裂縫防治技術論文范文

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裂縫防治技術論文

篇1

【關鍵詞】先張法預應力混凝土 橋梁裂縫裂縫原因 裂縫防治 混凝土

中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:

一.引言

隨著我國改革開發的不斷深入,城市建設的步伐也越來越快,高速公路建設開展的如火如荼。由于我國地形條件復雜,在高速公路中,橋梁起到承接、抬高的作用,橋梁的建設也隨著高速公路的發展而突飛猛進。從我國20世紀80年代開始引進預應力結構開始,預應力結構在橋梁施工中得到廣泛應用。據數據統計,在我國目前的高速公路中,約有70%以上的橋梁中都使用了預應力混凝土。在預應力混凝土施工后,橋梁容易出現早期裂縫,此類裂縫現象是較為常見的問題。

二.先張法預應力混凝土橋梁早期裂縫形成原因。

1.混凝土本身引起的裂縫。

(1)形成原因。

預應力混凝土是通過在普通高強度水泥混凝土中配置預應力鋼筋或者是配置非預應力骨架鋼筋組合而成的,在先張法預應力混凝土橋梁早期裂縫中,產生裂縫的主要原因同混凝土直接相關。預應力混凝土通常是由水泥、石、砂、水等組合而成,其為非均質材料,在混凝土凝結成為強度形成的期間,難免會產生材料的收縮,同時又不能完全的消除收縮。收縮成為混凝土的重要特性。由于混凝土出現收縮,形成普通收縮裂縫、沉縮裂縫、干縮應力裂縫等不同形式的收縮裂縫。在實際工作中,預應力混凝土工程在構建規格、原材料、施工工藝等等較普通混凝土的具體情況較為復雜,因此也比較容易出現收縮裂縫。

(2)防治措施。

在預應力混凝土工程中,對水泥混凝土強度的要求比較高,目前在我國絕大部分高速公路的預應力混凝土工程中都是采用高強度的混凝土。預應力工程中對高強度水泥混凝土的水泥用量較大,其坍落度較大,這導致出現收縮裂縫的比率大大提高。沉縮裂縫是由于混凝土的自身重力作用,在混凝土終凝完成前形成鋼筋位置開裂的現象。防治收縮裂縫的主要方法是要合理布局鋼筋,同時要盡量避免有使用多余的水泥,要合理使用級配良好的骨料。在水泥混凝土的固化過程中,由于游離水的蒸發,導致混凝土內外部的干縮速度也不一樣,造成在表面和內部產生干縮應變,形成了干縮應力,導致在混凝土表面形成裂縫。防治干縮裂縫的方法是要嚴格控制混凝土的用水量,并適當加入減水劑。在預應力混凝土裂縫中,普通的收縮裂縫是由于混凝土本身溫度降低,在固化過程中體積減少形成的裂縫,其防治措施為在進行混凝土設計時,要盡量減少體積,同時要制定措施降低混凝土內外部的溫差。

2.混凝土內外溫差引起的溫度應力裂縫。

(1)形成原因。

混凝土溫度應力是由于混凝土中水泥在水化過程中需要產生熱量,在大體積混凝土內部形成較為集中的熱量,同時由于預應力混凝土的截面厚度較大,水化熱都聚集在混凝土結構內部,導致混凝土內部溫度升高。而在混凝土表面,由于表面散熱條件較好,熱量散發較快,溫度較低。當預應力混凝土內部熱量與表面的溫度差異較大時,會在混凝土內部形成溫度應力作用,形成溫度裂縫,影響建筑結構。在預應力混凝土中形成的溫度裂縫是由于混凝土溫度內高外低,形成了溫度的梯度,在混凝土內部產生壓應力,其表面產生拉應力,當混凝土的抗拉強度不足以抵抗內部的溫度應力時,會在混凝土表面產生裂縫。一旦受到地基或者是其他約束條件時,產生的拉應力超過混凝土強度時,會形成貫通的裂縫。

預應力混凝土施工技術要求相對于常規混凝土施工技術較高,其主要因素就是因為水泥水化熱形成的混凝土溫差、混凝土收縮引起的溫度應力裂縫。在進行施工控制時,要關注收縮應力指標,通過測量混凝土澆筑體中心和澆筑體表層的溫度差,計算里表溫差;在散熱條件下,計算混凝土內部溫度達到溫升峰值后,在單位時間內溫度下降的數值,計算預應力混凝土的降溫速率;嚴格控制混凝土拌合物澆筑入模時的溫度,掌握入模溫度;同時要防止影響結構安全和使用功能的有害裂縫。

(2)防治措施。

預應力混凝土對溫度的反應較為敏感。在我國的北方地區,空氣較為干燥,白天夜晚的溫差也較大,氣溫溫差較大,導致在預應力混凝土的表面溫度發生急劇變化,梁體的上下底板收縮力度不一致,形成較大的溫度應力,導致形成收縮裂縫。另外,在環境溫差較小時,預應力混凝土的內部水化熱導致內部溫度升高,當內部溫度高于外部時,造成表面收縮,形成裂縫。防止此類裂縫的方法是要采用低水化熱的水泥或是粉媒灰水泥,降低水化熱。在施工時,要注意做好夜間的混凝土保溫工作,可以采取草袋或麻袋覆蓋的方式進行保護。

3.混凝土施工工藝不當引起的裂縫。

(1)形成原因。

在先張法預應力混凝土中,存在有規則的縱縫或是橫縫、呈不規則狀分布的龜裂裂縫、平行于長邊的裂縫、平行于短邊的裂縫。同時也有在夏天的中午澆筑的預應力混凝土由于澆筑時間過長,導致混凝土振搗困難,形成施工裂縫。施工裂縫是由于拆模過早、施工中段、吊裝啟動速度快、操作時產生振動等形成的。在混凝土施工過程中,攪拌不均勻會導致在水泥較為集中的地方形成散射式的裂縫。同時由于減水劑使用后,要求澆筑時間適當縮短,而又因為商品混凝土的運輸距離和時間較長,混凝土的上料速度較慢,從而導致在澆筑時,時間相對較長,造成坍落度損失。

(2)防治措施。

防止此類裂縫的方法就是要嚴格按照施工規范來進行操作。在混凝土攪拌時,要攪拌充分,要將攪拌時間控制在2分鐘到5分鐘之內。為了提高混凝土的強度,要適當縮短運輸距離,減少混凝土振搗時間,在施工前,要做好臺座、模版的檢查,避免出現角落裂縫,同時要對使用機器的性能進行檢查,避免在使用過程中出現故障,造成澆筑中斷。

4.混凝土后期養護不當。

(1)形成原因。

由混凝土后期養護不當造成的裂縫多半是平行于板短邊的橫向裂縫,部分位置存在不規格的龜裂裂縫。這些裂縫主要集中在梁的外表上,表現的最多的就是收縮裂縫。在工程施工中,許多單位都不注意對梁板的養護,沒有進行及時的澆水養生處理。由于缺乏對梁板預制后的梁體覆蓋保護,導致梁體表面的水份丟失,在其表面形成較大的溫差,最終形成了裂縫。梁體不覆蓋,導致養生失去了實際效果,同時由于預應力混凝土在養護中對水的需求較大,梁板要在空氣中進行保濕,要發生較好的水化作用,來提高梁板的強度;梁板在空氣中,在白天表面形成較高的溫度,而在夜晚隨著環境溫度下降,表面溫度急劇下降,形成了裂縫。另外,由于對梁板的覆蓋過于嚴密,稿子混凝土中有大量的水化熱無法散發出去,形成了溫度應力裂縫。

(2)防治措施。

混凝土養護不當造成的裂縫主要防治措施是要及時做好養護工作,在初凝形成后就要開始進行養生處理;工程施工中,要及時拆模,要讓混凝土擁有充分的散熱和養生。在我國北方地區,通常可以采用草袋或是麻袋進行覆蓋,使用塑料薄膜進行覆蓋時,要相當慎重,既要保障能充分散熱,又要不至于過度散熱。

5.材料缺陷引起的裂縫。

(1)形成原因。

材料缺陷形成的裂縫主要集中在粗骨料的周邊地方或是有泥塊的地方,通常都是沉縮裂縫和龜裂裂縫。在混凝土配比中,因為配合比的不準確、砂石材料的計量誤差、加水計量控制不準等情況都可能造成石子多砂漿少。在進行混凝土攪拌時,攪拌不充分,砂、石等粗細骨料為均勻分布,導致混凝土的和易性差。在混凝土澆筑中,由于下料方式不當,導致粗細骨料分離,造成混凝土的離析度高。對澆筑中,下料控制不夠,沒有進行分段下料,后期振搗不密實、漏振都會造成空隙和蜂窩,嚴重的形成裂縫。

預應力混凝土對原材料的要求較高,特別是要求粗骨料選用石子時要選擇級配良好的。如果選用了級配不好的粗骨料,會形成沉縮裂縫。選用細骨料時,要使用中砂以上等級的沙礫,同時要嚴格控制骨料的含泥量。細骨料含有較多的泥時,無法均勻攪拌,導致拌合不均勻,在泥塊較為集中的地方,形成裂縫。水泥質量不好,標號不符合設計要求、保管不善、水泥變質等容易造成水泥結塊,在結塊部位形成龜裂裂縫。

(2)防治措施。

防治材料質量缺陷造成的裂縫,主要是要嚴格控制原材料質量,根據施工檢驗評定標準,定時對原材料進行質量檢驗。嚴格控制原材料使用或輸入途徑,杜絕未經質量檢查就投入使用。對檢查超過一個月而未使用的水泥,在進行使用前要進行再次檢驗;骨料選用了含泥量較大的砂時,要進行曬洗檢驗合格后才能繼續使用;骨料選用要杜絕使用細砂;要選用級配良好的骨料,嚴格控制針片狀顆粒的含量;攪拌過程中禁止使用不明成分的河水,杜絕使用海水和受到污染的水。

