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巖土工程師輔導:關于大體積混凝土裂縫的探討(2)

更新時間:2010-01-22 13:07:33 來源:|0 瀏覽0收藏0

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  4) 治理方法:

  a、 此類裂縫對結構強度影響不大,但傳統使鋼筋銹蝕,可在表面抹一層薄砂漿進行處理。對于預制構件,可在裂縫表面涂環氧膠泥或粘貼環氧玻璃布進行封閉處理。

  2、 干縮裂縫:

  1) 現象:

  裂縫為表面性,寬度較細。其走向縱橫交錯,沒有規律。較薄的梁、板類構件(或桁架桿件),多沿短向分布;整體性結構多發生在結構變截面處;平面裂縫多延伸到變截面部位或塊體邊緣,大體積混凝土在平面部位較為多見,但側面也常出現,并隨濕度和溫度變化而逐漸發展。

  2) 原因分析:

  a、 混凝土成型后,養護不當,受到風吹日曬,表面水分散失快,體積收縮大,而內部濕度變化很小,收縮也小,因而表面收縮變形受到內部混凝土的約束,出現拉應力,引起混凝土表面開裂,或者構件水分蒸發,產生體積收縮受到地基或墊層的約束,而出現干縮裂縫。

  b、 混凝土構件長期露天堆放,表面濕度經常發生劇烈變化。

  c、 采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

  d、 混凝土經過度振搗,表面形成水泥含量較多的砂漿層。

  e、 后張法預應力構件露天生產后長久為張拉等。

  3) 預防措施:

  a、 混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大;嚴格控制砂石含泥量,避免使用過量粉砂;混凝土應振搗密實,并注意對板面進行抹壓,可在混凝土初凝后、終凝前進行二次抹壓,以提高混凝土抗拉強度,減少收縮量。

  b、 加強混凝土早期養護,并適當延長養護時間。長期露天堆放的預制構件,可覆蓋草簾、草袋,避免曝曬,并定期適當灑水,保持濕潤。薄壁構件則應在陰涼地方堆放并覆蓋,避免發生過大濕度變化。

  3、 干縮裂縫:

  1) 現象:

  表面溫度裂縫走向無一定規律性;梁板式或長度尺寸較大的結構,裂縫多平行于短邊;大面積結構裂縫常縱橫交錯。深進的和貫穿的溫度裂縫,一般與短邊方向平行或接近于平行,裂縫沿全長分段出現,中間較密。裂縫寬度大小不一,一般在0.5mm以下。裂縫寬度沿全長沒有太大的變化。溫度裂縫多發生在施工期間,縫寬受溫度變化影響較明顯,冬季較寬,夏季較細。沿斷面高度,裂縫大多呈上寬下窗狀,但個別也有下寬上窄情況,遇上下邊緣區配筋較多的結構,在時也出現中間寬兩端窄的梭形裂縫。

  2) 原因分析:

  a、 表面溫度裂縫,多由于溫度較大?;炷两Y構,特別是大體積混凝土基礎澆筑后,在硬化期間放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,使混凝土表面和內部溫差很大。當溫度產生非均勻的降溫時(如施工中注意不夠,過早拆除模板;冬季施工,過早除掉保溫層,或受到寒潮襲擊),將導致混凝土表面急劇的溫度變化而產生較大的降溫收縮,此時表面胺到內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力(內部降溫慢,受自約束而產生壓應力),而混凝土早期抗拉強度和彈性模量很低,因而出現裂縫(這種裂縫又稱為內約束裂縫)。但這種溫差僅在表面處較大,離開表面就很快減弱。因此,裂縫只在接近表面較淺的范圍出現,表面層以下結構仍保持完整。

  b、 深進的和貫穿 的濁裂縫多由于結構降溫差較大,受到外界的約束而引起的。當大體積混凝土基礎、墻體澆灌在堅硬地基(特別是巖石地基)或厚大的老混凝土墊層上時,沒有采取隔離層等放松約束的措施,如果混凝土澆灌時溫度很高,加上水泥水化熱的混凝土冷卻收縮,全部或部分地受到地基、混凝土墊層或其他外部結構的約束,將傳統在混凝土澆筑后2-3個月或更長時間出現,裂縫較深,有時是貫穿性的,將破壞結構的整體性。基礎工程長期不回填,受風吹日曬或寒潮襲擊作用;框架結構的梁、墻板、基礎梁,由于與剛度較大的柱、基礎連接,或預制構件澆筑在臺座伸縮縫處,因溫度變形受到約束,降溫時也常出現這類裂縫。采用蒸氣養護的預制構件,混凝土降溫制度控制不嚴,降溫過速,或養生窯坑急劇揭蓋,使混凝土表面劇烈降溫,而受到肋部或胎模的約束,常導致構件表面或肋部出現裂縫。

