温度裂缝的产生范文

2022-06-16

第一篇:温度裂缝的产生范文

温度对混凝土产生裂缝的影响

【摘 要】经过多年的施工理论,现场察看,查阅有关混凝土内部应力方面的专著,剖析了混凝土温度裂痕产生的缘由,对混凝土温度的控制和预防裂痕停止总结。

【关键词】混凝土;温度应力;裂痕;控制

Concretes construction temperature and crack control experience

Zheng Yongyong Lu Lihua Li Wei

【Abstract】Through many year construction practices, the spot inspection, the consult related concretes internal stress aspect’s monograph, has analyzed the reason which the concretes temperature crack produces, carries on the summary to the concretes temperature’s control and the prevention crack. 

【Key words】Concretes; Temperature stress; Crack; Control

混凝土的裂痕较为普遍,在建筑工程中裂痕简直无所不在。虽然我们在施工中采取各种措施,当心慎重,但裂痕依然时有呈现。究其缘由,阐明我们对混凝土温度应力变化的认识还不够,控制其规律和控制才能缺乏。

施工中混凝土常常呈现温度裂痕,影响到构造的整体性和耐久性,在大致积混凝土施工中,温度应力控制对裂痕的开展具有重要意义。温度变化对构造的应力状态具有显著的不容无视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂痕,因而本文仅对施工中混凝土裂痕的成因和处置措施谈一些领会。

1. 裂痕的缘由

混凝土中产生裂痕有多种缘由,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不平均性,以及构造不合理,原资料不合格(如碱骨料反响),模板变形,根底不平均沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不时上升,在外表上惹起拉应力。后期在降温过程中,由于遭到根底或老混凝上的约束,又会在混凝土内部呈现拉应力。气温的降低也会在混凝土外表惹起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂才能时,即会呈现裂痕。

许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但外表湿度可能变化较大或发作猛烈变化。如养护不周、时干时湿,外表干缩形变遭到内部混凝土的约束,也常常招致裂痕。混凝土是一种脆性资料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只要(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限拉伸变形也只要(1.2~2.0)×104。由于原资料不平均,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度也会产生不平均现象,存在着抗拉才能较低,易于呈现裂痕的单薄部位。在钢筋混凝土构造中,拉应力主要是由钢筋承当,混凝土只是接受压应力,则大多依托混凝土承当。但普通工程设计中请求不呈现拉应力或者只呈现很小的拉应力只要预应力混凝土构造,普通钢筋混凝土构造普遍都存在拉应力,设计也允许带裂痕工作,但对裂痕的宽度的请求。在混凝土施工中当由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,常常在混凝土内部惹起相当大的拉应力,有时温度应力可能会超越其它外荷载所惹起的应力,因而控制温度应力的变化规律,关于控制施工过程中的裂痕开展极为重要。

2. 温度应力的剖析

依据温度应力的构成过程可分为以下三个阶段:

(1)早期:自浇筑混凝土开端至水泥放热根本完毕,普通约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内部构成剩余应力。

(2)中期:自水泥放热作用根本完毕时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却剂及外界气温变化所惹起,这些应力与早期构成的剩余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模质变化不大。

(3)晚期:混凝土完整冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所惹起,这些应力与前二种的剩余应力相叠加。 

依据温度应力惹起的缘由可分为两类:

(1)自生应力:边境上没有任何约束的构造,假如内部温度是非线性散布的,由于构造自身相互约束而呈现的温度应力。例如,桥梁墩身,构造尺寸相对较大,混凝土冷却时外表温度低,内部温度高,在外表呈现拉应力,在中间呈现压应力。

(2)约束应力:构造的全部或局部边境遭到外界的约束,不能自在变形惹起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力常常和混凝土的干缩所惹起的应力共同作用。要想依据已知的温度精确剖析出温度应力的散布、大小是一项比拟复杂的工作。在大多数状况下,需求依托模型实验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛,计算温度应力时,必需思索徐变的影响。

3. 温度的控制和避免裂痕的措施

为了避免裂痕,减少温度应力,可从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

控制温度的措施如下:

(1)采用改善骨料级配,用于硬性混凝土,掺混合料,加惹起剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;

(2)拌合混凝土时加水或冷水将碎石冷却以降低混凝土的初始浇筑温度;

(3)浇筑混凝土时减少浇筑厚度,应用浇筑层面散热;

(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温。

(5)规则合理的拆模时间,气温骤降时停止外表保温,以免混凝土外表发作急剧的温度变化;

(6)施工中长期暴露的混凝土外表或薄壁构造,在冰冷时节采取保温措施;

改善约束条件的措施如下:

(1)合理地分缝分块;

