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裂缝控制技术论文精选(九篇)

裂缝控制技术论文

第1篇:裂缝控制技术论文范文

混凝土裂缝普遍存在于日常的混凝土施工当中,如何通过系统的研究来尽可能减少裂缝,本文以所建的剪力墙结构的高层建筑为例对裂缝进行系统的研究,寻找出简化计算方法供裂缝控制使用并提出合理有效的裂缝控制措施。

【关键词】

混凝土;控制裂缝;技术应用

一、研究的目的与意义

研究混凝土裂缝,并对其进行控制对于施工质量,施工造价产生深远的影响,若能有效控制裂缝产生,则现今建筑地下室外墙附近的部分防水措施可以省略,更可以消除沿着裂缝而引起钢筋锈蚀等质量隐患。可见,对裂缝进行系统的研究,寻找出简化计算方法供裂缝控制使用并提出合理有效的裂缝控制措施是迫切需要的。

二、研究内容与方法

(一)从混凝土性能、原材料、结构设计、施工方法、环境影响因素等方面系统地分析混凝土在施工中裂缝出现的机理。对影响混凝土结构收缩变形、温度变化的因素和理论进行深入探讨,对于配筋对混凝土极限拉应变的影响问题进行分析。

(二)根据裂缝出现机理研究主体施工阶段混凝土裂缝控制的一些必要措施。在设计方面重点探讨钢筋在混凝土中的作用,其对裂缝宽度和裂缝数量的影响等及合理的配筋等问题,研究伸缩缝间距和后浇带间距的合理大小。在混凝土裂缝控制研究当中,对常用的8类水泥进行系统的研究,对选用合适的水泥、合适的水泥用量、外加剂的使用及粉煤灰的使用等,另外还对施工中应采取的措施进行了较多论述。

(三)结合实际工程对裂缝控制的一些方法和措施进行具体应用。通过对裂缝控制措施的运用及采取的办法的评价,检验裂缝控制理论的可行性和有效性。

三、混凝土裂缝形成的原因

混凝土结构形成裂缝的原因有:一是外加应力(即荷载)引起的裂缝,二是结构变形引起的裂缝,三是施工操作引起的裂缝。主要包括混凝土性能、原材料、结构设计、施工方法、环境影响因素等方面。结构设计引起的裂缝:由外力作用引起的裂缝,可以通过力学计算来进行裂缝控制;由结构变形作用引起的裂缝,通常采用特定的构造设计进行裂缝控制。

四、混凝土裂缝控制措施

(一)根据对剪力墙结构施工中裂缝的分析。裂缝主要存在于楼板之上,其他也存在有裂缝,所以针对所承建工程的具体情况对所产生的裂缝进行系统的研究,采取各种控制措施对其进行分析。

(二)裂缝的情况分析。1.楼板。与板的两边成45°角的裂缝占了绝大多数,裂缝基本上为上下贯通,发生45°角的裂缝都处在外墙转角所对应的房间楼板上。裂缝沿板内电线管埋设的方向延伸。少量裂缝在板的跨中沿竖向或横向延伸。2.地下室底板。由于地下室底板通常为大体积混凝土,在浇筑混凝土时内部会释放大量的水化热,对混凝土会产生一定的影响和裂缝,由于温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素,从而影响基础的整体性、防水性和耐水性,成为安全质量隐患。所以在选择原材料时要慎重考虑,尽可能选择水化热小的。3.剪力墙。外墙裂缝多以竖向为主;水平方向近似于等距离排列;裂缝大多数从墙板根部开始往上延伸,部分未到达顶部即消失;裂缝宽度为中间大、两端小;裂缝最早出现的时间是在侧模板拆除以后;裂缝几乎在墙的两侧同时出现;大多伴有渗漏水现象。

(三)结构混凝土裂缝控制的方法。一是控制好原材料的质量,因河砂干净,又符合有关标准的要求,所以在配制混凝土时要特别注意,否则砂石含量不符合范围标准,将大大影响混凝土的质量。二是混凝土外加剂的掺量一般不大于水泥质量的5%,并能按要求改善混凝土性能的物质。三是浇筑与振捣,控制出机温度和浇筑温度,散热,加强养护,防风和回填,温控措施,减小环境气候的影响。四是选择骨料时选用热膨胀系数小的,尽可能不含泥的骨料,选用连续级配好的骨料。五是根据不同的环境、施工因素等对于外加剂如膨胀剂、缓凝剂、和减水剂要慎重选择。六是对浇筑后的混凝土进行二次振捣,提高混凝土和钢筋的结合力,减少内部微裂缝,增加混凝土密实度,从而提高抗裂性。七是浇筑大体积混凝土采用全面分层法、分段分层法、斜面分层法。气候环境的温度和湿度对混凝土也会造成较大的影响,因此要根据气候条件来采取一定的措施,例如:用塑料薄膜进行围护,从而达到防风的效果。八是根据实际情况有时间性的浇筑混凝土,尽可能在夜间作业,避开暑期的高温和冬季的寒冷,在浇筑混凝土时下雨,会改变混凝土的配合比,影响强度和增加混凝土收缩。

【参考文献】

[1]游宝坤.混凝土建筑结构裂缝控制的技术措施[J].建筑结构,2002,10

[2]白天宇,魏荣忠.关于房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝技术控制的研究[J].科学中国人,2014,18

[3]司晓波.关于房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝技术控制的研究[J].科学中国人,2014,20

