混凝土裂缝的成因及控制.docx

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云南财税管理学院毕业论文题目: 混凝土裂缝的成因及控制 年级: 专业: 姓名: 谷 键 摘 要混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。混凝土是一种非均质脆性材料,由骨料、水泥石以及其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下,硬化并产生体积变形,由于各种材料变形不一致,互相约束而产生初始应力,造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯,在荷载或应力作用下,裂缝开始扩展,并逐渐互相贯通,从而出现较大的肉眼可见的裂缝,称为宏观裂缝,即通常所说的裂缝。开裂发生的原因可能是原材料的选取与配合比的选择不当、施工方法和措施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等。混凝土所产生的温度收缩、干燥收缩、不均匀沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂。在实际工程中, 往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。宽度小于或等于0.05mm的裂缝通常对使用无大的危害, 叫做无害裂缝, 而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力, 而且直接影响结构耐久性, 缩短使用寿命。施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝, 或减少裂缝的数量和宽度, 特别是避免出现有害裂缝。针对混凝土裂缝产生的原因,在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝发展的措施。混凝土裂缝的处理方法:表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。关键词:混凝土; 裂缝; 成因;控制;目 录一 、混凝土裂缝的类型及成因1(一)设计原因1(二)材料原因2(三)混凝土配合比设计原因2(四)施工及现场养护原因2(五)使用原因(外界因素)3(六)混凝土因自身特性产生裂缝4(七)化学反应引起的裂缝7(八)混凝土结构受力裂缝8二、 混凝土裂缝的预防措施8(一)设计方面9(二)材料选择10(三)混凝土配合比设计10(四)施工方面11(五)管理方面14(六)环境方面15三、混凝土裂缝的处理方法15(一)表面处理法15(二)填充法15(三)灌浆法15(四)结构补强法16(五)混凝土置换法16(六)电化学防护法16(七)仿生自愈合法16混凝土裂缝的成因及控制一 、混凝土裂缝的类型及成因造成混凝土裂缝的原因是多方面的,一般而言,可分为混凝土自身原因和外部原因两大类。在此,我们就按此分类谈谈常见裂缝的成因。裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题,解决裂缝控制问题应当采取综合方法。由六项主要因素组成的控制链见图1.1。 结构 材料 施工 工程结构裂缝控制链 地基 环境 裂缝处理 图1.1 工程结构裂缝控制链(一) 设计原因 1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。 2.设计中对构件施加预应力不当,造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。 3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。 4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。 5.设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。6.菏载收缩,使用环境温度变化,管线配置不当,保护层厚度不足,抗温度收缩配筋不足。(二) 材料原因 1.粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。 2.骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。 3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。 4.水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。 5.水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。(三) 混凝土配合比设计原因 1.设计中水泥等级或品种选用不当。 2.配合比中水灰比(水胶比)过大。 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。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,导致混凝土离淅、泌水、保水性不良,增加收缩值。 5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。 (四) 施工及现场养护原因 1.施工不当造成的裂缝 混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝。2.在施工中,不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响 振捣时间过短,或振捣不到位,混凝土都无法达到密实状态;而如果振捣时间过长,石子下沉上面砂浆偏多,该处水泥较多,干缩变形也就较大,收缩不均匀也容易产生裂缝。