(2)防止根底过大起伏;

(3)合理的布置施工工序,防止过大的高差和侧面长期暴露;

此外,改善混凝土的性能,减少水灰比,掺入抗裂纤维等措施,进步抗裂才能,增强养护,避免外表干缩,对避免裂痕是非常重要,应特别留意防止产生贯串裂痕,形成对其构造的整体性危害。

在混凝土的施工中,为了进步模板的周转率,常常请求新浇筑的混凝土尽早拆模。应恰当思索拆模时间,以免惹起混凝土外表的早期裂痕。新浇筑早期拆模,在外表惹起很大的拉应力,呈现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的分发,外表惹起相当大的拉应力,此时外表温度亦较气温为高,此时撤除模板,外表温度骤降,必然惹起温度梯度,从而在外表产生附加拉应力,与水化热应力叠加,再加上混凝土干缩,外表的拉应力会到达很大的数值,就有招致裂痕的风险,但假如在撤除模板后及时在外表掩盖保温资料,关于避免混凝土外表产生过大的拉应力,具有显著的效果。

加筋对大致积混凝土的温度应力影响很小,由于大致积混凝土的含筋率极低。在温度不太高及应力低于屈从极限的条件下,钢筋的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢筋的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化使两者间只发作很小的内应力。由于钢筋的弹性模量是混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力到达抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超越100~200kg/cm2。因而,在混凝土中想要应用钢筋来避免细小裂痕的呈现很艰难。但加筋后构造内的裂痕普通就变得数目多、间距小,且宽度与深度也小了。而且假如钢筋的直径细而间距密时,对进步混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土构造的外表常常会发作细而浅的裂痕。固然这种裂痕普通都较浅,但它对构造的强度和耐久性有一定的影响。

为保证混凝土工程质量,避免开裂,进步混凝土的耐久性,这确运用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如运用减水防裂剂,在理论中总结出其主要作用为:

(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,是混凝土干缩变形。增大毛细孔经可降低毛细管外表张力,但会使混凝土强度降低。这个外表张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要要素,运用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要要素,掺加减水防裂剂的混凝土在坚持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

(4)减水防裂剂能够改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。

(5)进步水泥浆与骨料的粘结力,进步混凝土抗裂性能。

(6)混凝土在收缩时遭到约束力产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂痕就会产生。减水防裂剂可有效的进步混凝土抗拉强度,大幅度进步混凝土的抗裂性能。

(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效的进步混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。

(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间恰当,在有效避免水泥疾速水化防热根底上,防止因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

(9)掺外加剂混凝土和易性好,外表易抹平,构成水膜,可减少水分蒸发,减少枯燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功用,我们在工程理论中应多停止这方面的实验比照和研讨,比单纯的靠改善外部条件,可能会愈加简捷、经济。

4. 混凝土的早期养护

理论证明,混凝土常见的裂痕,大多数是不同深度的外表裂痕,其主要缘由是温度梯度形成,或是温度骤降构成裂痕。因而,混凝土的保温对避免外表早期裂痕特别重要。

从温度应力观念动身,保温应到达下述请求:

(1)避免混凝土内外温度差及混凝土外表梯度,避免外表裂痕。

(2)避免混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土运用期的稳定温度。

(3)避免曾经浇筑的混凝土过冷,以减少新老混凝土之间的约束。

混凝土的早期养护,主要目的在于坚持适合的温湿条件,已到达两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,避免有害的冷缩和干缩,一方面使水泥水化作用顺利停止,以到达设计的强度和抗裂才能。

适合的温湿度条件是互相关联的,混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上剖析,新浇混凝土中所含水分完整能够满足水泥水化的请求而有余。但由于蒸发等缘由常惹起水分损失,从而推延或阻碍水泥的水化,外表混凝土最容易而且直承受到这种不利影响,因而混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应实在应注重起来。

5. 完毕语

以上是对混凝土的施工温度与裂痕之间的关系停止了理论和理论上的初步认识和领会,固然学术界关于混凝土裂痕的成因和计算办法有不同的理论,但关于详细的预防和改善措施意见还是比拟统一,同时在理论中的应用效果也是比拟好的,详细施工中要靠我们多察看、多比拟,呈现问题后多剖析、多总结,分离多种预防处置措施,混凝土的裂痕是完整能够控制的。

浅谈建筑混凝土结构裂缝的修补设计与方法

论文关键词:混凝土结构 裂缝 修补设计 修补方法

论文摘要:混凝土结构被广泛应用于多种工程,解决开裂问题是决定混凝土结构是否能够满足使用需求和耐久性的关键。

0 引言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等,严重的将威胁到人民的生命、财产。出现混凝土裂缝的原因从微观上看,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 混凝土结构的裂缝依其形成可分为以下三类