[4]李春武,刘大勇,李婉,刘志平.建筑结构混凝土控制温度裂缝的施工控制措施[J].珠江水运,2012,12

第2篇:裂缝控制技术论文范文

关键词:控制裂缝;高度压裂工艺; 携带液 ;导向剂;试验研究;现场应用

中图分类号:TE35 文献标识码:A

一、概述

石油技术人员在对控制裂缝高度压裂工艺技术的试验研究上做出了很多的努力,为了试验出最佳的携带液和导向剂的配比效果,为了选择出最好最有效的两种液剂,他们模拟实际的石油地质构造,一次次将不同类型的携带液和导向剂的混合液或者不同比例的两种液剂注入模拟的地质构造中,认真观察各种情况下,液剂的渗透情况和互相的阻挡情况,不断的观察实验,选择出能够实现最佳效果的携带液和导向剂的配比和类型,并且对二者的阻挡情况做出了良好的控制。下面笔者就对控制裂缝高度压裂工艺技术的实验试验研究进行详细的说明,并对其中的方法和应用加以阐述。

二、控制裂缝高度压裂技术的试验研究。

(1)试验仪器的选取。

控制裂缝高度压裂工艺技术的试验仪器的选取是有一定条件的。它的技术仪器成本较高,是美国的一家公司生产的很有技术含量的一种叫做岩心流动试验仪的专业仪器。这个仪器的构造相对复杂,其中包括储存液剂的储液罐,有保持岩心稳定的岩心夹持器,还有调节压力的围亚泵、测压表和压力调节器及其各阀门必须的管线等部件。在试验时,为了保证既方便又高效的达到试验效果,仪器的各个环节的情况必须加以调整和掌握。比如各连接处的阀门和管线都必须选用大孔径的,这是为了防止选取的携带液粘度高、摩擦的阻力大,极易发生管道和阀门被携带液严重阻塞的情况。

(2)岩石的样本选取及携带液的选择。

此项试验选取的岩石样本是新疆乌尔禾的油田地下的地质岩心,试验前会把岩石剖开,必须是沿轴线剖开的,便于试验达到效果,然后将紫铜片嵌入岩心内,使所选取的岩心出现楔形裂缝的构造。另外,在携带液的选取上也有条件。因为携带液所发挥的作用是巨大的,它的粘度大小是决定了导向剂在它里面的上升和下降的速度的其中一个因素,另外两个因素是导向剂本身的粘度大小和两种液剂组合后形成的密度差。如果携带液的选取出现问题,它的粘度过大或者过小,那么导向剂在携带液中的上升速度和下降速度也会出现过快或者过慢,过快情况出现后,导向剂刚流到试验出就会出现大量漂浮和沉积,极易阻塞仪器的管道和阀门,影响正常的试验和试验效果。

(3)试验导向剂的选取。

本次试验中,导向剂的选择要尽量选择颗粒相对小一点的,这样就会减少它流入机泵中时对机泵的损伤现象发生。但是切记不能选择一点粒径都没有的导向剂,导向剂的颗粒过小就会在液流中很难分离,被一起带到支撑剂中的可能性就会增加,影响试验的效果。一般导向剂在试验过程中都会在被压裂岩石的上下两端,所以他影响试验中裂缝的导流的这种情况一般不会发生,可以忽略不计。

(4)试验研究结果。

通过各个环节的严格进行和试验数据情况的良好掌握,技术人员通过测试选择出了最佳效果的携带液、导向剂以及二者之间理想的阻挡效果。试验后的结果为,三种携带液在岩心上都起到了一定幅度的阻挡效果,但是柴油达到的效果最后,因此它是最终选取的携带液。在试验柴油效果时,技术人员还添加了部分玻璃粉和砂粉,起到的效果依旧不错。另外,试验还发现,当选取携带液的粘度高时,性对的导向剂升降速度会变低,隔离层就会很难形成,当两种效果的导向剂合于一体使用时效果会好于使用其中一个导向剂。

三、控制裂缝高度压裂工艺技术现场应用。

在工作人员努力下,控制裂缝高度压裂工艺技术已经在试验研究下取得了一定的成果并且根据研究结果,此项技术已经在油田进行了应用,发挥了很大的作用,取得了良好的效果。下面笔者以新疆的某一油井为例来说明应用情况。所选取的油井的地下地质的构造相对复杂,岩石和岩块的缝隙较小,存在很多的天然裂缝发育,因此对液剂的渗透率就会低。工作人员针对了此处地层的特点和预期压裂的程度,选择了最佳的压裂液和支撑剂,并且对施工压力和机泵的排量做个预先的检查和控制,首先对机泵中注入定量的携带液和一定量的上浮剂和下沉剂,使之形成隔离,继续由低到高的量来注射,使之扩大裂缝,一切按施工计划进行,注入混砂液,当各机器有效运行的同时,空心的玻璃微珠也被注入,最后的压裂达到了预期效果。

结语

以上通过对控制裂缝高度压裂工艺技术的试验、方法及其应用情况的介绍,不难发现这项技术的钻研成功是石油工作者劳动和智慧的结晶,这项试验后所得到的结论和方法被深层次利用和钻研,是这些工业技术的进步带来了我国现在石油工业开发的数量、质量和效益的快速提高,我们相信在国人的不懈努力下,更多更好的石油工业技术会问世并被广泛利用,它们更加促进我国石油工业的进步和完善,石油开发事业将会在回促我国经济发展上做出更大的贡献。

参考文献

[1]郭大立,赵金洲,曾晓慧,任书泉. 控制裂缝高度压裂工艺技术实验研究及现场应用[J].石油学报,2002(03).

[2]王俊奇,李国华.多级注入下沉剂控缝高压裂工艺优化及应用[J]. 国际压裂酸化大会论文集,2010(09).

[3]刘晶,李晓丽. 海拉尔盆地控制裂缝高度压裂技术研究[J]. 大庆石油学院,2010(09).

