论文部分内容阅读
【摘 要】一直以来“两土”即回填土和混凝土是建筑业的两大质量难题。特别是对于电力建设显得尤为重要,其中混凝土质量的重要性更是不言而喻。为了保证混凝土内在施工质量,除要满足强度等级、抗渗要求,还要严格控制混凝土在设计、施工及养护等过程中产生的混凝土裂缝。
【关键词】混凝土工程;抗裂施工技术
混凝土裂缝是建筑工程中普遍存在的问题。裂缝产生的形式和种类很多,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入手。
1. 裂缝的成因
1.1 设计原因。
(1)结构断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。
(2)构件受力不当,造成构件的裂缝。
(3)设计中构造钢筋配置过少或过多等引起构件裂缝。
(4)设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
(5)设计的混凝土等级过高,用灰量过大,对收缩不利。
1.2 材料原因。
(1)粗细骨料含泥量过大、颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,引起混凝土收缩增大,诱导裂缝的产生。
(2)骨料粒径越细、针片含量越多,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。
(3)外加剂、掺和料选择或掺量不当,增加混凝土收缩。
(4)水泥品种原因,根据六大水泥的特性,灵活掌握选用原则。
(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。
1.3 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,导致混凝土离析、泌水、保水性差,增加收缩值。
(5)配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
1.4 施工及现场养护原因。
(1)现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒拔出过快,影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
(2)高空浇注混凝土风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。
(3)对大体积混凝土工程,缺少二次抹面或在表面增加石子,易产生表面收缩裂缝。
(4)大体积混凝土水化热计算不准、现场混凝土降温及保温措施不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。
(5)现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
(6)现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。
(7)现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。
1.5 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)使用荷载超负荷。
(3)野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。
(4)周围环境影响,酸、碱等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。
(5)意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
2. 裂缝的控制措施
2.1 设计方面。
(1)设计中的''抗''与''放''。
设计人员应灵活运用''抗与放''结合、或以''抗''为主、或以''放''为主的设计原则。
(2)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应考虑加强措施。
(3)积极采用补偿收缩混凝土技术。
在常见混凝土裂缝中,有相当部分是由于混凝土收缩造成的。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。
(4)重视对构造钢筋的认识。
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。
(5)对于大体积混凝土,建议在设计中采用60天龄期混凝土强度值作为设计值,采用掺合料,减少水泥用量。
2.2 材料选择和混凝土配合比设计方面。
(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。掺合料和外加剂已作为混凝土的第五、六大组份,可起到降低水泥用量和水化热,改善混凝土工作性能和降低成本的作用。
(4)正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂的选择应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
(5)配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的实际情况及时调整施工配合比,协助现场搞好养护工作。
2.3 现场操作方面。
(1)浇捣工作:振捣捧要快插慢拔,正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
(2)混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,养护工作尤为重要,特别要加强早期养护避免产生早期裂缝。
(3)混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,应充分考虑水泥水化热问题,采取必要的降温和保温措施,避免混凝土内部温度过高或内外温差过大而引起的温度裂缝。
(4)避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
(5)地下混凝土结构需尽早回填土。
(6)夏季应注意混凝土浇捣温度,采用低温入模、养护。
