混凝土裂缝原因及预防

2022-12-14

第一篇:混凝土裂缝原因及预防

混凝土常见裂缝原因及预防和处理措施

【摘要】 本文通过对几种常见混泥土裂缝形成的原因进行了分析,结合工程实践,系统介绍了预防和处理措施。

【关键词】混凝土

裂缝形成原因

预防

处理措施

1、概述

建筑物的破坏,特别是钢筋混凝土结构的破坏往往是从裂缝开始的。但是,并不是所有的裂缝都是建筑物危险的征兆。只有那些影响结构承载能力、稳定性、刚度以及节点构造的可靠性等类裂缝,才可能危及建筑物的安全使用。而大量常见的裂缝,如温度、收缩裂缝等,并不危及建筑物结构安全。因此,各类裂缝对建筑的危害是不同的,故对各类裂缝的处理应有区别。

下面就塑性裂缝、干缩裂缝、温度裂缝形成的原因及预防和处理措施进行阐述。

2、塑性裂缝

塑性裂缝出现在结构表面,形状不规则且长短不一,类似干燥的泥浆面。塑性裂缝大多出现在混凝土浇筑初期,一般在浇筑后4h左右出现。当混凝土本身与外界气温相差悬殊,或本身温度长时间过高(40℃以上)而气候又很干燥,便会出现塑性裂缝。塑性裂缝又称龟裂,严格说来属于干缩裂缝,出现很普遍。 2.1裂缝形成的原因

2.1.1 混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,体积急剧收缩,而此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种变形应力,因而开裂。 2.1.2 使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的细砂和粉砂。 2.1.3 混凝土水灰比过大,或模板(指木模)过于干燥,也会导致这种裂缝出现。 2.2 预防措施

2.2.1配制混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,石子粒径应选用连续级配,选用中粗砂,以减小空隙率和含砂率。同时,浇筑混凝土时要振捣密实,以减小收缩量,提高混凝土抗裂强度。

2.2.2 浇捣混凝土前,将基层和模板浇水湿透。

2.2.3 混凝土浇筑完毕后,裸露的混凝土表面及时覆盖,按养护要求进行操作。 2.2.4 在气温高、湿度低或风速大的天气下施工,混凝土浇筑完毕后,应及早进行浇水养护,使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。此外,要加强表面的抹压和养护工作。

2.2.5 混凝土养护可采用覆盖湿草袋、塑料薄膜等方法。当表面发现微细裂缝时,应及时抹压一次,再覆盖养护。 2.3 处理方法

此类裂缝对结构强度影响不大,但会使钢筋易锈蚀,且有损美观,一般可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于受力大的预制构件,也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。

3、干缩裂缝

干缩裂缝处在结构的表面,较细,多在0.05~0.2mm之间。其走向纵横交错,没有规律性。较薄的梁、板类构件或桁架构件的干缩裂缝,多沿短边方向分布;整体性结构的干缩裂缝,多发生在截面变化处;平面.上的干缩裂缝,多延伸到变截面部位或块体边缘;大体积混凝土的干缩裂缝在平面部位较为多见,侧面也常出现;预制构件的干缩裂缝多产生在箍筋位置。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后,在表层或侧面出现,并随湿度和温度变化而逐渐发展。 3.1 裂缝形成的原因

混凝土收缩有湿度收缩(即干缩)和自收缩之分。湿度收缩是混凝土中多余水分蒸发,随湿度降低、体积减小而产生的,其收缩量占混凝土总体积收缩量的绝大部分;自收缩为水泥化学作用引起的体积收缩,收缩量只有前者的1/5~1/10,一般可包括在湿度收缩内一起考虑。

3.1.1 混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水散发快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩也小,因而表面的收缩变形受到内部混凝土的约束,产生拉应力,引起混凝土表面裂缝;或者构件因水分蒸发产生体积收缩,受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。

3.1.2 混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化。 3.1.3 采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

3.1.4 混凝土过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层。 3.1.5 用后张法预应力制成的构件,露天生产后长久不张拉等等。 3.2 预防措施

3.2.1 混凝土水泥用量、用水量和砂率不能过大,严格控制砂石的含泥量,严禁使用粉砂。混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后终凝前,进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。

3.2.2 加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。 3.3 处理方法

为防渗漏和观感,可采用表面修理补平方法。先用钢丝刷将混凝土表面刷毛,清除表面附着污物,用水冲洗干净,干燥后无用环氧胶泥、乳胶水泥等嵌补混凝土表面缺损,最后用上述材料涂覆。

4、温度裂缝

混凝土表面出现的温度裂缝,其走向无一定的规律性,梁、板一类长度尺寸较大的构件,裂缝多平行于短边。对大面积的构件,裂缝常纵横交错。深入的和贯穿性的温度裂缝,一般与短边方向平行或接近于平行。裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,一般在0.5~10mm。高温引起的温度裂缝是中间粗两端细。冷缩裂缝的粗细变化不太明显,其宽度在0.5mm以下,且从上至下没有多大变化。温度裂缝大多发生在施工的中后期间,缝宽受温度变化影响较明显。 4.1裂缝形成的原因

4.1.1 表面温度裂缝多缘于较大温差。特别是大体积混凝土基础在浇灌混凝土后,在硬化期间放出大量水化热,内部的温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温差出现非均匀变化时,如施工中过早拆除模板,冬季施工过早拆除保温层,或受到寒潮袭击,都会导致混凝土表面急剧的温度变化,使其因降温而收缩。此时,表面受到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部降温慢,受自约束而产生压应力),而混凝土早期抗拉强度又很低,因此出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱。因此,这种裂缝只在接近表面较浅的范围内出现,表面层以下结构仍保持完整。

4.1.2 深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。板面受高温时,钢筋混凝土大梁会出现温度裂缝,当梁的伸长率超过板时,板就产生温度裂缝。除梁、板高温裂缝外,在冬天时,板还会产生冷缩裂缝。以上结构的温度裂缝均属于深入和贯穿性的温度裂缝。 4.2 预防措施