3.模板、垫层过于干燥 模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够,过于干燥,则模板吸水过大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。4.抹干压光造成的裂缝 过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面, 形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。5.养护不当造成的裂缝 过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,如干燥过快,则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素,一般情况下,在混凝土初凝时,需开始养护。养护措施要合理,应该采用麻袋覆盖浇水养护,以保证混凝土表面能够充分的湿润,养护时间应在7 天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著,将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间,更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。6.后浇带施工不慎而造成的裂缝 为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力, 规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝:板的后浇带不支模板,造成斜坡槎;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。7.砼的弹性变形及支座处的负弯矩 施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都叮直接造成混凝上的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护,将会造成支座的负弯矩,导致板面出现裂缝。此外,大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负弯矩造成横向裂缝。这些因素都会造成砼较大的收缩,产生龟裂裂缝或疏松裂缝,致使砼微观裂缝迅速扩展,形成宏观裂缝。养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下,砼硬化正常,不会开裂,但只适用于试块或是工厂的预制件生产,现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到,现场砼养护越接近标准条件,砼开裂可能性就越小。 (五) 使用原因(外界因素) 1.构筑物基础不均匀沉降,产生沉降裂缝。 2.野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。 3.周围环境影响,酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。 4.意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。5.使用中短期或长期超载。6.结构构件各区域温度、湿度差异过大。(六) 混凝土因自身特性产生裂缝1、收缩裂缝 收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工程中,混凝土总是受到各种约束的,如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。一般来讲,混凝土受到的约束越大,其产生的收缩裂缝越多或越宽。由于混凝土体积收缩是因为水份蒸发、干燥导致的,因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝。因为混凝土中的水份蒸发通常情况下主要在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右时间内完成的,尤其在硬化过程中水份蒸发速率相对较大;因而,相应地收缩裂缝出现的时间一般在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右的时间内,通常情况下,混凝土拆模时收缩裂缝就已基本形成,有时只是因为裂缝太细、太窄不易被发觉,之后随着混凝土水份的进一步蒸发,其收缩裂缝逐渐变粗,或者由于产生渗漏等情况,才被发觉。一般情况下,几个月以后,混凝土体内多余水份蒸发已基本完成,混凝土内湿度与环境湿度基本趋于一致,因而收缩裂缝的宽度发展也趋于停止,处于相对稳定状况。当然,之后还将随着环境湿度和温度的变化而略有变化,当环境湿度变大时,混凝土将吸取空气中的水份,而收缩裂缝变窄些,反之当环境湿度变小时,混凝土收缩裂缝将变宽些。另外,还随着环境温度变化,混凝土也将产生热胀冷缩现象,因而收缩裂缝也会随着环境温度的升高而变窄些,反之,随着环境温度的降低而变宽些。这种变化可分为:早期体积变化、硬化过程的体积变化、硬化后的体积变化。见表1表1 混凝土体积变化分类体积变初始体积变化沉降、收缩早期干燥收缩(塑性收缩)硬化过程的体积的变化干燥收缩:伴随着干燥而发生的收缩自收缩:水泥浆结构形成后,由于水泥水化吸收毛细管水,毛细管产生张力产生的收缩硬化后的体积变化自收缩:水泥浆结构形成后,由于水泥水化吸收毛细管水,毛细管产生张力产生的收缩干湿而产生:润湿、干燥的反复作用由于温度而产生体积变化:由常温到高温,或由高温到低温而产生的体积变化水化收缩水泥水化物的绝对体积比水化前水泥的绝对体积和水的体积小而产生的收缩。