6.先張法預應力張拉工藝不當引起的裂縫。

(1)形成原因。

先張法預應力在張拉端容易產生垂直的裂縫、在支點附近或者是四分點附近同梁軸線在25°到50°角內形成斜向的裂縫,沿著受壓區向外延伸,向跨中范圍內擴展。在圓拱處形成側向裂縫和縱向裂縫;預應力過大時,在跨中頂面位置發生橫向裂縫。由于錨固區內局部受壓過大,在邊緣產生剪拉應力,在梁端非預應力區內形成抗剪裂縫;預應力在張拉后,通過預應力的傳遞和次應力共同作用下,產生張拉端梁和板面上的裂縫;張拉不均勻造成梁板側向拱曲,形成側向裂縫,在圓拱處由于彎矩形成縱向裂縫;鋼筋保護層的厚度不夠導致表面形成裂縫。

(2)防治措施。

防治此類裂縫的主要措施是在張拉設計時要盡量考慮減少預應力的偏心度,能采用非預應力鋼筋的要盡量少選用預應力筋,通過這種方式來降低預壓總應力。

7.截面尺寸過大引起的裂縫。

(1)形成原因。

截面較大的構件在混凝土硬化過程中,混凝土體積的收縮量要比截面小的構件大,形成了較大的軸向拉應力,由于結構體系的約束,形成拉應力,導致在截面尺寸較大的板的中央位置,形成裂縫。在結構截面較大的構件中,產生的水化熱量較大,形成了較大的溫度應力裂縫。一般來講,截面尺寸加大的板比較容易出現裂縫,而寬板相對窄板來說比較容易出現裂縫,長板比短板容易出現裂縫。

(2)防治措施。

防治此類裂縫的主要方法就是在設計時盡量減少預應力結構的截面積,通過這種方式來減少截面形成裂縫的可能性。

三.結束語。

先張法預應力混凝土板梁在早期形成的裂縫,有較多的因素,消除裂縫也并非易事。在施工過程中,要仔細觀測,通過實驗進行檢驗,對問題進行針對性的分析,總結裂縫產生的原因,設置有針對性的改善措施,做好事前事中事后的處理和控制措施,減低裂縫發生概率和程度,進一步提高工程施工質量。

參考文獻

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[3] 趙衛國 薛文 先張法預應力混凝土空心板梁縱向裂縫分析 [期刊論文] 《公路》 ISTIC PKU 2006年10期

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[5] 施仁華 探討先張法預應力混凝土空心梁板底板裂縫的成因及防治措施

[期刊論文] 《建材與裝飾》 -2012年8期

篇2

【關鍵詞】現澆鋼筋混凝土樓板裂縫例病分析措施

中圖分類號:TU37文獻標識碼:A 文章編號:

一.引言

近年來,隨著經濟的發展,科學技術的進步,我國的建筑事業也飛速的進步,當前鋼筋混凝土建筑趨于主流,其配料,運輸,筑造工藝也不斷地取得新的成果。我們知道比較傳統的空心板已經逐漸走向淘汰,現澆板日以取代其重要地位,使用鋼筋混凝土現澆樓板,大大的提高了樓板的承受能力,也更加的美光。其特性明顯優于空心板。但是遺憾的是在建筑施工的過程中由于各種各樣的原因,現澆樓板也出現了裂縫。這樣就不僅影響了其外觀而且影響了保溫、隔熱和防水等一列的功能問題,甚至影響建筑的安全使用。所以防治樓板裂縫的工作顯得格外重要。這也是提高建筑工程質量,增加美觀性,實用性及消除安全隱患的重要步驟。

二.縫隙產生的主要部位

1.建筑的施工縫部位

2.建筑物四角受力集中處。

3.電線、水管分布密集地帶。

4.樓板表面無規則的裂縫。

5.建筑物的后澆部位

6.其他部位

三.裂縫產生的原因分析

現澆樓板出現裂縫的原因很多,而且也比較復雜。只要出現裂縫,那么處理起來難度很大。所以現澆板裂縫問題也受到了各個單位重視,因此從圖紙設計到建筑施工我們都必須采用科學的方法,用嚴謹的態度去執行操作,來防止樓板縫隙的出現。混凝土配合比例、環境溫度及溫度應力都是其影響因素,但是其具體的產生原因分析如下:

1.模板以及模板支撐力不夠

由于模板以及模板支撐力不夠導致模板的下沉變形,這主要是出現在模板的跨度較大的地方,由于模板的下沉變形,會導致模板與模板之間形成縫隙,那么在澆灌的時候就會出現漏漿,澆灌出來的樓板也會不規則,導致受力不均,易出現斷裂。

2.混凝土的澆筑方法不規范

如果澆筑混凝土的方法不規范,比如混凝土在澆筑時被過分的振搗,就會導致粗骨料全部下沉,反而水分及空氣全部被擠出表面,這種材料的分布會極大影響樓板受力度的。再如混凝土被連續的澆搗以及澆島后又長時間的不做其他工序的處理,這些都是一些不規范的澆筑方法,也是產生縫隙的主要問題。

3.水泥的品種、用量及水灰比不當

水泥的水化熱是水泥固有的性質,水化熱引起混凝土內部溫度的升高,內外產生溫差,溫差引起的應力可使混凝土產生裂縫。不同晶種不同強度等級的水泥礦物成分的含量不相同,礦物成分中鋁酸三鈣水化產生的熱量最大,速度也快,另外水泥細度越細,水化反應比較容易進行,水化放熱量越大,放熱速度也越快。因此根據水泥的不同礦物成分含量選擇低水化熱的水泥品種和與混凝土強度等級相適宜的水泥強度等級是預防裂縫的前提。混凝土中的水泥用量越大,總發熱量越大。混凝土的溫度會隨水泥用量的增加而提高,造成混凝土的收縮大,水化熱高,產生非受荷裂縫。

4.鋼筋位置以及保護層的厚度出現偏差

鋼筋在樓板中承受著巨大的拉力,所以鋼筋的位置十分重要。如果鋼筋的位置不能控制好,就會導致樓板內的鋼筋受不到力或者受力太大,甚至出現漏筋的現象,這都是在澆筑中需要注意的問題。

5.建筑施工的荷載超過了實際設計的荷載

由于在施工的過程中,可能在樓板的局部堆放大量的工程物資,其重量太大樓板不能承受,或者因為其堆放太過其中,樓板受力不均導致樓板局部下沉破裂,出現縫隙,所以在施工時一定要考慮到樓板的受力程度,在可以承受的范圍內堆放。同時要注意堆放的技巧不要過于集中堆放,要不堆放在樓板跨度最大的中央,盡量堆放在墻角處,以減輕樓板受力。

6.澆筑后的養護不合理

我們知道現在建筑樓板澆筑后的養護方法已經比較落后,這種老式的養護方法已經不符合現代建筑的需要,所以探索改進新的養護方法尤為重要。眾所周知混凝土的失水情況會影響到水泥的水化作用,如果在水泥的水化作用完成之前,失水太嚴重就會造成混凝土的結構疏松形成干縮裂縫等導致樓板的滲水性過大。

四.裂縫防治措施

鋼筋混凝土結構是當今建筑的主流結構,其優越性和科學性是十分明顯的。如果澆筑方法規范合理其縫隙的產生也是完全可以避免的。即使如果出現了縫隙,但是其有害程度也必須控制在一定的范圍之內。其控制方法涉及到了設計的科學性、材料質量、施工程序等各個方面。如何將裂縫控制在正常的范圍之內。我們必須做到以下幾點:

1. 圖紙設計科學合理

在圖紙設計時,要充分考慮各個設計細節。并且根據施工的經驗對一些部位作出增強構造配筋等措施,使用細筋密配的原則,周全的考慮并作出慎重對策,來減輕縫隙的產生。

2.嚴格按照圖紙要求施工

嚴格的按照圖紙設計進行施工,包括材料的選用,施工的注意事項,以及需要特殊加固的部分要嚴格規范的執行,因為圖紙的設計只是理論上的。實際施工出現偏差一樣會導致嚴重的后果。

3.模板及其支撐使用規范

模板及其支撐應通過精確的計算來確定其規格,不僅要能夠滿足強度要求還要能夠滿足變形的要求。其具體的有以下幾點需要我們注意:如位于回填土上的一系列支撐應該首先將回填土夯實,再加墊上滿足厚度條件的墊板,以增大支撐物的受力面積;再如當板跨大于等于4m時,中部最好有一定角度的拱起。

4.澆筑混凝土方法規范

在澆筑樓板時要充分攪振混凝土,但實際不宜過長,最好使用平板式振動器來攪振。在振搗的過程中,應該嚴格的攪振均勻和時長,當表面均勻的溢出漿液為最佳。具體而言每一個位置連續振搗的時間一般在二十五秒到三十秒之間,不宜過長的振搗。

5.按規定處理后澆帶和施工縫

按照設計的規定,必須把后澆帶及施工留下的縫隙留在受力較小的部位,這些部位相對的脆弱必須減少其受力。再之后澆部位澆筑時間間隔在六十天以上的應該確保新舊混凝土能夠緊密連接。

6.認真做好澆筑后的養護工作

建筑工程完工交付使用之前,施工單位必須加強建筑物的管理和保養,避免溫差過大或者樓板過于干燥導致裂縫,所以在間隔一定的時間要采取室內噴水的方法解決。

五.結束語

鋼筋混凝土樓板出現縫隙可以說是一種最常見的質量例病,就現在的施工技術水平而言,要想要求樓板不存在任何裂縫的效果可以說需要我們精益求精,一般來說這是很難做到的。但是只要我們在結構設計、施工程序、材料選購使用等發面嚴格按照規范的技術標準執行,于此同時不斷加強監督和管理養護力度,我們就可以做到縮減其產生的可能性的效果,有效地控制裂縫的產生及危害。

參考文獻

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[2]談太和TAN Tai-he 現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的綜合防治 [期刊論文] 《水運工程》 PKU -2007年10期

[3]韋廣濤 李新婭 現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因及防治 [期刊論文] 《中州建設》 -2011年11期

