灰和高效减水剂降低相应的水泥用量,减轻水化热影响;⑤改善混凝土的搅拌拌合工艺,在传统的降低原材料的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度;⑥在拌和料中掺入一定量的具有减水增塑缓凝作用的外加剂,改善混凝土拌合物的保水流动性,降低水化热来推迟峰值的出现时间;⑦高温期间浇筑混凝土可以采取搭设遮阳板遮挡太阳光直射降低混凝土的温度;⑧对大体积混凝土温度应力是与结构尺寸相关的,结构体越大产生的温度应力也越大,因此要浇筑时安排好顺序和分层分块施工,利于散热和减少约束力;同时在大体枳混凝土内部埋设冷却水管,通过水的循环来降低内部的温度,使内外温差梯度小于25℃;⑨加强对混凝土温度的监控,当温差过大时及时采取措施控制升温;⑩对结构预留收缩缝,同时减少约束应力,在混凝土中配置一定的抗裂钢筋,掺加纤维材料防裂;要加强对混凝土的早期养护,及时覆盖和蓄水是减少干燥收缩和降低温差的有效办法,适当延长养护时间。对混凝土养护后期的降温不能过快,预防冷却过快产生的开裂。
5 化学反应引起的裂缝及预防措施
碱集料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起结构的裂缝。
混凝土拌合后会产生一些碱性离子,这些离子与一些活性骨料产生化学反应,同时吸收周围环境中的水分而使体积增大,造成混凝土膨胀、酥松而开裂破坏。化学反应裂缝基本出现在混凝土结构使用期间,一旦出现是很难处理的。因此需要在施工中采取有效措施进行有效的预防。对这种裂缝的预防控制一般是:选择碱活性小的粗细骨料;选择低碱水泥和低碱外掺合料及外加剂;选择可抑制碱骨料的无碱掺合材料。
由于混凝土浇筑振捣不规范或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土,使钢筋保护膜破坏而锈蚀,锈蚀使钢筋体积膨胀,导致混凝土开裂,此类裂缝多表现为沿筋的纵向裂缝。
通常的预防措施是:施工中必须认真控制好钢筋保护层的厚度;必要时钢筋表面涂刷防腐涂料;混凝土的级配要适当,尤其是粗骨料的级配要好;同时要认真分层振捣混凝土,不漏振和过振,减少漏振不实或过振胀模。
结语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的质量缺陷,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且造成钢筋的锈蚀。混凝土的碳化使结构耐久性降低,影响承载能力。因此要对混凝土裂缝进行认真的分析研究,区别情况对待,要采取合理有效的方法处理。
参考文献
关键词 混凝土结构;砌体结构;钢结构加固
【中图分类号】 TU522.3+1 文献标识码:B 文章编号:1673-8500(2012)10-0018-02
1 直接加固的一般方法有
1.1 加大截面加固法:
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。
在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
1.2 置换混凝土加固法:该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
1.3 粘钢加固法:钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便。
该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
2 间接加固的一般方法有
2.1 预应力加固法
2.1.1 预应力水平拉杆固法:
预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。
2.1.2 预应力下撑拉杆加固法:
钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,抵消了部分外荷载,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力。
该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不能用于温度在600C以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。
2.2 增加支承加固法:
增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的载载效应,提高结构承载水平的目的。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
2.3 其它加固法:
辅助结构加固法是采用另制的辅助构件,如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁,部分或全部分担被加固梁的荷载。
在支座附近加腋后,支座附近截面的有效高度提高了,因此,截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。
3 与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有
3.1 托换技术:
系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
3.2 植筋技术:
系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
3.3 裂缝修补技术:
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。内部修补法。
内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中,结硬后起到补缝作用,并通过其胶结性使原结构恢复整体性,该方法适用于裂缝宽度较大,对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响,或有防水防渗等要求的裂缝的修补。
3.4 碳化混凝土修复技术:
系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。
4 砌体结构加固方法
砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
4.1 适用于砌体结构的直接加固方法一般为:1、钢筋混凝土外加层加固法: 该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。 2、钢筋水泥砂浆外加层加固法: 该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。 3、增设扶壁柱加固法: 该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。
4.2 适用于砌体结构的间接加固方法一般为: 1、无粘结外包型钢加固法: 该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。
4.3 砌体结构构造性加固与修补:1、增设圈梁加固: 当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固。 2、增设梁垫加固: 当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固。 3、砌体局部拆砌: 当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。
5 钢结构加固方法
钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。1、改变结构计算图形: 改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法; 改变结构计算图形的一般加固方法: (1)对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固:A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算; B、加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性; D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷;E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。2、加大构件截面的加固: 采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。3、连接的加固与加固件的连接:钢结构连接方法,即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择,应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定。 钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
参考文献
[1] 曹双寅,邱洪兴,王恒华编. 《结构可靠性鉴定与加固技术》[M],1998.
