第一篇:畢業論文-墻體或混凝土裂縫控制與措施
混凝土裂縫控制與措施
墻體或混凝土裂縫控制與措施
摘要:混凝土開裂一直建筑工程常見的問題,本文試著從開裂的原因及控制方法和措施作出一點探討,包括墻體、樓板、基礎等。對常見的裂縫(溫度裂縫,結構裂縫、材料裂縫、施工裂縫)做了較淺的研究,裂縫的補救只做了較淺的探討。
關鍵詞:裂縫、溫差、控制措施、約束。
CONTROL AND METHODS OF CONCRETE CRACK
[KEY WORD]: crack、temperature difference、control methods、constraint.裂縫產生的原因
裂縫產生的原因可以分為兩類:(1)結構性裂縫是由于外荷載引起的,包括常規結構計算中的主要應力以及其他的結構次應力造成的受裂縫;(2)材料型裂縫,是由于非受力變形變化引起的,主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的;(3)施工原因。1.1 溫度裂縫
溫度裂縫產生的主要原因是內外溫差引起的溫度應力。大體積混凝土由于水泥水化過程產生的水化熱積累,澆筑后3~4d內混凝土內部溫度急劇上升引起的混凝土膨脹變形,混凝土內部應力表現為壓應力,此時混凝土的彈性模量很小,由于溫度變化引起的受基礎混凝土膨脹變形仍舊很小。溫度峰值過后,混凝土由升溫期轉為降溫期,混凝土開始收縮,內部應力表現為拉應力。此時混凝土的彈性模量較大,降溫引起的受約束的收縮變形會產生相當大的拉應力,當拉應力超過混凝土同齡期的抗拉強度時,就會產生溫度裂縫,對混凝土結構產生不同程度的危害。此外,在混凝土內部溫度較高時,外部環境溫度低或氣溫驟降期間,內外溫差過大在混凝土表面也會產生較大的拉應力而出現表面裂縫。1.2 收縮裂縫
收縮裂縫包括干燥收縮,塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。1.2.1 干燥收縮
干燥收縮多出現在混凝土養護結束后的一段時間內或混凝土澆筑完畢后的一周左右。干縮裂縫產生的主要原因;混凝土受外部環境影響,表面水分損失過快,變性過大,內部混凝土變性較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束,產生較大的拉應力而產生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產生。混凝土干縮主要與混凝土水灰比、水泥成分、水泥用量,集料性質和用量,外加劑用量等有關。1.2.2 塑性收縮
塑性收縮是混凝土終凝前,表面因失水過快而產生的收縮,一般在干熱或大風天氣出現。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素,由水灰比、混凝土的凝結時間、環境濕度、風速、相對濕度等。
1.2.3早齡期收縮
早齡期收縮特指混凝土澆筑后3d的干燥收縮值(包括干燥收縮),文獻【5】的研究表明,混凝土澆筑后早期得不到有效地保濕養護,那么早齡期,尤其是第1天內的干縮被大大加劇了
2.外墻裂縫的產生原因
混凝土裂縫控制與措施
外墻裂縫除了以上介紹的原因外還有,就是局部設計的缺陷 2.1局部節點設計缺陷
①保溫設計中常常忽視對結構挑出部位,如陽光、雨罩,靠外墻陽臺欄板、空調室外機隔板、附壁柱、凸窗、裝飾線、靠外墻陽臺分戶隔墻、檐溝、女兒墻內外側及壓頂等部位的保濕。
②在保溫層與其它材料的材質變換處,材質間的彈性模量和線性膨脹系數不同,在溫度應力的作用下的變形也不同,極易產生層裂縫。
③窗口周邊及墻體轉折處等易產生應力集中的部位未鋪網格布來分散應力,從而產生裂縫。
3.預拌混凝土 預拌泵送屬于大流態混凝土,它與過去現場拌制的塑性混凝土相比,有塌落度大、砂率大,水泥用量的3個顯著特點,因此泵送出現裂縫的概率也以往多。
混凝土主要靠水泥水化后與骨料生成人工石,水泥是增強的主要膠結材料。水泥的化學收縮與水泥的品種、標號、細度、用量有關。隨水泥標號提高,細度增多,混凝土的收縮值增加。混凝土拌合物在經歷化學收縮,塑性收縮,碳化收縮及干燥收縮后,總收縮率約為0.04%~0.06%,所以混凝土自身收縮是其固有的物理特性,也是預拌泵送混凝土出現裂縫的根本原因所在。4.施工因素
4.1 混凝土墻體發生較大的收縮變形
(1)混凝土中水泥用量偏大 C40、C50預拌泵送混凝土、水泥用量為400~500 Kg/m3(2)施工中養護不力 3~7d拆除模板后,沒有覆蓋或澆水保濕養護(3)水平鋼筋配筋率低。
(4)膨脹劑使用效果不佳 摻膨脹劑后,達不到14d限制膨脹率指標,沒有發揮出補償收縮作用。
5.混凝土墻體發生了過大的溫度變形(1)水化熱引起的溫度變形
再拆模后混凝土顯著降溫使混凝土出現表面裂縫,隨著繼續降溫和收縮,側面處混凝土拉應力超過fct,裂縫向縱深發展,直至貫通。
(2)晝夜溫差引起的變形 進入9月份晝夜溫差11~13oC直接暴露于大氣中的混凝土,因為混凝土存在“傳熱滯后現象”,考慮混凝土隨氣溫變動出現6oC的瞬時降溫差,經計算混凝土18d齡期的綜合溫差應力為:δ(18)=1.751MPa δ(18)> fct(18)=1.68MPa(開裂)
裂縫的控制措施
一、早期裂縫的控制
早期裂縫的形成,最開始是由于初凝至終凝前后塑性裂縫的出現,這類裂縫中寬度較大的部分細小的微裂縫(稱為“隱式裂縫”)則容易被忽視,則在其后的干燥收縮過程中,在出現這類隱式裂縫的薄弱部分,裂縫進一步擴展,最終成為“顯式裂縫”,即通常所指的干縮裂
混凝土裂縫控制與措施
縫,由于此時混凝土強度與剛度發展均已相當成熟,因此,處理這類裂縫已不像凝結前后的塑性裂縫那樣,可以通過二次抹平等簡單方式加以修復。
研究表明,控制這類早期裂縫(包括收縮裂縫與早期干縮裂縫)是有顯著效果的
二、早期養護對早齡期收縮的抑制作用 1 早齡期收縮
早齡期收縮特指混凝土澆筑后3d的干燥收縮值(包括干燥收縮),文獻【5】的研究表明,混凝土澆筑后早期得不到有效地保濕養護,那么早齡期,尤其是第1天內的干縮被大大加劇了。相對溫度的控制
早期養護的關鍵是保證混凝土澆筑后性能發展所需的一定濕度環境。周圍環境的相對濕度對混凝土早期性能尤其是收縮性能的影響很大。文獻【5】研究發現,早期相對濕度降低越多,混凝土收縮增幅越大,因此在混凝土澆筑的早期,控制好一定的相對濕度對混凝土收縮的抑制是很關鍵的。早期養護為主,材料減縮為輔的裂縫控制理念
對早期的自收縮比較大的混凝土,如摻細硅灰的高強混凝土來說,早期保濕或密封養護能大大降低早齡期的干縮,但對自收縮意義不大。那么在養護盡量做到位的前提下,在輔以適當的材料減縮措施便顯得更為合理。因此,針對高強度混凝土這類自收縮較大的混凝土,提出“早期養護為主,材料減縮為輔”這一控制理念,早期養護為主是因為通過早期養護可以降低絕大部分發生在早期的干縮,因為這部分干縮通常是早期收縮裂縫的主要因素,而早期的自收縮往往是在干縮沒有得到有效控制的基礎上,通過其對總收縮的疊加效應最終加速了裂縫的產生。
三、結構約束
混凝土結構在溫度與收縮變形時遇到的約束有兩類:一類是配筋構件中鋼筋對混凝土產生的所謂約束,另一類是由于結構的超靜定結構而引起的外約束
鋼筋對混凝土的自約束主要是對收縮變形的約束,而溫度變形并不受到約束,因為混凝土與鋼筋有著基本相同的溫度線膨脹系數。如果配筋不合理,則可能產生很大的自約束應力而產生嚴重的開裂 1.抗裂鋼筋
實踐證明,通過增加直徑較小,間距較密且均勻的抗裂鋼筋來控制混凝土結構的溫度及收縮裂縫是一條有效地途徑。2.膨脹混凝土
使用膨脹混凝土的關鍵是14d的蓄水養護以及其后的保溫、保濕、防風養護及至使用過程中的潮濕、小風環境。摻膨脹劑可以使混凝土在水中或高溫環境產生較大的膨脹,但它并不能阻止普通環境下的干縮的發生,只是對干縮有一定的補償
四、后澆帶
后澆帶的工作原理是“先放后抗”,但關鍵是“放”。因此在冬季最冷月之前2個月或2個月之前,這段氣溫逐漸下降過程中后澆帶的大體積混凝土中使用后澆帶,會使其發揮最大的“放”的效用,即可以“放掉”掉全部水化熱產生的負溫差變形又可以“放”掉30%左右的混凝土收縮變形,還可以“放”掉近2個月的季節負溫差變形。
五、摻加聚丙烯纖維
參加聚丙烯纖維,可以大大改善混凝土的抗滲性,加入混凝土中的纖維有阻裂效應,能延緩裂縫的產生和擴展,減少及細化裂縫。
聚丙烯纖維參入混凝土;能滿足以下要求:(1)能適應較強的堿性環境;(2)暴露在大氣中,能耐陽光照射及防老化;(3)在商品混凝土攪拌站生產能滿足商品混凝土生產工藝要
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求,能在水泥混凝土中快速分散均勻分布;(4)與混凝土有良好的粘貼力,能起增強作用。1.提高混凝土抗塑性收縮的能力
聚丙烯纖維加入混凝土中,純粹是物理作用。纖維的主要作用是從混凝土澆筑到硬化前,混凝土尚未產生足夠的強度以抵抗收縮的應力導致微裂縫,加入纖維可以部分抵消內部應力,抑止微裂縫產生和發展
纖維加入可以改善裂縫尖端的應力集中,防止裂縫進一步發展,當裂縫發展與纖維相交時,纖維可抵消部分或全部應力,加入的纖維呈三維無規則分布,有助于消弱混凝土的塑性收縮,收縮的能量分散到每M3數千萬條具有高抗拉強度和相對低彈性模量的纖維單絲上,有效地增強混凝土的韌性,抑止微裂縫的產生和發展。同時無數纖維在混凝土內部形成亂向支撐體系,有效阻止骨料的離析,使混凝土粘聚性好,從而阻止了由于干縮引起的裂縫產生,所以摻加聚丙烯纖維,使混凝土內部有害裂縫(裂縫的寬度大于0.05mm)的數量得到有效控制,混凝土滲透性降低,不易碳化。
六、提高預拌混凝土質量、減少混凝土自身收縮 1.抓好混凝土原料質量和混凝土配合比設計
粗骨料、細骨料、水泥、減水劑、摻合料 2.混凝土水化熱引起裂縫的預防措施
大體積混凝土由于水化熱產生的升溫較高,降低幅度大、速率快,使混凝土產生較大的溫度和收縮應力是導致混凝土產生裂縫的主要原因。施工前應計算升溫峰值,內外溫差及降溫速率,制定相應的技術措施,防止和控制溫度裂縫,確保工程質量,預防和控制措施如下 3.降低混凝土入模溫度
(1)降低原材料進入攪拌機的溫度; 如夏季降低水溫,粗骨料遮陽防曬,并灑冷水降溫;細骨料遮陽,散裝水泥提前儲備,避免新出廠水泥溫度過高。采取以上措施限度降低混凝土出機溫度
(2)夏季 對罐體噴冷水降溫,混凝土泵送管道遮陽防曬 3.2 降低混凝土水化熱
①選擇中低熱品種水泥,優先選用礦渣硅酸鹽水泥;②摻入一定比例的粉煤灰;③高效減水劑;④摻加緩凝劑; 3.3摻加UEA膨脹劑
摻入UEA膨脹劑,在最初14d潮濕養護中,使混凝土體積微膨脹,補償混凝土早期失水收縮產生的收縮裂縫
3.4 采用二次抹壓技術
在混凝土初凝前1~2h ,用長刮板攤平表層泥漿,再用鐵滾筒碾壓數遍,結合蟹子打磨壓實,以閉合混凝土初期收縮裂縫,隨后鐵抹子壓實收光,防止水分過快散失而出現干縮裂縫。