[4]唐羽 現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的原因分析及防治措施 [期刊論文] 《科技資訊》 -2011年2期

[5]劉娟 淺議現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的原因及控制措施 [期刊論文] 《大科技•科技天地》 -2010年11期

[6]蘆鳳英 趙永海 現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因及防治 《城市建設理論研究(電子版)》 -2011年15期

篇3

關鍵詞:建筑工程,結構裂縫,防治

 

一、工程概況

該工程為地上30層,地下3層,建筑總高度為120m。其建筑平面呈D:38m 的圓形,外圍是16 根框架柱,內筒采用雙筒型式,里側為邊長9.78m×11.83m的方筒,外側為D:17m的圓筒。最初設計采用雙筒一直到頂的結構體系,而且已按此設計完成地下室及地面4 層的主體結構施工,后來新業主要求擴大20 層以上客房的使用面積,把20層以上的圓筒取消,只保留方筒。這一結構體系的大調整,使傳力路徑發生了重大改變,于是有關設計人員進行了深入研究和處理。隨后第5層以上按新圖紙施工,并在19 層樓面按要求取消了圓筒。

二、裂縫的原因分析

對裂縫的界定一般以可見縫寬>0.05mm 的稱為“宏觀裂縫”,反之則稱為“微觀裂縫”。工程中構件產生裂縫的主要原因可以分為兩大類,一類是由動、靜荷載和其他外荷載引起的裂縫;另一類是由溫度、收縮、不均勻沉降的變形荷載引起的裂縫。本工程剪力墻裂縫可認為是由于混凝土收縮及其溫差所引起,而且前者是主要的因素。混凝土收縮是指混凝土在不受力的情況下因變形而產生的體積減小,主要包括:①硬化收縮,即混凝土在水化結硬過程中,由于水泥顆粒不斷水化,毛細管及各孔隙游離水逐漸與水泥礦物質水化,轉化為凝膠及結晶成水泥石,體積略有收縮,亦稱“自生收縮”;②失水收縮,即混凝土內水分不斷蒸發,引起體積顯著收縮,其收縮量占總體積收縮量的80%~90%,亦稱“干縮”;③碳化收縮,即大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發生化學反應引起的收縮變形。混凝土自生收縮發生在初凝至終凝期間,干縮發生在終凝后,初凝前的收縮因混凝土尚具塑性而不影響裂縫的產生。

三、混凝土收縮裂縫的主要起因

80年代以前,民用建筑中出現混凝土早期收縮裂縫的機率是相當小的,90 年代后隨著我國泵送流態混凝土施工工藝的逐步推廣,工程中出現早期收縮裂縫的比例逐漸增大,說明與泵送及商品混凝土的廣泛使用有一定的對應關系。泵送流態混凝土由于流動性及和易性的要求,以及坍落度、水灰比增大,水泥標號提高,水泥用量增加,骨料粒徑減小,外加劑用量增多等諸多因素的變化,導致混凝土的收縮及水化熱作用比以往低流動性混凝土大幅增強,前者的收縮變形量約為(6.0~8.0)×10- 4,而后者僅為(2.~3.5)×10- 4。美國ACll305委員會在1991 年發表的《炎熱氣候下的混凝土施工》中指出,混凝土入模溫度高,環境相對濕度低和陽光照射引起混凝土表面水分蒸發快是產生混凝土早期干縮裂縫的原因。

(1)水泥。水泥水化熱被一致認為是引起混凝土裂縫的主要原因,主要通過控制水泥用量來實現對其的控制。常規概念認為水泥用量越大,混凝土強度越高,尤其是隨著高強混凝土的大批量使用,混凝土配中的水泥用量逐漸增大,混凝土收縮裂縫也就相應增多,這已成為目前建筑界的突出問題。論文格式,建筑工程。。而實際上現代高強混凝土的研究表明,由于混合材料的出現,混凝土強度與水泥用量之間并非一定成比例關系,在低水泥用量的情況下同樣可以配制出高強混凝土。

(2)混合材料。目前為了提高混凝土的施工可操作性,使混凝土硬化后獲得高性能最常用和最有效的方法是采用“雙摻”技術,即同時摻人高效減水劑及活性摻合料。減劑能有效降低混凝土水灰比,改善混凝土拌合物的工作性能,提高混凝土強度,節省水泥用量。混凝土中的添加物當所占比例<5%時稱為摻量,超過的則稱為混合材料。

(3)水灰比。若水灰比過大,則混凝土結構內部的水孔及毛細孔增多,骨料與水泥石界面的泌水也增多,造成結構疏松,混凝土拌和物的總用水量對干縮的影響較顯著。

四、本工程裂縫現象解釋

從以上分析可知,本工程筒體剪力墻裂縫是由于混凝土收縮引起的,不是結構性裂縫,對所出現的各種現象可以解釋如下:

(1)當圓筒與方筒同時存在時,裂縫出現在圓筒外側是因為方筒受圓筒所包裹,且環境相對較陰暗潮濕,空氣對流也不明顯,處在這樣好的墻體養護環境下,水分不易蒸發,因而混凝土收縮不明顯;同樣,圓筒墻體內側也較少發現裂縫。

(2)隨著樓層的增高,墻體裂縫呈增多的趨勢,這是因為高空風速加大,日曬時間延長,溫差大,在相同時間里混凝土失水更多,導致收縮裂縫發展迅速,但最終收縮量相差不大,因此呈現裂縫條數多則細、少則寬的規律。

(3)裂縫呈“棗核形”( 即梭形) ,不穿過樓層,是由于樓面的“模箍作用”所致。其機理是由于被約束體(墻體)的變形受到約束體(樓板及墻暗梁)的約束,隨著逐漸遠離樓面及暗梁,該約束力逐漸減弱并形成收縮裂縫。在裂縫形成過程中,裂縫處必然會產生變形,而這種變形往上下伸展在接近樓板處因受到約束而其延伸受到限制,直至逐漸消失,因此可以認為約束作用既引起剪力墻開裂,又限制了裂縫的發展。

五、對剪力墻裂縫的處理措施

5.1“放”的措施

“放”就是盡量減少對混凝土收縮變形的約束,如同治水中的“放水疏導”法。本工程設計上可采取開“小結構洞”的方法,把方筒東西面長墻分成2 個墻肢,洞口用磚墻封實,不影響使用功能。由于在水平力作用下剪力墻結構變形曲線呈彎曲型,到建筑上部剪力墻位移較大,其剪切剛度的局部削弱對結構綜合剛度影響不大,因此在設計上是可行的。由于開洞后混凝土的收縮應力得到釋放,可以從源頭上控制裂縫的發展。

5.2“防”的措施

“防”就是采取措施減少混凝土的收縮。從前述對混凝土材料的分析可知,把混凝土配比中的水泥從365kg/m3 減小至300kg/m3,粉煤灰用量從80kg/m3 增加至120kg/m3 甚至更多,水灰比0.8適當調低,都仍留有很大的余地。

5.3“抗”的措施

“抗”就是采取措施提高混凝土抵抗收縮變形的能力,一般可以用提高配筋率或減小鋼筋間距的辦法。本工程剪力墻配筋率合適,所以可在配筋率不變的情況下用等面積代換法,調整鋼筋間距,減小鋼筋直徑,讓水平構造筋“細而密”,鋼筋間距由200mm 縮小至100mm 甚至80mm,把混凝土一部分的拉力轉移到鋼筋上來,使混凝土的收縮趨于均勻,只在構件中產生微裂縫,釋放應力以避免或減少宏觀裂縫。

六、裂縫的評價及處理

混凝土裂縫雖然是不可避免的,但其有害程度卻是可以控制的,有關標準可根據使用條件而定。從結構的耐久性要求、承載力要求及正常使用要求等方面考慮,按照我國混凝土結構設計規范的規定,室內正常環境鋼筋混凝土結構最大裂縫寬度允許值為0.3mm,基本上是本工程裂縫寬度的上限值。論文格式,建筑工程。。論文格式,建筑工程。。裂縫深度H 與結構厚度h 的關系為:h≤0.1H 為表面裂縫,本工程裂縫均屬此范圍;0.1H<h<0.5H 為淺層裂縫;0.5H≤h<1.0H 為縱深裂縫;h=H 為貫穿裂縫。論文格式,建筑工程。。論文格式,建筑工程。。根據對該工程在7 月后貼石膏的情況觀察,沒有發現裂縫有發展的趨勢。論文格式,建筑工程。。1- 4 層剪力墻原來是應該有裂縫的,但在抹灰批蕩一段較長時間內均沒有發現裂縫,說明裂縫已趨穩定而不需進行修補。

篇4

關鍵詞:大體積混凝土結構,溫度控制

 

混凝土在現代工程建設中占有重要的地位。而在今天,混凝土的裂縫在一些施工現場仍然時有出現。論文大全。論文大全。究其原因,我們對混凝土溫度應力的變化注意不夠是其中之一。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫,因此本文僅對施工中大體積混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。

1.大體積混凝土溫度控制措施

高層建筑地下室的底板一般較厚,有的厚達2-3m,屬大體積混凝土施工。發生裂縫的主要原因是水化熱高,與環境氣溫差大,或養護不當,裂縫嚴重的可導致底板滲漏,若混凝土溫度較高是突然澆冷水養護,也會產生無規則的多條微裂縫。

判斷能否出現溫度裂縫,溫度裂縫的控制,需進行溫度控制計算后采取相應措施加以控制。根據經驗和有關規定混凝土內外溫差不超過25度則不會產生溫度裂縫。該工程大部分混凝土在12月到次年2月澆筑,而這段時間正值全年氣溫最低,因此必須進行混凝土熱工計算和混凝土溫度控制,該部分混凝土的標號均為C20。

采取防止出現溫度裂縫的措施,計劃采取的措施為:混凝土初凝后在表面覆蓋一層塑料薄膜,并覆蓋兩層草袋進行隔熱保溫養護。

混凝土內部溫度監測,為了及時牚握混凝土內部溫升與表面溫度的變化值,在第一施工段內設一個測溫點,監測混凝土中心測點與表面測點的溫差值,作為調整養護措施的依據,防止混凝土出現溫度裂縫。