这种收缩成为宏观收缩的一部分;但水化收缩大部分变成水泥石中的孔隙如果混凝土的体积变化受到束约,且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时,就会产生开裂。可以说,混凝土自身收缩是其固有的物理特性,而由此类原因产生的收缩裂缝,占常见裂缝的绝大多数。(1) 干燥收缩 由于水泥混凝土的脱水干燥,其长度或体积会有所减少,称干燥收缩。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的干缩引起的;水泥石的收缩比混凝土大,约为普通混凝土的1d的龄期为基准,相对湿度70 %左右的环境下,最终的收缩变形为左右。影响其干缩变形的主要原因可分为内外两方面原因: 内因涉及单方水泥用量、用水量、水灰比、骨料(品种和单方用量) 以及构件大小(厚度) ;外因则涉及环境相对湿度、干燥时间等。(2) 水化收缩 水泥和水反应后生成物体积,会比反应前水泥和水的体积减小;水化反应的同时,绝对体积也会减少,即产生水化收缩。(3) 混凝土自身收缩 所谓自身收缩,是指在外部无水分供应时,水泥浆的骨架形成后,伴随着水泥水化反应的逐步完成,水泥浆中的水被消耗,会形成弯液面而发生负压,出现的收缩现象。(4) 干湿引发的体积变化 硬化后混凝土结构虽然是稳定的,但在水中或者高湿度的地方,会由于吸水而产生膨胀,称之为润湿膨胀。影响其膨胀率的主要原因有:混凝土中单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料以及构件的大小(厚度) 、混凝土浸水前的干燥状态以及水中存放期限等。2、温度裂缝 温差裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。但这其中可分为二类。一类为由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂的。这一般发生在厚度lm的大体积混凝土中,出现时间一般在混凝土硬化过程中和硬化早期,其温度变化来源于水泥水化反应过程中所释放的水化热,在混凝土表面由于热量散发较混凝土内部快,因而在混凝土表面和内部形成一个温度梯度,产生温差,从而产生温度应力,当温度应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,此类裂缝宽度一般情况下不会超过03mm,但若施工过程中控制不当,温差过大,有时局部也会超过03mm。此类裂缝有贯穿的,也有不贯穿的。对于对大体积混凝土,温升引起的膨胀是极其危险的。由于混凝土体积大,聚积在内部的热量不易散发,导致混凝土内部温度就显著升高;而混凝土表面散热较快,这样便形成较大的内表温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时,就会在混凝土表面产生表面裂缝。同时,随着水化反应的减弱,混凝土将逐渐降温,这个降温过程则会引起混凝土的收缩变形;加上混凝土多余水分蒸发也会引起的体积变形,当它们受到地基和结构边界的约束,会产生较大的收缩应力(拉应力) ,当该收缩应力超过混凝土抗拉应力时,混凝土会产生贯穿整个截面的裂缝。另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的,而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就开裂。此类裂缝出现的时间较晚,一般在混凝土硬化后12年出现,一旦出现通常是贯穿的,宽度一般03mm,但个别局位也会超过03mm。例如,在建筑物的东西两端墙角混凝土楼板处,由于墙角两侧的混凝土墙体受太阳的照射,温度升高,产生膨胀,从而对与之相连的混凝土楼板产生两个垂直方向的拉应力,其合力为45方向,若该拉应力大于混凝土楼板的抗拉强度时,则在墙角处的混凝土楼板会在与外界45拉应力合力方向相正交的方向产生45的斜裂缝。影响温度裂缝的主要因素有:水泥品种、水泥浆量、构件形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。3、沉陷(塑性) 收缩裂缝的成因 塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混摄土刚刚终凝而强度度小时受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板厚度不足模扳支撑间距过大或支撑底部松动所致,特别是在冬季,摸板支撑在冻土上冻土化冻后产生不均匀沉障,致使混凝土结构产生裂缝 此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关一般沿与地面垂直或呈3O一45方向发展, 较大的沉陷裂缝往往有一定的错位裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。(七) 化学反应引起的裂缝碱骨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的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措越进行预防。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。钢筋在混凝土中腐蚀是电化学(原电池) 的反应过程。决定钢筋腐蚀反应的基本因素是电位差、水和氧缺一不可,实际腐蚀速度大多不是受制于氧的供应。cl 是钢筋腐蚀反应的最强烈的活化剂, cl 能破坏钢筋表面钝化膜从而引发腐蚀,也能增高溶液导电性、增大电位差、加速腐蚀反应;所以当混凝土中掺有氯盐或掺入cl 时就容易引发钢筋锈蚀,现实工程中的钢筋锈蚀病害大多起因于此。