七、混凝土干縮裂縫的預防措施
澆筑基礎底板,樓板等外露混凝土表面;若無恰當措施極易失水過快產生干縮裂縫。1. 抹平后及時覆蓋塑料薄膜或濕草袋,對混凝土進行保濕養護。接縫搭接蓋嚴,避免混凝土水分蒸發,保持混凝土表面處在濕潤條件下養護。混凝土終凝后繼續澆水養護7d。
2墻、柱、梁的側模過早拆模,為防止混凝土表面產生干燥收縮裂縫,應在混凝土表面刷養護液,冬季施工時,上述構件拆模后,表面掛草簾養護
3根據混凝土的溫度收縮應力公式:混凝土伸縮縫間距越小,溫度收縮應力越小,因此大體積混凝土大多靠設縫的辦法來解決開裂問題,然而溫度應力與縫間距并不呈線性關系,只是在較短的間距內而引起漏水,同時對抗震不利。因此應設置合理的縫間距,同時處理好縫間距防水問題,保證縫間結構的整體性
混凝土裂縫控制與措施 沉降收縮裂縫
該裂縫一般多沿主筋通長方向,在混凝土表面出現,常在澆筑后發生,硬化后停止。裂縫產生原因是澆搗后,骨料顆粒沉落,水泥漿體上浮,受到鋼筋或埋設件或大骨料的阻擋,而使混凝土互相分離。另外混凝土本身組成材料沉落不均勻造成開裂。防治措施如下:(1)可采用稠度適當的低流動性混凝土(2)加強混凝土振搗,不能漏振;(3)對于斷面相差大的結構物和混凝土剪力墻孔洞口處,先澆筑較深部位,靜止1~2h。讓混凝土沉降后,再與斷面或孔洞上部混凝土一起澆筑;(4)初凝前兩次振搗和兩次抹壓混凝土表面
設計方面:(1)基坑底板高低錯落處及底板,墻板交接處應增加構造鋼筋,防止裂縫開展;(2)墻體抗裂鋼筋的位置;為了提高墻體混凝土的極限抗拉伸能力,增強其抗裂作用,墻體水平構造的鋼筋選用細而密的配筋方式。
墻體膨脹加強帶部位還要設置溫度應力補償鋼筋。溫度應力補償鋼筋應垂直于膨脹加強帶方向并且直接綁扎在墻體立筋外側,其設置間距墻水平鋼筋間距的2倍(300mm)
5、縫的設置
(1)縮縫,防止混凝土不規則收縮開裂;(2)隔離縫,防止地面與其它結構間不同沉降引起地面開裂;(3)施工縫,防止混凝土澆筑施工中斷處的開裂
縮縫的設置不是為了限制混凝土開裂,而是為了控制其開裂的形式,使裂縫的展開有規律,因此縮縫、切縫的時間必須很好控制,一般在混凝土澆筑以后的4~12h。不得晚于12h。縮縫的間距一般為地面厚度的6~24倍,若要擴大縮縫間距,可考慮在地面層內配置鋼絲網。
八、施工技術措施
1.優化混凝土配合比
2.混凝土澆筑 為減少混凝土的水化熱溫升,采取下列措施;(1)降低如墨溫度,特別是夏季施工,首先控制混凝土出盤溫度,其次用草袋或者麻袋包裹混凝土輸送管道,并澆水降溫;(2)分層澆筑混凝土,分層厚度小于500 mm 2.1澆筑季節
考慮徐變影響后,夏天澆筑混凝土,1個周期時構件中有較大壓應力存在,且在澆筑混凝土后5年內逐漸增大。這說明在冬天澆筑混凝土只能減少結構中的溫度拉應力,并不能從根本消除溫度拉應力的存在。而且由于徐變隨加載齡期不同發生的變化,使產生最大季節溫差拉應力的澆筑時間不在每年的溫度最低點,而是各自前后向后推遲了1個月。因此為了降低季節溫差在結構中產生拉應力,可盡量選擇2月或近2月的時間澆筑混凝土,盡量避免8月或接近8月的時間 3.混凝土養護
(1)保濕養護 混凝土表面經過二次抹壓后,立即覆蓋塑料薄膜,防止表面水分蒸發,保持混凝土處于潮濕狀態下養護。特別對于摻入UEA膨脹劑的混凝土,在最初14d內,必須潮濕養護,方能保持膨脹劑發揮膨脹作用
(2)保溫養護 根據混凝土絕熱溫升計算,確定中心最高溫度,按溫控技術措施,確定養護材料及覆蓋厚度和養護時間。保溫目的:(1)減少混凝土表面熱擴散,減少內外溫差;(2)延緩散熱時間,控制降溫速率,有利于混凝土強度增長和應力松弛,避免產生貫穿裂縫,養護一般不小于15d(3)在常溫季節 混凝土終凝后也可采取蓄水養護的辦法,替代前兩種個保溫保濕的養護辦法。根據混凝土內外溫差數據,及時調整蓄水高度
保溫養護還應注意兩點(1)養護期間隨時觀察混凝土表面潮濕度,以便及時采取補救措施(2)保溫和保濕措施應兼顧考慮要綜合考慮水化熱溫升。施工季節,模板等因素,實時變換養護方法。夏季施工,縮短帶模養護時間;春秋季施工,白天保濕夜間保溫;冬季施工,前期以保溫為主;拆模后不宜向混凝土表面澆水,改用噴霧,或掛上草包、麻袋后灑水
混凝土裂縫控制與措施
4.改進施工工藝 ①表面及時處理 在混凝土初凝前1~2h ,用長刮板攤平表層泥漿,再用鐵滾筒碾壓數遍,結合蟹子打磨壓實,以閉合混凝土初期收縮裂縫,隨后鐵抹子壓實收光,防止水分過快散失而出現干縮裂縫。
九、抑制混凝土堿骨料反應的技術措施
原材料堿含量限值和使用量是控制混凝土最大堿含量的首要條件,從3個途徑加以限制;(1)使用堿含量不大于0.6%的水泥,盡量降低水泥用量;(2)不用或者少用含堿的外加劑,控制其引入混凝土含堿量不超過1Kg/m3;(3)不使用含NaCl和KCl的砂,石骨料和水;摻加一定量粉煤灰、火山灰質等活性摻合料,可有效抑制堿-硅酸反應。
結語
混凝土裂縫在建筑工程普遍存在,在實際很難控制和防止。隨著科技的進步,近年也出現了許多無縫的構筑物,對以上混凝土開裂的因素作了一些分析,在工程的實際應用中也取得了很大的效果。用單方面的方法控制意義和效果不大,綜合各因素的處理會起到顯著的作用。相信隨著設計理念、建筑材料和施工方法的進步在以后的建筑物中無縫結構會普及。
致謝
在本論文完成之際,筆者也即告別熟悉的**********的校園。本文得到指導老師的細心知道,老師在百忙之中抽出時間認真審閱我的論文并進行了字斟句酌的修改,在此再次對老師的指導表示由衷的感謝。
同時也要感謝對*****年以來教導和鞭策過學生的老師,是各位老師的教導才有了學生今天的收獲,謝謝!
參考文獻
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第二篇:墻體裂縫控制方案和施工措施
防止墻體裂縫施工措施
砌體工程裂縫的成因是多種多樣的,有沉降、溫度、收縮、荷載、施工等因素引起的裂縫。其中常見的是溫度和收縮裂縫,其表現形式主要有:
墻體豎向裂縫。這種裂縫常出現在窗臺上、窗洞的兩個下角處,有的出現在墻的頂部上寬下窄。多數窗臺縫出現在底層,二層較少。填充墻墻中和柱交接處也可能出現此類裂縫
墻上的斜裂縫。在窗口轉角、窗間墻、窗臺墻、外墻及內墻上都可能產生此類裂縫。常出現在縱向墻上兩端部、女兒墻端部轉角處及頂層內墻上。
墻上水平縫。常出現在女兒墻根部、頂層窗口處及填充墻頂部。此類裂縫一般沿灰縫錯開,而斜裂縫既可沿灰縫,也可橫穿砌塊和磚塊
造成砌體墻體出現溫度和收縮裂縫的原因很多主要有: 房屋保溫措施不到位。房屋長度超長,累計變形大
墻體抗拉、剪強度和變形能力較差,特別是頂層 水泥類砌塊齡期較短,后期收縮大。
砌筑砂漿水灰比較大,施工進度快,造成灰縫收縮較大 在墻上任意開鑿管槽,且隨意修補 填充墻構造措施不到位。防治方案: 材料方面
1、采用中砂嚴禁其含泥量過大而使水泥砂漿強度降低,嚴格控制水泥砂漿配合比,保證水泥砂漿強度和耐久性。
2、為了有效控制砌體收縮裂縫對砌筑時的砌塊齡期必須嚴格控制,齡期宜大于45天,不應小于28天,因齡期越長,其體積越趨于穩定。
3、砌塊塊材應采用有產品合格證、產品性能檢測報告、主要性能的進場復驗報告。
4、砌塊在運輸、裝卸過程中,嚴禁拋仍和傾倒。進場后應按品種。規格分別堆放整齊,堆放高度不得超過2m,并應防止雨淋。施工方面
填充墻砌至接近梁、板底時,應留一定縫隙,待填充墻砌筑完畢并應至少間隔15天后,再將其補砌擠緊。補砌時,對雙側豎縫用高強度等級的水泥砂漿嵌填密實。框架間填充墻拉結筋應滿足砌塊模數要求,不應折彎壓入磚縫。
填充墻采用加氣砼砌塊等材料時。框架柱與墻的交接處宜用15mm*15mm的 木條預先留,在加貼網片前澆水濕潤,再用1:3水泥砂漿嵌實。
4、通長現澆鋼筋砼板應一次澆筑完成。
5、砌體結構砌筑完成后宜60天后再抹灰,并不應少于30d
6、每天砌筑高度宜控制在1.8m以下,并應采取嚴格的防風、防雨措施。每層墻高的中部增設高度為120mm與墻體同寬的混凝土腰梁。
7、嚴禁在墻體上交叉埋設和開鑿水平槽;豎向槽必須在砂漿強度達到設計要求后,用機械開鑿,且在粉刷前,加貼鋼絲網片等抗裂材料。
8、寬度大于300mm的預留洞口應設鋼筋砼過梁。并且伸入每邊墻體的長度不應小于250mm。
9、各抹灰層應防止快干、水沖、撞擊和震動,在凝結后應采取措施防止玷污和損壞。對于普通砂漿,抹灰層應在濕潤條件下養護。宜在抹灰層上噴養護劑,經行充分養護。措施方面 按照規范要求墻體大于5m長度居中設置構造柱,墻體高度超過4m設置腰梁,其梁的高度不小于1/30梁長,且不小于120mm。
砌塊墻與構造柱之間的拉結筋宜采用直徑3.5mm,拉結筋應沿墻每隔50mm設置。
砌塊墻與鋼筋混泥土框架柱接茬處宜鋪設>500mm寬的鋼絲網片,其鋼筋宜采用植筋方法固定在框架柱上。拉結鋼筋宜采用直徑3.5mm的鋼筋,砌塊墻體與鋼筋混泥土框架柱之間預留10mm-15mm的空隙,待墻砌筑完成后該縫隙應用砂漿鑲嵌密實。
外墻轉角及內、外墻交接處應咬砌,并在沿墻高度1m左右的灰縫內配置鋼筋或網片,每邊深入墻體內1m,山墻沿墻高1m左右的灰縫內另加通長鋼筋。砌體轉角和結交部位應同時砌筑,對不能同時砌筑又必須留設臨時時間段處,應砌斜插。
后砌墻段的非承重墻、填充墻或隔墻與外承重墻相交處,應沿墻高900mm-1000mm處用鋼筋與外墻拉結,且每邊深入墻內的長度不小于700mm。
混凝土與后砌墻之間,砌筑時要在兩者之間預留出20mm-30mm的空隙,深度一班在30mm左右,砌筑完成后,一般靜置28天后處理施工縫,采用填塞聚苯顆粒砂漿或其他柔性材料的方法,然后在墻面兩側布置耐堿玻璃纖維網。
填充墻砌筑至接近梁、板底時,預留一定的空隙,待填充墻砌筑完成并應至少間隔7天后,再將其補砌擠緊,補砌一般采用側轉,立磚或斜砌擠緊。其傾斜度約60度,砌筑砌筑砂漿飽滿。此外砌塊填充墻宜預留空隙,控制在10mm-20mm,空隙處一般可采用膨脹水泥砂漿或其它柔性材料鑲填,再在表面打彈性玻璃膠條保護。防止鋼筋混凝土現澆樓板裂縫施工措施
混凝土的用水量是影響現澆混凝土樓板裂縫最主要,也是最關鍵的因素。混凝土的用水量灰從三葛方面影響現澆樓板裂縫的產生。第一,混凝土用水量的增加不僅灰增加混凝土結構內部毛細孔的數量,而且會增加混凝土澆筑成形后毛細孔內含水量,從而將增大混凝土的塑性收縮和干燥收縮。第二,在保證混凝土強度不變的情況下,混凝土用水量的增加會相應增加水泥用量,而水泥用量的增加同樣會增加混凝土結構內部毛細孔的數量,也會增大混凝土的塑性收縮和干燥收縮。第三,混凝土用水量增加,是混凝土中泌水增加,而泌水增加,促使混凝土中有更多的毛細孔相貫通,使毛細孔中水份蒸發的更快。從而增加混凝土的塑性收縮和干燥收縮。所以在澆筑砼時,坍落度嚴格按照設計要求控制。防治方案: 材料方面
1、水泥宜優先采用早期強度較高的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。