1.1 静止裂缝 系指形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时,仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法,而与其它因素无关。

1.2 活动裂缝 系指其宽度不能保持稳定,易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。修补时,应先消除其成因,并观察一段时间,确认已稳定后,再依静止裂缝的处理方法修补;若无法完全消除其成因,则应使用具有足够柔韧性的材料进行修补。

1.3 尚在发展的裂缝 系指长度、宽度或数量尚在发展,但经历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展后,方可进行修复或加固。

混凝土裂缝修补前,应对其成因进行研究,若是由于承载能力不足引起的裂缝,除应选择相应的方法进行修补外,尚应选用适当的加固方法进行加固。

2 修补设计

修补设计原则上应根据第四章是否需要修补及补强加固的判定结果,进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计,更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。进行修补设计时,应考虑如下事项:①根据是否需要修补的判断结果,设定修补范围及规模,还应按需要再度调查现场。②掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等),建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。③为了明确规定修补目的及恢复目标,考虑环境条件,选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法,可按开裂现场及开裂原因决定。另外,当构筑物处于盐类等苛刻环境时,应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能,裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝,则宜在裂缝最宽时处理。

混凝土建筑物及构件的修补恢复目标将视竣工时的初期性能、建筑物的耐用年限、开裂原因、劣化程度及劣化范围等而异,另外,保修年限也不尽相同。通常,可将修补恢复目标分成如下三个阶段:①恢复到与健全构件同等性能。②恢复到不妨碍使用的程度。③恢复到能够确保人身安全的程度。一般针对以确保人身安全而进行的应急修补工程。④必须充分研究修补作业所必要的机械材料、脚手架及工程现场对周围人群的安全保障。

3 修补方法

3.1 表面修补法 ①利用混凝土表层微细独立裂缝(裂缝宽度ω≤0.2mm)或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液,封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位,尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。常用的方法为涂覆法,增加整体面层,压抹环氧胶泥,环氧浆液粘玻璃丝布,表面缝合等。②涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时,采用手工或机械喷涂方法,将修补材料涂覆于混凝土表面,起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间,厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化,介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等,例如,要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷沥青涂料等刚性涂料,不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体,橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。③增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多,

分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下,整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时,宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。

3.2 局部修复法 ①充填法 用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成V形或梯形槽,分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。②预应力法 用钻机在构件上钻孔,注意避开钢筋,然后穿入螺栓(预应力钢筋),施加预应力拧紧螺帽,使裂缝减小或闭合。如条件许可时,成孔的方向应与裂缝方向垂直,钻孔方向不与裂缝垂直时,宜采用双向施加预应力。③部分凿除重新浇筑混凝土 对于钢筋混凝土预制梁等构件,由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土,清洗、充分湿润后,浇筑强度高一等级的混凝土,养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外,修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真,否则新老混凝土结合不良将导致失败。

3.3 灌浆法 将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内,使其扩散,固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度,与混凝土能较好地粘结,从而增强了构件的整体性,使构件恢复使用功能,提高耐久性,达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙,使之不透水并增加强度。

3.4 低压慢注修补法(注射法) 以一定的压力将修补胶液注入裂缝腔内;此法适用于处理0.2<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌缝胶及JN-F封口胶。

3.5 压力注浆法 在一定时间内,以较高压力(按注浆料产品说明书确定)将灌注材料压入裂缝腔内;此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。可使用JN-J或HPG两种水泥基改性材料,也可使用JN-M结构灌注胶。

3.6 填充密封法 在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出U形或V形沟槽,然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充,必要时以纤维复合材料封闭其表面;此法适用于处理ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。可使用JN-XF裂缝封闭胶或JN-LE弹性灌缝胶。

民用建筑混凝土结构裂缝修补工法多种多样,但我们不能只知其

一、只用其一,而应牢牢掌握每一种方法,以一变应万变,做到根据不同情况采取不同方法,切实从每一个环节入手,做好过程控制,完善施工手段,确保施工质量,尽量实现修补最优。

参考文献:

[1]曹可之.大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施.建筑结构.2004.