第3篇:裂缝控制技术论文范文

关键词:旧水泥路面;加铺沥青面层;结构裂缝;控制技术

中图分类号:U416 文献标识码:A

当前公路路面多采用水泥混凝土路面,此路面体现出成本低、强度优、性能好等特征,在公路交通运输中得到了广泛运用,通过加铺沥青面层能够有效优化并改善旧的水泥路面,提高路面使用寿命,然而,沥青与水泥路面接缝处的结构裂缝依然值得控制与防范。其中找到裂缝成因,对应成因找到控制技术是关键。

一、旧水泥路面加铺沥青面层结构裂缝成因分析

1 路面的温度变化

水泥路面会随着其深度的变化,温差发生变化,下面将选择指数函数法来对温差的分布进行定量描述。

2 路面结构参数

公路路面结构中的不同面层,有着不同的厚度、模量、温度收缩系数等。具体各项参数的统计见表1。

其中,计算载荷力时,选取正确的模量值,以沥青混凝土正常温度状态下的数值为标准,此处载荷力取值1400MPa。

3 水泥路面裂缝对应力面层的影响

通常作用于水泥路面的载荷分为:正荷载与偏荷载,前者作用下,沥青面层常常受到一定的压力,此时,旧水泥路面如果出现裂缝,沥青面层的底端对应会有大量的压力、应力聚集,所以,压力面层则将免除裂缝现象。相反,如果路面遭到偏荷载,水泥路面将承受大规模的剪应力,且不同的面层有着不同剪应力分布,由此可见,偏荷载会对沥青面层带来非常不利影响,会导致其剪应力大规模聚集,从而导致剪切型裂缝。

而且由于水泥路面易受外界气候温度的影响,外界温度较低情况下,沥青面层将产生明显的拉应力聚集现象,从而导致沥青面层结构裂缝现象。

通过以上分析能够看出,旧水泥路面加铺沥青面层结构,其裂缝的出现与多种因素相关,其中最关键的是路面交通工具的偏荷载作用,以及降温问题,实际的裂缝防范控制应该重点从这两大方面入手。

二、旧水泥路面加铺沥青面层结构裂缝控制技术

1 设置应力吸收层

将带有弹性的橡胶沥青层设在旧水泥路面与加铺沥青层中间,也可以选择改性沥青或带有伸缩性质的沥青混凝土来取代,形成一个应力吸收层,从而有效防范裂缝的产生。其中以改性沥青材料的防裂效果最好,实际应用也相对成熟,这是因为此沥青混合料内含聚合物,且沥青含量高,细矿料含量也较大,整体上其弹性强度大、不透水,且黏着度高、能够有效防裂。

应力吸收层施工后,每逢大型高载荷交通工具通过,其内部出现了轻微的剪应力集中现象,将沥青底层的应力有效隔离开来,也起到了一定的分散应力的功能,使得沥青面层所承受的剪应力明显下降,从而有效防范了沥青面层结构裂缝。具体如图1所示。

同时,在设置应力吸收层条件下,路面温度并对应下降7℃时,沥青面层拉应力也会发生变化,具体如图2所示。

第一,如果未设应力吸收层,当路面温度降低7℃时,沥青面会明显出现拉应力聚集现象,从而引发沥青面层出现严重的裂缝问题。相反,将应力吸收层设置与水泥路面与加铺沥青路面之间,沥青层的拉应力直线下降,这意味着应力吸收层有效地吸收了拉应力,发挥了隔离效果,能够有效防范路面降温带来的裂缝问题。

第二,应力吸收层通过吸收拉应力,来发挥对沥青层的保护作用,其变形性能良好,就算遇到高温天气,应力层的也能自行恢复初始形状,这其中排除了吸收层遭到破坏的问题。

从以上的分析可以看出,通过设置应力吸收层,不仅有效隔断来自于路面的高载荷运输,同时也能积极抵御路面降温导致的裂缝问题。

2 土工合成材料夹层

土工合成材料中主要含有:土工布、塑料或玻纤格栅,此材料相对很薄,只有0.6mm~5mm,土工格栅的拉伸强度通常达到40kN/m~100kN/m,不易变形,水平方向能够承担大规模的拉应力,相反,垂直刚度相对弱小。然而,此材料在面层结构裂缝防范方面却发挥着有效功能:

(1)隔断拉应力。土工合成材料有效隔离了旧水泥路面和沥青层,将混凝土裂缝处的拉应力有效分散开来,控制了应力强度,抑制了裂缝的出现。

(2)加筋功能。该夹层体现出某种强度,能够有效承受裂缝拉应力,从而控制裂缝的大规模开裂。

(3)载荷转移功能。通常该夹层被筑建在接缝处,发挥载荷转移作用,确保一部分载荷自接缝处向四处传递,从而控制接缝处的弯沉差,有效控制裂缝处的剪应力过于集中的问题。

然而,该材料层的使用也有一定的弱点,体现在:质地薄、强度差,在剪应力控制方面成效不明显,其最为关键的作用则在于能够有效控制温度作用所导致的水平应力。经过不断的理论研究得出:该材料层对应力的控制作用主要体现在该材料的拉伸强度,也就是随着该材料拉伸强度的上升,其对应力的控制效果越好。所以,实际的施工中更适合选择土工格栅材料,因为其拉伸强度更大。

3 级配碎石中间层

此材料一般用在半刚性基层沥青路面,能够有效防范裂缝的产生。此技术目前已经在北美、非洲等地区得到了运用,在我国一些省份也有成功的案例,经过实际运用表明,能够有效防范裂缝问题。

将级配碎石中间层加设于水泥路面,可以有效控制裂缝问题,具体的应用原理如下:

第一,级配碎石具有零散、不成块、结构独立等特征,能够有效控制拉应力的传递,这就意味着即便水泥结构路面出现了裂缝,并遭遇外界大程度拉应力影响,由于级配碎石层的保护,不会导致应力聚集现象,相反,碎石层还能有效吸收应变能,这样就达到了控制裂缝的目标。同时,级配碎石因为呈现出粒状构造,体现出良好的塑性变形性能,其可以有效吸收来自于接缝处的应变能,这样也有效缓解了因为低温所导致的裂缝,抑制了裂缝的扩大。

第二,级配碎石具有一定的隔离功能。该功能的发挥有效优化了已有的水泥路面的温度水平。因为碎石过渡层通常厚度较大,要达到11cm~15cm,将级配碎石添加其中,能够对水泥路面起到温度保护作用,控制其路面面层温度的骤变,维持温度平衡,维持路面的恒温状态,从而有效控制了由于温度变化带来的裂缝问题。

第三,经过理论分析得出,级配碎石的收缩系数也更小,甚至达到零收缩状态,而且碎石自身能够防止拉力、应力等的传递,这样就有效应对了交通路面高载荷运输问题,能够保护混凝土路面、沥青面层结构等的安全,控制裂缝的出现。

结语

旧水泥路面加铺沥青面层结构,由于外界温度变化与载荷力的影响,很容易出现裂缝问题,必须采取先进的技术措施控制裂缝的出现。

参考文献

[1]薛忠军.旧水泥路面加铺超薄沥青层综合技术的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007.

第4篇:裂缝控制技术论文范文

关键词:建筑施工;大体积;混凝土结构;无缝技术

一直以来,大体积混凝土裂缝都是施工企业无法攻克的难题。然而,伴随着科学技术的迅速发展,越来越多新型的建筑技术出现在现代建筑领域中,无缝技术作为当前一种高效的施工技术,其能够对大体积混凝土裂缝问题进行有效的控制,因而受到了各大施工企业的高度重视,并被广泛应用于各类大体积混凝土结构施工中。以下,本文就对大体积砼无缝技术在建筑施工中的应用进行了初探分析。

1 大体积混凝土结构裂缝的原因

1.1 在现在建筑施工中,混凝土结构是一种较为常见的建筑结构形式,但是,其在使用过程中难免会出现不同程度的施工裂缝,这一现象已经成为当代建筑施工中普遍存在的问题,尤其是大体积混凝土结构在建设过程中产生的裂缝危害越来越突出。相关人员通过对全国大部分高层建筑地下结构进行调查分析后表明,建筑外墙混凝土结构是最容易出现裂缝的部位,应该引起施工企业的高度重视,并根据具体问题进行具体分析,从而采取相应有效的改善措施,进一步提高建筑工程的施工效率与质量。

在实际的大体积混凝土施工过程中。水泥在受到水化热的影响下,混凝土在浇筑时的温度将会迅速升高,并产生一定的温度应。这样就倒车混凝土结构表面产生裂缝,所以为了更好的解决这一问题,避免水化热引起的温度上升,施工人员应该在对混凝土浇筑的温度进行有效的控制,一旦出现高温的情况,就要对其进行及时的降温,从而防止收缩性裂缝、以及有害的温度裂缝产生,逐步增强大体积混凝土结构的稳固可靠性。

可以说,引起大体积混凝土结构产生裂缝的因素是多样性的,而常见裂缝类型主要分为两种,一种是结构性裂缝,这种裂缝主要是由于荷载外力超出了其自身所承受的范围,进而大体积混凝土结构表面出现不同形态的裂缝。而另一种则是材料裂缝,其具体是因为温度应力变化而导致的混凝土出现收缩裂缝。其中,干缩裂缝产生是因为混凝土内部水分迅速蒸发,致使混凝土结构发生变形,在这种内外因素的影响下,混凝土表面的水分也将会快速流失掉,这是的变形将会越来越大,拉应力也会随之增加,最终出现裂缝。与此同时。如果湿度越低。水泥浆体的干缩面积将会不断扩大,这样就很容易产生不同程度的干缩裂缝,通常情况下,这一类型的裂缝呈现一种网状浅细的状态,特别是在大体积混凝土的平面处,干缩裂缝现象较为常见。

2 无缝施工方案设计

2.1 根据“混凝土外加剂应用技术规范”的规定,产生0.2至0.7MPa以下自应力混凝土为补偿收缩混凝土。为了实测出限制膨胀率,实验室进行了掺加ZY试件的限制膨胀率试验,试验证实掺加ZY确实可获得微膨胀性,掺量的大小对膨胀率的大小是有直接影响的。以掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料,以加强带取代后浇带连续浇筑超长混凝土结构。根据混凝土结构无缝设计的要求,将广场的底板进行了分块:后浇带将整个底板分成4块,形成4个浇筑单元,块中又设有膨胀加强带,将其再分成4块,整个底板分成了16块。底板的分块确定后,墙板与顶板与底板相同的部位留设后浇带及加强带,其留设的方法与底板相同。

2.2 建筑施工过程中,在墙板混凝土配合比设计试配,确定设计配合比阶段,采取了降低水灰比的措施。底板与墙板同为C30P12,而底板的水灰比为0.47。而墙板的水灰比为0.41,混凝土的坍落度指标底板为18~20厘米,墙板坍落度指标控制在14~16厘米。采取该措施的目的在于减少用水量、降低混凝土的收缩。