2.4 以瑞光热电工程汽轮发电机基础为例,该基础底板长为47.2m,宽为14.45m,高3m,底板面积约670平方米,混凝土约2040m3。主要采取了如下抗裂技术措施。
(1)优选原材料。水泥选用低水化热的32.5级矿渣硅酸盐水泥,减少混凝土凝固过程中的水化热;粗细骨料选用含泥量低、级配良好的骨料,减少了因收缩变形应力产生的裂缝;加入一定量的粉煤灰减少水泥用量,同时也减少了水用量,既降低了水化热,也减小了收缩应力。 (2)控制好混凝土质量。泵送混凝土坍落度控制在120~140mm;加入1.7%高效减水剂UNF—3B,降低了水灰比,减小了收缩应力,改善了混凝土的和易性。
(3)控制混凝土浇筑温度。基础底板浇筑时间为2009年9月底,温度较为适宜,不会产生混凝土、模板及泵罐车暴晒现象,混凝土温度较为理想。
(4)采用现场搅拌,运输距离较近,缩短了运输时间,浇筑顺序合理,卸料及时,减少了混凝土在运输及浇筑过程中坍落度损耗,保证了混凝土的和易性。
(5)保证混凝土浇筑质量。浇筑采用“一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方针。根据泵送时形成的坡度,在上层与下层布置两道振捣点。第一道在混凝土卸料点,解决上部振实;第二道在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。先振捣料口处混凝土,以形成自然流淌坡度,然后全面振捣。为提高混凝土的极限拉伸强度,防止因混凝土沉落而出现裂缝,减少内部微裂,提高混凝土密实度,还采取二次振捣法。在振捣棒拨出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞,这时是施加二次振捣的合适时机。由于泵送混凝土表面水泥较厚,在浇筑两小时至6小时后,先用刮尺按标高刮平,然后用木抹反复搓压数遍,使其表面密实,在初凝前用铁板压光。既能较好地控制混凝土表面龟裂,又能减少混凝土表面水分散发。
(6)加强混凝土的养护及测温工作。为防止混凝土内外温差过大,造成温度应力大于混凝土抗拉强度而产生裂缝,应根据当时的施工情况和环境气温,采用了“蓄水法”进行混凝土养护。具体做法是:先在混凝土表面覆盖双层麻袋,浇水湿润。待混凝土初凝后,在基础周围砌挡水,蓄水深10厘米,养护28天。
测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行,测温频率按持续28天考虑。基础混凝土浇筑后,中心最高温度发生在第四天,最高温度55.1℃。混凝土中心与表面温度升降基本同步上升,在前10天温差始终保持在8℃至17℃左右,远低于不安全温差25℃,后18天温差保持在5℃左右,温差控制较理想。
该工程基础底板养护期满后,混凝土内实外光,质量良好,经检查未发现温度等裂缝,仅在表面个别区域发现少数干缩裂纹。
3. 综上所述
对于混凝土裂缝预防和控制是一个综合性问题,需经设计、监理、施工及使用等各方的共同配合方可有效控制。
参考文献
[1] 钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社,1999.2.
[2] 鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土,2002.5.
[3] 郭仕万,肖欣,赵各平 混凝土施工中的裂缝控制 山西水利科技,2000.11.
[4] 鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术,2002. 7.
【关键词】混凝土工程;抗裂施工技术
混凝土裂缝是建筑工程中普遍存在的问题。裂缝产生的形式和种类很多,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入手。
1. 裂缝的成因
1.1 设计原因。
(1)结构断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。
(2)构件受力不当,造成构件的裂缝。
(3)设计中构造钢筋配置过少或过多等引起构件裂缝。
(4)设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
(5)设计的混凝土等级过高,用灰量过大,对收缩不利。
1.2 材料原因。
(1)粗细骨料含泥量过大、颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,引起混凝土收缩增大,诱导裂缝的产生。
(2)骨料粒径越细、针片含量越多,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。
(3)外加剂、掺和料选择或掺量不当,增加混凝土收缩。
(4)水泥品种原因,根据六大水泥的特性,灵活掌握选用原则。
(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。
1.3 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,导致混凝土离析、泌水、保水性差,增加收缩值。
(5)配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
1.4 施工及现场养护原因。
(1)现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒拔出过快,影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
(2)高空浇注混凝土风速过大、烈日暴晒,混凝土收缩值大。
(3)对大体积混凝土工程,缺少二次抹面或在表面增加石子,易产生表面收缩裂缝。
(4)大体积混凝土水化热计算不准、现场混凝土降温及保温措施不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。
(5)现场养护措施不到位,混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
(6)现场模板拆除不当,引起拆模裂缝或拆模过早。
(7)现场预应力张拉不当(超张、偏心),引起混凝土张拉裂缝。
1.5 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)使用荷载超负荷。