[2] 张雄,张小伟.混凝土结构裂缝防治技术.化学工业出版社.2007

第二篇:谈混凝土温度和收缩裂缝的产生及防治

摘要:混凝土裂缝是普遍存在的问题,本文对混凝土工程中常见的温度和收缩两点裂缝问题进行了探讨分析,并提出一些预防、处理措施。 关键词:混凝土;裂缝,原因,防治

1 前言

由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝士的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通.最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝.也就是混凝土工程中常说的裂缝,如不加予防治将对建筑物造成较大的危害。故必须引起足够多的重视。

2 混凝土裂缝的原因及预防

大体积掘凝土结构通常具有以下特点:混凝土是脆性材料抗拉强度只有抗压强度的1/10左右。大体积混凝土的断面尺寸较大,由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升;以及在以后的降温过程中,在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋,或者不配钢筋。因此,拉应力要由混凝土本身来承担。

2.1混凝土温度裂缝原因及预防

大体积混凝土结构在施工期间,气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与气温有着直接关系,气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果温度下降过快,会造成很大的温度应力,极其容易引发混凝土的开裂。另外湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,当湿度降低会加速混凝土的干缩.也会导致混凝土裂缝的产生。温度裂缝多发生在大体积混凝土表而或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中.水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350~550 kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500~27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝士表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

温度裂缝的走向通常无一定规律,结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较

1 大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。 主要预防措施:

(1)尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

(2)减少水泥用量.将水泥用量尽量控制在450kg/m以下。

(3)降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

(4)改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。

(5)改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺,降低混凝土的浇筑温度。

(6)在混凝土中掺加一定量的具有减水,增塑,缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。

(7)高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度。

(8)大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大.温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。

(9)在大体积混凝土内部设置冷却管道.通冷水或者冷气冷却,减小混凝士的内外温差。

(10)加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。 (11)预留温度收缩缝。

(12)减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。

(13)加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。

(14)混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。

2.2混凝土的收缩裂缝原因及预防

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。棍凝土在不受外力的情况下的这种自发变形,受到外部约束时(支承条件、钢筋等),将在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

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。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。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,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,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士体积急剧收缩,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。影响混凝土收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝

3土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。 主要预防措施:

(1)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。

(2)严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的塌落度和和易性,减少水泥及水的用量。

(3)浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透 (4)及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。

(5)在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。

3 裂缝的修补方法

3.1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。

3 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入混凝土的裂缝中,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,在槽中嵌填或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的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。

3.3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。

3.4混凝土置换法

混凝士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。

4 结论

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研究采用合理的方法进行处理,井在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

第三篇:浅析大体积混凝土温度裂缝产生原因和防治措施

目前目前高速公路的施工中常涉及到大体积混凝土施工。它主要的特点就是体积大,一般实体最小尺寸大于或等于1m。由于它的表面系数比较小,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快,使混凝土内外形成较大温差,从而产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它,来保证施工的质量。大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但抗拉强度却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝,对结构的耐久性有所影响,因此必须予以重视和加以控制, 大体积混凝土产生温度裂缝的机理

大体积混凝土产生温度裂缝,是混凝土随着温度变化而发生膨胀或收缩的结果。一方面是混凝土由于内外温差而产生应力和应变,另一方面是结构物的外部约束和混凝土各质点间的约束,应阻止这种应变。一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝。现将产生裂缝的主要原因分述如下:

产生裂缝的主要原因有以下几方面:

1、水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量,而大体积混凝土结构 1 断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3-5天。

2、外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降,会大大增加内外层混凝土温差,这对大体积混凝土是极为不水泥水化热。

温度应力是由于温差引起温度变形造成的;温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60-65℃,并且有较长的延续时间。因此,应采取温度控制措施,防止混凝土内外温差引起的温度应力。

3、混凝土的收缩

混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的,而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。

4、约束条件与温度裂缝的关系

大体积混凝土由于受到温度变化会产生变形,而这种变形又受到自身和外界的约束,便产生了应力,这就是温度变化引起的应力状态。而当应力超过某一数值时,便引起裂缝。

通过对大体积混凝土产生裂缝的机理分析,在施工过程中主要从降低水泥水化热、通水散热、混凝土养护、严格控制拆模时间等几方面做好混凝土温度控制工作,确保内外温差控制在25℃以内,尽量降低混凝土内部温度的升降速率。从而提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀的性能。由于承台承重较大,决不允许出现有害裂纹,施工时温度裂缝的控制是保证承台施工质量的关键。因此防止大体积混凝土产生温度裂缝要采取以下的措施:

1、选用合适的原材料和合适的砼配合比

水泥选用水化热低、凝结时间长,能有效地降低混凝土内绝热温升,达到低水化热品种的水泥效果,掺加适量的粉煤灰和EC-4型缓凝高效减水剂,以改变混凝土流变特性及降低水泥水化热; 混凝土的粗集料选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土绝热温升。细骨料采用选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土绝热温升,并可减少混凝土收缩。含泥量小于2%, 3 细度模数控制在2.5左右;水为饮用水。