施工单位在进行混凝土浇筑施工过程中,为了避免混凝土因沉降问题而引起的裂缝,应该在混凝土初期凝固成形以前,采用二次振捣工艺对其进行振捣,这样不仅能够保证混凝土浇筑施工质量,还能够对墙体裂缝进行有效的控制。并且在这里浇筑过程中,无论是在对其他分项工程,还是对建筑底板的控制,采用的措施方法基本一致。根据大体积混凝土无缝技术的特点。在对房屋顶板进行浇筑时,施工单位应该充分做好施工前期的准备工作。对浇筑顺序进行科学合理地安排规划,以此来保证后续混凝土浇筑施工的顺利开展,除此之外。施工单位还需要高度重视的一点问题是,要对顶板浇筑早期的施工裂缝进行有效的防治,对于容易出现裂缝的部位,其实根据混凝土收缩裂缝产生的因素及时间,对其进行有针对性的处理,充分发挥大体积砼无缝技术的重要作用与使用价值,从而确保整个建筑工程项目的施工质量,大大降低施工裂缝的发生率。

3 裂缝的防治措施

3.1 合适的外加剂的选择。应严格按照设计要去,对混凝土中进行一定量的外加剂的添加,例如:膨胀剂、缓凝剂、防水剂及减水剂等,由于外加剂中具有糖钙材料,促使混凝土中的和易性得到提升。

3.2 选择优化配合比。选用良好级配的骨料,严格控制砂石质量,降低水灰比,并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等,以降低水泥用量,减少水化热,以降低混凝土温升,从而可以降低混凝土所受的拉应力。

3.3 混凝土入模温度进行严格控制。通常情况下,对大体积混凝土进行施工作为适宜的时间是春秋季节,能够对入模温度进行降低,在春秋季节进行施工采取有效的措施不仅能对入模温度进行降低,而且在对混凝土进行浇筑时,避免在太阳下对混凝土进行直接曝晒。

3.4 改进施工技术。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。

结束语

综上所述,可以得知,在现阶段的建筑工程施工中,无缝施工技术在大体积混凝土中的应用相对较多,通常情况下,都是结合施工方案进行合理施工,所有运用该技术的已建或在建的建筑工程中都未有裂缝出现,当大面积混凝土无缝技术作为一种新的技术措施,还需要不断的对其节能型探索及完善。所以,要求我能应对施工环节进行严抓,施工过程的管理也十分重要,只有在施工过程中进行严格控制,才能促使建筑工程的工程质量得到有效的保障。

参考文献

[1]樊璇珠.试析房建施工中大体积砼无缝技术的应用[J].科技与企业,2014(2).

[2]于学亮.浅谈建筑施工中大体积混凝土无缝技术的应用[J].中国建筑金属结构,2013(20).

第5篇:裂缝控制技术论文范文

关键词:楼板;裂缝;控制

城镇化进程加快和棚改政策的落实使得建筑行业蓬勃发展,这对于建筑企业来说既是良好的机遇同时也是技术上的挑战,在投入使用的建筑当中,不论高层还是多层其主要的建筑问题集中反映在了楼板的裂缝方面。通长情况下,楼板既是一层楼的天棚,又是另一层楼的地面,所以其本身就受到自身向下的重力和地面物品对其向下的压力,因此楼板在使用过程中存在出现裂缝的可能。如果楼板在建筑过程中就能够在施工技术、建筑材料和质量监管等多个方面加以控制,就可以加固楼板结构以提高其对外力的耐受力,从而使得楼板不宜产生裂缝,进而提升建筑物的质量和使用性能。

1 现浇钢筋混凝土楼板裂缝的控制措施

1.1 结构设计控制措施

一是使现浇板板厚与跨度相协调,板厚应该控制在跨度的1/30左右,板厚不宜少于110mm,有交叉管线的地方板厚不宜少于120mm。二是热轧带助钢筋有助于增加楼板的握裹力,因此在楼板处要增加对热轧带助钢筋的使用;变形钢筋有利于增加现浇混凝土的握裹力,有利于控制楼板裂缝的出现。三是构造钢筋对于构造抗裂的影响力很大,因此在设计时,我们要注意构造钢筋的布置,对于连续板不应该采用分离式配筋,要在洞口处配加强筋,采用上下两层连续式配筋的方式,减少裂缝的出现。四是现浇楼板的强度应控制在C30以内,不宜大于C30,除非必要时采用高强度等级的混凝土,但要考虑采用低水化热的水泥或是加强浇水养护,使混凝土凝固时更好地散热。

1.2 建筑设计控制措施

一是学习国外建筑的经验,屋面与外墙采取适当的保温措施,在屋面内设置保温隔热层,同样,在外墙外表面设置保温隔热层,外墙面采用浅色的装饰材料,以便减少对太阳光的吸收,增强墙面的热反射。根据不同地区的不同情况,通过热工计算对屋面和外墙采取相应的保温设计。二是为了避免温度变化引起的楼板开裂,应该采取设置伸缩缝,并且伸缩缝的间距应该控制在30~50m之间。由于很多建筑住宅长度长而引起的楼板开裂,所以,应该把多层建筑的长度控制在50m以内,高层应该控制在45m以内。如果一旦超出这个限度,就应该设置相应的伸缩缝。如果超出的幅度不大时,可采用设置后浇带的方法,来避免混凝土的楼板收缩开裂。三是避免住宅的形状突变;如果楼板的平面形状不规范时,应该设置梁板使其成为较规则的平面形状;如果平面出现凹口时,我们应该适当加强楼板周边配钢筋的强度。四是加强建筑施工的质量控制。对于施工过程中的材料,施工人员需要加大控制力度,建立合理的监管体系,严格进行审查,从而保证材料的质量,减少混凝土裂缝的产生。另外,还需要对混凝土的养护工作进行管理,提高施工人员的整体水平,从而保证施工过程的质量。

2 空心无梁楼盖技术楼板裂缝的控制措施

2.1 空心无梁楼盖技术及其技术难点和施工问题

2.1.1 空心无梁楼盖技术

先在建筑楼盖中安装高强复合壁管,然后再安装暗梁结构,接着将混凝土浆液浇灌在当中,最后形成一个具有较高稳定性的楼板。该技术的主要特点是能够降低成本且减轻建筑自重,更重要的是其能够对大面积建筑物施工提供了可能和相对应的质量安全保障。