预防温度裂缝,可以从控制温度着手。首先应从设计上改进,针对梁、板出现的温度裂缝,先设置好必要的伸缩缝、变形缝和沉降缝,可以减少温度裂缝或不出现温度裂缝。在施工方面,着手改进施工工艺,改善混凝土性能,提高钢筋混凝土质量,同样可以减少温度裂缝。 4.3 处理方法

温度裂缝对钢筋锈蚀及对混凝土碳化、抗冻融,抗疲劳(有动荷载)性能,均有不良影响,应采取措施处理。可以对之涂2遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布。对有防水、防渗要求的结构,缝宽大于0.lmm的深入或贯穿性裂缝,应根据裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或化学浆液(环氧、甲凝或丙凝浆液)方法进行裂缝填补,或者灌浆与表面封闭同时用。对宽度小于0.1mm的裂缝,由于后期水泥会自动生成氢氧化钙、硫酸铝、硫酸钙等类物质,能使裂缝自行愈合,可不加处理或只进行表面处理。

第二篇:运用因果分析图法分析水泥混凝土路面产生裂缝的原因及预防措施

运用因果分析图法分析水泥混凝土路面

产生裂缝的原因及预防措施

连云港市建设监理有限公司

王怀栋

水泥混凝土路面裂缝是当前道路工程的质量通病,它直接影响着道路的耐久性和使用功能,危害性极大。因此对路面裂缝产生的原因进行分析并提出合理的预防措施,是每位监理工程师的重要职责。因果分析图法是利用因果分析图来系统整理分析某个质量问题与其产生原因之间关系的有效工具。运用该方法对水泥混凝土路面产生裂缝的原因进行科学地分析,采取具体措施加以预防,对保证道路工程质量能起到良好的效果。 1路面裂缝的现象

水泥混凝土路面裂缝的形态具有多样性,主要有横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、角隅裂缝、化学反应引起的裂缝、检查井周围的裂缝等几种情况,现象如下:(1)横向裂缝:沿着与道路中心线大致垂直的方向产生裂缝,在行车荷载与温度的作用下,裂缝会逐渐扩展并最终贯穿板厚。(2)纵向裂缝:沿着与道路中心线平行或重合的方向产生裂缝,在运营一段时间后,裂缝往往会变成贯穿裂缝。(3)龟裂:在路面表层出现网状、深度一般在5~10mm之间、浅而细的发丝裂缝,呈小的六角形花纹。(4)角隅裂缝:在混凝土路面板角处,沿着与角隅等分线大致垂直的方向产生裂缝,在胀缝处更易发生。(5)化学反应引起的裂缝:由碱-骨料反应或钢筋锈蚀引起,呈现杂乱的“地图”状裂缝和顺筋开裂,在裂缝处有白色沉淀胶体和锈斑出现。(6)检查井周围裂缝:在检查井或收水井周边转角处呈现放射线裂缝,或在检查井周边呈现纵横向裂缝。这些路面工程的裂缝,是当前建筑施工的一个薄弱环节,其预防措施效果不明显。下面针对这一问题,从人员、材料、机械、方法和环境五个方面分析其原因,并提出预防措施。 2路面产生裂缝的原因分析

2.1人员的素质 1)生产工人技术素质低下。目前不少的工人来自农村,没有操作经验和受过系统的岗前培训,没有掌握操作要领,违反操作规程。2)一些类别较低的施工队伍承接工程,技术管理、质量管理薄弱,很多项目专职质检员不到位,对工人违反操作规程的行为纠正不及时,且力度不足。3)很多项目在夜间加班施工,工人疲劳,造成施工工艺粗糙。

2.2工程材料 2.2.1原材料的质量问题。1)水泥品种的选择直接影响工程质量。水泥强度低、抗冻性差、抗干缩能力差、安定性不合格、游离Cao超标等直接造成混凝土路面早期裂缝断板。2)粗集料级配不合理,级配波动较大。粗集料最大粒径控制不严,大粒径集料的混凝土抗弯拉强度相对偏小。粗集料的强度、坚固性不符合设计要求,针片状含量偏大,软弱颗粒含量偏高,从而影响混凝土强度。3)细集料级配不符合要求,细集料含泥量超标降低了混合料的粘结度,降低了混凝土的质量,引起裂缝断板。2.2.2混凝土本身品质的问题。1)水灰比偏大或偏小。水灰比偏大,使混凝土内部密实度降低,强度也随之降低。同时,水灰比偏大,混凝土干缩徐变增大,易造成干缩裂缝。水灰比偏小,和易性差,影响施工操作,也难以振捣密实,使混凝土强度降低。2)计量不准确。施工中配料计量不准确将影响砂石料的级配,混凝土的密实度就难以保证。混凝土中水泥剂量不足或水泥剂量太大,拌和不均匀等都会直接导致混凝土板体内部强度不一致,使混凝土存在薄弱面,这些薄弱面处就是产生裂缝直至断板的根源。2.2.3钢筋质量问题。边缘、角隅、传力杆及检查井四周加固钢筋的设置与数量不符合设计要求,造成路面抗弯拉强度不足而出现裂缝。钢筋的锈蚀会产生体积膨胀,导致混凝土开裂。2.2.4检查井四周回填土质量问题。检查井四周回填土不密实,其沉降使板体产生附加应力而出现裂缝。

2.3机械设备

机具设备对工程质量也有重要的影响。施工机具设备的类型是否符合工程施工特点,性能是否先进稳定,操作是否安全方便等,都会影响混凝土路面的施工质量。如混凝土运输设备落后,使混合料产生离析、泌水、漏浆等现象;混凝土振捣设备不配套,出现漏振或过度振捣现象;面层抹光机性能不稳定,抹光效果差;切缝机性能不符合要求造成切缝深度过浅等,都会导致混凝土路面出现裂缝。