2、浇注过程中的控制

a、控制混凝土的入模温度和环境温度,使用的水泥既要新鲜又必须经过一段时间的冷却,不宜使用新出窑的水泥,向拌合用水内加破碎冰块,从而降低混凝土的拌合温度。

b、混凝土采用分层连续灌注,一次成型,分层厚度宜为30cm左右,分层间隔灌注时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间,以防出现施工冷缝;

c、混凝土振捣深度对于大面积分层浇注混凝土,如果下层混凝土已进入初凝或即将初凝,则振捣棒振捣时不宜插入下层,以达下层表面为宜,如下层混凝土未达初凝可插入下层5cm,保证下层在初凝前再进行一次振捣,使混凝土具有良好的密实度,防止漏振,也不能过振,确保质量良好;

3、大体积混凝土养护时的温度控制

大体积混凝土的养护,不仅要满足强度增长的需要,还应通过人工的温度控制,防止因温度变形引起混凝土的开裂。 人工的温度控制有两种方法:一种是采用内部降温法来降低混凝土内外温差,可在混凝土内部埋设冷却水管和测温点,通过冷却水循环,

降低混凝土内部温度,减小内表温差,控制混凝土内外温差小于25℃,通过测温点测量,掌握内部各测点温度变化,以便及时 4 调整冷却水的流量,控制温差;另外一种是保温法:是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂、泡沫塑料等),在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度,以控制混凝土的内外温差小于20℃。由于在混凝土浇筑过程中,福州地区雨季来临,气温较低,使混凝土内外温差加大,因此采取了保温法的措施:在构件表面覆盖麻袋和土工布以保持混凝土内外温差不大于20℃。

控制温度裂缝应根据工程的具体情况选择施工措施:可以控制大体积混凝土水泥用量,选用低水化热水泥,掺加合适的外加剂,优化混凝土配合比,完善浇注工艺,以及加强养护工作和温度检测工作等。

面对应用日益广泛的大体积混凝土工程,我们必须不断总结经验,完善技术措施,从而使大体积混凝土施工走上成熟和规范化的道路。

第四篇:混凝土温度与裂缝的控制

混凝土温度裂缝控制措施分析

【摘 要】大体积混凝土裂缝是困扰建筑业多年的质量通病。本文对温度裂缝提出了一些有针对性的控制措施,以期对于实际工程施工能产生一定的指导意义。 【关键词】 混凝土 裂缝 温度

研究表明,大体积混凝土结构物中的温度裂缝是不可避免的,重要的是采用合理的措施来防治和控制裂缝的发展。防止大体积混凝土出现温度裂缝应从两方面出发:①从控制温度、改善约束,即从减小温度应力着手;②尽可能设法提高混凝土抗裂能力,改善混凝土自身性能。同时大量的工程实践也表明,大体积混凝土结构温度裂缝的控制不能单靠某一项措施,必须结合实际,全面考虑,合理采用。

一、 优化大体积混凝土的设计

首先,应根据混凝土浇筑的季节特点进行温度应力和收缩应力的分析,专门设计配合比,大体积混凝土的强度等级宜在C20~C35范围内选用,在保证其有足够强度、满足使用要求的前提下,可以利用混凝土60d或90d的后期强度,减少混凝土中的水泥用量,以降低混凝土浇筑块体的温度升高。其次,通过外加剂调整延长混凝土凝结时间,推迟水化热高峰出现时间;同时掺用微膨胀剂,使混凝土补偿收缩,减少混凝土的温度应力;另外,在混凝土基础内设置必要的温度配筋,在界面突变和转折处、底、顶板与墙转折处、空洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝的出现。

二、合理选择原材料

(1) 选择低水化热水泥和严格控制水泥用量

大体积混凝土一般不宜使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,更不宜使用早强型水泥,应尽量选用水化热低和安定性好的水泥,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,以降低水泥水化热引起的温升。另外,应尽量降低水泥用量,因为水泥水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源.

(2) 掺加粉煤灰

粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,这些硅、铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应,可以取代部分水泥,从而减少水泥用量,降低混凝土的热胀,粉煤灰颗粒较细,能够参加二次反应的界面相应增加,在混凝土中分散更加均匀;同时,粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构,使混凝土中总的孔隙率降低,使硬化后的混凝土更加致密,相应的收缩值也减少。

(3)掺入适当外加剂

混凝土中掺入适量的减水剂,可以改善混凝土的和易性、降低水灰比、在保持混凝土一定强度时减少水泥用量。泵送混凝土为了延缓凝结时间,要加入一定的缓凝剂,一是延缓混凝土放热峰值出现的时间,由于混凝土的强度会随着龄期的增长而增大,所以等放热峰值出现时,混凝土强度已增大了,从而减小裂缝出现的机率;二是改善和易性,减少运输过程中的坍落度损失。另外,加入适量的引气剂对改善混凝土的和易性、可泵性和提高混凝土耐久性能等十分有利。