2.1.2 技术难点和施工问题

从理论角度讲,5cm的浇筑厚度,完全可保证浇筑混凝土的匀质性。但考虑两层面筋、两层底筋及预埋线管所占的空间,那么楼板现浇混凝土的最薄厚度大打折扣。如何保证混凝土在浇筑过程中充满预定空间,同时避免最薄的部位砂浆富集而邻近部位石子堆积的现象,成为不可忽视的施工难题。如果其混凝土结构的厚度存在着一定的问题,那么混凝土在就很容易到混凝土空心楼板在使用时,其收缩量会出现不同的变化,进而出现混凝土空心楼板开裂收缩的现象。

2.2 技术方案的确定

首先,通过抗裂钢筋的设计与配置,将混凝土中可能产生的收缩应力分散,避免硬化混凝土产生较多的不规则裂缝。其次,采用UEA补偿收缩混凝土无缝设计与施工新技术,通过混凝土内部膨胀能的有效均匀传递,补偿混凝土收缩,防止或大幅度减少超长大面积楼板的开裂现象。在本工程中,除预先留置的沉降后浇带外,每隔40米到60米左右设置一条2米宽的膨胀加强带。再次,在混凝土配合比的设计中,采用5毫米到20毫米的小卵石级配,并要求混凝土现场人模坍落度为16厘米到18厘米,以充分保证不同部位现浇混凝土的匀质性。

2.3 主要施工措施

首先,在浇注混凝土前,用水将GBF高强复合薄壁管充分润湿,以保证GBF高强复合薄壁管与现浇混凝土结合紧密、完好。其次,浇注混凝土时,保证混凝土的人模坍落度在16厘米到18厘米左右,并用直径3厘米的小振捣棒对GBF高强复合薄壁管侧下部的混凝土进行振捣,防止楼板底部与GBF高强复合薄壁管下端相接触的部位混凝土出现蜂窝麻面,同时应避免因混凝土过振而导致该部位砂浆富集的现象。再次,加强混凝土的二次抹面和养护工作,在浇筑完的一小段混凝土硬化后,用塑料薄膜班盖其表面;大块面积的馄凝土浇筑完毕并硬化后,采用蓄水养护,养护时间为14天。

结束语

综上所述,在楼房建筑当中,可以通过对科学合理的设计、严格的建筑材料质量控制、成熟的施工技术以及切实有效的质量监管对楼板的裂缝问题进行预防和处理。大量起建楼房能够减小建筑用地面积且实现集中供热,这切实践行了土地资源的合理配置与合理使用费可再生资源,所以楼房的建筑数量增多和楼房高度增高是一种必然的趋势。因此,建筑领域中的相关工作者要加大研究力度来解决不同施工方案当中的楼板裂缝的问题,同时也可以研究其他的能够避免楼板产生裂缝或者减小楼板裂缝形成概率的施工技术和方法。此外,其他相关领域也可以对建材性质和施工技术监管等进行研究以助力建筑行业发展。

参考文献

第6篇:裂缝控制技术论文范文

关键词:多变截面;大体积混凝土;裂缝控制;“抗”和“放”

一、多变截面大体积混凝土结构产生裂缝的原因

“大体积混凝土”可以理解为:当混凝土尺寸大到对温度和湿度变化的影响已不可忽略时,就属于大体积混凝土。地下室一般由厚大的底板(或由板、承台梁、承台组成的结构厚度变化的筏板)、长墙、顶板及多层地下室的楼板组成,其底板是混凝土结构裂缝的高发部位,特别是当地下室底板截面多变、厚度不一时,裂缝控制就成为多变截面底板大体积混凝土施工质量的重点。

非荷载裂缝,是混凝土施工期间由混凝土水化热或混凝土失水收缩引起体积变化,其变形受到约束而产生约束应力,当约束应力大于混凝土的抗拉强度时就出现裂缝。这类非荷载裂缝常在大体积混凝土结构中出现,是工程建设中裂缝防治的重点。

混凝土浇筑后,由于结构收缩或者温度变化导致混凝土变形会受到较多约束,当约束过大,混凝土受到的拉应力超过混凝土的极限抗拉应力时,就会导致混凝土开裂。

地下室底板结构受到地基约束,不同的地基有不同的水平阻力系数,不同埋深的底板还受到不同地基的“嵌固”阻力;同时,由于底板厚度不同、截面多变化、水化热引起的混凝土温度、内外温差,在不同部位有明显差异,也都会成为结构不同程度的自身约束,这类多变截面大体积混凝土裂缝控制的难度比单纯的厚大底板更难。

二、多变截面混凝土结构裂缝的技术控制措施

混凝土结构裂缝防治的基本原则是“抗”和“放”。“抗”是指通过提高混凝土性能,合理的配筋和结构构造处理等措施来提高结构的抗裂能力;“放”是通过降低结构的约束和自约束等程度,从而达到减少或释放约束应力的目的。“抗”和“放”原则的妥善应用对结构裂缝的防治有明显效果。

(一)从混凝土强度度方面控制

混凝土强度过高并不能使大体积混凝土裂缝减少。设计结合使用用途和各种荷载作用,尽可能地降低混凝土强度等级。

(二)从混凝土原材料方面控制

混凝土除了满足强度和抗渗等级的要求外,还必须满足施工现场对混凝土施工性能的要求,混凝土在运输、浇筑和成型过程中不得离析,要易于操作,并具有良好的工作性能,有助于混凝土裂缝的防治。