2、混凝土應采用減水率高、分散性能好、對混凝土收縮影響較小的外加劑,其減水率不應低于12%。
3現澆板的混凝土應采用中、粗砂。施工方面
(1)砼結構的裂縫控制,施工前模板和支撐經過計算,除滿足強度要求外,還須由足夠的剛度和穩定性,邊支撐立桿與墻間距不應大于300mm,中間不宜大于800mm,砼強度滿足規范要求才能拆模。
(2)嚴格控制現澆板的厚度和現澆板中鋼筋保護層的厚度。陽臺、雨篷等懸挑現澆板的負彎矩鋼筋下面,應設置間距不大于500mm的鋼筋保護層支架,在澆筑砼時,保證鋼筋補移位。
(4)現澆板中的線管必須布置在鋼筋網片之上(雙層雙向配筋時,布置在下層鋼筋之上),交叉布線處應采用線盒,線盒的直徑應小于1/3樓板厚度,沿預埋管線方向應增設Φ6@300、寬度不小于450mm的鋼筋網帶。水管嚴禁水平埋設在現澆板中。
(5)樓板混凝土澆筑前,必須搭設可靠的施工平臺、走道,施工中應派專人護理鋼筋,確保鋼筋位置符合要求。
(6)現澆板澆筑時,在砼初凝前進行二次振搗,在砼終凝前進行兩次壓抹。(7)施工縫的位置和處理、后澆帶的位置和砼澆筑應嚴格按設計要求和施工技術方案執行。后澆帶應在其兩側砼齡期大于60d后再施工,澆筑時,應采用補償收縮砼,其砼強度應提高一個等級。(8)砼保護層的偏差,嚴禁使用碎石及短鋼筋頭作梁、板、基礎等鋼筋保護層厚度的墊塊。梁、板、柱、墻、基礎的鋼筋保護層宜優先選用塑料墊卡支墊鋼筋。(9)混凝土養護時間均不少于14天。每天根據天氣情況,淋水次數應能使砼處于濕潤狀態,日平均溫度低于5℃,不應淋水。現澆板養護期間,當混凝土強度小于1.2Mpa時,不應進行后續施工。當混凝土強度小于10Mpa時,不應在現澆板上吊運、堆放重物。吊運、堆放重物時,應采取措施,減輕對現澆板的沖擊影響。
防止樓地面滲漏施工措施
樓地面不規則裂縫產生的主要原因是材料選用不當或施工養護不到位。基層表面存在浮灰等雜物時,與面層之間出現了隔離層,這是樓地面空鼓的主要原因。采用界面劑增強基層與面層的粘結力是克服樓地面空鼓的有效措施,界面劑涂刷與澆筑面層要隨刷隨澆筑。防治方案: 材料方面
宜采用早強型的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。選用中、粗砂,含泥量≤3%。
面層為細石砼時,細石粒徑不大于15mm,且不大于面層厚度的2/3;石子含泥量≤1%。施工方面
(1)澆筑面層砼或鋪設水泥砂漿前,基層應清理干凈并濕潤,消除積水;基層處于面干內濕時,應均勻涂刷水泥素漿,隨刷隨鋪設水泥砂漿。
(2)嚴格控制水灰比,用于面層的水泥砂漿稠度應≤35mm,用于鋪設地面的用塌落度≤30mm。
(3)水泥砂漿面層要涂抹均勻,隨抹隨用短杠刮平;砼面層澆筑時采用平板振搗器或錕子滾壓,保證面層強度和密實
(4)掌握和控制壓光時間,壓光次數不小于2遍,分遍壓實
(5)地面面層施工24h后,進行養護,加強對成品的保護,連續養護時間不少于7d,當環境溫度低于5°C時,采取防凍措施。
(6)廚、衛間樓地面滲漏水控制和施工措施,上下水管等預留洞口坐標位置應正確,洞口形狀為上大下小。PVC管穿過樓面時,采用預埋接口配件的方法。現澆板預留洞口填塞前,應將洞口清洗干凈,毛化處理、涂刷加膠水泥作粘結層。洞叩填塞分二次澆筑,先用摻入抗裂防滲劑的微膨脹細石砼澆筑至樓板厚度的2/3處,待砼凝固后進行4h蓄水試驗;無滲漏后,用摻入抗裂防滲劑的水泥砂漿填塞,管道安裝后,應在管周進行24h蓄水試驗,不漏不滲為合格。防水層施工前,應先將樓板四周清理干凈,陰角處粉成小圓弧。防水層的泛水高度不得小于300mm.地面找平層朝地漏方向得排水坡度為1%-1.5%,地漏叩要比相鄰地面低5mm。有防水要求得地面施工完畢后,進行24h蓄水試驗,蓄水高度為20-30mm。衛生間墻面用防水砂漿分2次刮糙。
(7)墻根處時地面滲漏水的關鍵部位,將防水層上翻30cm是保證墻角處不滲漏水的有效措施。衛生間內要保證地漏處位置最低。防止外墻滲漏施工措施
外墻腳手架孔及預留洞眼處滲水是最常見的質量通病之一。因此,填塞時應認真細致,其填塞步驟為:清除浮灰與污物,澆水濕潤,洞口內底面和兩側面先刮一層防水砂漿,接著塞入面干內濕的磚頭,再將磚頭周邊縫隙塞緊嵌實,最后,在洞口外側先加刷一塊厚度不宜大于6mm,每邊比洞口大30mm的1:3防水砂漿增強層。混凝土和輕質砌塊基層采用的化學毛化主要有批界面劑砂漿或噴1:2聚合物水泥砂漿的做法。采用措施進行化學毛化后應及時澆水養護,養護時間不宜少于7天。對于爬升腳手架洞眼和剪力墻對拉螺栓孔采用施打發泡劑的處理方法,施打前現將孔眼中的雜物清理干凈,發泡劑連續施打一次成型,填充飽滿。混凝土面凹凸明顯部位應事先剔平或用1:3聚合物水泥砂漿補平
不同材料基體交接處,必須鋪設抗裂鋼絲網或玻纖網,與各基體間的搭接寬度不應小于150mm。施工方面
(1)外墻空鼓、開裂、滲漏得控制,刮糙不少于2遍。每遍厚度宜為7-8mm,;面層宜為7-10mm。
(2)外墻抹灰用砂含泥量應低于2%,細度模數不小于2.5。嚴禁使用石粉和混合粉。(3)砼或燒結磚基體上的刮糙層為1:3水泥防水砂漿。輕質砌體上宜為1:1:6防水混合砂漿。
(4)每一遍抹灰前,必須對前一遍的抹灰質量(空鼓、裂縫)檢查處理后采進行;兩層間的間隔時間不應少于2-7d,達到冬季施工條件時,不應進行外墻抹灰施工;割抹灰層接縫位置要錯開,并設置在砼梁、柱中部。
(5)抹灰層總厚度≥35mm且≤50mm(含基層修補厚度)時,必須采用掛大孔鋼絲網片的措施,且固定鋼絲網片的固定件錨入砼的基體的深度不應小于25mm,其他基體的深度不小于50mm,(6)外窗臺、腰線、外挑板等部位粉出不小于2%的排水坡度,且靠墻體根部處應粉成圓角;滴水線寬度應為15-25mm,厚度不小于12mm,且粉成鷹嘴式。
外墻抹灰質量的優劣,直接影響著外墻的防水效果,因此,每一遍抹灰前,都必須對前一遍的抹灰質量進行全面檢查和修補。
外墻保溫體嚴禁采用濕做法飾面板。外墻干掛飾面板在掛板前,要求設置一道防水層。防止門窗滲漏施工措施 施工方面
安裝完畢后,按有關規定規程委托有資質的檢測機構進行現場檢驗。
門窗框安裝固定前,對預留洞口尺寸進行復核,用防水砂漿刮糙處理后,再實施外框固定。外框與墻體的縫隙寬度應根據飾面材料確定。門窗安裝應采用鍍鋅鋼片連接固定,鍍鋅鋼片厚度不小于1.5mm,固定點從距離轉角180mm處開始設置,中間間距不大于500mm。嚴禁用長腳螺栓穿透型材固定門窗框。
門窗洞口干凈干燥后,施打發泡劑,發泡劑連續施打,一次成型,充填飽滿。溢出門窗框外的發泡劑在結膜前塞入縫隙內,防止發泡劑外膜破損。門窗框外側留5mm寬色紋打膠槽口; 打膠面應清理干凈干燥后方可施打,選用中性硅酮密封膠,嚴禁將密封膠施打在涂料面層上。塑料門窗五金安裝時,設置金屬襯板,其厚度不應小于3mm。緊固件安裝時,先鉆孔,后擰入自攻螺栓,禁止直接錘擊打入。
為防止推拉門窗扇脫落,設置限位塊其限位塊間距應小于扇塊的1/2。
現場施打的發泡劑與空氣接觸后,表面會產生一層氧化膠膜,具有一定的防水效果,當發泡劑與洞口邊的防水砂漿抹灰層和門窗框緊密粘結后,會形成一道防水屏障。因此,發泡劑施打前,必須將門窗框與洞口間縫隙內的污染、浮灰等清理干凈,并保持干燥,保證發泡劑與之有效粘結。發泡劑應連續施打,一次成型,填充飽滿;臨時固定用的木楔撤掉后,及時補打發泡劑;溢出門窗框外的發泡劑,應在結膜硬化前塞入縫隙內,防止發泡劑外膜破損,降低防水效果。
防止屋面滲漏施工措施
找平層開裂會引發防水卷材層的來列和脫殼。通過控制找平層混凝土的施工質量、增設綱紀網片、合理設置分格縫隙和加強養護等措施來消除起砂、開裂等現象 施工方面 卷材防水層,基層處理劑涂刷均勻,對屋面節點、周邊、轉角等用毛刷現行涂刷,基層處理劑接縫膠粘劑、密封材料等應與鋪貼的卷材材料相容。
防水施工前,先將卷材表面清刷干凈;熱鋪卷材時,瑪渧脂涂刷均勻、壓實、擠密,確保卷材防水層與基層的粘結能力。
不應在雨天、大霧、雪天、大風天氣和環境平均溫度低于5度時施工,應防止基層受潮。應根據建筑物的使用環境和氣候條件選用合適的防水卷材和鋪貼方法,上道工序施工完,應檢查合格,方可進行下道工序。
卷材大面積鋪貼前,先做好節點密封處理,附加層和屋面排水較集中部位(如屋面與水落口連接處、檐口、天溝、檐溝、屋面轉角處、板端縫等)細部構造處理、分格縫的空鋪條處理等,由屋面最低標高處向上施工;鋪貼天溝、檐溝卷材時,順天溝、檐溝方向鋪貼,從水落口處向分水線方向鋪貼,盡量減少搭接。
上下層卷材鋪貼方向要正確,不能相互垂直鋪貼。相鄰兩副卷材的接頭相互錯開300mm以上。
疊層鋪貼時,上下層卷材間的搭接縫應錯開;疊層鋪設的各層卷材,在天溝與屋面的連接處應采取叉接法搭接,搭接縫要錯開;接縫留在屋面或天溝側面,不留在溝底,搭接無滑移、無饒邊。
高聚物改性瀝青防水卷材和合成高分子防水卷材的搭接縫,用材料性能相容的密封材料封嚴。面各道防水層或隔氣層施工時,伸出屋面各管道、井道及高出屋面的結構處,用柔性防水材料做泛水,高度不小于250mm。管道泛水不小于300mm.最后一道泛水用卷材,用管箍或壓條將卷材上口壓緊,再用密封材料封口。剛性防水屋面。
剛性防水層與山墻、女兒墻以及突出屋面結構的交接處留縫隙、做柔性密封處理。
細石砼防水層不直接攤鋪再砂漿基層上,與基層間設置隔離層,隔離層用紙胎油氈、聚乙烯薄膜、紙筋灰、1:3石灰砂漿。
在出屋面的管道處與防水層相交的陰角處,留設縫隙,用密封材料嵌填,并加設柔性防水附加層;收頭固定密封,其泛水做成圓弧形,并適當加厚。
在梯間墻與防水層之間應設置分隔縫,縫寬15-20mm,并嵌填密封材料,上部鋪貼防水卷材,離縫邊每邊寬度不小于100mm。
細石砼防水屋面施工除符合相關規范要求外還應滿足:①鋼筋網片采用焊接型網片。②砼澆搗時,先鋪2/3厚度砼,并攤平,再放置鋼筋網片,后鋪1/3的砼,振搗并碾壓密實,收水后分兩次收光。③格縫應上下貫通,縫內不得有水泥砂漿等雜物。待分格縫和周邊縫隙干凈干燥后用與密封材料相匹配的基層處理劑涂刷,待其表面干燥后立即嵌填防水油膏。密封材料底層填背襯泡沫棒,分格縫上口粘貼不小于200mm寬的卷材保護層④砼養護不小于14d。
C、屋面西部構造,天溝、檐溝
①天溝、檐溝增設附加層,采用瀝青防水卷材時,增鋪一層卷材;采用高聚物改性瀝青防水卷材或合成高分子防水卷材時,采用防水涂膜增強層。
②天溝、檐溝與屋面交接處的附加層空鋪,空鋪寬度不小于200mm;天溝、檐溝卷材收頭處密封固定。
③斜屋面的檐溝應增設附加層,附加層在屋面檐口處要空鋪200mm,防水層的收頭用水泥釘釘在混凝土斜板上,并有密封材料封口,檐溝下部做鷹嘴和寬度、深度100mm的滴水槽。女兒墻泛水、壓頂防水處理應符合下列要求:
①女兒墻為磚墻時卷材收頭可直接鋪壓再女兒墻的砼壓頂下,如女兒墻較高時,可在磚墻上留凹槽,卷材收頭壓入凹槽內并用壓條釘壓固定后,嵌填密封材料封閉,凹槽距屋面找平層的最低高度不小于250mm。
②女兒墻為砼時卷材的收頭采用鍍鋅鋼片壓條或不銹鋼壓條釘壓固定,釘距≤900mm,并用密封材料封閉嚴密;泛水采用隔熱防曬措施,在泛水卷材面砌磚后抹水泥砂漿或細石砼保護,或涂刷淺色涂料,或粘貼鋁箔保護層。D、水落口處防水處理符合要求: 水落口杯埋設標高應正確,考慮水落口設防時增加的附加層和柔性密封層的厚度及排水坡度加大的尺寸。
水落口周圍500mm范圍內坡度不小于5%,并先用防水涂料或密封材料涂封,其厚度為2-5mm,水落口杯與基層接觸處留寬20mm、深20mm的凹槽,以便嵌填密封材料。E、變形縫的防水構造處理符合要求,變形縫的泛水高度不小于520mm。防水層鋪貼到變形縫兩側砌體的上部。
變形縫內填聚苯乙烯泡沫塑料,上部填放襯墊材料,并用卷材封蓋。變形縫頂部加扣砼或金屬蓋板,砼蓋板的接縫用密封材料嵌填。F、伸出屋面管道周圍的找平層應做成圓錐臺,管道與找平層間應留凹槽,并嵌填密封材料;防水層收頭處,應用金屬箍箍緊,并用密封材料封嚴,具體構造應符合下列要求:
①管道根部500mm范圍內,砂漿找平層應抹出高30mm坡向周圍的圓錐臺,以防根部防水 ②管道與基層交接處預留200mm×200mm的凹槽,槽內用密封材料嵌填嚴密。③管道根部周圍做附加防水增強層,寬度和高度不應小于300mm。
④防水層貼在管道上的高度不應小于300mm,附加層卷材應剪出切口,上下層切縫粘貼時錯開,嚴密壓蓋。
⑤附加層及卷材防水層收頭處用金屬箍箍緊在管道上,并用密封材料封嚴。室內標高幾何尺寸控制施工措施 房屋標高(凈高)、軸線、板厚、門洞尺寸等幾何尺寸偏差對房屋感觀和使用功能有一定的影響,已引起人們越來越多的關注 施工方面
1、砌體標高、軸線等幾何尺寸的控制,砌體施工時應設置皮數桿。皮數桿上應標明皮數及豎向構造的變化部位,砌筑完每一層樓后,應及時彈出標高和軸線控制線。施工人員應認真記錄好測量記錄,并及時報監理驗收。
2、裝飾施工前,應認真復核房間的軸線、標高、門窗洞口等幾何尺寸,發現超標時應及時進行處理。(激光測距儀控制)
3室內尺寸允許偏差應付和下列規定: ①凈高度為:±18mm.②室內方正與垂直偏差小于0.3%,且小于15mm。樓板水平度:5mm/2m。
混凝土構件的軸線、標高等幾何尺寸控制
①砼構件的軸線、標高控制,施工過程中的測量放線由專人負責進行,各種測量儀器定期校驗 ②主體砼施工階段及時彈出標高和軸線的控制線(如墻面1m線、地面方正控制線)準確測量,認真記錄,并確保現場控制線標識清楚。
③模板支撐完成以后。要測量、校正模板的標高和平整度。④嚴格控制現澆板的厚度。再砼澆筑前做好現澆板厚度的控制標識。每2m范圍內設置一處。⑤樓地面水平結構構件施工完畢后,在柱、墻上抄出水平控制線,已控制住宅工程的建筑標高
⑥模板的背楞統一使用硬質木材或金屬型材,統一加工尺寸。澆筑混凝土墻板、柱時,在現澆樓面埋設Φ48的鋼管,增設斜撐,以增強模板的剛度和平整度。
⑦根據砼的側壓力,墻、柱自樓面向上采取下密上疏的原則布置對拉螺栓。⑧模板支撐完成后,要全面檢查模板的幾何尺寸,合格后方可進入下一道工序。室內方正偏差的測量方法見下圖:在任一邊量取不小于1m的距離AB,分別以A、B為圓心,AB長為半徑畫圓,其交點C與AB的中點D相連,測量D到平行于DC強面的距離DE和DC的延長線到平行于AB墻面交點F到平行于DC墻面的距離FG,兩距離相差小于0.3%,并小于15mm,即(FG-DE)/DE小于±0.3%,且FG-DE小于15mm
室內空間尺寸測量的控制點、線。在室內每個房間地面距縱橫墻體50cm處和中心點用十字交叉線標出凈高測量點,用激光測距儀測出每個房間5個點的凈高尺寸,具體見附圖。地下室結構裂縫、滲水措施
1、混凝土裂縫、滲水 施工方面、筑混凝土前,應考慮混凝土內外溫差的影響,采取適當得措施。、防水混凝土結構內設置的各種鋼筋或綁扎的低碳鋼絲不應接觸模板。固定模
板而穿過混凝土結構的螺栓應加焊止水環。拆模后,將留下的凹槽封堵密實,并在迎水面涂刷防水涂料。、用預拌混凝土,其質量指標應在合同條款中明確,施工時應加強現場監控力 度,安排專人檢測混凝土的塌落度,其和易性應滿足要求。、混凝土采用分層澆筑,泵送混凝土每層厚度宜為500~700mm,插入式振動 器分層振實,板面應用平板振動器振搗,排除泌水,進行二次收漿壓實。、防水混凝土水平構件表面宜覆蓋塑料薄膜或雙層草袋澆水養護,豎向構件宜 采用噴液養護液進行養護,養護時間不應少于14d。
2、變形縫滲、漏水 施工方面
地下工程在施工過程中,應保持地下水位低于防水混凝土500以下,并應排除地下水。金屬止水帶宜折邊,連接接頭應滿焊、焊縫嚴密。用木絲板和麻絲或聚氯乙烯泡沫塑料板作填縫材料時,隨砌隨填,木絲板和麻絲應經瀝青浸濕。
埋入式橡膠止水帶施工時,嚴禁在止水帶的中心圓環處穿孔,應埋設在變形縫橫截面的中部,木絲板應對準圓環中心。止水帶接長時,其接頭應銼成斜坡,毛面搭接,并應相應的膠粘劑粘結牢固。金屬止水帶接頭應采用相應的焊條滿焊。
采用膨脹止水條嵌縫,止水條應具有緩脹性能,使用時,應防止先期受水浸泡膨脹。
3、后澆帶縫滲、漏水 施工方面:
墻體不應留垂直施工縫。墻體水平施工縫不應留在剪力與彎矩最大處或底板與側墻交接處,應留在高出底板不小于300mm的墻體上。后澆帶施工縫澆筑混凝土前,應將其表面浮漿和雜物清除,并鑿到密實混凝土,再鋪設去石水泥砂漿。澆筑混凝土時,先澆水濕潤,再及時澆灌混凝土,并振搗密實。后澆帶混凝土應進行養護。沉降變形控制 施工方面:
施工前,應編制詳細的施工組織設計方案,并按規定程序審批。
施工機械必須簽訂合格,計量設備應經計量標定且能保證正常工作,主要工種施 工人員應持證上崗。
施工中采用的鋼材、水泥、砂石、外加劑、預制構件等材料應有出場合格證,進 場要進行外觀等檢查,需要進場檢驗的應按規定抽樣檢測,不符合要求的不得使用。采用樁基和地基處理的,若缺乏地區經驗時,必須在開工前進行施工工藝試驗。
設計等級為甲、乙的建筑物,單樁豎向承載力特征值Ra或地基處理后承載力特征值fspk應按規范根據靜載荷試驗確定。試驗數量不少于總樁數的1%,且不少于3根(處)。樁基工程施工,應確保有效樁長和進入持力層深度。當以樁長控制時,應有計量
措施保證;當以持力層控制時,預制樁沉管灌注樁等應嚴格控制壓力值(電流值、錘擊數)來確定進入持力層和進入持力層深度,鉆孔灌注樁應對持力層土性質進行鑒別驗收,載清孔、孔底沉渣(虛土)厚度滿足設計要求后,及時封底和澆筑混凝土。
樁基施工后,應有一定的休止期,擠土時砂土、黏性土、飽和軟土分別不少于14d、21d、28d,保證樁身強度和樁周土的超孔隙水壓力的消散和被擾動土體強度的恢復。樁基工程驗收前,按規范和相關文件規定進行樁身質量、承載力檢驗。檢驗結果 不符合要求的,載擴大檢測和分析原因后,由設計單位核算認可或出具處理方案進行加固處理。
宜興市第二建筑安裝工程公司
2007年3月25日 樂頤大廈工程 住 宅控 工制 程及 質預 量防 通措 病施
宜興市第二建筑安裝工程公司 2007、3、25 目錄
一、防止墻體裂縫施工措施
二、防止鋼筋混凝土現澆樓板裂縫施工措施
三、防止樓地面滲漏施工措施
四、防止外墻滲漏施工措施
五、防止門窗滲漏施工措施
六、防止屋面滲漏施工措施
七、室內標高幾何尺寸控制施工措施
八、地下室結構裂縫、滲水控制施工措施
第三篇:防止或減輕墻體裂縫的主要措施
防止或減輕墻體裂縫的主要措施
中圖分類號: TU973+.254 文獻標識碼: A 文章編號:
一、為防止或減輕由于砼屋蓋與墻體間和其它有關墻體開裂的措施,首先要了解裂縫產生的原因或特征。
引起砌體結構裂縫的因素很多,既有地基、溫度、徐變、干縮,也有設計疏忽、不合理、施工質量、材料不合格及缺乏經驗等,但最為常見的也是砌體規范著力要解決的“溫度裂縫”、“干縮裂縫” 以及“溫度和干縮裂縫”等。
1、溫度裂縫:主要有屋蓋和墻體間溫度差異引起變形應力過大產生的砌體房屋兩端墻體上的裂縫,如門窗邊的“正八字裂縫”,平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫及水平包角裂縫(含女兒墻)。這類裂縫,在所有塊體材料的墻體上均很普遍,既不論是低干縮性的燒結塊材,還是高干縮性的非燒結類快材,裂縫形態無本質區別,僅有程度上不同,而且分布位置也較集中,在房屋上層的兩側。
2、干縮裂縫:主要由于干縮性較大的塊材,如蒸壓灰砂磚粉煤灰磚、混凝土砌塊,隨著含水率的降低,材料會產生的干縮變形。干縮變形早期發展較快,以后逐步變慢。但干縮后遇濕又會膨脹,脫水后再次干縮,但干縮較小。這類干縮變形引起的裂縫,在建筑上分布廣、數量多,開裂的程度也較嚴重。最有代表性的裂縫分布為在建筑物底部一至二層窗臺部位的垂直裂縫或斜裂縫,在大片墻面上部較輕的豎向裂縫,以及不同材料和構件間差異變形引起的裂縫等。
3、溫度和干縮裂縫:墻體裂縫可能多數情況下由兩種或多種因素共同作用所致,但在建筑上仍能呈現出是溫度還是干縮為主的裂縫特征。
4、其它原因引起的裂縫:如設計方案不合理、施工質量和監督失控也常是重要的裂縫成因。
二、弄清或找出了砌體結構產生裂縫的特征或成因,并結合實際施工情況,即可研究防止或減輕砼屋蓋與墻體間的溫差變形和墻體干縮變形引起的頂層墻體的開裂的措施,下面介紹幾種主要措施。
1、根據砌體房屋墻體材料和建筑體型、屋面構造選擇適合的溫度伸縮區段(見表1)
砌體房屋伸縮縫的最大間距(m)表1
2、屋面設置有效的保溫或隔熱層。
3、采用裝配式有檁體系鋼筋砼屋蓋或瓦材屋蓋。
4、屋面保溫層或屋面剛性面層及砂漿找平層設置分隔縫,其間
距不大于6m,并與女兒墻隔開,縫寬不大于30mm。
5、在屋蓋的適當部位設置分隔縫,間距不宜大于20m。
6、當現澆砼挑檐或坡屋頂的長度大于12m時,宜沿縱向設置分隔縫或沿坡頂脊部設置分隔縫,縫寬不大于20mm,縫內用防水彈性材料嵌填。
7、當房屋進深大時,在沿女兒墻內側的現澆板處設置局部分隔縫,縫寬不大于20mm,縫內用防水彈性材料嵌填。
8在砼屋面板與墻體圈梁間設置滑動層。滑動層可采用兩層油氈夾滑石或橡膠片;對較長的縱墻可只在兩端的2~3個開間內設置,對橫墻各1/4墻長范圍內設置。
9、頂層屋面板下設置現澆砼圈梁,并沿內外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體內適當配置水平鋼筋。
10、頂層跳梁與圈梁拉通。當不能拉通時在跳梁末端下墻體內設置3道焊接鋼筋網片或2?6鋼筋,其從跳梁伸入兩邊墻體不小于1000mmm。
11、在頂層門窗洞口過梁上的水平灰縫內設置2~3道焊接鋼筋網片或2?6鋼筋,并應伸入過梁兩端內不小于600mm。
12、頂層墻體內適當增設構造柱。
13、女兒墻設構造柱,其間距不大于4m,構造柱應伸入女兒墻
頂,并與現澆砼壓頂梁澆在一起。