关键词:混凝土 裂缝 修补
1、混凝土裂缝的形成原因
从微观上看,混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因也有很多种:
1.1设计方面
在设计时考虑不周,结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中;在构造处理不当时,现浇主梁在搁次梁处如果没有设置附加箍筋或附加吊筋;以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。
1.2施工方面
当然不可否认,随着设计经验的增加,目前由于设计原因而引起的混凝土结构裂缝越来越少了或者可以说危害小了,而与此同时,由于施工工艺不当是造成钢筋混凝土开裂成为了一个主要原因。由于施工原因造成裂缝出现的因素很多,主要有:
(1)、水泥、砂、石等质量不好是引起裂缝较常见的因素。若工程上用了这些不合格的材料就会导致“豆腐渣工程”,所以说只有把好材料的质量关,工程质量才会在根本上得到保证。
(2)、混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂缝产生的直接或间接原因。
(3)、水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外温度较大更容易产生裂缝。
1.3结构受荷
在施工中和使用中由于结构受荷都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30-40%的设计荷载,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝也称为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2-0.3mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许开裂的构件上出现裂缝则是有害的,需加以认真分析,慎重处理。
1.4温湿度变化
当温度变化时,由于材料热胀冷缩,房屋各部分构件将产生各自不同的变形,引起彼此制约而产生应力。因屋面混凝土与墙体的线膨胀系数不一致,屋面变形较大,当屋盖和墙体之间构造处理不当,会使墙体受拉,当其剪力和拉应力大于砌体的抗剪抗拉强度时,产生温差裂缝。
混凝土在硬化的过程中由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。因此,若构件早期养护不良,极易产生收缩裂缝。
2、混凝土裂缝的修补方法
2.1低压注浆法
修补工艺:裂缝清理――粘贴注浆咀和封闭裂缝――试漏―配制注浆液――压力注浆――二次注浆――清理表面。
当裂缝数量较多时,先要在预计要贴的裂缝位置刷上密封胶,再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷。使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆咀用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆时漏浆。注浆操作一般在粘咀的第二天进行,若气温高的话半天就可注浆。
2.2开槽填补法
开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。
修补工艺:开槽――涂刷界面处理浆――分二次压抹聚合物砂浆――养护。
先用凿子和扁铲沿裂缝开槽,槽深和宽约3~5cm,呈U型,用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,在界面处理浆尚未硬化之前,将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中。
裂缝填补分为两次,第一次填补0.5 cm深,第二次填补浆体高出混凝土表面2~3m m。硬化后用錾子凿平。
在养护时不需要浇水,在湿空气中即可,养护期间不得淋雨、日晒或风吹,最好覆盖一层塑料薄膜。
3 小结
由于现浇混凝土楼板裂缝是综合性因素所引起,混凝土有裂缝是绝对的,无裂缝是相对的。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
(1)、设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土施工养护的基本要求,确定外加剂的品种和掺量,确保混凝土收缩与膨胀相抵消;
(2)、混凝土配合比控制要求严格,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式;
关键词:混凝土;裂缝;对策
1 前言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土设计、施工和本身变形、约束等一系列问题,在硬化成型的过程中容易产生裂缝。部分裂缝只是影响结构的外观,为无害裂缝。但是有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,使混凝土的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,危害结构的正常使用,必须加以控制。
2 工程中常见裂缝及成因
混凝土结构裂缝产生的原因很复杂,据其产生的具体原因可以概括分类如下:
2.1 与结构设计及受力荷载有关的:
超过设计荷载范围或设计未考虑到的作用;地震、台风作用等;构件断面尺寸不足、钢筋用量不足、配置位置不当;结构物的沉降差异;次应力作用;对温度应力和混凝土收缩应力估计不足。
2.2 与使用及环境条件有关的:
环境温度、湿度的变化;结构构件各区域温度的变化;冻融、冻胀;内部钢筋锈蚀;火灾或表明遭受高温;酸、碱、盐类的化学作用;冲击、振动影响、使用中短期或长期超载。
2.3 与材料性质和配合比有关的:
水泥非正常凝结(受潮水泥、水泥温度过高);水泥非正常膨胀(游离CaO、游离MgO、含碱量过高);水泥的水化热;骨料含量过大、骨料级配不良、使用了碱活性骨料或风化岩石、混凝土收缩、混凝土配合比不当(水泥用量大、用水量大、水胶比大、砂率大等);选用的水泥、外加剂、掺合料不当或匹配不当;外加剂、硅灰等掺合料量过大。
2.4 与施工有关的:
拌和不均匀(特别是掺用掺合料的混凝土),搅拌时间不足或过长,拌和后到浇筑时间间隔过长;泵送时增加了用水量、水泥用量;浇筑顺序有误,浇筑不均匀(振动赶浆、钢筋过密);捣实不良,塌落度过大、骨料下沉、泌水,混凝土表明强度过低就进行下一道工序;连续浇筑间隔时间过长,接茬处理不当;硬化前遭受扰动或承受荷载;养护措施不当或养护不及时;养护初期遭受急剧干燥(日晒、大风)或冻害;混凝土表面抹压不及时;大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温度与环境温度差异过大。
3 防治措施
3.1 设计控制。
(1)从我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的裂缝最大宽度计算公式(8.1.2-1~4)可以看出,对受力引起的裂缝控制手段,最重要的是减小钢筋的拉应力或增大配筋面积。而采用直径较小且具有高粘结性能的钢筋也有利于裂缝控制。具有较高抗拉强度的混凝土构件其抗裂性能也较高。钢筋配置间距过大也会增大裂缝最大宽度。
(2)注意构造钢筋的直径和数量的选择,同时注意改进防裂钢筋的构造,对预埋管线、预留孔洞等做好防裂构造措施。
(3)把握好设计中的‘抗’与‘放’的原则。
所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施,而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计不仅要考虑承载力问题,更重要的是考虑变形作用问题(温度变化、收缩作用及地基变形问题)施工期间所受的温差和湿差最大,可以采用“先放后抗”的设计原则。根据建筑的平面布置,减少约束度,如岩石基础或老混凝土基础应设置滑动层,任何柔性防水层都可兼作滑动层,合理的设置后浇带。或者是采用“抗放兼施的”以抗为主的措施,采取“跳仓法”。
(4)积极采用补偿收缩混凝土技术。
在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。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。大面积混凝土中可掺纤维
3.2 施工材料控制。混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成,配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。
(1)加强原材料管理,混凝土材料的变异将影响混凝土强度。因此收料人员应严把质量关,不允许不合格品进场,另外与原材料不符应及时汇报,采取相应措施,以保证混凝土质量。
(2)选用收缩量较小的水泥。采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥用量的办法,如选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,可有效减少混凝土收缩引起的裂缝。
(3)混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用。
(4)严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。
(5)骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低;而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小,含水量大收缩越大。
(6)合理使用减水防裂剂。水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
3.3 施工工艺控制
(1)做好混凝土浇捣工作。混凝土现场浇捣时,振捣捧要要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水和气泡。
(2)注意混凝土的早期养护。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果:一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩;另一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。混凝土浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
(3)严禁现浇板上过早上人、堆料、施荷加载。因混凝土浇筑后要有一个硬化过程,才会有强度;在这个过程中,应对混凝土加以保养,不能对混凝土施加任何外力。如果在混凝土尚未有一定强度的情况下,在其上面集中堆放建筑材料或支模立撑,这样带给现浇板的不是强度,而是更多的裂缝。因此,必须做到在混凝土强度达1.2N/mm2以后,才允许在其上踩踏或安装模板及支架。
(4)严格控制板面负筋保护层厚度。现浇板负筋按设计要求都放在板上面,有梁通过或隔断时一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。钢筋绑扎施工,必须采取有效的措施固定负筋的位置,确保负筋在混凝土浇筑过程中不移位,不下沉,从而有效控制负筋保护层的厚度,不使板负筋保护层过厚而产生裂缝。
(5)严格控制好砂、石粒径及含泥量。现浇板应选用中粗砂,粒径在0.25-0.5mm之间的石子,砂石含泥量均不得超过1%。如砂、石粒径过细过小,含泥量过大,都会降低混凝土强度,最终会使混凝土产生裂缝。
(6)在板四角配置一定数量的角筋,即辐射筋。针对现浇板裂缝多发生在板角这一现象,在板角四周增设长度为1800mm左右的辐射筋,以此来满足板角应力的需要,使现浇板产生裂缝的应力作用范围与辐射筋相一致,从而有效地改观和控制裂缝的产生。
(7)对不均匀沉降引起的裂缝预防:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
3.4 科学管理
(1)应当确定科学的控制裂缝标准,合理的选择施工进度,避免在混凝土施工中过分抢工期。
(2)监督混凝土施工中制定的各项技术措施,严格执行。
(3)注意施工的季节、环境的温度湿度及气象变化,严格控制现场塌落度、防风、尽可能在较低温度环境中开盘浇筑。暴雨中不能浇灌混凝土。