1.1大體積混凝土墎臺身或基礎等結構裂縫的發生是由多種因素引起

各類裂縫產生的主要影響因素有幾種:一是結構型裂縫,是由外荷載引起的,包括常規結構計算中主要應力以及其他的結構次應力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫,是由非受力變形變化引起的,主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的。

1)收縮裂縫:限制條件下的收縮可分為自生收縮,塑性收縮,炭化收縮和干縮四種,在收縮變形超過極限延伸率或收縮產生的應力超過混凝土當時的抗拉強度時,就開始出現裂縫。

2)溫差裂縫:混凝土內外部溫差過大會產生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發生此類裂縫。大體積混凝土結構一般要求一次性整體澆筑。澆筑后,水泥因水化引起水化熱,由于混凝土體積大,聚集在內部的水泥水化熱不易散發混凝土內部溫度將顯著升高,而其表面則散熱較快形成了較大的溫度差,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力。此時,混凝齡短,抗拉強度很低。當溫差產生的表面抗拉應力超過混凝土極限抗拉強度,則會在混凝土表面產生裂縫。

3)安定性裂縫;安定性裂縫表現為龜裂,主要是因水泥安定性不合格而引起的。

1.2溫度應力的分析

根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:

(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內形成殘余應力。

(2)中期:自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止,這個時期中,溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加,在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

(3)晚期:混凝土完成冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。

2.裂縫的防治措施

2.1設計措施

1)精心設計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下,應盡可能地降低混凝土的單位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水膠比)二摻(摻高效減水劑和高性能引氣劑)一高(高粉煤灰量)”的設計準則,生產出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。

2)增配構造筋提高抗裂性能。配筋應采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應在0.3-0.5%之間。

3)避免結構突變產生應力集中,在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施。

4)在易裂的邊緣部位設置暗梁,提高該部位的配筋率,提高混凝土的極限拉伸。

5)在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征,合理設置后澆縫,保留時間一般不小于60天。如不能預測施工時的具體條件,也可臨時根據具體情況作設計變更。

2.2施工措施

1)細致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,減少混凝土的坍落度,合理摻加塑化劑和減少劑。

2)根據工程特點,充分利用混凝土后期強度,可以減少用水量,減少水化熱和收縮。

3)混凝土盡可能晚拆模,拆模后混凝土表面溫度不應下降15゜C以上。論文大全。

4)采用兩次振搗技術,改善混凝土強度,提高抗裂性。

5)對于高強度混凝土,應盡量使用中熱微膨脹水泥,摻超細礦粉和膨脹劑,使用高效減水劑,使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰,摻量15%-50%。

2.3現場操作方面

1)澆搗工作:澆搗時澆搗棒要快插慢拔,根據不同的混凝土坍落度正確牚握振搗時間,避免過振和漏振,應提倡用二次振搗,二次抹面技術,以排除泌水,混凝土內部的水分和氣泡。

2)混凝土的養護:在混凝土裂縫的防治工作中,對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。主要是控制好構件的濕潤養護,對于大體積混凝土,有條件時宜采用蓄水或流水養護。養護時間為14-28天。

3)避免在雨中或大風中澆灌混凝土,對于地下結構混凝土,盡早回填土,對減少裂縫有利。

4)夏季應注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫人模,低溫養護,必要時經試驗可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。

以上對大體積混凝土的施工溫度和裂縫之間的關系進行了理論和實踐上的初步探討。具體施工中要靠我們多觀察,多比較,出現問題后多分析,多總結,結合多種預防處理措施,大體積混凝土的裂縫是完全可以避免的。

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論文摘要:裂縫,尤其是樓面裂縫,是在建筑中經常發生的一種通病,出現這種裂縫究其原因有的是因為技術上的不成熟、材料本身的缺陷、溫度的變化、設計以及施工等因素的影響。本文結合施工經驗以及相關的理論,對減少這類這類裂縫的施工措施作了探討。

隨著建筑業的發展,全現澆鋼筋砼結構的建筑物越來越多。現澆結構樓屋面板的裂縫,也成了目前較難克服的質量通病之一,特別是住宅工程樓板的裂縫發生后,往往會引起投訴等一系列的問題。現結合多年來大量施工實踐中的經驗和教訓,以及裂縫的防治處理,從施工角度來分析如何防治樓面的裂縫。

一、裂縫對建筑的影響及社會影響分析

(一)對建筑物的影響分析

通常情況下,這些裂縫不會危及到結構的安全,危害性較小,但對建筑物將產生下列影響:

1、貫穿墻體的裂縫影響建筑物的使用壽命及抗震性能,尤其以磚混結構的建筑為甚。

2、發生于外墻的裂縫,當開裂較為嚴重時,往往造成墻面的滲漏并且給內裝飾帶來污染和損傷,影響表觀和使用。

3、當裂縫尤其是溫度裂縫到達一定程度時,會造成窗口變形,影響正常的使用。

4、外抹灰開裂后,不僅影響外觀和使用壽命,一旦外抹灰進水,冬季凍脹致使外抹灰層脫落,將影響到周圍行人的安全。

(二)社會影響分析

隨著國家對工程質量的越來越重視和人們質量意識的提高,特別是住房體制的改革,住宅建設資金將由個人出資,因此人們對工程的質量問題的關心程度將會越來越高。這也對工程的建設者們提出了越來越高的要求,這就要求我們必須認真對待并力求克服建筑通病的發生。

二、施工中應采取的主要技術措施

樓面裂縫的發生除以陽角450斜角裂縫為主外,其他還有常見的兩類:(1)預埋線管及線管集散處;(2)施工中用轉材料臨時較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區域。現從施工角度進行綜合分析,采取以下幾項主要技術措施可防治樓面裂縫:

(一)重點加強樓面上層鋼筋網的保護

鋼筋在樓面混凝土板中的抗拉受力起著抵抗外荷載所產生的彎矩和防止混凝土收縮和溫差裂縫發生的雙重作用,而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護層前提下才能確保有效。但是,樓面上層鋼筋網的有效保護一直是施工中的一大難題。板的卜層鋼筋一般較細。受到施工人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜;鋼筋離樓層模板的高度較大,無法受到模板的依托保護;而在施工過程中,各工種交叉作業,上面又有大量人員走動、踩踏,這就造成了上層鋼筋容易彎曲、變形。所以,這些原因要必須在施工過程中加以改進,具體措施如下:

1、根據大量的施工實踐,樓面雙層雙向鋼筋必須設置鋼筋小撐馬,其縱橫向間距不應大于600mm(即每平方米不得少于3只),特別是對于細小的鋼筋,這樣才能起到較好的效果。

2、盡可能合理地安排好各個工種交叉作業時間,在綁扎完板底鋼筋后,線管預埋和模板收頭應及時穿插并爭取全面完成,以有效減少板面鋼筋綁扎后的作業人員數量;同時對施工人員加強教育和管理,使他們充分認識到保護板面鋼筋的重要性,必須行走時,盡量沿鋼筋小馬撐支撐點通行。

3、在混凝土澆筑時對裂縫易發生部位和負彎矩筋受力最大區域應鋪設臨時性活動跳板,擴大接觸面,盡量避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。混凝土澆筑時安排足夠數量的鋼筋工進行護筋,確保鋼筋位置正確。

4、在樓梯、施工縫等頻繁通行處應搭設臨時的簡易通道,以供施工人員通行。

(二)預埋線管處的裂縫防治

預埋線管的集散處是截面混凝土受到較多消弱,從而引起應力集中容易導致裂縫發生的部位。尤其是當預埋管線的直徑較大,開間寬度也較大,并且線管的敷設走向又垂直于混凝土的收縮方向時,就很容易發生裂縫。所以可以采用:

1、增設垂直于線管的短鋼筋網加強,φ6—φ8,間距≤150mm,兩端的錨固長度應不小于300mm。

2、線管在敷設時應盡量避免立體交叉穿越,交叉處可以采用線盒。并且當線管數量很多時,宜按預留孔洞構造要求在四周增設上下各2φ12的井字形抗裂構造鋼筋。

(三)材料吊卸區域的樓面裂縫防治

由于目前在實際施工中存在著質量和工期之間的較大矛盾,樓層施工速度過快,因此當樓層混凝土澆筑完畢后不足24小時的時間,上面就已經開始進行鋼筋綁扎、材料吊運等工作,這就使大開間的樓面非常容易在強度不足的情況下而引起受力裂縫,而且這種裂縫一旦形成就是永久裂縫。對于這類裂縫的防治措施可以采用以下方法: 轉貼于

1、施工速度方面不能過快,樓層混凝土澆筑完后的必要養護一定要保證(不宜小于24小時),以確保樓面混凝土獲得最起碼的養護時間。

2、在樓面混凝土澆筑完2-4小時之內,盡量避免吊卸較重的大宗材料和大量人員進行鋼筋綁扎施工,并且在吊運少量的材料時做到輕卸、輕放。兩、三天以后方可進行正常支模等施工。在模板安裝時,不得將材料集中堆放,應做到分散就位,以減少樓面集中荷載。

3、對于大開間的樓面應在模板支撐架搭設前就預先采用加密立桿以增加剛度,減少變形來加強該區域的抗沖擊振動荷載,并在已澆筑的樓面上鋪設木模以擴散壓力,進一步防止裂縫發生。

(四)加強模板體系的質量要求

模板質量的好壞直接影響砼的表面質量,施工中由于模板的緣故也易導致樓面裂縫,施工中可采取如下措施克服;

1、選擇有足夠剛度的模板支撐體系,不得隨意改變技術人員確定的施工方案,避免模板變形、支撐下沉。

2、模板接縫應嚴密,嚴禁模板漏漿。

3、南于旆工諫度快.而施工單位又不愿意過多的在模板上投入,這就造成模板周轉不足、頂板支撐過旱拆模。施工中要嚴格執行拆模申請單制度,只有在同條件養護試塊臺格的情況下才允許拆模。