三、對與防止或減輕房屋其它部位墻體開裂的措施
根據砌體材料、結構形式選擇或采用下列構造措施:
(一)、增強砌體抗裂能力的措施
1、設置基礎圈梁或增加其剛度。
2、在底層窗臺下砌體灰縫中設置3道2?4鋼筋;或采用現澆砼配筋帶或窗臺板,灰縫鋼筋或配筋帶不小于3?8并應伸入窗間墻內不小于600mm。
3在墻體轉角和縱橫墻交接處沿豎向設置拉結鋼筋或鋼筋網片。對磚砌體拉結筋的數量每120mm厚度不小于1?6,豎向間距不小于500mm;對砌塊砌體拉結網片不小于2?4,豎向間距不小于600mm。拉結鋼筋和鋼筋網片埋入砌體的長度,從轉角墻或交接墻內側算起每邊不小于600mm。
4、對灰砂磚、粉煤磚砌體房屋尚宜在下列部位加強:
1)、在各層門窗過梁上方的水平灰縫內及窗下第一和第二道水平灰縫內設置焊接鋼筋網片或2?6鋼筋,其伸入兩邊窗間墻內不小于600mm。
2)、當實體墻的長度大于5m,在每層墻高中部設置2~3道焊接鋼筋網片或3?6的通長水平鋼筋,其豎向間距為500mm。
(二)、在墻體中設置豎向控制縫。
本措施可用于所有材料的砌體,但更適用于干縮變形較大的灰砂磚、粉煤灰磚、混凝土砌塊等砌體結構的裂縫控制,房屋墻體控制縫設置的位置和間距可按下列規定采用:
1、在建筑物墻體高度或厚度突然變化處,在門窗洞口的一側或兩側設置豎向控制縫;并宜在房屋陰角處設置控制縫;
2、對3層以下的房屋,應沿墻體的全高設置,對大于3層的房屋,可僅在建筑物的1~2層和頂層墻體的上列部位設置;
3、控制縫在樓、屋蓋的圈梁處可不貫通,但在該部位圈梁外側宜
留寬度和深度均為12mm的槽做成假縫,以控制可預料的裂縫;
4、控制縫的間距不宜大于9m;落地門窗口上緣與同層頂部圈梁下皮之間距離小于600mm者可視為控制縫;建筑物盡端開間內不宜設置控制縫;
5、控制縫可做成隱式,與墻體得得灰縫相一致,控制縫的寬度宜通過計算,且不宜大于14mm。控制縫應用彈性密封材料填縫。
四、綜上對防止或減輕墻體裂縫措施的闡述,可以總結出以下幾點,即“防”、“放”、“抗”原則:
1“防”,即適當的房屋構造處理,減少房屋與墻體的溫差,減少屋蓋與墻體的變形,效果最佳,通常采取的措施包括:
a、保證屋面保溫層的性能,采用低含水或憎水保溫材料,防止屋面滲漏,南方則加設屋面隔熱及通風層;
b、外表淺色處理,外墻、屋蓋刷白色,可使其內表面降溫,隔熱指標可顯著提高;
c、嚴格控制塊體材料的上墻含水率。
2“放”,即采用適當措施,允許屋面或墻體在一定程度上自由伸縮,如屋面設置伸縮縫、滑動層、墻體設置控制縫等,都能有效的降低溫度或干縮變形應力。
3“抗”,即通過構造措施,如設置圈梁、構造柱、心柱、提高砌
體強度,加強墻體的整體性和抗裂能力,以減少墻體變形、減少裂縫。
是砌體房屋普遍采用的抗裂構造措施。
了解和熟悉防止或減輕墻體開裂的措施及產生的原因不論是對保證設計質量還是施工質量都有重要意義,同時也能夠極大地。提高設計人員、施工人員和施工管理人員的技術水平。
第四篇:淺析混凝土墻體裂縫原因及處理措施
淺析混凝土墻體裂縫原因及處理措施
摘要:大體積混凝土結構厚、體形大、鋼筋密、混凝土數量多的特點,又具有超長結構溫度變形條件復雜、溫度裂縫控制要求高的特點。混凝土施工質量監理控制的關鍵就是如何因地制宜采取有效施工工藝和預防措施控制混凝土溫度變形裂縫的發生和開展。關鍵詞:大面積混凝土工程;地下室;裂縫;處理措施;質量控制
隨著城市建設的高速發展,大面積地下室混凝土結構工程越來越多。目前高層建筑混凝土地下室墻裂縫現象較為普遍,不僅因滲漏而影響使用,還會降低耐久性。混凝土分項工程作為混凝土主體結構質量的重要組成部分,是保證和實現單位工程自身結構安全和使用功能的關鍵。大體積混凝土產生裂縫的主要原因是混凝土硬化期間水泥水化過程中所釋放的水化熱使其表面溫度出現非均勻溫差產生拉應力而形成裂縫以及混凝土的溫度變形受到約束。如何采取有效的施工工藝和預防措施是控制溫度裂縫的關鍵。本文結合近幾年的工程實踐,就大面積地下室混凝土溫度變形裂縫的質量控制,談談一些工作方法和體會。
一、裂縫主要原因 1.混凝土收縮因素
從裂縫特征可見大多數均屬收縮裂縫。地下室混凝土墻收縮較大的主要原因有水泥用量過多、養護不良、粉煤灰摻量太大、泵送混凝土坍落度大、施工操作不合要求等。
2.設計方面因素
《混凝土結構設計規范》規定:現澆鋼筋混凝土墻伸縮縫的最大間距為20(露天)-30m(室內或土中),但實際工程中墻長均超過此規定。特別是一些工程設計突破了規范規定后,地下室墻的水平鋼筋仍按構造配置,這是墻較易裂縫的又一因素。3.溫差影響因素
包括混凝土內外溫差大、晝夜溫差、日照下混凝土陰陽面的溫差、拆模過早及結構跨季節氣溫變化差異大等因素的影響。4.地下室墻長期暴露因素
這類薄而長的結構對溫度、濕度變化較敏感,常因附加的溫度收縮應力導致墻體開裂。設計時地下室墻均按埋入土中或室內結構考慮。
5.混凝土施工質量差
原材料質量不良、配合比不當、使用過期的uea微膨脹劑、坍落度控制差,施工中任意加水以及混凝土養護不良等因素,均會導致混凝土收縮加大而裂縫。
施工縫設置不合理,施工縫處理不合要求,澆筑振搗不到位,是混凝土產生裂縫的另一影響因素。
覆土及回填土不及時,不能滿足設計要求的條件,結構外露時間長,環境溫度變化差異大,也是影響混凝土裂縫的主要原因。
二、裂縫處理方法
目前常用的地下室混凝土墻裂縫的處理方法有以下四類。有的工
程采用兩種方法同時使用,效果良好。1.灌漿法
灌漿材料常用的有環氧樹脂類、水溶性聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝等。其中環氧類及聚氨酯類材料來源廣,施工較方便,建筑工程中應用較廣;甲基丙烯酸甲酯粘度低,可灌性好,擴散能力強,不少工程用來修補縫寬≥ 0.05mm 的裂縫,補強和防滲效果良好。灌漿方法常用以下兩類:一類是用低壓灌入器具向裂縫中注入環氧樹脂漿液,便裂縫封閉,修補后無明顯的痕跡;另一類是壓力灌漿,壓力常用0.2~0.4mpa。2.充填法
用風鎬、鋼釬或高速旋轉的切割圓盤將裂縫擴大,形成v 形或梯形槽,清洗干凈后分層壓抹環氧砂漿或水泥砂漿、瀝青油膏、高分子密封材料或各種成品堵漏劑等材料封閉裂縫。當修補的裂縫有結構強度要求時,宜用環氧砂漿填充。3.表面涂刷加玻璃絲布法
目前常用的有聚氨酯涂膜或環氧樹脂膠料加玻璃絲布。環氧樹脂膠結料應經試配合格后方可使用。被處理表面應堅實、清潔、干燥均勻涂刷環氧打底料,凹陷不平處用膩子料修補填平,自然固化后粘貼玻璃絲布1~3 層。4.表面涂抹法
常用材料有環氧樹脂類、氰凝、聚氨酯類等。混凝土表面應堅實、清潔,有的表面根據材料要求還要求干燥。
三、預防地下室混凝土墻裂縫質量控制措施 1.設計方面
(1)沒有充分依據時,不得任意突破設計規范關于伸縮縫最大間距的規定。應注意滿足《混凝土結構設計規范》的要求:“位于氣候干燥地區、夏季炎熱且暴雨頻繁地區的結構或經常處于高溫作用下的結構,可按照使用經驗適當減小伸縮縫間距”,并明確覆土回填時間要求。
(2)設置后澆帶,以減小混凝土收縮應力。
(3)加強水平鋼筋的配置。應注意三個問題:第一,水平鋼筋保護層應盡可能小些;第二,防裂鋼筋的間距不宜太大,可采用小直徑鋼筋小間距的配筋方式;第三,考慮溫度收縮應力的變化增加配筋;第四,水平鋼筋應設置與豎向鋼筋外側。2.材料方面
(1)水泥:宜用低水化熱、鋁酸三鈣含量較低、細度不過細,礦渣含量不過多的水泥。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。如果一味追求較快的施工進度,盲目使用高強度等級早強水泥,必然導致高收縮及水化熱峰值的提前出現,這對控制墻板裂縫是很不利的。(2)砂、石:宜用中、粗砂,含泥量不大于2% ;石子宜用粒徑較大的連續級配、級配良好、含泥量不大于1% 的碎石或卵石。砂石料的含泥量必須嚴格控制,當砂石料含泥量超過規定,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生裂縫。
(3)摻減水劑,以減少混凝土用水量。
(4)摻人微膨脹劑,配制成補償收縮混凝土,本工程地下結構墻體抗滲混凝土摻水泥用量15%uea。
(5)摻用粉煤灰替代部分水泥,以降低水泥水化熱溫升。3.施工方面
(1)模板選用:對外露面積較大的混凝土墻體、氣溫變化劇烈的季節以及冬季不宜使用鋼模板。選用木模時,應充分濕潤,以利保濕和散熱。
(2)嚴格控制混凝土施工質量,盡量降低不均勻性。除控制混凝土制備和運輸中的質量外,還要注意混凝土澆筑時防止離析,振搗密實以免墻內出現薄弱面而產生裂縫。
(3)嚴格控制混凝土配合比、各材料摻量、水灰比,明確混凝土坍落度要求。
(4)合理設置施工縫,認真處理施工接縫,防止分層縫及冷縫的產生。
(5)采用科學合理的施工組織設計,根據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調,使上層混凝土在下層混凝土澆注后3-5h 內澆筑(不是控制在下層混凝土的初凝之前)。混凝土的初凝時間并不是混凝土不致出現冷縫的終凝時間,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,分層縫的出現也將使混凝土的整體性能降低。
(6)根據測溫記錄和氣象預報確定拆模時間,保證混凝土內外溫差不超過25℃,溫度陡降不超過10℃,拆模后應注意覆蓋和及時養護,保證拆模后混凝土表面與養護環境溫度不超過15℃。(7)條件具備的情況下,盡早安排覆土、肥槽土回填。(8)加強養護。結語
大面積地下室結構混凝土溫度裂縫質量控制的核心是控制混凝土溫度變形裂縫的發生和開展,是一項涉及到建設、設計、施工、監理、材料供應商、檢測等單位的系統工程。既要掌握裂縫產生后的處理方法,也要加強施工過程的事前控制、事中和事后控制,能使混凝土溫度裂縫控制質量得到有效保證。隨著對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學的不斷發展和建筑技術的提高,混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿的解決。
參考文獻:
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第五篇:土木工程專業大體積混凝土裂縫控制畢業論文
河北農業大學
現代科技學院本科畢業論文
題 目:大體積混凝土結構裂縫控制與研究
學 部: 工程技術學部
學生姓名: 王宗盛 專 業:
土木工程
班級學號: 20*** 指導教師姓名: 劉京紅 王印
指導教師職稱: 教授 副教授
2015 年 5月 20日
大體積混凝土結構裂縫控制研究
土木工程1001班 李軍輝 指導教師:劉京紅 王印