(3)野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起裂缝。
(4)周围环境影响,酸、碱等对构筑物的侵蚀,引起裂缝。
(5)意外事件,火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
2. 裂缝的控制措施
2.1 设计方面。
(1)设计中的''抗''与''放''。
设计人员应灵活运用''抗与放''结合、或以''抗''为主、或以''放''为主的设计原则。
(2)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时,应考虑加强措施。
(3)积极采用补偿收缩混凝土技术。
在常见混凝土裂缝中,有相当部分是由于混凝土收缩造成的。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。
(4)重视对构造钢筋的认识。
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。
(5)对于大体积混凝土,建议在设计中采用60天龄期混凝土强度值作为设计值,采用掺合料,减少水泥用量。
2.2 材料选择和混凝土配合比设计方面。
(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。掺合料和外加剂已作为混凝土的第五、六大组份,可起到降低水泥用量和水化热,改善混凝土工作性能和降低成本的作用。
(4)正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂的选择应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
(5)配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的实际情况及时调整施工配合比,协助现场搞好养护工作。
2.3 现场操作方面。
(1)浇捣工作:振捣捧要快插慢拔,正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
(2)混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,养护工作尤为重要,特别要加强早期养护避免产生早期裂缝。
(3)混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,应充分考虑水泥水化热问题,采取必要的降温和保温措施,避免混凝土内部温度过高或内外温差过大而引起的温度裂缝。
(4)避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
(5)地下混凝土结构需尽早回填土。
(6)夏季应注意混凝土浇捣温度,采用低温入模、养护。
2.4 以瑞光热电工程汽轮发电机基础为例,该基础底板长为47.2m,宽为14.45m,高3m,底板面积约670平方米,混凝土约2040m3。主要采取了如下抗裂技术措施。
(1)优选原材料。水泥选用低水化热的32.5级矿渣硅酸盐水泥,减少混凝土凝固过程中的水化热;粗细骨料选用含泥量低、级配良好的骨料,减少了因收缩变形应力产生的裂缝;加入一定量的粉煤灰减少水泥用量,同时也减少了水用量,既降低了水化热,也减小了收缩应力。 (2)控制好混凝土质量。泵送混凝土坍落度控制在120~140mm;加入1.7%高效减水剂UNF—3B,降低了水灰比,减小了收缩应力,改善了混凝土的和易性。
(3)控制混凝土浇筑温度。基础底板浇筑时间为2009年9月底,温度较为适宜,不会产生混凝土、模板及泵罐车暴晒现象,混凝土温度较为理想。
(4)采用现场搅拌,运输距离较近,缩短了运输时间,浇筑顺序合理,卸料及时,减少了混凝土在运输及浇筑过程中坍落度损耗,保证了混凝土的和易性。
(5)保证混凝土浇筑质量。浇筑采用“一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方针。根据泵送时形成的坡度,在上层与下层布置两道振捣点。第一道在混凝土卸料点,解决上部振实;第二道在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。先振捣料口处混凝土,以形成自然流淌坡度,然后全面振捣。为提高混凝土的极限拉伸强度,防止因混凝土沉落而出现裂缝,减少内部微裂,提高混凝土密实度,还采取二次振捣法。在振捣棒拨出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞,这时是施加二次振捣的合适时机。由于泵送混凝土表面水泥较厚,在浇筑两小时至6小时后,先用刮尺按标高刮平,然后用木抹反复搓压数遍,使其表面密实,在初凝前用铁板压光。既能较好地控制混凝土表面龟裂,又能减少混凝土表面水分散发。
(6)加强混凝土的养护及测温工作。为防止混凝土内外温差过大,造成温度应力大于混凝土抗拉强度而产生裂缝,应根据当时的施工情况和环境气温,采用了“蓄水法”进行混凝土养护。具体做法是:先在混凝土表面覆盖双层麻袋,浇水湿润。待混凝土初凝后,在基础周围砌挡水,蓄水深10厘米,养护28天。
测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行,测温频率按持续28天考虑。基础混凝土浇筑后,中心最高温度发生在第四天,最高温度55.1℃。混凝土中心与表面温度升降基本同步上升,在前10天温差始终保持在8℃至17℃左右,远低于不安全温差25℃,后18天温差保持在5℃左右,温差控制较理想。
该工程基础底板养护期满后,混凝土内实外光,质量良好,经检查未发现温度等裂缝,仅在表面个别区域发现少数干缩裂纹。
3. 综上所述
对于混凝土裂缝预防和控制是一个综合性问题,需经设计、监理、施工及使用等各方的共同配合方可有效控制。
参考文献
[1] 钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社,1999.2.
[2] 鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土,2002.5.
[3] 郭仕万,肖欣,赵各平 混凝土施工中的裂缝控制 山西水利科技,2000.11.
[4] 鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术,2002. 7.