(五)加強混凝土澆筑質量的管理

混凝土澆筑的質量不僅影響混凝土的強度,還易造成表面裂縫,施工中可采取下列措施來克服表面裂縫:

1、商品混凝土中嚴禁私自加水,造成混凝土和易性差。

2、混凝土澆筑速度不宜太快、導致內部振搗不足。

3、混凝土表面搓平要得當,合理掌握搓平時間和遍數,搓平不宜少于2遍。

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關鍵詞:公路;路面病害;處理;分析

中圖分類號:U412.36文獻標識碼:A文章編號:

高速公路建成通車后,在行車載荷和自然因素作用下,路面可能發生裂縫、坑槽、沉陷、車轍、泛油、推移、擁包等常見病害。理清這些病害產生的原因,及時地對高速公路進行防治與維修就成為保證其服務質量和使用壽命的重要手段。

1 高速公路瀝青路面病害類型分析

1.1 泛油

在高速公路混凝土路基上鋪設好瀝青之后經常有瀝青從瀝青混凝土層的內部和下部向上移動的情況發生,這種使瀝青混凝土表面有過多瀝青滲出的現象稱作泛油。

1.2 推移

在瀝青混凝土路面鋪筑前,由于混凝土基層表面清掃不干凈、透層油灑布不均等很容易造成混凝土基層跟瀝青面層粘結不實。瀝青面層在高速公路建成通車后大量的載重貨車、超載嚴重的車輛碾壓下,由于高速公路瀝青表層與基層粘結不牢固特別是在瀝青面層施工拉縫處就很容易的開產生推移,這種現象隨著時間推移,輪胎痕跡帶兩側一般都會產生一些或大或小的壅包,甚至會出現由于推移而造成的嚴重裂縫。

1.3 水破壞

所謂水破壞即降水透入路面結構層后使路面產生破壞的現象。水破壞的主要破壞形式有:網裂、坑洞、唧漿、轍槽等。水破壞的產生往往是由于施工中瀝青混凝土配合比控制不嚴、瀝青混合料拌合不均、碾壓效果不良等導致的瀝青路面空隙率過大所造成的。

1.4 裂縫

高速公路瀝青混凝土路面裂縫主要有縱向裂縫、橫向裂縫。縱向裂縫主要是由于路基壓實度不均勻、路面不均勻的沉陷或施工接縫質量或結構承載力不足而引起的。橫向裂縫的產生往往是由于溫度應力的作用而產生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化最大的表面并很快向下延伸,并隨著時間增長造成瀝青老化,瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低,溫度裂縫也隨之增加。

1.5 松散

松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落,從表面向下發展的漸進過程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結力是顆粒脫落的主要原因。

1.6 車轍

車轍是在行車載荷重復作用下,路面產生積累永久性的帶狀凹槽。車轍的產生受內因和外因的綜合影響,內因是指路面結構層次及材料組成,外因則包括設計施工、交通和氣象等條件。

1.6.1 路面結構及材料組成

瀝青材料在路面結構中厚度越大,在行車作用下發生永久變形的變形量越大。故路面結構厚度既要有足夠的承載能力,又要有較好的抗車轍能力。采用剛性或半剛性基層,可以大大減少基層和路基的變形,從而減少路面的整體車轍。

1.6.2 設計與施工

瀝青混合料配合比、基層材料配合比以及路基土壤組成等設計,都可能影響車轍的產生。施工時路基的壓實度、排水性能、基層壓實度、路面熱穩定性等是否達到規范要求也都會影響車轍的產生。

1.6.3 道路交通條件

大量重型或超載車輛在路上行駛,由于其單軸載荷加大,從而更容易產生車轍。同時車輪在不斷地磨損路面,特別是在車輛行駛較多的主車道上,也是產生車轍的原因。

2 高速公路瀝青路面病害處理對策

2.1 嚴格控制材料質量

2.1.1 礦料

礦料在瀝青混合料中占到總量的 95%左右,在瀝青路面中起到負荷的作用,礦料的質量及其物理性能較大程度地影響著路面性能,對礦料的要求在符合《公路瀝青路面施工技術規范》的基礎上應做到以下幾點:①所有的礦料必須無塑性,瀝青混合料中的粘土顆粒成本可以引起瀝青混合料的體積膨脹,在水的作用下引起瀝青膜與礦料間的剝離現象,所以要求礦料中小于0.075mm的部分其塑性指數小于4,這就要求必須嚴格控制回收粉的用量;②嚴格限制礦料中有害成分的含量,0.075 顆粒含量(水洗法)應小于 1%,軟石含量應小于5%;③集料的堅固性、耐磨性和磨耗的能力應符合規范的規定;④瀝青面層的細集料應采用機制砂,根據級配需要,瀝青下面層也可使用少量質量優良的天然砂,但天然砂用量不宜超過20%;⑤小于0.075mm部分含量的多少對瀝青混合料的性能影響很大,混合料級配中該部分含量必須考慮粗細集料本身帶有的粉塵部分,并相應減少礦粉用量,合成級配中小于 0.075mm 部分填充料與瀝青含量即粉膠比值應在0.8~1.4 之間,且宜為 1.0~1.2。

2.1.2 瀝青膠結料

瀝青必須符合《公路瀝青路面施工技術規范》及《258 干線公路瀝青混凝土路面施工要求》,現場瀝青混合料油石比允許偏差為-0.2%~+0.3%;現場瀝青混合料馬歇爾穩定度和流值應符合規范要求。

2.1.3 任何進場材料必須按規定要求頻率進行試驗,經評定合格后方可使用。經選擇確定的材料在施工過程中應保持穩定,不得隨意變更。

2.2 瀝青混合料的拌制

①瀝青混合料必須在瀝青拌和廠(場、站)采用拌和機械拌制。②瀝青應分品種分標號密閉儲存。各種礦料應分別存放,不得混雜。礦粉等填料不得受潮。集料宜設置防雨頂棚。③熱拌瀝青混合料可采用間歇式拌和機或連續式拌和機拌制。各類拌和機均應有防止礦粉飛揚散失的密封性能及除塵設備,并有檢測拌和溫度的裝置。④瀝青材料應采用導熱油加熱,瀝青與礦料的加熱溫度應調節到能使拌和的瀝青混合料出廠溫度符合規范要求。當混合料出廠溫度過高,已影響瀝青與集料的粘結時,混合料不得使用,已鋪筑的瀝青路面應予鏟除。⑤瀝青混合料拌和時間應以混合料拌合均勻、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結合料為度,并經試拌確定。⑥拌和廠拌和的瀝青混合料應均勻一致、無花白料、無結團成塊或嚴重的粗細料分離現象,不符合要求時不得使用,并應及時調整。

3 防治高速公路混凝土瀝青路面早期損壞的措施

在現有的規范和標準指導下,應該采取下列措施來防止高速公路瀝青路面的早期破壞。①學習國外成功經驗,開展柔性基層瀝青路面的研究和建設,逐步改變半剛性基層瀝青路面一統天下的局面,為路面設計提供更多選擇。②大力打擊超載運輸,保證高速公路的正常使用。在當前不能杜絕超載車行駛高速公路的情況下,加強養護管理,防止病害的進一步發展;引進動態稱重技術,改變現有收費方式,按實際噸位進行收費,遏止超載車對高速公路惡性行駛。③嚴格施工組織,科學合理地安排工期,不搞獻禮工程。④重視并協調高速公路瀝青路面的壓實度、均勻度、平整度和構造深度等指標,特別處理好平整度與壓實度的關系。不能過分追求平整度而犧牲壓實度,而是要在保證壓實度的基礎上追求平整度,否則通車后的路面極易發生水破壞以及松散、車轍等早期病害。⑤加強路面材料控制,優化瀝青混合料級配。

4 結語

瀝青路面早期損壞是多種因素綜合作用的結果。必須注意改進路面設計、施工、材料等各個工作環節,才能有效防治瀝青路面早期破壞,延長路面使用壽命,提高經濟效益。做好高速公路后期養護是保持高速公路瀝青混凝土路面完整,保障通車安全的重要措施,這就要求公路管理部門做好高速公路瀝青混凝土路面的日常養護工作。

參考文獻:

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[4] 閆青華,高速公路路面破壞和路基病害的特征及成因分析[J],科技信息,2010,(1).

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論文關鍵詞:采煤塌陷區對環境的影響分析

 

煤炭企業為我國經濟的發展提供了優質服務,但也造成了嚴重的生態環境問題和社會問題,自20世紀90年代以來,我國及相關部門對采煤塌陷區進行了大量的研究,盡管已經恢復了大片土地,但是還遠遠不能恢復生態安全。故應對采煤塌陷區生態安全進行綜合評價,以引起當地決策者注意,盡快使采煤塌陷區恢復到最佳狀態。

1.1采煤塌陷區的現狀

隨著煤炭產量的增加與采掘面不斷延伸,采煤下沉區面積不斷擴大。來自國土資源部門的統計顯示,我國因采礦引起的地方塌陷較大的達180多處,塌陷坑1600多個,塌陷面積為15000hm2全國發生采煤塌陷災害的城市近40個,造成嚴重破壞的25個,每年因采礦發生的地面塌陷造成的經濟損失近4億元以上,

采煤塌陷致使大多數人失去大量耕地,人均耕地變得越來越少,達到了聯合國的人均耕地的警戒線,因此選擇人均耕地、土壤環境作為采煤塌陷區生態安全的評價指標,

土壤環境指標分為:

1)土壤退化

土壤退化用土壤中有機質含量以及土壤的孔隙度為代表指標,土壤退化分為7種類型,即土壤侵蝕、土壤荒漠化、土壤鹽堿化、土壤貧瘠化、土壤潛育化、土壤污染以及土壤生產力喪失等,土壤退化直接影響農業的生產,以及生態環境的發展,采煤塌陷區土壤退化主要是土壤侵蝕及土壤鹽堿化,土壤侵蝕會造成土壤肥力的下降和生態環境的惡化項目管理論文,土壤體積質量增大,離子交換量,田間持水量及孔隙度降低。