2.4方法

1)基层施工的质量问题引起的裂缝断板。基层整体强度不符合设计要求,在行车荷载与水温的作用下,产生塑性变形导致各种形式的裂缝和断板。基层标高控制不好,顶面高程高于设计高程,导致混凝土路面厚度不足,或表面平整度差,导致面层厚度不均匀,增大了面层与基层间的摩阻力,当摩阻力大于混凝土板抗拉应力时就会产生裂缝断板。另外,基层裂缝没有处理修复,也使面层产生反射裂缝。2)混凝土施工时,基层干燥,混凝土中的水分很快被基层吸收,会引起较大的收缩而产生裂缝。3)施工时,混凝土欠振、漏振,使板体强度不均匀,过度震荡或抹平,使水泥和细骨料过多上浮至表面易产生收缩裂缝。4)切缝不及时引起裂缝断板。切缝时间没有准确控制,或作业面广,切缝不及时,在混凝土板薄弱部位收缩开裂,出现不规则断裂。切缝深度过浅,由于横断面没有明显削弱,应力没有释放,因而在临近缩缝处产生新的收缩缝。5)混凝土浇筑完成后,养护不及时、不充分造成混凝土板内水分大量丢失,产生干缩裂缝,或过早开放交通,强度达不到设计要求,导致混凝土路面开裂破坏。 2.5环境条件

1)高温天气施工,水泥水化作用加快,内部水化热不及时散开而产生温度裂缝,同时,因水分蒸发加快,而使混凝土迅速干燥而收缩,易产生裂缝。2)雨季施工,刚浇筑完成的混凝土板体受雨淋湿,增大了收缩开裂的可能性。3)大风天气施工,由于水分蒸发快,混凝土表面产生塑性收缩裂缝。 3因果分析图法的原理及绘制步骤

因果分析图法,也称为质量要因分析法,其基本原理是对每一个质量特性或问题,采用图示的方法,逐层深入排查可能原因,然后确定其中最主要原因,进行有的放矢地处理和管理,以达到控制事故发生的目的。它是工程质量控制的统计分析方法之一,是控制工程质量的一种有效的工具。因果分析图绘制的具体步骤如下:(1)明确质量问题--结果。作图时首先由左至右画出一条水平主干线,箭头指向一个矩形框,框内注明研究的问题,即结果。(2)根据影响质量问题的各种因素,分析确定影响质量特性大的方面原因。(3)将每种大原因进一步分解为中原因、小原因,直至分解的原因可以采取具体措施加以解决为止。(4)检查图中的所列原因是否齐全,对初步分析结果广泛征求意见,做必要的补充和修改。(5)选择出影响大的关键因素,做一标记,以便重点采取措施加以控制。

用因果分析图来归纳上述水泥混凝土路面裂缝质量问题的因果关系,见图1。

4预防路面裂缝的措施

在水泥混凝土路面施工中,针对路面裂缝、断板的质量缺陷的成因,提出采取有效的防治措施。在管理上要采取“防范于未然”的事前控制;施工中对每个环节要采取有效的控制手段和监控措施,着重抓好事中控制;加强对成品的把关检查以及事后控制工作,从而从根本上解决水泥混凝土路面裂缝断板的问题。 4.1事前控制

1)挑选素质好的混凝土工,加强岗前培训和技术交底工作。 2)监理在审核混凝土施工方案时,应重点对防治混凝土路面裂缝的技术措施进行合理性和有效性审核。

3)严把原材料的质量关。水泥使用前,必须进行化验,确保水泥各项指标满足规范要求,同时应尽量采用低水化热、抗冻性好、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。对已备好的粗细集料,应抽样检测其含泥量、有害物质含量、坚固性、级配等,对粗集料还应抽检其强度、软弱及针片状颗粒含量和磨耗等是否满足规范要求。水泥混凝土路面用钢材的规格、品种、数量应符合设计要求,钢筋表面不得有裂缝、断伤、刻痕等缺陷,对进场的钢筋应进行力学性能检测。 4)控制好基层的质量。在水泥混凝土路面铺筑前,应对其基层施工质量进行检测,基层质量的好坏将直接影响混凝土路面的使用性能和使用寿命。因此,监理人员应对基层的各项指标进行检查验收。基层的压实度、平整度、厚度、纵断高程、横坡度以及强度等必须符合质量检验评定标准的要求,尤其须进行基层弯沉测定,以便验算基层整体模量能否满足设计要求。基层检测时,当发现有不符合要求或出现损坏的部位,应进行整修,采用相同的材料修补压实,需要加宽的部分,新旧部分的强度应一致。标高高出设计要求或规范要求的部位,应进行凿除,以确保混凝土面层的厚度、宽度达到设计要求。 5)严格控制施工机械的配置。在混凝土施工前,要审查混凝土搅拌、运输、摊铺与振捣等设备是否配套,数量是否足够,能否保证施工质量等。 4.2事中控制

1)在混凝土施工过程中,要严格执行施工工艺,按施工工序认真检查验收,还要经常分析总结过程中存在的问题,研究制定改正措施,不断提高工人技术素质,加强施工管理,坚决贯彻上道工序不合格不准进入下道工序施工的工序交验制。

2)严格按配合比要求进行混凝土控制。在满足施工和易性保证混凝土密实平整的前提下,尽量减少水灰比,采用较低的单位用水量。这样会提高混凝土的强度,尤其是早期强度,降低收缩裂缝。尽量采取真空吸水工艺,降低水灰比,并能提高混凝土的密实度。混凝土配合比计量要准确,并应根据天气情况及粗细集料含水率调整配合比。 3)混凝土施工前,应对基层均匀洒水,将基层和模板湿透,避免吸收混凝土中的水分。施工时,加强振捣工作,不漏振,不过振,保证混凝土面层强度均匀。

4)避开高温、大风天气施工。如果施工,可根据早、中、晚调整用水量,防止混凝土干缩裂缝。并应尽量避开夜间施工,严禁雨天施工。

5)检查钢筋的安装质量。钢筋网、角隅钢筋、传力杆、加固筋等安装应牢固,位置准确。钢筋安装后应进行检查验收。

6)合理布置检查井的位置,对检查井四周要进行加固处理,回填土进行密实度检测,使井及周边不易沉降,减少附加应力。 7)严格控制混凝土的切缝时间和切缝深度。当混凝土达到设计强度的25%~30%时,应采用切缝机进行切割。气温高,混凝土强度增长快,切割时间要提早。温差大,切割时间也要提早。切缝的最佳时机一般按250~300℃h来掌握。切缝深度应为板厚的1/4-1/3。 4.3事后控制