摘要:隨著我國經濟的發展,工程建設規模也越來越大型化、復雜化。這使得工業與民用建筑中的大體積混凝土溫度裂縫問題日益突出并成為具有相當普遍性的問題。大體積混凝土溫度裂縫問題十分復雜,它涉及到和工程結構相關的方方面面。對大體積混凝土基礎的溫度裂縫控制更是涉及到巖土、結構、建筑材料、施工、環境等多專業、多學科。大體積混凝土在硬化過程釋放的水化熱會產生較大的溫度變化,由此產生的溫度應力是導致混凝土出現裂縫的主要因素,從而影響結構的整體性、防水性和耐久性,并成為結構的隱患。因此,大體積混凝土在施工中必須考慮裂縫控制。總結分析了大體積混凝土溫度裂縫產生的原因以及控制措施,根據具體情況把這些措施靈活應用于具體大體積的基礎工程施工,在施工中對材料選擇、配合比、外加劑、施工布置、澆筑工藝、養護等幾個環節采取了嚴格的控制措施,并同時對基礎典型位置的內外溫度差進行了監測。針對基礎工程所采取的溫控措施和監測結果,為同類工程的施工提供了參考,也為進一步的理論研究提供了依據。
關鍵詞:
大體積混凝土;裂縫控制;水化熱;溫度應力
Research on Control to Cracks of Massive Concrete Structure
Abstract :With economic development of China, the scale of construction works is become more and more large and complicated.This makes the temperature cracks of massive concrete structure in industrial buildings become increasingly prominent with a universal problem.The problem of temperature cracks of Massive concrete is very complicated.It involves all aspects of the engineering structure.The control to massive concrete foundation temperature cracks is more related to rock, structure, building materials, construction, environmental, and other multi-disciplinary.The heat of hydration is released in the hardening process of massive concrete will cause a greater temperature changes.The resulting temperature stress is the main factors to cause concrete cracks, then it affect integrity, waterproof and durability of the structure, and it become a hidden danger of structure.Cracks control must be considered during the construction of massive concrete structure.The mechanism and control measures of temperature cracks of massive concrete foundation in this paper are analyzed.According to circumstances, these measures are applied in construction of the specific massive concrete foundation.Strict control measures are taken during the construction in the choice of materials, mix, additives, construction layout, pouring technology, conservation and other links, at the same time, temperature difference between the internal and external of the foundation in the typical locations are monitored.The monitoring results show that the temperature differences are all reasonable, cracks are avoided.In addition, control measures of temperature cracks are taken that are reasonable and effective.The temperature control measures and monitoring results not only provides a convenient for the similar construction projects, but also provides reference data for further theoretical research.Keywords: massive concrete;cracks control;hydration heat;temperature stress
目錄
第 1 章
緒
論................................................................................................1
1.1 課題的背景與實際意義.........................................................................1
1.1.1 大體積混凝土的定義................................................................1 1.1.2 大體積混凝土在工程上的應用................................................1 1.2 國內外研究現狀.....................................................................................2
1.2.1 國內情況......................................................................................2 1.2.2 國外情況......................................................................................2 1.3 本文研究的內容和研究方法.................................................................2
1.3.1 研究的內容..................................................................................2 1.3.2 研究的方法..................................................................................3
第 2 章 大體積混凝土裂縫產生的原因分析及預測........................................4
2.1 裂縫的種類.............................................................................................4
2.1.1 微觀裂縫......................................................................................4 2.1.2 宏觀裂縫......................................................................................4 2.2 大體積混凝土裂縫產生的原因分析.....................................................4
2.2.1 水化熱的影響..............................................................................5 2.2.2 內外約束的影響..........................................................................5 2.2.3 外界氣溫變化的影響..................................................................5 2.2.4 混凝土的收縮變形影響..............................................................5
第 3 章 大體積混凝土裂縫控制措施................................................................6
3.1 大體積混凝土裂縫控制措施.................................................................6