2)土壤酸堿度

土壤酸堿度是土壤化學特性的一個重要指標,它對土壤的肥力和農作物的生長有很大的影響,土壤過酸或過堿都會影響作物正常生長,值在6-8的范圍許多作物都能很好生長。

2.1采煤塌陷區的形成

當地下采煤層被采出之后,采空區的頂板巖層在自身的重力和其上覆蓋巖層的壓力作用下,產生向下的彎曲和移動。當頂板巖層內部所形成的拉張應力超過該巖層層抗拉強度極限時,直接層板發生破碎和斷裂并相繼冒落,接著上覆巖層相繼向下彎曲、移動進而發生斷裂和離層。隨著采煤工作面向前推進,受到采動影響的巖層也不斷擴大。當采煤層開采擴大到一定時,在地表就會形成一個比采空區大得多的近似橢圓形的塌陷盆地。如,1983年大通興隆一礦,興隆溝一帶產生的塌陷坑深度達20m,直徑約10m,并出現數條互相交織的裂縫,裂縫最寬為1.6m,最深則不見底,有的裂縫切面陡直,伴有熱氣冒出。此外,因礦區占用農田,使當地耕地減少,農民就在25°以上陡坡耕作,從而加劇礦區水土流失。

受煤層賦存條件和自然地理位置以及開采技術等因素的影響,地表沉陷呈現出不同的破環特征,主要可分為四種基本類型。

1)地表下沉盆地

地下煤層采出后,頂板巖層開始斷裂、冒落,形成冒落帶論文提綱格式。冒落帶上部巖層也隨后斷裂,使上部巖層發生彎曲。當影響到地表以后,地表就會從原有標高下沉,在采空區上方形成一個比采空區面積大的洼地。在下沉盆地形成的過程中,地表原有形態均發生不同程度變化,主要是出現坡度,高低以及水平位置的變化,其對耕地的影響主要是產生坡地,積水和凹凸不平等直接造成耕地退化,并且嚴重的破壞了地表道路,管道、溝渠以及建筑物的正常狀態,影響人們的正常生產和生活活動。

2)產生裂縫及臺階

開采緩傾斜煤層時,在移動盆地的外邊緣區,由于受水平拉伸變形,地表可能出現裂縫,裂縫的發生及其寬度、深度與表土的塑粘性大小及表土受到的拉伸變形大小密切相關。塑性大的粘性土,一般在地表拉伸變形值超過6-10mm/M時才發生裂縫;塑性小的砂質粘土,粘土質砂或巖石,但地表拉伸變形達到2-3mm/M時,就發生裂縫。地表裂縫破壞了土地的連續性和自然特性,引起已發展成為地表耕層土壤水肥下移的通道,給土地耕種帶來了困難,加劇了水土流失。

3)山體滑坡

這種局域性大位移的土地破壞通常發生在山地礦區項目管理論文,由于地下開采引起巖層移動變形,山體因失去穩定性,在弱面形成滑移,造成山體滑坡。山體滑坡不但直接破壞山地資源,還因其壓占而破壞其周圍的土地的資源,且引起突發性強,危害極大。

4)出現塌陷坑

塌陷坑式破壞大幅度地改變了原有地形地貌,由于受積水、侵蝕等影響,導致耕地資源易耕性大跌,難以直接有效利用。塌陷坑多出現在極傾斜煤層開采的地區,但在淺部緩傾斜或傾斜煤層開采時,地表亦可能出現漏斗(如圖4-1)狀塌陷坑。這種不規范橢圓形或矩形塌陷坑多發生于小型煤礦采空區上方,塌陷坑按其形狀可分為漏斗狀塌陷坑和槽形塌陷坑兩種形式,見下圖所示,地表漏斗使地表腐殖土潰入井下或流失,破壞了土地的營養成分。常對地表作物和耕地產生破壞性影響。

圖4-1 煤礦地表塌陷漏斗示意圖

例如峰峰礦區1986年產煤月1032萬噸,13個礦采煤,總面積約369萬m2,而地表沉陷面積約1471萬m2,淮北礦區投產至1985年累計采煤19020萬t,塌陷農田5381萬m2,萬噸塌陷耕地約2667 m2,其中常年積水的塌陷區占38%。

3.1塌陷區對土壤的影響

井下采煤對土壤的破壞主要表現為對土壤水漬(積水)、土壤鹽漬化和土壤侵蝕三個方面。

1)土壤加速侵蝕

土壤是植物生長的介質,良好的土體構型為植物生長提供適宜環境。開采沉陷過程改變了原有地表形態,使平坦的耕地產生附加坡度或使原有坡度增大,從而加劇水土流失,造成土壤薄層化、砂質化、土壤養分循環失衡。同時不規則的塌陷坑和地表裂縫易形成地表水肥下滲的通道,造成上層土壤侵蝕下移,破壞了原有土壤的層狀分布條件,改變了土壤自身的營養條件和外界環境條件,自然破壞了植物生長發育的環境條件,導致作物減產甚至絕產,塌陷形成的下沉盆地是地表傾斜、坡度改變。坡度是決定徑流沖刷能力的基本因素之一。徑流是指雨水流向排泄區的過程。坡度越大則徑流量越大,沖刷量也越大,引起水土流失和土地侵蝕也越嚴重,所以根據地面傾斜估算侵蝕程度是適當的。李樹志等在《礦區生態破壞防治技術》中將地面坡度與侵蝕程度之間關系列表。

表4-1 地面坡度與侵蝕程度之間的關系

 

影響級別

地面傾斜(mm/m)

侵蝕程度

1

<17

不發生侵蝕。

2

17-52

不發生明顯侵蝕,灌溉要采取相應措施。

3

52-88

輕度侵蝕,有少量溝文出現。

4

88-123

中度侵蝕,農業耕地要采取水土保持措施機械化,水利化不方便。

5

123-176

中度侵蝕,耕地要修梯田。

6

篇8

[論文關鍵詞] 水利工程 混凝土 裂縫 施工

[論文摘 要] 砼裂縫直接影響著水利工程的外觀和耐久性,應給予高度重視。本文分析了水利施工中砼裂縫產生的原因,并從多個角度提出了系統的防治措施,以供參考。

水利工程施工中,混凝土開裂會使混凝土內部的鋼筋材料產生腐蝕,降低鋼筋砼結構的承載力、耐久性和使用壽命,甚至會威脅著人們的生命和財產安全。因此,在水利工程中,應對混凝土的裂縫產生原因進行仔細分析,并在施工中采取有針對性的措施來預防裂縫的出現和發展,保證建筑物的使用安全。

1、水利施工中砼裂縫產生的原因

1.1塑性收縮裂縫

混凝土在凝固的過程中,會逐漸散熱和蒸發,這是引起混凝土體積收縮的主要原因,尤其是一些大體積的混凝土。如果混凝土在收縮時受到外界環境的約束,就會自然的形成收縮應力,當這種應力超出當時混凝土極限抗拉強度時,混凝土就會產生裂縫。裂縫是混凝土建筑物最常見的病害之一。裂縫是材料的不連續現象,屬于物理性病害,是水工混凝土耐久性的首要影響因素。裂縫的出現,多數在施工期就存在,有的雖然在施工期以后,也多在運行初期5~10年以內,不是由于運行期長工程老化問題,而是早期的問題。裂縫的存在直接導致混凝土抗拉性能的降低,裂縫也會引導有害物質進入混凝土內部,造成鋼筋銹蝕,甚至混凝土結構破壞。對于水庫蓄水發電和灌溉來說,擋水混凝土結構的裂縫會直接引起滲漏,如果滲漏量達到一定程度,就直接危及工程的蓄水能力;對于混凝土重力壩來說,如果裂縫達到一定貫穿深度和寬度,會引起壩體揚壓力的急劇增長,削弱壩體的抗滑能力,對結構抗震非常不利、甚至會對整個壩滑能力,對結構抗震非常不利,甚至會對整個壩體的結構穩定和安全造成威脅。

1.2溫差裂縫

溫差裂縫是由于混凝土內部和外部之間產生溫差所引起的,溫差產生的原因是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大。在溫度正負交替過程中,混凝土微孔中的水成為結冰或過冷的水,體積膨脹產生凍脹壓力,過冷的水遷移產生滲透壓力,當兩者的附加作用力超過混凝土的抗拉強度時,混凝土就遭受破壞。溫差裂縫主要有三種情況:(1)水工混凝土在施工初期,產生大量的水化熱,內外的溫差使其產生裂縫;(2)混凝土拆模前后,混凝土表面的溫度會急速下降,裂縫產生;(3)由于混凝土內部溫度到達極限,但是熱量散發慢,而產生溫差裂縫。施工中的大體積混凝土,主要是由于溫差產生裂縫,諸如水工大壩、分洪閘、攔河壩等體積水工混凝土更易發生此類裂縫。

1.3安定性裂縫

安定性裂縫主要是龜裂,通常是因為混凝土的質量不合格引起的。另外,鋼筋因為外界的腐蝕也會引起混凝土裂縫。

2、水工砼裂縫的防治措施

2.1優化混凝土的設計配合比

采集原材料進行試拌,盡可能地減少水泥用量,添加I級粉煤灰,將水膠比控制在規范允許的范圍內,粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對改善混凝土的和易性、降低溫升、減少收縮、提高抗侵蝕具有良好的作用。在裂縫易發生部位如孔洞周圍以及轉角處布置一些斜筋,從而讓鋼筋代替混凝土承擔拉應力,這樣可以有效的控制裂縫的發展。為了避免裂縫的出現,在設計中利用中低強度底水泥充分利用混凝土的后期強度。在工程結構設計中要特別注意降低結構的約束度。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應當盡量取較小值,因為保護層的厚度愈大愈容易發生裂縫。 轉貼于