1)水泥混凝土路面为刚性路面,纵横向缝应及时进行填充,填料应与板的粘结力强,适应混凝土板的收缩,如氯丁橡胶、沥青玛蹄脂等。

2)水泥混凝土面层成活后,应及时养护。可选用保湿法和塑料薄膜覆盖等方法养护。气温较高时,养护期不宜少于14d;低温时,养护期不宜少于21d。在面层混凝土弯拉强度达到设计强度,且填缝完成前,不得开放交通。

3)对已完工的水泥混凝土面层进行检查验收。水泥混凝土的抗压强度、抗折强度、厚度、平整度、相邻板高差、纵断高程、横坡度、板长度、板宽度、总宽度、井框与路面高差、顺直度、板边垂直度、板边蜂窝麻面面积等项目应满足设计要求和施工规范规定。对检查验收中发现的质量缺陷,应要求施工单位进行认真的返修整改,并跟踪复查,直至解决问题为止。

第三篇:浅谈现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因、预防和处理

浙江凯恩房地产有限公司 张建雄

摘要:现浇钢筋混凝土楼板裂缝是常见的质量问题,裂缝的存在不仅会影响居民的日常生活,也直接影响到房屋建筑的正常使用以及结构安全性,已经成为房屋建筑工程施工迫切需要解决的质量通病。本人长期工作在施工第一线,结合自己多年施工实践经验就现浇钢筋混凝土楼板裂缝形成原因从混凝土的特性、原材料质量、设计和施工等方面进行了分析,旨在施工过程中预先制定专项裂缝预控措施和方案,减少裂缝的产生作一些探讨,并提出了预防楼板裂缝产生的相应措施和处理方法。

关键词:现浇钢筋混凝土楼板裂缝原因、预防措施、处理方法

混凝土是由水泥、掺合料、外加剂与水配制的胶结材浆体将分散的砂、石子搅拌粘结在一起的工程常用材料,是一种多元、多相、分均匀的水泥基复合材料,弹性模量较高而抗拉强度较低,在受约束条件下只要发生少许收缩,产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土的抗拉强度,导致混凝土开裂。现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是十分普遍的现象,是工程常见的质量通病,也是长期困扰建筑施工的一个难题。其特点是:第

一、具有广泛的普遍性。无论是砖混结构、框架结构还是剪力墙结构,由于近年来住宅结构施工周期缩短,劳务作业人员的技术素质下降,楼板结构裂缝成为多发性的质量问题。第

二、危害性较大。楼板裂缝不仅对结构安全构成威胁,还会降低建筑物的整体性、耐久性和抗震性,也降低了建筑物的使用寿命。第

三、处理难度大。一旦出现楼板裂缝,单纯从技术角度无法处理达到正常水平。因此分析其开裂的原因,既不能忽视隐患的存在,也不能对裂缝产生恐惧感,采取科学的态度进行认真的分析和处理,具有重大的经济效益和社会价值,对于完善混凝土结构设计、施工技术具有极强的现实意义。

一、现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生原因分析

1、混凝土的收缩变形使楼板产生裂缝

1.1浇筑初期(终凝前)的凝缩变形

凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内,通常浇后24h即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝,在梁、板、墙中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝呈不规则的鸡爪状或地图状。凝缩变形产生的裂缝多与混凝土的泌水现象有关。新浇筑的混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体颗粒向下沉,迫使轻的水向上移,即所谓“泌水”。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥

结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固体颗粒能不受阻碍地自由下沉,则仅使结硬后混凝土的体积减少,并不会产生裂缝。

塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响,影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度,当水分蒸发速度超过了泌水速度时,就会产生这种裂缝。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达1~2mm.这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现,因为角部的干缩不受约束;相反,如板的边缘受到约束(砖墙等),则将出现与板边呈45°的一系列平行裂缝。

1.2硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩

自身收缩与干缩一样,在浇筑后相当长的时间约1~3 周才会出现,它是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓自干燥作用,使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少,而自身收缩增大。如当水灰比大于0.5时,其自身干燥作用和自身收缩与干缩相比可以忽略不计;但是当水灰比减少到0.35时,混凝土内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则相接近。在硬化混凝土收缩受约束的条件下,收缩应变将导致弹性拉应力,拉应力可被近似看作弹性模量与应变的乘积;当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,材料出现开裂。但是由于混凝土的粘弹性(徐变),部分应力释放,徐变产生的应力松驰后的残余应力才是决定混凝土是否开裂的关键。

2、材料特性及材料质量问题产生的裂缝

2.1混凝土收缩变形

混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料,在施工成型后随着水分的大量蒸发,混凝土体积势必随之收缩产生变形。但是由于现浇混凝土楼板受到梁、柱、墙等周边支座的约束力,并不能自由收缩变形。当约束应力超过混凝土的极限承受能力时,就会造成现浇混凝土楼板的开裂。这样的裂缝通常出现在板角等应力相对较为集中区域。 2.2混凝土温度裂缝

钢筋混凝土楼板浇筑初凝过程中,由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高,根据相关监测数据发现温度差最高可达50℃以上。在养护期14 天内,混凝土内外温差一般处于较大水平。混凝土楼板表面由于具有较好的热量散失条件温度基本相对较低,现浇钢筋混凝土楼板的内外温差导致温度应力的产生,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,便会导致裂缝的产生。

2.3水泥质量和使用上的问题

水泥品种混乱,大量打着普通硅酸盐水泥的水泥在混合材料的使用上存在诸多问题,掺杂使假、违规生产盛行;建设、设计、施工单位对于水泥产品不熟悉,致使水泥品种单一,促成水泥厂造假。中小型水泥厂管理跟不上,盲目提高混合材的掺量,出厂水泥质量难以保证。在任何工程、任何部位、任何施工气候条件千篇一律的使用普硅水泥,无论对于确保工程质量还是降低造价都没有好处。

2.4商品砼自身特点

目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑,但受剧烈的市场竞争,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼外掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,水、水泥、外掺混合材料等计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送砼坍落度大,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。