混凝土中钢筋表层腐蚀或铁锈后,体积可增加几倍,挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于径向胀压力的拉应力,拉应力超过混凝土的承耐能力就将在混凝土的保护层上引发出顺沿钢筋的纵向裂缝。裂缝出现后,外面的水、气(氧) 可沿缝渗入并进一步加速腐蚀,如是发展下去,裂缝将更增宽、延长,甚至混凝土保护层大片破裂剥落。钢筋截面可随着锈蚀发展而相应减小,细径钢筋甚至可被锈断并对工程结构的安全性、耐久性造成恶劣的影响。(八) 混凝土结构受力裂缝结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、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(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。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0.20.3nun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应认为有害,需加以认真分析, 慎重处理。二、 混凝土裂缝的预防措施设计方面、施工方面的因素可以通过人为措施进行干预和调整,并且能够得到改善甚至于做到完全避免;而混凝土自身的干缩变形确是无法完全避免的,因为它是混凝土本身固有的特性,我们只有通过改善各种影响混凝土干缩变形的因素, 才能减少和减小混凝土的裂缝产生和宽度。对混凝土裂缝的控制方法,应该以预防为主,同时在施工过程做好过程控制, 尽量做到按设计和施工规范进行操作, 如果发现微小裂缝存在,应及早进行处理补救。现针对现场实际可能出现的情况,提出以下控制措施和建议。(一) 设计方面 1、设计中的抗与放 在建筑设计中应处理好构件中抗与放的关系。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。 设计人员应灵活地运用抗一放结合、或以抗为主、或以放为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。 2、尽量避免结构断面突变带来应力集中如因结构或造型方面原因等而不得以时,应充分考虑采用加强措施。 3、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,实践证明,效果是很好的。 4、设计上要注意容易开裂部位根据调查,各类结构的易裂部位如下:4.1、框架机构和剪力墙结构房屋中的现浇混凝土楼板易裂部位(1)房屋平面体形有较大凹凸时,在凹凸交接处的楼板;(2) 两端阳角处及山墙处的楼板;(3) 房屋南面外墙设大面积玻璃窗时,与南向外墙相邻的楼板;(4) 房屋顶层的屋面层(5) 与周梁、柱、墙等构件整浇且受约束较强的楼板;(6) 楼板中有预埋管线时,洞的四角处;(7) 楼板开距形洞时,洞的四角处;(8) 设有后浇带的楼板,沿后浇带两侧部位。4.2、框架结构房屋中的框架梁在以下部位易出现裂缝(1) 顶层纵向和横向框架梁的截面上部区域;(2) 长度较长的端部或中部纵向框架梁;(3) 横向框架梁截面中部。4.3、剪力墙结构房屋中在以往部位易出现裂缝(1) 端山墙;(2) 开间内纵墙;(3) 顶层和底层墙体;(4) 长度较大(10m)的墙。4.4、当冬季停工春季再继续施工时,地下室在以下部位易出现裂缝(1) 地下室顶板;(2) 地下室的窗上墙和窗下墙。对以上易出现裂缝的部位,目前在设计中通常采用了“放”、“抗”或“抗放结合”的控制裂缝措施,工程经验表明在于材料、施工等部位密切配合的情况下,可取得较好的效果。5、重视构造钢筋在结构设计中,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。 (二) 材料选择 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选用级配优良的砂、石原材料,含泥量应符合规范要求。 3积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。 4正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。 (三) 混凝土配合比设计1.混凝土配合比除应按普通混凝土配合比设计规程JGJ55的规定,根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计外,其配制的混凝土还应符合4.3.2-4.3.10的规定。2.干缩率:混凝土90d的干缩率易小于0.06%。3.坍落度:在满足施工要求的条件下,尽量采用较小的混凝土坍落度;基础、梁、楼板、屋面用的混凝土坍落度易小于120mm,柱、墙用的混凝土坍落度宜小于150mm;混凝土采用泵送时,高层建筑用的混凝土坍落度根据泵送高度宜控制在180mm左右,多层及高层建筑底部的混凝土坍落度宜控制在150mm。4.用水量:不宜大于170kg/m3。5.水泥用量:普通强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米,高强混凝土不宜大于550千克每立方米。6.水胶比:应采用适当较小的水胶比。混凝土水胶比不已大于0.60。7.砂率:在满足工作性要求的前提下,应采用较小的砂率。8.宜采用引气剂或引气减水剂。9.配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。 (四) 施工方面1、模板的安装及拆除(1) 模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工工具和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载,以及上层机构施工时产生的荷载。