三、 采取切实可行的施工工艺

(1) 混凝土的浇注

1、应采取合理的分层连续浇筑或推移式连续浇筑,以加快混凝土散热速度,并应符合下列规定:①混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。混凝土的摊铺厚度宜不大于400mm;当采用泵送混凝土时,混凝土的摊铺厚度宜不大于600mm;②分层连续浇筑或推移式连续浇筑,其层间的间隔时间应尽量缩短,必须在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕,当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时,层面应按施工缝处理;③对于工程量较大,浇筑面积也大,一次连续浇筑层厚度不大(一般不超过3m),且浇筑能力不足时的混凝土工程宜采用推移式连续浇筑法。

2、振捣方式及要求:在夏季施工时,则避开正午,尽量安排在夜间施工,采用大功率插入式振捣器进行大面振捣,随浇随振,振捣时间以表面泛浆不再下沉为宜,间距要均匀,以振捣范围重叠二分之一为宜,要求水平分层浇筑,振捣密实,并保证上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑完成,表面压实,抹平,防止表面裂缝,要避免纵向施工缝,提高结构整体性和抗剪性能。

3、混凝土浇注前后的表面处理:①在上层混凝土浇筑前应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得有积水;②对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时,应采取接浆措施;③清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子并均匀的露出粗骨料;④要及时进行混凝土表面泌水的清除工作,因为泵送混凝土的水灰比一般比较大,泌水现象也比较严重,不及时清除,将会降低结构混凝土的质量。

(2) 严格控制混凝土入模温度

混凝土浇注后,混凝土内部达到的最高温度等于其入模温度与水泥水化热引起的混凝土温升之和,因此要严格控制混凝土出机温度和浇筑温度。首先,大体积混凝土最好能在春秋季施工,当在炎热的夏季施工时,为降低混凝土的出机温度, 宜用冷水浇水冷却砂石骨料,应根据工程实际情况综合考虑各项因素的影响,按计算确定较合理的控制取值。

因此,要控制混凝土的入模温度:①降低骨料温度,通过提高骨料堆料高度和在骨料堆顶部用喷雾机喷冷水雾可使骨料温度有效降低,从而降低混凝土拌合温度;②降低水的温度,用低温水拌和,水温降低温度降低

,可使混凝土出机口左右。③降低水泥的温度。水泥的温度不宜太高,尤其是夏季施

,混凝土温度要上升

);工或应用新出厂的散装水泥,要注意水泥本身的温度(夏季施工用袋装水泥要采取存放库内或有遮凉设施,因水泥温度每升高④防止混凝土出搅拌机后温度倒灌。经过运输、平仓、振捣后形成浇筑温度,为防止骨料运输过程中温度升高,应减小运距,所有运输设施均宜有隔热设施。

(3)加强混凝土的养护

大体积混凝土养护是关键,应根据各种状态、不同施工条件、不同气候条件,采用不同的养护方案:①保温养护措施,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;②保温养护的持续时间,应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制确定,但不得少于15d,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;③在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。保温养护是大体积混凝土施工的关键环节,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,以提高混凝土块体承受外约束力的抗裂能力,达到防止或控制温度裂缝的目的。同时,在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护,施工人员需根据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施;③塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土和模板,在寒冷季节可搭设挡风保温棚④对标高位于±0.00以下的部位,应及时回填土,±0.00以上的部位应及时加以覆盖,不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。在大体积混凝土拆模后,应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧烈干燥等措施;⑤混凝土在实际温度养护的条件下,严格控制混凝土的拆模时间。

(4)改进施工技术

在加强混凝土质量控制的同时,应积极推广新技术、新材料与新工艺的应用,以减少混凝土的开裂:①采用拌合用水中加冰块的方法降低混凝土出机温度和浇注入模温度;②在混凝土中预埋冷却水管,通入循环水降温,进行人工导热;③设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸较大时,可以适当设置后浇缝,以减少外约束力和温度应力,同时也有利于散热,降低混凝土的内部温度;④施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体,易产生大的温度梯度,这是裂缝产生的一个主要环节,同时加强初凝前的抹压,以消除初期裂缝,并加强早期养护,提高混凝土抗拉强度;⑤加适当预埋件。在混凝土易裂缝部位埋设应力应变传感片,直接测试拉应力,以便更直接控制混凝土(调节保温保湿养护条件,保证温度梯度),确保混凝土不出现裂缝。同时可在基础面筋上加设铁丝网或小直径钢筋网,以提高混凝土表面抗裂性。