3、施工技术和方法不当产生的裂缝

3.1模板支撑体系施工措施不当

在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,模板支架没有设计计算或设计达不到规范要求也是导致现浇混凝土楼板开裂的主要原因。近年来现浇钢筋混凝土楼板施工多采用大规格竹胶板(五合板)做模板,铺设后应用钉子与下面的木方支撑肋钉牢固,否则大规格模板与木方档之间会产生空隙,当受到上部压力时,模板会下陷变形(俗称“喘气”)。混凝土浇注过程中因荷载较小,有时模板不变形,当楼板再承受施工活荷载时,就会产生变形,从而导致楼板混凝土裂缝。另外支模过程中模板下方木档的间距过大,上下层之间的支撑不垂直,垂直支撑面与现浇楼板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形,使混凝土楼板内产生过大的应力变形,造成裂缝的发生。此外由于拆模板过早,现浇钢筋混凝土尚未达到设计强度等级时,在荷载的作用下楼板结构受荷超过承载能力也会造成楼板的开裂。拆除墙角模板方法不当,当上层墙体拆除角部钢模板时,施工人员往往图方便,将拆下的角模板直接推倒砸在楼板上,巨大的冲击力经常导致楼板角部出现环状的密集微裂缝。 3.2管线埋设处理不当

现代建筑设计中多采用将各类强电、弱电管线在楼板内暗敷的方式,局部会出现楼板内电气埋管(PVC)集中的现象,集中的PVC埋管占据了较大的楼板截面,形成局部薄弱带,这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小,而且PVC埋管与混凝土两种材 3

料的线性膨胀系数差别较大,粘结力不强,造成现浇钢筋混凝土的密实度不足,极易导致由于应力集中而造成楼板在PVC埋管弹性力作用下产生与管线走向一致的楼板裂缝。 3.3混凝土泵送浇捣施工存在质量问题

在房屋建筑工程施工过程中,现浇钢筋混凝土一般采取泵送的方式,这就要求混凝土的坍落度在120-220MM 之间,水泥用量以及水灰比均较大。同时为了缓解运输过程中出现初凝,部分混凝土中还掺加了缓凝剂,极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆,造成浇筑混凝土的均匀性较差,表面收缩量增加,因而出现裂缝,浇捣方法不当和浇捣速度过快也是砼产生裂缝的因素之一。 3.4施工荷载过于集中

在楼板混凝土刚刚失去塑性但强度还没有达到一定程度时,最容易受到损害,造成无法修复的缺陷,需要很好的保护。现代施工节奏较快,往往在混凝土刚刚终凝时即开始上层施工,大量的施工材料、机具、人员等施工荷载,特别是高层结构使用的钢制大模板,经常在楼板中间位置集中堆放,造成楼板中间部位出现大量不规则的微小裂缝。

3.5上人操作时间过早

有时为了抢工期,施工人员往往在楼板混凝土强度尚未达到规范要求的1.2MPa时,即开始在上面施工作业,这时楼板受到动荷载的作用,必然在混凝土内部产生微裂缝。

3.6操作工艺及养护措施

经过多年的实践,发现商品混凝土浇捣后二次抹压十分重要。初凝前进行二次振捣和抹压并及时覆盖薄膜对表面裂缝效果很好。规范合理的养护措施可以有效降低混凝土的收缩量,试验研究表明混凝土保湿养生两周相比于不足一周的养护时间,收缩量可以降低25%左右,这对于控制混凝土现浇楼板的裂缝具有重要的作用。但是部分施工单位对于混凝土浇筑结束后的保湿养生重视不足,难以按照相关规范要求进行养护,造成现浇钢筋混凝土裂缝的出现。

3.7过早加载或施工超载

在新浇的板面过早加载或施工超载,在使用塔吊向新浇筑的楼板上吊运钢筋、料箱(斗)等重量较大的物体时,经常由于指挥控制不当以及下部未垫方木等原因,物体下落速度较快,导致重物直接冲击楼板而产生楼板裂缝。

4、结构设计方面产生的裂缝 4.1建筑和构造

平面布局不合理,结构构造措施不力,变形缝(后浇带)位置不合理,构造钢筋不足。设计无抗裂要求,抗扭、抗冲切和抗剪强度不足。地基变形或沉降过大等。

4.2设计中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支,由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强,但所配置的构造钢筋有往往存在直径过细,间距过大。

4.3楼板配筋设计中,仅在楼板轴线承重梁处配置了负弯筋,这些钢筋在楼板挠度应变产生负弯矩时起抗力作用,刚性较大;而在楼板中间的配筋设计仅计算支撑平板的正压力负荷,数量较少所以就显得相对薄弱,容易出现裂缝。

4.4对楼板来说,约束最大的位置在阳角和阴角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,也是楼板收缩变形最大的部位;一般来说,板内配筋都按平行于板的两条相邻边设置,使得转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱,沿外墙转角处的楼板容易出现45°斜向放射状裂缝。

综上所述,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,在设计和施工过程中要充分考虑到上述因素,有针对性的加以预防和解决,采用合理的技术措施,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是可以得到有效控制和预防的。

二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施

1、严格控制混凝土原材料质量

由于钢筋混凝土现浇楼板大多使用商品混凝土,因此为避免由于混凝土材料原因出现裂缝,必须严格控制水泥、砂石等原材料的质量,严格按照设计以及规范要求进行配合比设计及计量。对于进场使用的混凝土,除进行坍落度等必要的试验验收外,仍需留置混凝土试块,以确保用于浇筑施工的混凝土质量。