(2) 安装的模板须构造紧密、不漏浆、不渗水,不影响混凝土均匀性及强度发展,并能保证构件形状正确规整。(3) 安装模板时,为确保保护层厚度,应准确配置混凝土垫块和钢筋定位器等。(4) 模板的支撑立柱应置于坚实的地面上,并应具有足够的刚度、强度和稳定性,间距适度,防止支撑沉陷,引起模板变形。上下层模板的支撑立柱应对准。(5) 模板及其支架的拆除顺序及相应的施工安全措施在制定施工技术方案时应考虑周全。拆除模板时,不应对楼层形成冲击荷载。拆除模板及支架应随拆随清运,不得对楼层形成局部过大的施工荷载。模板及其支架拆除时混凝土结构可能尚未形成设计要求的受力体系,必要时应加设临时支撑。(6) 底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求;当无设计要求时,混凝土强度应符合表2.1的规定。(7) 后浇带模板的支架及拆除易被忽视,由此常造成结构缺陷,应予以特别注意,须严格按施工技术方案执行。(8) 已拆除模板及其支架的结构,在混凝土强度达到设计要求的强度后,方可承受全部使用荷载;当施工荷载所产生的效应比使用荷载的效应更为不利时,必须经过核算并加设临时支撑。表2.1 底模拆除时的混凝土强度要求构件类型构件跨度/m达到设计混凝土立方体抗压强度标准值的百分率/%板22,885075100梁、拱、壳8875100悬臂构件1002、混凝土的制备(1) 应优先采用预拌混凝土,其质量应符合预拌混凝土GB/T14902的规定进行外,对品质、种类相同的混凝土,原则上要在同一预拌混凝土厂订货。如在两家或两家以上的预拌混凝土厂订货时,应保证各预拌混凝土厂所用主要材料及配合比相同,制备工艺条件基本相同。(2) 施工者要事先制定好关于混凝土制备的技术操作规程和质量控制措施。3、混凝土的运输(1) 运输混凝土时,应能保持混凝土拌和物的均匀性,不应产生分层离析现象,运送容器应不漏浆,内壁关滑平整,具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施,并宜快速运输。运送频率,应保证混凝土施工的连续性。(2) 运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌和物的工作性时,外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌,搅拌时间应由实验确定。(3) 运至浇捣地点混凝土的坍落应符合要求,当有离析时,应进行二次搅拌,搅拌时间应由实验确定。严禁向运输到浇筑地点的混凝土中任意加水。(4) 由搅拌、运输到浇筑入模当气温不高于25时,持续时间不宜大于90min,当气温高于25时,持续时间不宜大于60min。当混凝土中掺加外加剂或采用快硬水泥时,持续时间应由实验确定。4、混凝土的浇筑(1) 为了获得匀质密实的混凝土,浇筑时要考虑结构的浇筑区域、构件类别、钢筋配置状况以及混凝土拌和物的品质,选用适当机具与浇筑方法。(2) 浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及保护层厚度、预埋件等的部位、尺寸,确认正确无误后,方可进行浇筑。同时,还应检查对浇筑混凝土有无障碍,必要时予以修正。(3) 制定施工方案时应考虑工程情况和实际工作能力,使各环节的施工能力应与混凝土的一次浇筑量相适应,必要时混凝土的连续浇筑。(4) 对现场浇筑的混凝土要进行监控,运抵现场的混凝土坍落不能满足施工要求时,可采取经实验确认的可靠方法调整坍落度,严禁随意加水。在降雨雪时不宜在露天浇筑混凝土。(5) 浇筑墙、柱等较高构件时,一次浇筑高度以混凝土不离析为准,一般每层不超过500m,捣平后再浇筑上层,浇筑时要注意振捣到位时混凝土充满端头角落。(6) 当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时,先浇筑墙、柱,待混凝土沉实后,再浇筑梁和楼板。当楼板与梁一起浇筑时,先浇筑梁,再浇筑楼板。(7) 浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等的移动和变形。(8) 浇筑的混凝土要充填到钢筋、埋设物周围及模板内各角落,要振捣密实,不得漏振,也不得过振,更不得用振捣器拖赶混凝土。(9) 分层浇筑混凝土时,要注意使上下层混凝土一体化。应在下一层混凝土出凝前将上一层混凝土浇筑完毕。在浇筑上层混凝土时,须将振捣器插入下一层混凝土5cm左右以便形成整体。(10) 由于混凝土的泌水、骨料下沉,移产生塑性收缩裂缝,此时应对混凝土表面进行压实抹光;在浇筑混凝土时,如遇高温、太阳暴晒、大风天气,浇筑后应立即用塑料膜覆盖,避免发生混凝土表面硬结。(11) 对大体积混凝土,应控制浇筑后的混凝土内部最高温度及其与表面的温差、混凝土表面与环境的温差,内部最高温度一般不高于70,内外温差不超过25,混凝土表面与环境差不超过15。(12) 滑模施工时应保持模板平整光洁,并严格控制混凝土的凝结时间与滑模速率匹配,防止滑模时产生拉裂、塌陷。(13) 板类混凝土面层浇筑完毕后,应在初凝前进行二次抹压。(14) 应按设计要求合理设置后浇带,后浇带混凝土的浇筑时间应符合设计要求,当无设计要求时,后浇带易在其两侧混凝土龄期8周后再行浇筑,且应加强该处混凝土的养护工作。(15) 施工缝初浇筑混凝土前,应将接茬处剔凿干净,浇水湿润,并在接茬处铺水泥砂浆或涂混凝土界面剂,保证施工缝结合良好。5、混凝土的养护(1) 养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施,必须充分重视,并制定养护方案,派专人养护工作。(2) 混凝土浇注完毕,在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护,尽量避免急剧变化、振动以及外力的扰动。