2.2加強混凝土養護措施

在混凝土拆模后要掛草簾或鋪草澆水,以便養護保濕。初澆注的混凝土就好像初生嬰兒,要加倍的關心和愛護。混凝土的保養不僅是為了預防初期產生裂縫,還能促進混凝土后期的穩定,保障其承壓能力和強韌度。對于混凝土的養護,在現代水利工程施工中,都需要得到充分的認識和重視。由于鋼筋銹蝕是氧化反應,氧化是產生銹的主要原因,因此,加強混凝土的密實度,防止空氣進入,加強混凝土表面的保護層厚度,預防氧化。在混凝土表面噴涂或涂刷聚合水泥砂漿、瀝青、環氧樹脂等防腐層。選擇抗腐蝕性強的鋼筋材料和混凝土材料,避免使用堿骨料等措施,對防止混凝土裂縫有較好的效果。堿骨料化學反應對結構的耐久性影響很大,為控制堿骨料的化學反應,最好選擇優質骨料和低含堿量的水泥以及中性拌和水,在提高混凝土密實度的同時合理降低水灰比。

2.3避免混凝土基礎不均勻沉降

解決方法有減輕結構的重量,合理安排施工的工序,改善混凝土結構等。如果只簡單的依靠減輕結構重量來控制沉降,只會使整個結構的自身重量加大,穩定性不強,會加重不均勻的沉降。在工程實踐中,應以抵抗不均勻沉降為主要保護措施。

2.4塑性收縮裂縫的預防措施

首先是要選擇合適的材料,一般選用干縮值較小、強度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴格控制水灰比例,摻加高效減水劑來增加混凝土的強度,減少水和水泥的分量。在澆注混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。要及時在混凝土的表面覆蓋一層薄膜,保證混凝土的濕度,或者在混凝土表面噴灑養護劑等進行養護。如果在高溫和大風天氣施工的話,最好設置防風和遮陽的設施,積極保護混凝土結構。

2.5沉陷裂縫的預防措施

要保證地基的穩定,對松軟土的地質結構在施工前要進行必要的夯實和加固。要保證模板有足夠的強度和剛度,有較強的支撐力,保證地基的受力均勻。混凝土在澆注的過程中不能被水浸泡,模板的拆除要控制在一定的時間以內,還要注意拆模的先后順序。在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

2.6施工管理措施

首先,要增加技術含量,加強技術管理。技術是貫徹整個施工工藝流程的重要工作。在混凝土澆筑施工過程中的施工技術至關重要,可以影響到整個工程的質量及安全。因此,技術管理在施工中具有重要作用。要建立技術交底責任制,并加強施工質量檢驗、監督和管理,從而提高質量;嚴格依照施工技術規范及質量標準進行檢驗,建立健全質量檢測機構和檢驗制度。其次,實行全面的質量管理,全面提高工程質量。在全面質量管理中,質量和全部管理目標的實現有關,它把過去的以事后檢驗和把關為主轉變為以預防為主;從過去的就事論事、分散管理,轉變為以系統的觀點為指導進行全面的綜合治理,突出以質量為中心,圍繞質量開展全員的工作,從而提高工程質量。

3、結束語

混凝土產生裂縫的原因是多方面的,如荷載引起的應力裂縫、有地基沉降不均引起的沉降裂、溫差或溫度變化引起的溫度裂縫,養護不善引起的收縮裂縫等。為防止混凝土產生裂縫,必須從配合比設計、施工質量控制、混凝土溫度控制、混凝土養護、施工管理等方面采取系統措施。

參 考 文 獻

[1] 鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進展[J].混凝土,2002,(05).

篇9

關鍵詞:商品混凝土,質量控制

 

隨著建筑施工現場文明施工標準的不斷提高,商品砼的應用越來越普及。但是商品砼不是最終成品,是半成品;砼生產和應用單位都應遵循國家標準、規范進行控制,才能確保砼質量。一些生產和應用單位對商品砼的性能和應用方法等同了普通砼,沒有按商品砼的性能進行施工質量控制而造成許多質量缺陷,本文從四個方面全面論述了影響商品砼質量的因素,以利于商品砼的質量控制。

1.商品砼原材料控制

1.1水泥是商品砼應用材料之首,商品砼中需要摻入適量的摻合料。目前,我國有關標準、規定粉煤灰在砼中摻量不能大于25%,對預應力砼中粉煤灰的摻量更為嚴格限制,這是由于過去沒有大量使用減水劑和粉煤灰質量低等原因限制了煤灰的摻量,如今,不但有了減水劑,并且高效減水劑的應用也很普遍,而水泥又等同了ISO國標標準,水泥質量有了大幅度提高,因此,應加大粉煤灰在砼中的摻量;而高性能砼對摻合料的摻量要求可達50%以上;預計今后摻合料將成為砼材料的主料。

1.2碎石針片狀顆粒含量必須嚴格限制。泵送砼規定針片狀含量不宜大于10%,一旦大于標準要求,對砼質量就有較大影響。通過試驗得知:(1)直接影響砼和易性、粘聚性;針片狀顆粒含量在10%、15%、20%、25%時,可分別降低砼強度3.3%、9.9%、13.3%、16.8%;(2)影響砼耐久性,增加骨料和砼空隙率,浪費水泥;(3)造成砼用水量增加,加大砼變形,使新拌砼坍落度損失加快,易堵泵、堵管。

1.3石子粒徑越大配制的砼強度等級就越高是錯誤的陳舊觀念;砼強度隨石子粒徑的加大而下降,砼滲透性隨石子粒徑增大而增大。顆粒小的石子存在缺陷的幾率小,相對比較致密,破碎時,消除了薄弱部分,故石子本身強度比大顆粒的高。小顆粒的石子尚可降低骨料與水泥石界面的應力差;水泥漿與單個石子界面的過渡層周長和厚度都小,難以形成較大缺陷。小石子增加水泥漿的粘結面積,改善了砼的孔結構,使粘結度提高;在砼拌合物中,大石子下沉速度快,造成砼內部分布不均勻,影響砼的強度。科技論文。

2.商品砼配合比控制

2.1商品砼生產一般摻入摻合料以改善砼的各種性能,摻入粉煤灰的同時,再摻入磨細礦渣粉或其他摻合料,即兩種以上的摻合料,稱為復摻技術,該技術應用時,可產生單一摻合料不能有的疊加效益,發揮兩種摻合料的更大優勢,在強度上有一定互補作用;復摻不是1+1=2,而是1+1>2的技術經濟效益。這一論點,已從試驗和實踐應用中得以證明。科技論文。

2.2有人認為砼強度增長越快越好,砼早期強度越高越好;實踐證明,砼強度增長越快危害越大;砼越早強,越不利于砼耐久性;還有些觀點認為砼用水泥強度越高越好,水泥用量越多越安全;這些認識都是錯誤的,水泥強度等級的高低應和砼等級高低相匹配。科技論文。砼強度增長應緩慢均勻增長,不宜太快、太早。如果砼早強必然要加大水泥用量,產生較高的水化熱,對砼強度增長不利。一般砼養護溫度不宜超過40℃,如溫度過高,對砼后期發展很不利,據有關資料介紹,砼養護溫度在6--10℃內為優,對砼強度發展,及長期耐久性等都大有益處。砼早強恰恰是砼結構早期開裂和耐久性降低的主要原因之一。

2.3實踐證明:水泥用量也不能偏低,尤其是泵送砼更要有一定的膠凝材料數量;如果膠凝材料少,骨料擠在一起,擠緊、卡死、阻力增加,造成堵塞。水泥用量如果偏多,又可能增加砼的內摩擦,使泵送壓力增加,惡化了砼的可泵性。因此,水泥膠凝材數量應通過試驗確定其最佳用量。

2.4對泵送砼而言,優質的砼也不是坍落度越大越好,一般泵送砼坍落度在160-180mm為優,140-160mm和180-200mm坍落度為良,200mm以上和140mm以下坍落度為差,坍落度差的砼易造成水泥漿流失、離析或干稠,不易泵送,易堵泵、堵管,影響砼耐久性能等。

2.5泵送砼的砂率應嚴格控制,一旦高于最佳砂率值3%以上,砼強度就會下降約4%左右。對中砂而言,泵送砼最佳砂率在39-43%范圍內為宜。

3.商品砼攪拌、入模時間的控制

3.1目前,商品砼攪拌時間一般都達不到最低30S的時間要求;往往只有10--20S的攪拌時間,錯誤觀點認為卸入到砼運輸車后,在路上運輸車還在不停的攪拌,這是錯誤的;運輸車的轉動,是為防止砼粘罐,而只有3-6轉/分的勻速轉動,并沒有攪拌力,與砼在攪拌機內的強力攪拌完全是兩回事,不是一樣的效果。

3.2目前,商品砼從砼公司出機后到現場澆筑入模時間,往往超過規定要求時間。由于運到現場后,不能及時入模,壓車時間較長,造成砼坍落度損失加快。

要改變上述現象,供需雙方應加強協調配合,根據運距、泵送高度、氣溫、結構部位、施工難易等等情況,控制砼出機到入模時間,一定要控制在90min內為佳,否則,就要影響砼質量。

4.商品砼生產、施工存在的部分問題及解決措施

我國在近幾年商品砼發展較快,在發展中避免不了會出現這樣或那樣的問題,尤其是發展晚、慢的地區,更會出現一些生產、施工方面的問題。

4.1商品砼坍落度太大,一般均在200mm以上的坍落度,砼振搗人員為省勁,在砼中隨意加水,更加大了砼坍落度。這么大的砼坍落度,稍振石子就會下沉,漿體上浮。砼表面出現大量塑性裂縫,且影響砼密實及其他性能。泌水失水過多,幾何尺寸減少,砼中多余水分蒸發,較易出現干縮裂縫等等。

4.2砼養護不及時,養護齡期不足;一般均不能滿足規范要求的7d到14d養護時間,砼早期脫水嚴重,影響砼強度的發展和長期耐久性能等等。烈日暴曬,大風天氣時,砼表面出現一層巧克力硬皮,而內部砼尚未初凝,表面的硬皮產生裂縫。