2、完善钢筋混凝土现浇过程施工工艺,规范混凝土养护作业。

对于模板支撑体系施工作业,首先应该根据工程不同情况及相关要求进行设计验算,综合考虑施工过程中吊装等各种荷载对模板稳定性的影响。对于钢筋的绑扎,应该确保保护层的厚度与设计要求一致,避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。电暖等管线的铺设应尽可能的与钢筋交叉布置或者与现浇板短跨方向平行铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中,如不得已需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。对于混凝土的浇筑捣实作业,应根据不同季节混凝土的初凝时间,确保初凝前完成捣实以及找平。在现浇混凝土终凝时间之前应完成板面的二次抹压工作,以便于及时进行混凝土保湿养生。规范合理的混凝土养护措施,是提高钢筋混凝土现浇板整体强度,预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下,避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下二次抹平后及时对混凝土采用覆盖塑料薄膜或者使用薄膜养生液,保湿养生时间不得低于一周,有抗渗要求的不少于14天,对其它使用外掺剂的混凝土应适当延长养生时间。在混凝土强度没有达到7.2N/mm2前,不得上去踩踏或进

行施工作业。

三、现浇钢筋混凝土楼板裂缝常用的处理方法

现浇钢筋混凝土楼板裂缝常用的处理方法有表面修补法、局部修补法(部分凿除重浇)、水泥压力灌浆(≥0.5MM的稳定裂缝)、化学灌浆(≥0.5MM的裂缝)、减小结构内力及卸载或控制荷载、结构补强、改变结构方案及拆除重做等方法,具体应根据不同建筑类型和用途按照实际情况慎重选用,下面就一般常用做法作简单的介绍。

1、表面封闭法

对于混凝土裂缝小于 0.15mm 难以使用填充材料的微缝,可以通过表面封闭的方式进行处理,以提高钢筋混凝土现浇板的防水性,避免水分浸入对钢筋的锈蚀。表面封闭法的施工工艺为首先清洗处理干净现浇楼板表面(包括迎水面和背水面),待充分干燥后使用黏度相对较低的液态树脂或者是表面涂料胶均匀的填充涂刷裂缝表面,形成对裂缝的封闭处理。

2、压力灌浆法

压力灌浆主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式,一般情况下用于处理宽度介于0.15-0.5mm 之间的裂缝,其处理方式为通过一定的压力条件将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部实现混凝土现浇楼板裂缝的修复。压力灌浆法施工步骤主要包括:清洁裂缝、确定灌浆口、裂缝封闭、安设底座及灌浆设备、压力灌浆及封口,最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。

3、开槽填补法

对于宽度超过 0.5mm 而且较长的现浇混凝土楼板裂缝,一般采用开槽填补的方式处理。首先利用切割机沿裂缝发展方向将裂缝扩大,使其形成v 型槽的形式,之后将处理后的裂缝清洗干净,将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料,密封裂缝后将现浇楼板表面抹平压实。

4、压力灌浆法施工工艺 4.1材料选用

①水溶性聚氨酯灌浆液与丙酮化学分析醇

适用于地下室底板及地下室顶板裂缝长度大于2米或裂缝宽度大于0.2mm的裂缝。水溶性聚氨酯是由环氧乙烷或环氧丙烷开环共聚的聚醚与异氰酸合成制得的一种不溶于水的单组分灌浆材料,该材料适用范围广泛,无污染。

②速凝微膨胀水泥

适用于地下室顶板裂缝长度小于2米或裂缝宽度小于0.2mm的裂缝。

③水泥基聚合物防水剂

在地下室顶板裂缝修补后的迎水面进行防水处理,原卷材防水照常施工。 4.2施工工艺流程

将照明灯引入施工面寻打出裂缝部局并做好标记→在地下室架好通风设备→凿去缝表面的松动混凝土及杂物,并用水清洗干净缝口→用速凝微膨胀水泥补平→每一定距离用冲击电钻钻孔深100mmΦ12mm孔→用12mm灌浆咀埋入孔中(孔深及灌浆咀直径应根据板确定)→再用电动压力机将水溶性聚氨酯,从灌浆咀注入渗水裂缝内→注浆时缓慢进行→直至有浆料开始从裂缝渗出来为止→检查清理。

4.3施工步骤

①检查:仔细检查漏水部位,清理渗漏部位附近的污物,以备灌浆。

②寻找裂缝是一项繁琐、细致的工作,如表面不易干燥,可以用喷灯烘干,用角磨机磨光周边,裂缝处因含有水份,立即可以发现,此办法即提高了工作效率,又可确保每一分区无遗漏。

③布孔:在漏水部位打灌浆孔,对深层裂缝可钻斜孔穿过缝面,一般孔距为200MM—500MM。

④埋嘴封缝:埋设注浆嘴,用快干水泥封闭。

⑤裂缝修补:灌浆液应从每一枚针头开始(结构立面由下往上灌注),当浆液从微孔处冒出时,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻的针头位置,可以跳开不注;如注浆后发现裂缝两端仍有继续延伸、或有裂缝与其相交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。

⑥灌浆:根据渗漏部位的具体情况确定灌浆压力、灌浆量。用堵漏注浆泵将水溶性聚氨酯灌入裂缝,当全邻孔出现纯浆液时,移至邻孔,在规定的压力下灌浆,直至压不进为止(注入率≤0.01L/min),随即关闭阀门。(一般灌浆压力0.3Mpa)。

⑦72小时后检查渗漏部位有无渗水,无渗水将灌浆嘴折断,用快干水泥将基面封闭、抹平。

⑧先做样板经监理甲方确认后再大面积施工。 4.4注浆时应注意的问题

①当一枚针头在灌注较长时间后(约5分钟后),浆仍未从裂缝内冒出,应停止灌注,间隔一段时间后再进行,如仍未灌满,应检查钻孔是否与埋管线交叉、板底是否有孔洞等情况,待查明原因后再进行灌浆。

②灌注时应严密注视灌注机的工作压力表,如超过额定压力(350kg以上),应停机后再进行,如压力仍居高不下,应检查钻孔是否与裂缝完全交叉。

③聚氨酯是遇水膨胀材料,工作时应穿戴好防护用具,如手套、护目镜等。表面清理及设备维护。

④待浆液凝固后,表面应及时清理。

⑤灌注机连续使用最多不超过10小时,如中途停止工作超过30分钟,应及时清理机械,清洗可用专用清洗剂或丙酮等。

4.5资料整理

①对于地下室渗漏的部位,必须在图纸中标注清楚,注明裂缝方向、部位、裂缝宽度等。

②做好施工纪录,详细注明裂缝修复部位、长度、裂缝宽度及施工时间及其施工方法。 ③对原材料厂家证明、合格证及有关检验报告进行收集与整理。 4.6施工中应注意的问题

①在寻找裂缝前,首先应对裂缝进行分析,并按裂缝宽度、长度的不同分别取蕊,以确定裂缝深度发展规律。如非贯穿裂缝且深度较浅,可以作表面处理。

②裂缝修补:灌浆液应从每一枚针头开始(结构立面由下往上灌注、平面一般由板底面向上灌注),当浆液从微孔处冒出时,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻的针头位置,可以跳开不注;如注浆后发现裂缝两端仍有继续延伸、或有裂缝与其相交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。