(3) 浇筑后采用覆盖、晒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施;保温、保湿养护时间,对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或抗渗要求的混凝土,不得少于14d。(4) 底版和楼板等平面结构构件,混凝土浇筑收浆和抹压后,用塑料薄膜覆盖,防止表面水份蒸发,混凝土硬化至可上人时,可揭去塑料薄膜,铺上麻袋或草帘,用水浇透,有条件时尽量蓄水养护。(5) 截面较大的柱子,宜用湿麻袋围裹喷水养护,或用塑料膜围裹自生养护,也可涂刷养护液。(6) 墙体混凝土浇筑完毕,混凝土达到一定强度(1-3d)后,必须时应及时松动两侧模板,离缝约3-5mm,在墙体顶部架设淋水管,喷淋养护。拆除模板后,应在墙两侧挂麻袋或草帘等覆盖物,避免阳光直照墙面,连续喷水养护时间符合5.6.3条规定;地下室外墙宜尽早回填土。(7) 冬期施工不能向裸露部位的混凝土直接浇水养护,应用塑料薄膜和保温材料进行保温、保湿养护。保温材料的厚度应经热工计算确定。(8) 当混凝土外加剂对养护有特殊要求时,应严格按其要求进行养护。(五) 管理方面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修工期,监督混凝土施工中制定的各项技术措施,必须严格执行。不应当预先指定设计及施工方法,设计图纸上不应指定施工单位采用尚不成熟的外加剂。施工过程中及验收后发现有少量的裂缝,应当采取化学灌浆方法和封闭方法加以处理,轻微的收缩裂缝不应作为“事故”处理,不应降低工程质量标准,采取适当措施以确保结构物的正常耐久使用,完全满足设计要求。除非承载力严重不足,不要轻易打掉重建,耗费巨资补强加固。注意到同一设计单位设计,同一材料供应单位,同一施工单位施工,在相同环境中,裂缝程度却完全不同,这是常遇到的现象,其要害是“非均质性”,裂缝控制的作用效应及抗力都是高度离散性和随机性的问题。(六) 环境方面注意施工的季节,环境的温湿度及气象变化对混凝土变形性能的影响,严格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系,应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土,中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响。注意暴雨中不能浇灌混凝土。三、混凝土裂缝的处理方法(一) 表面处理法表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏 (二) 填充法 用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开型槽,然后作填充处理。 (三) 灌浆法此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。利用压送设备(压力0.20.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便效果也很理想。 (四) 结构补强法因超荷载产生的裂缝、裂缝长时 间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。(五) 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,然后再置换入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。(六) 电化学防护法电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。(七) 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。致 谢在本次论文的撰写中,得到了老师的精心指导,使我在总结学业及撰写论文方面都有了很好的帮助;使论文才得以顺利完成;在此,对老师表示诚挚的感谢以及真心的祝福。同时感谢所有教育过我们的专业老师,是他们的言传身教,才使我日有所长,学有所成;他们是我们在不断成长的源泉也是我们完成学业的根本。另外还要感谢我的同学和朋友们对我的帮助和指导。感谢我的爸爸妈妈,焉得谖草,言树之背,养育之恩,无以回报,你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!参考文献1江传良,冼巧玲钢筋混凝土结构裂缝分析及其防治J科学技术与工程,2006,(01)2耿欧.现浇钢筋混凝土板裂缝原因分析及防治措施 J.东南大学学报.(9):44-453霍载武,郑建伟.钢筋砼梁板的裂缝防止与处理J.西部探矿工程,2005,(8).4李斌混凝土裂缝的预防与处理J.攀枝花学院学报.2005,(12):89-905冯乃谦等混凝土结构的裂缝与对策M,北京:机械工业出版社,2006。6王铁梦工程结构裂缝控制M,北京:中国建筑工业出版社,1997。7何星华,高小旺.建筑工程裂缝防治指南M.北京:中国建筑工业出版社,2005.8韩素芳,耿维恕.钢筋混泥土结构裂缝控制指南M.北京:化学工业出版社,2005,12.9过镇海,时旭东.钢筋混凝土原理和分析M.北京:清华大学出版社,2003,5.10曲德仁.混凝土质量控制M.北京:中国工业出版社,2003.11鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展M.北京:清华大学出版社,2002. 5. 12郭仕万,肖欣,赵和平.混凝土施工中的裂缝控制M. 北京: 中国农业出版社,2000.11. 13鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法M. 北京:中国建筑工业出版社,2002. 7.
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