3.1.1 設計措施......................................................................................7 3.1.2 材料控制措施..............................................................................7 3.1.3 施工措施......................................................................................8 3.1.4 監測措施....................................................................................9 3.2 混凝土結構裂縫處理.........................................................................10 參考文獻..............................................................................................................1
1第 1 章
緒
論
1.1 課題的背景與實際意義
許多混凝土結構建筑物在建設工程中和使用工程中出現了不同程度、不同形式的裂縫,這是一個相當普遍的現象。它是長期困擾著建筑工程技術人員的技術難題。近代科學關于混凝土強度的細觀研究以及大量工程實踐所提供的經驗都說明,結構物的裂縫是不可避免的,裂縫是一種人們可以接受的材料特征,如對建筑物抗裂要求過嚴, 必將付出巨大的經濟代價; 科學的要求應是將其有害程度控制在允許范圍內。這些關于裂縫的預測、預防和處理工作,統稱之為“建筑物的裂縫控制”,這方面的科學研究工作是有重要的現實意義和技術經濟意義,大體積混凝土結構裂縫主要是由于變形作用引起的。
1.1.1 大體積混凝土的定義
對于大體積混凝土的定義,美國混凝土學會有過這樣的規定:“任何就地澆筑的大體積混凝土,其體積之大,必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題,以最大限度地減少開裂。”[1]日本建筑學會標準的定義是:“結構斷面的最小尺寸在 800mm以上,同時水化熱引起的混凝土內最高溫度與外界氣溫之差預計超過 25℃的混凝土,稱之為大體積混凝土。”[2]我國工程界認為當混凝土結構斷面尺寸大于 1m 時,就稱之為大體積混凝土。[3]文獻指出:在工業與民用建筑結構中,一般現澆的連續墻結構、地下構筑物及設備基礎等是容易由溫度收縮應力引起裂縫的結構,通稱為“大體積混凝土結構”。
從國內外對大體積混凝土的定義來看,大體積混凝土在幾何尺寸上較大,同時考慮了水泥水化熱引起的體積變化與裂縫問題。
1.1.2 大體積混凝土在工程上的應用
在水利工程中,大體積混凝土主要用于混凝土大壩的澆筑,如三峽大壩混凝土的澆筑,其混凝土澆筑規模之大舉世矚目;在橋梁工程中,主要用于橋墩的大體積混凝土澆筑;在工業與民用建筑結構中,大型設備基礎、高層建筑箱形基礎底板、筏式基礎底板、連續墻以及地下隧道都屬于大體積混凝土結構。隨著經濟實力的增強,我國高層或超高層建筑大量涌現,工程規模日趨擴大,結構形式也日趨復雜,大型工業與民用建筑中的一些基礎,其體積達幾千 m 3以上者屢見不鮮,而一些超高層的民用建筑的筏式基礎混凝土的體積有的達 1 萬 m 3以上,厚度達 2~4m,長度超過 100m。如上海金茂大廈大體積混凝土筏式基礎,厚度達 4m,混凝土總量為 13500 m 3。
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 國內情況
我國對于混凝土開裂方面研究較多,而在建筑工程中,對于荷載作用下已硬化混凝土開裂方面有些成果外,隨著大規模基本建設的進行,商品混凝土的應用所帶來的新問題,國內對非荷載作用下混凝土開裂的研究主要集中在開裂的原因和控制措施上。
黃土元教授[4]從混凝土材料本身分析了早期混凝土開裂的原因,施工單位為了提高工期過渡地追求早強水泥,水泥生產廠商為了適應市場的需要也追求早強,甚至“超早強”。而對早強混凝土早期性能的研究相對不足。不少水泥的 3 天強度已超過國家標準很多,過高的早期強度容易產生早期裂縫。同時高早強容易引起混凝土后期性能的劣化。
1.2.2 國外情況
從國外有關規范及一些重大工程的實際設計看出,對待建筑結構變形作用引起的裂縫問題,客觀上存在著兩類學派:
第一類,設計規范規定得很靈活,沒有驗算裂縫的明確規定,設計方法留給設計人員自由處理。對伸縮縫和沉降縫的設置,沒有嚴格規定,基本上按經驗設置,有許多工程不留伸縮縫,不留沉降縫,基本上采取“裂了就堵,堵不住就排”的實際處理手法。一些有關的裂縫計算則只作為參考資料而不作為規定。
第二類,設計規范有明確規定,對于荷載裂縫有計算公式并有嚴格的允許寬度限制。對于變形引起的裂縫沒有計算規定,只要按規范每隔一定距離留一條伸縮縫,荷載差別大,留沉降縫就認為問題不復存在了,即留縫就不裂的設計原則。
有關溫度對混凝土結構變形的影響,各國也有相應的規定。對于大體積混凝土的澆筑溫度,美國規定不超過 32℃;日本土木工程學會施工規范規定不超過 30℃,日本建筑學會規范規定不超過 35℃。前蘇聯規范規定:澆筑表面系數大于 3 的結構時,混凝土從攪拌站運出時的溫度不超過 30~35℃;原西德規范規定:新拌混凝土卸車時的溫度不得超過 30℃。在我國,《水工混凝土結構工程施工及驗收規范》(SDJ207-82)規定:大體積混凝土澆筑溫度不宜超過 28℃;而在《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)中僅規定:“基礎大體積混凝土連續澆筑時,應實測內部溫差”,但并無具體控制值。
1.3 本文研究的內容和研究方法
1.3.1 研究的內容
1).結合工程實踐研究大體積混凝土裂縫產生的原因
大體積混凝土施工過程中,由于混凝土中水泥的水化作用是放熱反應,大體積混凝土自身又具有一定的保溫性能,因此其內部溫升幅度較其表面的溫升幅度要大得多,而在混凝土升溫峰值過后的降溫過程中,內部降溫速度又比其表層慢得多,在這些過程中,混凝土各部分的熱脹冷縮(稱為溫度變形)及由于其相互
約束及外界約束的作用而在混凝土內部產生的應力(稱為溫度應力),是相當復雜的。一旦溫度應力超過混凝土所承受的拉力極限值時,混凝土就會出現裂縫。這是混凝土澆筑后由于溫升影響產生的第一種裂縫。
由于溫升影響產生的第二種裂縫是收縮裂縫。這種裂縫產生在混凝土的降溫階段,即當混凝土降溫時,由于逐漸散熱而產生收縮,再加上混凝土硬化過程中,由于混凝土內部拌合水的水化和蒸發,以及膠質體的膠凝等作用,促使混凝土硬化時收縮。這兩種收縮,在收縮時由于受到基底或結構本身的約束,會產生很大的收縮應力(拉應力),如果產生的收縮應力超過當時的混凝土抗拉強度,就會在混凝土中產生收縮裂縫,這種收縮裂縫有時會貫穿全斷面,成為結構性裂縫,帶來嚴重的危害。
2).研究大體積混凝土裂縫控制的技術措施
設計方面:采用留永久變形縫作法或設置后澆帶;合理的平面和立面設計,避免截面的突變,從而減少約束應力:合理布置分布鋼筋,盡量采用小直徑、密間距,變截面處加強分布筋;避免用高強混凝土,盡可能選用中低強度混凝土,采用 60 天或 90 天強度;采用滑動層來減小基礎的約束。
材料方面:科學地選用材料配比,用較低的水灰比、水和水泥用量;選用中熱或低熱的水泥品種;摻加外加劑;摻加粉煤灰減少水泥用量;嚴格控制砂石骨料的含泥量。
施工方面:用保溫隔熱法對大體積混凝土進行養護;控制水化熱溫升,混凝土中心與表面的最大溫差不高于 25℃;控制降溫速度;用草袋和塑料薄膜進行保溫和保濕;用冷卻水管來降低水化熱,或使用微膨脹混凝土;采用分層澆筑或跳倉澆筑方法。
1.3.2 研究的方法
本文結合大慶石化高壓聚乙烯裝置防爆壩承臺施工實踐,采取相應的裂縫控制措施,監控大體積混凝土溫度,分析溫度曲線,研究分析了大體積混凝土溫度裂縫的產生機理,分析裂縫的主要影響因素。從設計、原材料、配合比、外加劑、施工工藝等幾方面研究大體積混凝土的溫度應力、開裂原因和裂縫控制措施,驗證裂縫控制措施的效果。
第 2 章 大體積混凝土裂縫產生的原因分析及預測
2.1 裂縫的種類
文獻[6]指出,按混凝土的裂縫寬度不同,可將混凝土裂縫分為“微觀裂縫”和“宏觀裂縫”兩種。
2.1.1 微觀裂縫 世紀 60 年代以來,通過混凝土的現代試驗研究設備(如各種實體顯微鏡、X 光照相設備等),可以證實在尚未承受荷載的混凝土結構中存在著肉眼看不見的微觀裂縫。其寬度為 0.05 m m 以下。微觀裂縫主要有粘結裂縫,水泥石裂縫和骨料裂縫三種。
2.1.2 宏觀裂縫
混凝土中寬度不小于 0.05 m m 的裂縫是肉眼可見裂縫,亦稱宏觀裂縫。宏觀裂縫是微觀裂縫不斷擴展的結果。
宏觀裂縫又可分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫三種,見圖2-1
2.2 大體積混凝土裂縫產生的原因分析
大體積混凝土施工階段產生的溫度裂縫,是其內部矛盾發展的結果。一方面是混凝土由于內外溫差產生應力和應變,另一方面是結構的外約束和混凝土各質點的約束阻止了這種應變,一旦溫度應力超過混凝土能承受的極限抗拉強度,就會產生不同程度的裂縫。
2.2.1 水化熱的影響
水泥在水化反應過程中會產生大量的熱量。這是大體積混凝土內部溫升的主要熱量來源。試驗證明每克普通硅酸鹽水泥放出的熱量可達 500J。由于大體積混凝土截面厚度大,水化熱聚集在結構內部不易散發,所以會引起混凝土結構內部急驟升溫。在水利工程中一般為 15~25℃ [7]。而建筑工程中一般為 20~30℃,甚至更高。試驗表明,水泥水化熱在 1~3 天內放出的熱量最多,大約占總熱量的 50%左右,混凝土澆筑后的 3~5 天內,混凝土內部溫度最高。
建筑結構混凝土強度等級日趨提高,但有許多結構不適當的選擇了過高的強度等級。習慣上認為:“強度等級越高安全度越大,就高不就低,提高混凝土強度沒壞處”。
2.2.2 內外約束的影響
各種混凝土結構在變形變化中,必然受到一定的約束,從而阻礙其自由變形,阻礙變形的因素稱為約束條件。約束又分為內約束和外約束。
1).外約束
一個物體的變形受到其他物體的阻礙,一個結構的變形受到另一個結構的阻礙,這種結構與結構之間,物體與物體之間的相互牽制作用稱作“外約束”。由于各種建筑結構所處的具體條件不同,便在結構之間產生不同程度的約束,按約束程度的大小,外約束又分為無約束(自由體)、彈性約束和全約束(嵌固體)三種。
2).內約束
一個物體或一個構件本身各質點之間的相互約束作用,稱為“內約束”。沿著一個構件截面各點可能有不同的溫度和收縮變形,引起連續介質各點間的內約束應力。結構物的裂縫中,非貫穿的表面裂縫占 60%~70%。其開裂原因主要是變形變化引起的自約束應力。當各種大體積混凝土厚度大于或等于 500mm時,就可能由于水化熱的不均勻降溫和不均勻收縮引起的顯著的自約束應力,導致表面開裂。
2.2.3 外界氣溫變化的影響
大體積混凝土結構在施工階段,外界氣溫的變化對防止大體積混凝土開裂有著重大影響。因為外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也愈高;而如果外界溫度下降,又增加混凝土的降溫幅度,特別是氣溫驟降,會大大增加外層混凝土與內部混凝土的溫度梯度,因而會造成過渡的溫度應力,易使大體積混凝土出現裂縫。