③为使裂缝内注满浆液,应进行第二次注浆,第二次灌注应与第一次间隔一段时间(约30分钟),必须在浆液凝固前完成,如第二次灌注后,浆液仍不能愈合,应在该位置重新钻孔注浆。

④裂缝内注满浆液后拨下高压注浆管,其止水针在没有压力的情况下能自动封闭。

⑤注浆完后,剔除止水针头,用避水通防水砂浆抹平压光,恢复成板面平。 结束语

现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,只有在设计过程中针对各种影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计规范,设计合理;同时对于混凝土楼板施工做好事前、事中和事后控制,施工前做好各种专项施工方案的编制、审核,确保方案可行,切合实际;施工中加强对钢筋质量的检查、验收和过程保护,加强混凝土施工工艺控制;施工完成后 8

做好楼板混凝土的养护工作,总之只有在施工中加强管理、责任到人、措施到位,这样才能有效的预防和减少裂缝的产生,真正做到安全防患于未然。

容易出现的一些非结构性裂缝现象,国内外专家虽有很多的预防措施和处理的方法,但混凝土结构带裂缝工作是绝对的,无裂缝工作是相对的,重要的是在施工过程中要避免可见的、能够预控的、特别是对结构安全有影响的裂缝产生。现阶段只能采取以“预防为主,修补为辅”的裂缝控制方案,要想在实际施工中彻底杜绝裂缝的产生,仍需要科技的不断创新、施工技术的不断提高。全面保证混凝土现浇构件的质量,关键在于混凝土形成过程中的一系列阶段的控制,从平面布置、设计构造、原材料、配合比、混凝土的开盘鉴定、混凝土的拌制和运输,入模振捣、施工缝及后浇带的处理、养护等各个环节都会影响混凝土的质量。因此,施工单位要提高认识,加强管理,控制好工序的质量,而监理工程师也要对混凝土施工实行旁站监理,加强对施工工艺及措施的监督,针对裂缝形成的不同原因,有目的性的采取预防处理办法,加强施工过程中的质量控制管理,完善施工监管及质量验收手段,可以有效的缓解现浇钢筋混凝土裂缝的发生。

参考文献:

[1] 混凝土结构工程施工规范 GB 506666-2011中国建筑工业出版社 [2] 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204—2002(2011年版) [3] 混凝土结构设计规范 GB 50010—2010 中国建筑工业出版社 [4] 工程结构裂缝控制 王铁梦著 中国建筑工业出版社 2001.5 [5] 建筑工程事故处理手册 王赫主编 中国建筑工业出版社 [6] 建筑工程事故分析及处理实例应用手册 范锡盛 王跃 主编

2014年11月20日星期四

第四篇:混凝土裂缝原因分析及控制措施

韩恒梅

禄建民

平顶山工业职业技术学院(河南 平顶山 467001)

摘要:混凝土裂缝的存在和发展通常会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、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重的将威胁到人民的生命、财产。本文对混凝土施工中裂缝的原因及控制措施作一初步探讨。

关键词:混凝土裂缝;混凝土裂缝的原因分析;混凝土裂缝的控制措施

The Reason Analyse and Control Measure of Concrete Crack

Hanhengmei Lujianmin Pingdingshan Industrial College of Technology(Henan Pingdingshan 467001) Abstract: The existing and developing of concrete crack can uaually erode some material just like reinforcing steel bar,low the carrying capacity 、wearing and antiinfiltration capacity of reinforced concrete,influence the appearance 、using time of building,and even threaten the life and wealth of human. The article mostly discusses the reason and control measure of concrete crack. Keywords: Concrete crack; The reason analyse of concrete crack;The control measure of concrete crack 0 前言

混凝土在现代工程建设中占有重要地位,而混凝土的裂缝较为普遍。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。

裂缝的原因分析 由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同,混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格,模板变形,基础不均匀沉降等。

(1)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。

(2)混凝土在硬化期间水泥产生大量水化热,内部温度不断上升,在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

(3)在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制,在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。

(4)当有约束时,混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩,因为受到约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度较低,容易被温度引起的拉应力拉裂,从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。

(5)混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大三倍,从而使混凝土涨裂产生裂缝。

(6)许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,如养护不当、时干时湿,表面干缩变形受到内部混凝土体的约束,也往往产生裂缝。

(7)构件超载产生的裂缝,例如:构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝,构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。 (8)当结构的基础出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。

(9)当钢筋混凝土处于不利环境中,例如:侵蚀性水,由于混凝土保护层厚度有限,特别是当混凝土密实性不良,环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈,生成氧化铁,氧化铁的体积比原来金属的体积大的多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。

(10)由于原材料质地不均匀、水灰比不稳定以及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块体混凝土中其抗拉强度也是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。

而在施工过程中,我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。

在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。施工中混凝土由最高温度冷却到工程运行时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力。因此,掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

温度应力的分析

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约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,这个时期中,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,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

(3)晚期: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迭加。

温度的控制和防止裂缝的措施 为了防止裂缝,减轻温度应力可以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,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气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用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度; (3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热; (4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;

(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施; 改善约束条件的措施是:

合理地分缝分块;避免基础过大起伏;合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。

加筋对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2。因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难,但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。

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,因此严格按规程、规范要求施工,严把质量关,防患于未来,尽可能地降低混凝土裂缝的出现;对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。

参考文献:

[1]郭正兴、李金根主编《建筑施工》,东南大学出版社 [2]《建筑施工手册》第四版,中国建筑工业出版社 [3]《现行建筑施工规范大全》,中国建筑工业出版社 [4]赵国藩主编 《钢筋混凝土结构》,中国电力出版社 作者简介:

韩恒梅,女,河南省南阳人,1996年毕业于焦作工学院建筑工程系建筑工程专业,现在平顶山工业职业技术学院任教,讲师。

联系电话:13949459930

第五篇:沥青混凝土路面裂缝分类、裂缝预防及裂缝处治的探讨论文

摘要:

文章针对在高等级公路建设中,沥青混凝土路面的广泛应用,以及沥青混凝土路面常见的裂缝现象,分析了沥青混凝土路面裂缝成因及分类,并从沥青面层原材料、施工工艺及组织方面对怎样预防沥青路面裂缝进行了分析,并对裂缝出现后,各种裂缝处治方法进行了探讨。

关键词:

沥青路面;路面裂缝成因;路面裂缝预防;路面裂缝处治

1、沥青混凝土路面现状。

在高等级公路建设中,由于沥青混凝土路面具有噪音小,施工周期短,行车舒适,养护维修施工方便等诸多优点,沥青混凝土作面层已经成为高等级公路路面面层的主要形式,因此沥青路面施工质量及后期养护维修好坏,直接关系到行车安全及行车舒适度。但沥青混凝土路面由于行车荷载、温度变化等原因,会产生各种裂缝,如温度裂缝、荷载裂缝等,随着降雨,路基土含水量增大,结构层强度迅速降低,使沥青混凝土路面发生破坏及使用寿命大大降低,所以,对沥青路面裂缝进行预防和处治显得特别重要。

2、沥青路面裂缝分类。

一般可按形成原因和裂缝形状分类,按形成原因可分为三类:

第一类是由于沥青面层温度变化产生的温度裂缝:包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,一般称之为非荷载裂缝。

第二类是由于车辆行车荷载的作用,超过路面材料的抗拉极限而产生的破坏裂缝,又称之为荷载型裂缝。

第三类是反射裂缝,由于基层材料产生裂缝(如路基沉降拉裂,基层材料在行车荷载下产生疲劳裂缝等),逐渐向上向沥青面层反射,引起沥青面层裂缝。

按形状可分为:第一类是横向裂缝,主要是由于:

(1)半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝。

(2)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降,施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。

第二类是纵向裂缝,主要是由于:

(1)拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。

(2)前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开。

(3)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。

第三类是网状裂缝(龟裂),主要是由于:

(1)沥青与沥青混合料质量差,延度低,抗裂性差。

(2)沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,加速裂缝的形成。

(3)路面总体强度不足。

3、沥青路面裂缝预防。

预防措施:

(1)材料品控方面,采用干缩、温缩稳定,抗拉能力高的半刚性材料做基层,根据沥青路面施工及验收规范要求,调查本地区气候条件,再结合道路等级选择性能优良沥青产品,宜采用优质沥青做面层。

(2)沥青混合料出厂及运送方面,沥青混合料出厂时应有出厂合格证明。混合料外观应拌合均匀、色泽一致,无明显油团、花白或烧焦。运输中,应加盖篷布等保持混合料温度。

(3)施工方面:

①合理组织施工,摊铺作业连续进行,减少冷接缝。冷接缝的处理,应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料,使其预热软化;对缝壁涂刷粘层沥青,再铺筑新混合料。尽量采用全路幅一次摊铺,如无条件全路幅摊铺采用分幅摊铺时,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上,并采用热接缝。雨天时不得施工。

②桥台两侧填土分层填筑、压实;沉降严重地段,事前应进行软土地基处理。加宽路段的新旧路衔接处要采取措施,如采取挖台阶等,防止不均匀沉降,引起纵向开裂。在旧路面加罩沥青路面结构层前,可铣削原路面后,将残料和粉尘清除干净,采用铺设土工布、格栅等后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。

③地下管线及构筑物埋深不能小于50cm,确保基层结构的完整性。沟槽回填土应分层填筑、压实,回填土土质、含水率应符合要求,过湿土必须经过翻晒,并满足含水率才能用于回填。

4、沥青路面裂缝处治。

裂缝的处治可按以下方式及要求进行:

(1)裂缝宽度在2mm以下的轻微裂缝,在高温季节大部分会闭合,可不进行处理。

(2)开槽灌缝是现在沥青路面裂缝处治最常用方法。缝宽在2——10mm的裂缝,应采用热沥青灌缝,缝内潮湿时应采用乳化沥青灌缝。开槽灌缝施工要求:

①开槽灌缝禁止在雨天施工。

②用压缩空气清除缝内的杂物及尘土,喷灯对裂缝进行烘干,保证裂缝内干燥。

③每条裂缝的灌注工作要连续,并应在裂缝表面形成T形密封层。

④灌缝时将灌封胶加热到要求温度,慢慢挤压胶液,否则,灌完胶后,缝底部易积存气泡,气泡上升,缝内胶液易积聚成球状,影响灌缝质量。

⑤灌缝完成后要求灌缝胶温度下降至常温方才能够通车放行。

(3)沥青混合料填缝。缝宽在10mm以上的宽缝,应采用热拌沥青混合料或乳化沥青混合料填缝,填缝要饱满并保证压实。

(4)路面贴缝带,路面贴缝带是一种裂缝修补新技术,它不用开槽,只需对裂缝表面作简单清扫,即可施工,但在雨天、积水路面严禁施工。

(5)铣刨罩面法。对网状裂缝(龟裂),情况严重时,应采用铣刨后罩面方法,解决沥青路面裂缝。

5、结语。

加强沥青路面预防性养护及小修,可以减少后期大修次数及维修成本,保证沥青路面平稳运行,值得引起更大重视。

参考文献:

[1] JTG F40—2004。公路沥青路面施工技术规范[S]。2004。

[2]李志华。沥青混凝土路面裂缝原因分析及防治措施[A]。全国路面材料及新技术研讨会,2004。

[3] JTG D50—2006。公路沥青路面设计规范(JTG D50—2006)[S]。2006。

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