4.3摻加膨脹劑的砼,更要加強早期養護,因膨脹劑結晶鈣礬石形成時,更需要水;澆筑1-7d內是膨脹砼的重要階段,要特別加強砼的濕養護;7-14d仍需濕養護,才能發揮砼的膨脹效應,否則,更易造成砼開裂。

4.4為了縮短工期過早拆模、上料承重等,易出現塑性收縮裂縫。摻膨脹劑的大體積砼,更不宜過早拆模,因3-5d時水化熱溫升最高,砼抗拉強度最低,如過早拆模,更易開裂,應在砼中心和表面溫度基本接近時,才能拆模。

4.5上述問題可采取以下措施加以解決

(1)在保證澆筑坍落度的前提下,盡量減少用水量,夏季施工,應用緩凝型的泵送劑。(2)選用粒形好、級配好、含泥量小,空隙率小的粗細骨料,并優選最佳砂率。(3)用Ⅱ級以上粉煤灰和S75級以上磨細礦渣粉等進行復摻,避免用礦渣水泥(特殊情況除外)。(4)施工時,不能過振、欠振、漏振,要快插慢提振搗棒。(5)砼接近初凝時應反復抹壓或滾壓,如表面開始硬結,人力抹不動時,可采取二次振搗的方法,反復抹壓、搓壓時,最關鍵的是要掌握砼的初凝時間。(6)遇到大風或暴雨時,應及時復蓋、保溫,避免砼失水產生裂縫,當砼表面出現硬皮時,可用噴壺噴霧水進行表面處理。(7)嚴格控制拆模時間,拆模后立即澆水或復蓋塑料薄膜等進行保溫養護,達到拆模強度后,方可拆模。

5.結束語

大量生產實踐和實驗研究證明:商品砼原材料控制、商品砼配合比控制、商品砼攪拌、入模時間的控制及商品砼生產及施工存在的部分問題是影響商品砼的主要因素。

在商品砼的生產、施工中,影響質量的因素很多,我們要確實加強砼的質量控制,確保商品砼的質量。

參考文獻

[1]向華. 商品混凝土質量控制.

[2]彭圣浩. 建筑工程質量通病防治手冊(第二冊).

[3]陳昌明,劉志平. 工程質量監控與通病防治全書.

篇10

關鍵詞:大體積混凝土,溫控,避免裂縫措施

 

在大體積混凝土中,為了把溫度裂縫的產生或把裂縫控制在某個范圍內,必須采取一定的措施進行溫度控制,內容主要有:(1)減小在混凝土內出現的最高溫升,主要是降低混凝土最高溫度與將來預定溫度之間的差異。(2)確保各處的溫度均勻分布,避免出現混凝土難以承受的溫度梯度。(3)保證壩體能夠達到建筑的基本標準,根據相關的規定來使其達到它的預定溫度值,這對于灌漿處理很有幫助,還能夠避免再出現的較大溫度應力二帶來的影響。

1 大體積混凝土溫度變形產生的原因

大體積混凝土內部的溫度應力是由水化熱、澆灌溫度和外界氣溫變化等各種溫度差引起的,是它們的疊加應力。溫度應力引起強迫變形,約束力愈大,應力也愈大。由于混凝土是一種脆性材料,抗拉強度只是抗壓強度的1/10左右,當混凝土內溫度應力超過混凝土強度時,混凝土就會出現溫度變形而產生裂縫。混凝土的溫度變形經常發生在以下部位:受彎斷面和空洞四周應力集中的地方;混凝土強度最低的部位;溫度急劇變化的表面和應力最大的核心部位。

2 限制溫度應力、避免裂縫的技術措施

當大體積混凝土結構內形成較大的裂縫時應該采取相應的修補以恢復措施來進行調整將存在很大的難度。這就需要對大體積混凝土結構的裂縫做好必要的防止措施。

2.1 合理使用混凝土原材料、改善混凝土配合比

為了增強混凝土的抗裂能力需要合理使用混凝土原材料,改善混凝土的配合比,這就需要保證混凝土的絕熱溫升小、抗拉強度大、極限拉伸變形能力大、熱強比小、線性膨脹系數小、自生體積變形最好是微膨脹,收縮低等。

(1)水泥。對于混凝土內部而言應該將其抗裂性能、兼顧低熱和高強等方面的要求具體考慮到位,通常使用低熱礦渣水泥、中熱硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥摻入適量的粉煤灰。科技論文。外部混凝土不僅需要具備求抗裂性能,還應該具備抗凍融性、耐磨性、抗蝕性、強度高、縮較小等方面的要求,通常情況下使用較高標號的中熱硅酸鹽水泥。(2)骨料。粗骨料:盡量選擇粒徑大的骨料,這是由于粒徑的大小與級配是密切相關的。孔隙降低后水泥沙漿、水泥的使用量也會得到降低,水化熱也不斷減小,這樣能夠對裂縫的形成起到很好的預防效果。細骨料:通常選擇級配良好的中沙和中粗沙,中粗沙為最佳材料,選擇這種形式材料的理由與粗骨料一致。在配制混凝土過程中,需要對沙子的含泥量進行調整,防止出現較大的收縮變化,以至于出現更為嚴重的裂縫。(3)摻用混合材料。為了減小混凝土的絕熱溫升、增強混凝土抗裂能力通常使用摻用混合材料,這種混合材料主要有礦渣、粉煤灰、燒粘土等,而粉煤灰運用最多。科技論文。(4)摻用外加劑。減水劑在當前建筑施工中是極為普遍的外加劑,其作用在于減水和增塑,能夠確保混凝土坍落度及強度維持原樣,并降低用水量,減少水泥使用量及絕熱溫升。引氣劑能夠使得混凝土中出現大量微小氣泡,來提升混凝土的抗凍融性能。 (4)調整混凝土配合比。確保混凝土強度及流動度能達到要求時,應降低水泥及混凝土絕熱溫升。

2.2 采用科學的結構形式和分縫分塊

結構形式對溫度應力和裂縫的影響是設計階段需要積極重視的問題,尤其是對于寒冷地區,應盡可能避免使用對溫度變化很敏感的薄壁結構。對實體重力壩與寬縫重力壩相互比較時需要關注寬縫重力壩暴露面積大,與實體重力壩相比出現裂縫的概率更高,這就需要在寒冷地區盡可能不使用寬縫重力壩。

澆筑塊尺寸對溫度應力的影響較大,一般情況澆筑塊變大會造成溫度應力的變大,這就更加會形成裂縫。因而合理的分縫分塊能夠有效避免裂縫的出現。當澆筑塊尺寸控制在15mX15m左右時,溫度應力則變得很小,基礎約束高度大約在3~4m左右。氣候溫和地區很少出現裂縫,而寒冷地區因為溫差較大,而造成該尺寸的澆筑塊經常形成大量裂縫,這就要做好相應的保溫措施。

2.3 合理調整混凝土溫度

(1)減小混凝土澆筑溫度,利用加冰拌和、冷卻拌和水、預冷骨料等方式來減小混凝土出機口時的溫度,這樣能夠增強混凝土澆筑強度,通過倉面保溫等方式來降低澆筑過程中的溫度回升。(2)水管冷卻。科技論文。將水管設置在混凝土內,輸送低溫水來減小混凝土溫度。(3)表面保溫。將保溫材料覆蓋在混凝土表面,這樣可以降低內外溫差及混凝土表面的溫度梯度。

2.4 加強施工管理工作

(1)改善混凝土施工質量。為避免裂縫的形成,不僅要對混凝土溫度進行控制,還要做好施工管理工作,改善混凝土的施工質量。對混凝土澆筑塊而言其混凝土的強度都是不均勻的,裂縫都是由強度最低的薄弱處進行。若混凝土質量管理工作不到位或者混凝土強度離差系數G大時,會增加裂縫的形成。為避免裂縫的形成必須喲做好施工管理。(2)薄層、短間歇顯著上升。安排混凝土澆筑進度時盡可能做到薄層、短間歇(5~1Od)的合理上升,防止突發澆筑一塊混凝土,再長期停歇;防止相鄰壩塊出現較大的高差或側面的暴露時間過長;需防止“薄塊、長間歇”,主要是在基巖或老混凝土上澆筑一薄塊增加了停歇時間,這些都會導致裂縫的形成。(3)日常維護。在混凝土完成了澆筑后對混凝土表面進行灑水,可以讓混凝土表面處于濕潤狀態,增加混凝土內部的強度。通常情況下澆筑結束后對12~18小時就需要實施保護,且持續維護時間需達到20天以上。

3 永久保溫對混凝土壩防裂的作用

溫度變化對大體積混凝土結構除了能造成裂縫,還影響著結構的應力狀態,有時溫度應力在數值上能夠高出其他外荷載帶來的應力。這就需要對壩體進行嚴格的溫度控制來避免壩體形成裂縫。大壩施工期間需對混凝土最高溫度、調整接縫灌漿溫度進行有效控制,以降低其表面的拉應力,而避免運行期混凝土壩形成裂縫的關鍵措施在于保溫板實現了壩面的永久保溫。混凝土建筑物表面在運行期和外界空氣及水接觸進行接觸,水溫和氣溫的周期性變化常導致混凝土表面溫度受到很大的影響。永久保溫能緩解外界溫度給混凝土表面造成的影響,維持混凝土的結構穩定。對壩體進行永久保溫的作用在于減小外界溫度變化對壩體溫度的影響;顯著降低壩體表面的拉應力,避免表面形成裂縫,確保大壩的安全運行。

4 結語

總之,在大體積混凝土結構內一旦出現裂縫,要通過修補以恢復結構的整體性實際上是很困難的。因此,對于大體積混凝土結構的裂縫,應以預防為主。本文主要針對溫度裂縫問題以及溫控防裂問題進行闡述。論述了永久保溫對混凝土壩防裂的影響。永久保溫可有效降低外界溫度變化對壩體溫度的影響;大大減小壩體表面拉應力,有效控制了表面裂縫的出現,對大壩的安全運行提供保證。

參考文獻

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