  3) 預防措施:

  a、 盡量選用低熱或中熱水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土;或混凝土中摻適量粉煤灰;或利用混凝土的后期強度,降低水泥用量,以減少水化熱量。

  b、 選用良好級配的骨料,并嚴格控制砂、石子含泥量,降低水灰比,加強振搗,以提高混凝土的密實性和抗拉強度。

  c、 在混凝土中摻加緩凝劑,減緩澆筑速度,以利于散熱,或摻木鈣、減水劑,以改善和易性,減少水泥用量。

  d、 避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土;必須在熱天澆筑時,可采用冰水或深井涼水拌制混凝土,或設置簡易遮陽裝置,并對骨料進行噴水預冷卻,以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。

  e、 分層澆筑混凝土,每層厚度不大于30厘米,以加快熱量散發,并使溫度分布均勻,同時也便于振搗密實。

  f、 大體積混凝土適當預留一些孔道,采取通冷水或冷氣降溫。

  g、 大型設備基礎采取分塊分層間隔澆筑(間隔時間5~7天)分塊厚度1~1.5m,以利水化熱散發和減少約束作用;或每隔20~30m留一條0.5~1.0m寬的臨時間斷縫,40天后再用干硬性細石混凝土澆筑,以減少溫度收縮應力。

  h、 澆筑混凝土后,表面應及時用草袋、鋸末、砂等覆蓋,并灑水養生。深搞基礎可采取灌水養護(或在混凝土表面四周砌一皮磚進行灌水養護。

  )。夏季應適當延長養護時間,使之緩慢降溫。在寒冷季節,混凝土表面應采取保溫措施,以防寒潮襲擊。拆模時,塊體中部和表面溫差不宜大于20℃,以防止急劇冷卻造成表面裂縫?;A混凝土拆模后要及時回填。

  i、 在巖石地基或較厚大的混凝土墊層上澆筑大體積混凝土時,可在巖石地基或混凝土墊層上澆瀝青膠并撒鋪5mm厚或鋪二層瀝青油氈紙,以消除或減少約束作用。

  j、 蒸汽養護構件時,控制升溫速度不大于25℃/小時,降溫速度不大于20℃/小時,并緩慢揭蓋,及時脫模,避免引起過大的溫度應力。

  4) 治理方法:

  a、 溫度裂縫對鋼筋銹蝕、碳化、抗凍融(有抗凍要求的結構)、抗疲勞(對受動荷載構件)等方面有影響,故應采取措施治理??梢圆捎猛績杀榄h氧膠泥或貼環氧玻璃布,以及抹、噴水泥砂漿等方法進行表面封閉處理,對有防水、抗滲要求的結構,縫寬大于0.1mm的深進或貫穿性裂縫,應根據裂縫可灌程度,采用灌水泥漿或化學漿液(環氧、甲凝或丙凝漿液)方法進行裂縫修補,或者灌漿與表面封閉同進采用。寬度不大于0.1mm的裂縫,由于后期水泥生成氫氧化鈣、硫酸鋁鈣等類物質,能使裂縫自行愈合,可不處理或只進行表面處理即可。

  4、 不均勻沉陷裂縫:

  1) 現象:

  不均勻沉陷裂縫多屬貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,有的在上部,有的在下部,一般與地面垂直或呈30°~45°角方向發展。較大的不均勻沉陷裂縫,往往上下或左右有一定的差距,裂縫寬度受溫度變化影響較小,因荷載大小而異,且與不均勻沉降值成比例。

  2) 原因分析:

  a、 結構、構件下面的地基未經夯實和必要的加固處理,混凝土澆筑后,地基因沒水引起不均勻沉降。

  b、 平臥生產的預制構件(如屋架、梁等),由于側向剛度較差,在弦、腹桿件或梁的側面常出現裂縫。

  c、 模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動,以及過早拆模,也常導致不均勻沉陷裂縫出現。

  3) 預防措施:

  a、 對松軟土、填土地基應進行必要的夯實和加固。

  b、 避免直接在松軟土或填土上制作預制構件,或經壓夯實處理后作預制場地。

  c、 模板應支撐牢固,保證有足夠強度和剛度,并使地基受力均勻。拆模時間不能達早,應按規定執行。

  d、 構件制作場地周圍應作好排水措施,并注意防止水管漏水或養護水浸泡地基。

  4) 治理方法:

  不均勻沉陷裂縫對結構的承載能力和整體性有較大的影響,因此,應根據裂縫的嚴重程度,會同設計等有關部門對結構進行適當的加固處理(如設鋼筋混凝土圍套、加鋼套箍等)。

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