1.水泥。选用的水泥应具有质量稳定、水化热低、含碱量低、活性好、标准稠度用水量小,有较好的富余强度,泌水性小,收缩较小的水泥,如普通硅酸盐水泥。

2.骨料。粗骨料应选用石质坚固、连续级配好、粒形好、没有碱骨料活性的碎石;细骨料选用质地坚硬、级配良好的低碱活性的天然中砂,细度模数为2.8。骨料均应严格控制含泥量、有机杂物含量等。

3.掺合料。掺和料一般用复和粉,其主要材料为粉煤灰及矿粉。其可以降低混凝土中和碱含量,消除大体积混凝土由于碱骨料反应产生的裂缝;还可发挥物理填充作用,加强粉末效应,增加混凝土的密实性,同时还可以降低了水泥的水化热,达到降低混凝土内外温差、抑制混凝土产生温度裂缝的目的。

4.外加剂。最常用的外加剂是减水剂,能使混凝土的塌落度增大,不泌水,不离析,有合适的凝结时间,能降低混凝土的单位用水量,改善混凝土中毛细孔的数量、结构和分布状况,提高混凝土的耐久性。

在混凝土中添加聚丙烯纤维, 能抑制裂缝或裂纹的出现,阻止基体中原生缺陷或微裂纹的进一步扩展,一定程度地增强混凝土的抗裂能力,预防混凝土产生早期热裂缝。

(三)从混凝土配合比的设计与优化方面控制

设计配合比时,首先要保证混凝土强度、泵送及和易性等各项技术指标,其次,应验算配合比水泥水化热,并考虑降低水泥水化热,防止温度裂缝的产生,还应对配合比含碱量控制。

在原材料及混凝土配合比确定后,应采用适当试验或方法,优选出适宜于多变截面底板大体积混凝土和混凝土长墙的配合比,从材料和配合比上防治裂缝。

(四)从混凝土的浇筑与养护方面控制

在规定的施工段内连续浇筑,不能产生施工冷缝;合理设置若干个后浇带;控制好预拌混凝土的质量,保证混凝土性能的同一性;根据浇筑条件及环境变化,及时调整配合比的用水量和外加剂;将泵送混凝土的输送管用湿麻袋覆盖;进行温度监测,进行保湿蓄热养护。

(五)从温度方面控制

在控制大体积混凝土温升的过程中,还得保证其内外温差小于25。C,还要注意随时散热,以减小其内外温差。

三、工程实例

(一)工程特点

佛山市某医疗大楼(如图1所示)的地下室地板属于多变截面大体积混凝土结构,混凝土总浇筑量15042 m3。其中,主楼底板厚度为950mm,裙楼底板厚度为550mm;主楼承台厚度为3000mm,裙楼承台厚度为1800mm,电梯井承台厚度为3000~4450mm;最大承台共有3处(均为电梯井),22400mm×

15000mm×3000~4450mm共2处,5000mm×19200mm×

3000~3870mm共1处。

图1广东省佛山市某医疗大楼

由于平面尺寸大、体积大的底板结构厚度变化复杂,板底深浅不一,地基的“嵌固”作用明显,底板受到的约束条件远比一般工程严峻;因底板各部分厚薄不一、散热条件的差异,各部分因水化热温度的不同,也会有明显的差异,从而形成自约束,其结构的表面积大也容易造成水分散失。因此,温度裂缝和收缩裂缝的控制有较大难度。

(二)裂缝控制技术与措施

以混凝土结构裂缝防治的“抗”和“放” 基本原则为理论基础,本工程从混凝土的原材料选择、混凝土配合比的设计与优化、混凝土的浇筑与养护等方面制定了裂缝控制措施如下:

1.本工程地下室底板混凝土工程选用旋窑生产的质量良好的湖南韶峰水泥、优质的珠海电厂Ⅱ级粉煤灰、北江中砂和番禺花岗岩碎石。

通过正交试验进行配合比优化,测定混凝土的干缩值作为参数,优选出多变截面大体积底板混凝土的配合比,如下表所示。

地下室多变截面底板C35混凝土配合比优选表

2.结合多变截面底板大体积混凝土工程,发挥混凝土结构裂缝防治的 “放”,设置后浇带(如图2所示),降低结构的约束和自约束等程度,从而达到防治裂缝开展的目的。

图2多变截面底板平面布置图

3.优化混凝土配合比设计,使水化热最高温升得到控制,采用“薄膜严密覆盖+2层麻袋”进行保湿养护。

4.施工期间,商品混凝土的供应能力可达160m3/h以上,完全可以满足单位时间混凝土最大需求量。

四、结语

第7篇:裂缝控制技术论文范文

[关键词]裂缝 结构耐久性 混凝土 钢筋

中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0147-01

1.引言

经过土木工程界 对混凝土裂缝的多年研究,已经取得的共识是可以把混凝土构筑物裂缝分为荷载裂缝和非荷载裂缝两种。

1) 荷载裂缝:由设计动、静荷载产生的应力或次应力引起的混凝土裂缝。

2) 非荷载裂缝:由于结构变形(体积变化或形状改变)受到了外部或内部的约束:如温度(差)应力、收缩膨胀应力、不均匀沉降应力等引起的混凝土裂缝;以及钢筋锈蚀或碱骨料反应生成物体积膨胀引起的混凝土裂缝。

在荷载裂缝和非荷载(变形)裂缝这样一种分类中,哪一种比较常见而主要呢?国内外的统计资料显示:非荷载裂缝几乎占了全部混凝土构筑物裂缝的八成左右,荷载裂缝只有二成左右。当然,这八成左右的裂缝也包括了变形变化与荷载共同作用时以变形变化为主所引起的裂缝,而二成左右的裂缝中也包括了变形变化与荷载共同作用时以荷载作用为主所引起的裂缝。说明在工程实践中,更常见更主要的还是非荷载(变形)裂缝;在非荷载(变形)裂缝中,温度和收缩引起的裂缝又占了大多数。