混凝土的內部溫度是由水化熱的絕熱溫升、澆筑溫度和結構物的散熱溫度等各種溫度的疊加之和組成,而溫度應力則是由溫差所引起的溫度變形造成的;溫差愈大,溫度應力也愈大。同時,在高溫條件下,大體積混凝土由于厚度大,不易散熱。
2.2.4 混凝土的收縮變形影響
1).混凝土的收縮
大部分混凝土結構裂縫的原因是由于變形作用引起的,而變形作用包括溫度、濕度及不均勻沉降等。在幾種變形中,濕度變化引起的裂縫又占主要部分。混凝土重要組成部分是水泥和水,通過水泥和水的水化作用,形成膠凝材料,將松散的砂石骨料膠合成為人工石體——混凝土。
混凝土中含有大量空隙、粗孔、及毛細孔,這些空隙中存在水分,水分的活動影響到混凝土的一系列性質,特別是產生“濕度變形”的性質對裂縫控制有重要作用。混凝土中的水分有化學結合水、物理—化學結合水和物理力學結合水三種。
2).收縮的種類
①自生收縮
混凝土硬化過程中由于化學作用引起的收縮,是化學結合水與水泥的化合結果,也稱為硬化收縮,這種收縮與外界濕度變化無關。
②塑性收縮
混凝土澆筑后 4~15 小時左右,水泥水化反應激烈,分子鏈逐漸形成,出現泌水和水分急劇蒸發現象,引起失水收縮,是在初凝過程中發生的收縮,也稱之為凝縮,此時骨料與膠合料之間也產生不均勻的沉縮變形,都發生在混凝土終凝之前,即塑性階段,故稱為塑性收縮。
③碳化收縮
大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發生化學反應引起的收縮變形稱為碳化收縮。
④干縮(失水收縮)
水泥石在干燥和水濕的環境中要產生干縮和濕漲現象,最大的收縮是發生在第一次干燥之后,收縮和膨脹變形是部分可逆的。
3)、收縮的影響因素
水泥用量越大,用水量越大,表現為水泥漿量越大,塌落度大,收縮越大,因此避免雨中澆筑混凝土,遇小雨,應采取防雨措施(特別是下料部位)并調整水灰比。
4)、混凝土的體積變形
混凝土在水泥水化過程中要產生一定的體積變形,成為“自由體積變形”。混凝土的收縮機理比較復雜,其主要原因,可能是內部空隙水蒸發變化時引起的毛細管引力。收縮在很大程度上是有可逆現象的。如果混凝土收縮后,再處于水飽和狀態,還可以回復膨脹并幾年達到原有的體積。干濕交替將引起混凝土體積的交替變化,這對混凝土是很不利的。
第 3 章 大體積混凝土裂縫控制措施
3.1 大體積混凝土裂縫控制措施
實踐經驗表明,現有大體積混凝土結構的裂縫,絕大多數是由溫度裂縫原因而產生的。防止產生溫度裂縫是大體積混凝土研究的重要課題,我國自 20 世紀 60 年代開始進行研究,目前已積累了很多成功的經驗。工程上常用的防止混凝土裂縫的措施主要有:①采用中、低熱的水泥品種;②對混凝土結構進行合理的分縫分塊;③在滿足強度和其它性能要求的前提下,盡量降低水泥用量;④摻加適宜的外加劑;⑤控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度;⑥選擇適宜的集料;⑦預
埋水管、通水冷卻、降低混凝土的出機溫度和澆筑溫度;⑧采用表面保護、保溫隔熱措施,降低內外溫差;⑨采取防止大體積混凝土裂縫的結構措施。
3.1.1 設計措施
1).設置后澆帶
在現澆整體式鋼筋混凝土結構中,只在施工期間保留的臨時性施工縫,稱為“后澆帶”。該“后澆帶”根據具體條件,保留一定時間后,在進行填充封閉,后澆成連續整體的無伸縮縫結構。因為這種縫只在施工期間存在,所以是一種特殊的施工縫。但是,又因為它的目的是取消結構中的永久性變形縫,與結構的溫度收縮應力和差異沉降有關,所以它又是一種設計中的伸縮縫和沉降縫,一種臨時性的變形縫。它既是施工措施,又是設計手段。
2).合理配置鋼筋
在常溫和允許應力狀態下,鋼筋的性能是比較穩定的,其與混凝土的熱膨脹系數相差不大。
3).設置滑動層
為了減小混凝土由于邊界存在約束而產生溫度應力,在與外約束的接觸面上全部設置滑動層,則結構計算長度可折減約一半。
4).避免應力集中
在結構的孔洞周圍,變斷面轉角部位,轉交處等,由于溫度變化和混凝土收縮,會產生應力集中而導致混凝土裂縫。為此,可在空洞四周增配斜向鋼筋、鋼筋網片;在變斷面處避免斷面突變,可作局部處理使斷面逐漸過渡,同時增配一定量的抗裂鋼筋,這對防止裂縫產生是有很大作用的。
5).設置緩沖層
設置緩沖層,即在高低底板交接處、底板地梁處等,用 30~50mm 厚的聚苯乙烯泡沫塑料作垂直隔離,以緩沖基礎收縮時的側向壓力。
6).設置應力緩和溝
3.1.2 材料控制措施
1).水泥品種選擇和用量控制
大體積混凝土結構引起裂縫的主要原因是:混凝土的導熱性能較差,水泥水化熱的大量積聚,使混凝土出現早期溫升和后期溫降現象。因此,控制水泥水化熱引起的溫升,即減少混凝土內外溫差,對降低溫度應力,防止產生溫度裂縫將起到十分重要的作用。
2).摻加外加料
大體積混凝土一般體積都較大,其主要特征:結構厚、混凝土量大,水泥水化熱使結構產生溫升和收縮變形,因此混凝土裂縫控制是一個十分關鍵的技術。為了保證混凝土的整體性,密實性和耐久性不受影響,在大體積混凝土中摻入外加劑和外摻料,充分利用它們各自的優點,相互補充并采取科學的施工工藝及合理的混凝土養護措施來控制裂縫,防止滲漏,從而保證大體積混凝土的施工質量。混凝土中常用的外加料主要是外加劑和摻合料。
3).集料的選擇
大體積混凝土所需的強度并不是很高的,所以組成混凝土的砂石料比高強
混凝土要高,約占混凝土總質量的 85%左右,正確選用砂石料對保證混凝土質量、節約水泥用量、降低水化熱量、降低工程成本是非常重要的。集料的選用應根據就地取材的原則,首先 考慮成本較低、質量優良、滿足要求的天然砂石料。3.1.3 施工措施
1).控制混凝土出機溫度和澆筑溫度
為了降低大體積混凝土的總溫升,減少結構物的內外溫差,控制混凝土出機溫度和澆筑溫度同樣非常重要。
① 控制混凝土的出機溫度
根據攪拌前混凝土原材料總的熱量與攪拌后混凝土總的熱量相等的原理,可用下公式計算
T0=[(CS+CWQS)WSTS+(Cg+CwQg)WgTg+CcWcTc+Cw(WwQsWc-QgWs)Tw]/(CsWs+CgWg+CwWw+CcWc)
(3-1)
式中
CS,Cg,Cc,Cw—分別為砂、石、水泥、和水的比熱,J/Kg·℃;
Ws,Wg,Wc,Ww—分別為每 m3砂、石、水泥、和水的用量,Kg;
TS,Tg,Tc,Tw—分別為砂、石、水泥、和水的拌合溫度,℃;
QS,Qg—分別為砂、石的含水量,%。
計算時一般取 CS= Cg= Cc=800(J/Kg·℃);
Cw=4000(J/Kg·℃)。
由以上計算公式可以看出,在混凝土原材料中,砂石的比熱比較小,但占混凝土總質量的 85%左右;水的比熱較大,但它占混凝土總質量的 6%左右。因此,對混凝土出機溫度影響最大的是石子的溫度,砂的溫度次之,水泥的溫度影響最小。為了降低混凝土的出機溫度,其最有效的辦法就是降低砂、石的溫度。如在氣溫較高時,為防止太陽的直接照射,可在砂石堆料場搭設簡易的遮陽裝置,砂石溫度可降低 3~5℃。在拌合前用冷水沖洗粗集料,在儲料倉中通冷風預冷,再加上冰屑拌合,可使混凝土的出機溫度達到 7℃的要求。
② 控制混凝土的澆筑溫度
混凝土從攪拌機出料后,經攪拌車或其它工具運輸、卸料、澆筑、平倉、振搗等工序后的混凝土溫度稱為混凝土澆筑溫度。
2).大體積混凝土配合比的控制
① 當大體積混凝土的強度等級為 C20 以上時,經設計單位同意,可利用混凝土 60天的后期強度作為混凝土強度評定、工程交工驗收及混凝土配合比設計的依據。這樣有利于降低大體積混凝土工程施工中因水泥水化熱引起的溫升,達到降低溫度應力的目的,同時也節約施工及保溫養護費用。
② 大體積混凝土配合比的選擇,在保證基礎工程設計所規定強度、耐久性等要求和滿足施工工藝特性的前提下,應按照合理使用材料、減少水泥用量和降低混凝土的絕熱溫升的原則進行選擇。
3).混凝土的澆筑與養護 ① 澆筑方案
混凝土的澆筑方法可用分層連續澆筑或推移式連續澆筑
對于工程量較大、澆筑面積也大、一次連續澆筑層厚度不大(一般不超過 3m),且澆筑能力不足時的混凝土工程,宜采用推移式連續澆筑法。
②
采取分層澆筑混凝土時,水平施工縫的處理 ③
混凝土的拌制、運輸
4).大體積混凝土的冬期施工
在工業與民用建筑鋼筋混凝土結構的冬期施工中,主要是防止早期混凝土被凍問題;而在大體積混凝土的冬期施工中,情況有所不同,除了防止早期混凝土被凍壞外,還存在著控制溫差、防止裂縫的問題,而且防凍與防裂之間往往還存在著矛盾。在設計和施工中,必須妥善解決這個矛盾,兼顧防凍與防裂兩方面的要求。這是大體積混凝土冬期施工的主要特點。
⑴ 大體積混凝土冬季施工的原則
連續 5 天日平均氣溫 5℃以下,即進入混凝土的冬期施工階段。
大體積混凝土冬期施工應兼顧防凍與防裂兩方面的要求,因此應遵循以下三條基本原則:
①砂、石等原材料中不能含有凍塊,混凝土拌和物也應該具有一定的溫度,以保證在運輸和澆筑過程中不致凍結。
②混凝土在達到臨界強度之前不能受凍,以免混凝土內部結構受到破壞,最終強度受到損失。
③混凝土的內外溫差和最高溫度均不能超過規定數值,以免發生裂縫,破壞結構的整體。
⑵ 大體積混凝土冬期施工的技術措施
為了使上述冬期施工的原則得到滿足,必須采取一系列技術措施。
①混凝土出機溫度與澆筑溫度的選擇
②基礎及冷壁的預熱
在澆筑混凝土以前,對基礎、預埋鐵件及與新混凝土接觸的冷壁(老混凝土、預制混凝土模板等),應用蒸汽清除所有的冰、雪、霜凍,并使其表面溫度上升。
③原材料加熱
水的加熱可用鍋爐、電熱或蒸汽,砂料加熱可用封閉的蛇形管,石料加熱使用蒸汽最方便。
④運輸中的保溫
運輸中的熱量損失與運輸工具有關。如使用大型運輸罐,熱損失一般不大。⑤澆筑過程中減少熱量損失
混凝土是分層澆筑的,每層厚度 200-500mm,由于厚度薄,散熱面積大,澆筑過程中的熱量損失是很大的。
⑥保溫養護
混凝土澆筑完畢以后,應采取嚴格的保溫養護措施,使混凝土強度得到充分發展。
3.1.4 監測措施
大體積混凝土的溫控施工中,除應進行水泥水化熱的測定外,在混凝土澆筑過程中還應進行混凝土澆筑溫度的監測,在養護過程中應進行混凝土澆筑塊體升降溫、內外溫差、降溫速度及環境溫度等監測。這些監測結果能及時反饋現場大體積混凝土澆筑塊內溫度變化的實際情況,以及所采用的施工技術措施的效果,為工程技術人員及時采取溫控對策提供科學依據。
3.2 混凝土結構裂縫處理
盡管對大體積混凝土結構采取各種各樣的防裂措施,但是工程實踐證明,由于各種復雜因素的影響,在混凝土澆筑不久或在施工期間就會出現裂縫。裂縫的一般修補方法有:表面修補法、內部修補法、結構加固法。
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