(5) 做好温度监测措施

为有效掌握和控制混凝土的内部温度与表面温度、表面温度与自然界温度之差不超过

,对浇筑后的大体积混凝土应采取温度监控手段。在混凝土有代表性的部位适当预埋钢管,以便及时测温,同时有利于降低混凝土内部温度。大体积混凝土的温控施工中,除应进行水泥水化热的测定外,在混凝土浇筑过程中还应进行混凝土浇筑温度的监测,在养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。监测的规模可根据所施工工程的重要性和施工经验确定,测温的方法可采用先进的测温方法,如有经验也可采用简易测温方法。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况,以及所采用的施工技术措施的效果,为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。

四、 加强管理

(1)加强组织管理工作:①建立健全质量保证体系,制定各项工作制度,根据工作的内容分工协作,责任到人;②对影响工程质量的人、材料、方法、机械、环境等都要加以控制,施工中所使用的人、财、物应配备就绪,特别是对人员的组织工作,比如连续作业时的人员交接要在现场半小时内完成,就餐时间的控制等;③为防止设备出故障,必须要有备用设备。

(2)加强技术管理工作:①施工中严格按照方案及交底的要求进行施工,对混凝土模板的支撑要认真检查,支撑牢固;②模板接缝要严密,防止漏浆;③对施工方案要进行优化;④加强原材料的检验、试验工作和温度监测工作,定时检查并做好详细记录,认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝,要切实落实施工方案。

成本分配要以完整的、准确的原始记录为依据,不能凭主观臆断乱分配,更不能故意搞乱成本分配秩序,制造虚假成本信息。×××××××××⑤××××××××××××××××××××××××× 论文中的图、表、公式、算式等,一律用阿拉伯数字分别依序连编编排序号。序号分章依序编码,其标注形式应便于互相区别,可分别为:图2.1、表3.

2、公式(3.5)等。 [参考文献] (五号宋体加粗) [1] 陈素雅.体育教育专业改革应注重调整培养目标[J].山西师大体育学院学报,2002.2:26-28(五号宋体) [2] 严元章.中国教育思想源流[M].北京:三联书店出版社,1993.11:137-141. [3] 朱小蔓.关于学校道德教育的思考[A].二十一世纪中国德育改革与创新[C].银川:学苑出版社,2002:121-133 [4] 鲁洁.关系中的人:当代道德教育的一种人学探寻[A]. 二十一世纪中国德育改革与创新[C].银川:学苑出版社,2002:3-4 [5] 张春兴.教育心理学[M].杭州:浙江教育出版社,1998.5:140 参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业设计(论文)有参考价值的文献。参考文献应具有权威性,要注意引用最新的文献。毕业论文作者应在选题前后阅读大量有关文献,文献阅读量不少于5篇。

参考文献的表示格式为:

著作:[序号]作者.译者.书名.版本.出版地.出版社.出版时间。 期刊:[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数). 会议论文集:[序号]作者.译者.文章名.文集名 .会址.开会年.出版地.出版者.出版时间

第五篇:钢筋砼屋面梁温度裂缝的分析与处理

摘要:本文着重探讨在本实例中,钢筋砼屋面梁温度裂缝产生的原因,并具体予以分析与处理,希望能够为设计及施工人员提供一点经验教训,引起大家在生产中对温度裂缝的重视。

关键词: 钢筋砼屋面梁 、裂缝 、梁体的室内外温差 、裂缝宽度。

一、工程概况

某综合楼建筑面积1500m,为钢筋砼框架结构建筑,基础为锤击沉管灌注桩基础。工程于1999年

12~○5轴天面横向框架梁及次梁月开工,1999年6月完成框架并开始做室内砌体及粉刷。2000年1月发现○2在支座处梁面及梁两侧出现垂直裂缝。裂缝宽度在0.2~0.5mm。裂缝位置和情况如图

1、图2所示。选择几条较宽的裂缝,在清除表面批荡层后,发现裂缝沿梁截面高度呈上宽下窄状。为表面裂缝,基本未贯穿梁底。

图1图2

二、设计的验算复核

现以开裂的横向框架梁进行裂缝宽度验算。 夏季,横向框架梁梁面与梁底的温差为20°C,梁顶受热变形大于梁底。此时,温度效应产生的弯矩与屋面荷截效应产生的弯矩在梁支座处同向,为不利组合。

查阅设计计算结果,该处梁支座的弯矩(恒载+活载)标准值为Mk=-27.085kN·m 。 设定两端嵌固计,由梁上、下表面温差造成的梁支座弯矩:

Mt=-аttoEI/h=1×10-5×20×2.55×104×200×6003/(12×600)=-30.6 kN·m 其中аt为砼线膨胀系数,取1×10/C;E为砼弹性模量,C20取2.55×10 N/mm;to=t1-t2,其中

-5 o

42t1为梁底温度,t2为梁顶温度,to取20oC;矩形梁惯性矩为 I=bh3/12 ,其中b为梁宽200mm ,h为梁高度600mm。

梁支座弯矩Ms=Mk +Mt=27.08+30.6=57.68 kN·m 为尊重历史现实,裂缝开展仍采用原设计当时的执行规范,即GBJ10-89规范的公式计算。 使用阶段的钢筋应力 бss=Ms/0.87hoAs=57。68×10

6/( 0.87×565×308)=381N/mm

2配筋率 ρte=As/0.5bh=308/0.5×200×600=0.0051 砼抗拉ftk=1.5N/mm,钢筋不均匀系数 2 ψ=1.1-0.65ftk/ρ裂缝宽度 teбss=1.1-0.65×1.5/0.0051×381=0.598 wmax=2.1ψбss (2.7c+0.1d/ρte)ν/Es

=2.1×0.598×381×(2.7×25+0.1×14/0.0051) ×0.7/(2.0×10) =0.573mm 其中Es为Ⅱ级钢筋弹性模量, 取2×10;c为钢筋砼保护层厚度,取25mm ;ν为纵向钢筋表面特

5征系数,Ⅱ级钢筋取ν=0.7 。

三、裂缝产生的原因分析及处理措施

1、根据天面砼试件资料及对天面砼梁进行现场回弹,砼强度等级均超过C20,符合设计要求,故可排除因梁身砼强度等级不足而引起梁开裂的可能。

2、该工程采用锤击沉管砼灌注桩基础,复打法施工,质监部门对50%的桩做了小应变检测,并未发现断桩,桩成形大致良好。查阅测沉记录,该楼共设9个沉降观测点,最大沉降量是7mm,最小沉降量为3mm,最大沉降差为4mm,整体沉降均匀。故亦可排除由于桩基础沉降过大而引起梁开裂的可能。

3、研究施工单位实际操作,当时由于资金问题,工程在完成顶层粉刷,天面未铺隔热砖的情况下暂停了下来。屋面仅做了水泥砂浆找平。江门地处亚热带地区,夏季气候炎热。笔者曾用温度计测量楼面阳光直射处,温度可达50°C以上,而室内梁底温度则为30°C左右。因屋面仅有一层2cm厚的水泥砂浆,故屋面的隔热性很差,梁体的室内外温差在炎热的夏日中午至少在20°C以上。

4、根据该综合楼的结构施工图,当时按六度四级抗震设计,出现裂缝的横向框架梁截面为20×60,支座钢筋为2Ф14。

由以上计算可知,本工程横向屋面梁产生温度裂缝的原因是在长时间未铺隔热砖的情况下,梁顶、梁底温差造成温度弯矩与梁支座处由荷载引起的弯矩同向叠加。而设计时,未有考虑温差作用,钢筋配置不足,从而产生裂缝。

发现裂缝后,为了观察裂缝的发展趋向,设计让施工单位对裂缝用石膏和红油作上标记,并立即铺上架空隔热砖,经过三个月观测,裂缝末有发展,已趋于稳定。 鉴于裂缝宽度较小,其处理方法为:凿去裂缝两侧各5cm宽的批荡层及找平层,用水冲洗裂缝,再刷掺有107胶的水泥浆,最后用1:2水泥砂浆抹平凿出的凹槽。再经过一年的跟踪观测,无发现新裂缝产生,故此认为以上分析及处理是正确的。

四、结束语

砼结构一般不计算由于温度、收缩产生的内力。温度应力对结构的影响是很复杂的问题,并非凭计算就能完全解决的,一方面建筑物温度场分布和收缩参数等都很难准确地决定;另一方面砼又不是弹性材料,它既有塑性变形,还有徐变和应力松弛,实际的内力要远小于按弹性结构的计算值。

因此钢筋砼框架结构的温度收缩问题,由构造措施来解决。

实际上在设计中也没有都进行温度应力计算,但并不因此而出事。我看关键是在设计思想上重视温度热胀冷缩应力的影响,从多方面采用措施,避免构件表面长期暴晒,减少构件表面温度剧烈变化,设置屋面隔热层是行之有效的办法。结构设计中,利用概念设计,对可能受温度应力影响的构件,部分进行加强处理,也是可行的。

经验不多,不当之处,望大家指正。

参考文献:

1.GB 50010—2002 混凝土结构设计规范。

2.郭继武,建筑结构教学丛书《砼结构与砌体结构》,北京:高等教育出版社

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