(a)楼板收缩受双向约束引起的切角斜裂缝和中部贯穿裂缝(b)楼板承受均布荷载引起的对角线裂缝

裂缝分成有害裂缝和无害裂缝两种类型后,这个问题就比较容易解释清楚了。工程师的任务就是因地制宜地采取适当的工程技术措施把混凝土可见裂缝控制在无害范围内。即其工作是杜绝有害裂缝,减少无害裂缝的影响。

2.三代混凝土裂缝控制技术

土木工程界在处理混凝土有害裂缝的过程中,经历了一个从被动修补转向主动控制的过程,采用技术措施控制混凝土构筑物裂缝经历了三代,即第一代“永久变形缝法”,第二代“后浇带法”和第三代“无缝分块放抗法(跳仓法)”.

第一代“永久变形缝法”:是一种长期的习惯做法,包括现在一些沟道、水池、地下连续墙也仍在采用这种方法,确实能在一个较小的结构尺寸范围内内起到削减温度应力的作用。但也有不能克服的缺点:永久变形缝经常是渗漏水却又难以修复的地方,特别是水池结构更不易修复;在结构需要抗震时又难以满足抗震的特殊要求;在一些对建筑外观要求较高的建筑结构需要对称设置以符合美观的要求时它又成了一个难以处理的技术问题,以上这些不利因素促使第二代控制裂缝方法的出现。

第二代“后浇带法”:在施工中把一定长度的混凝土中间设置一条或几条后浇带,宽度一般在700mm~1000mm,浇筑“后浇带”混凝土,施工间隔为40~60天。此理论和方法在很多工程中加以使用,效果明显。同时也暴露出不少的不足之处:后浇带处容易成为结构、防水的薄弱环节;新旧交界混凝土交界很难处理好,两侧容易产生贯穿裂缝;“后浇带”留的时间较长,许多建筑垃圾不可避免地落入带内,基础底板钢筋既粗又密,使得清理工程非常艰难;且长时间两侧钢筋生锈、混凝土面后期凿毛、钢筋除锈均难清理干净,给施工带来不便。

第三代“无缝分块放抗法(跳仓法)”:是一种主动控制工程结构裂缝的设计和施工的原创施工方法,取代了以设计指定为主的永久伸缩缝、沉降缝法和以施工为主的后浇带法。其原理是根据结构长度与约束应力的非线性关系,即在较短范围内结构长度显著的影响约束应力,超过一定长度后约束应力随长度的变化趋于恒定。所以“跳仓法”采用先放后抗,先用较短的分块跳仓,以“放”为主以适应施工阶段较高温差和较大收缩。其后再连成整体,以“抗”为主以适应长期作用的较低温差和较小收缩。该法适宜流水作业,分仓浇筑,易于控制质量;相邻块浇筑间隙时间不少于七天,不超过十天,大幅度缩短了工期。目前在地下大体积混凝土中得到广泛应用,效果上已经基本达到了控制混凝土非荷载裂缝的目标,即消除有害裂缝,减少无害裂缝,满足工程结构耐久性的要求。以下为某工程跳仓的施工简图:

3.结论

第8篇:裂缝控制技术论文范文

关键词:温控,防裂,大体积混凝土,表面裂缝

中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

随着我国建筑行业施工技术的不断提高,大体积混凝土技术已广泛应用于工程项目中,大体积混凝土的裂缝及其防治是该行业的重大技术问题,因此研究温度控制与防裂措施具有相当重要的意义。

二、温度控制要点和温度裂缝产生原因

大体积混凝土的温度控制是混凝土建筑物设计中的重要问题,对于保证大体积混凝土工程的质量、加快施工进度等方面,起到关键性作用。在混凝土温度控制设计中,一般以基础温差的设计为重点,以单独浇注块的温度应力为理论基础,在限制应力或应变的条件下估算允许温差。实践表明,浇注块的分块尺寸越小,应力越小,基础允许温差就越大。

混凝土标号高,防裂能力强,但因水泥用量增加,故水化热温升也较高,从而使浇筑块早期约束应力较大,后期冷却约束拉应力也较大。浇筑层厚度对水化热温升有直接的影响,薄层浇筑水化热温升较低,冷却后约束应力较小。一般浇筑块高度超过4.5m时,构筑物内部混凝土基本上处于不散热的绝热状态。

大体积混凝土的温度控制,其关键是掌握混凝土的温度变化规律和将温度应力控制在混凝土的允许范围之内。在施工过程中,混凝土温度场和应力场的变化过程是相当复杂的。在设计计算中,需要模拟实际施工过程,考虑各种复杂因素,例如混凝土的弹性模量、线胀系数、徐变、抗拉强度、极限拉伸值、热力学指标、温度、荷载、自生体积变形等。

大体积混凝土结构,浇注后水泥的水化热很大,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土的内部温度将显著升高,而混凝土表面则散热较快,这样形成较大的温度梯度,引起较大的表面拉应力而超过混凝土极限抗压强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝多发生在混凝土浇注后的升温阶段。如果此时混凝土表面不能保持潮湿的养护环境,则混凝土表面由于水分蒸发较快而使初期的混凝土产生干缩,加剧裂缝的产生。这是混凝土浇注后由于温升产生的第一种裂缝。

温升影响产生的第二种裂缝为收缩裂缝。这种裂缝产生在混凝土的温降阶段,由于逐渐散热而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌和水的水化和蒸发,以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩,在收缩时由于受到基底或结构本身的约束,会产生很大的收缩应力,如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限拉升强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝,这种裂缝有时会贯穿全断面,成为结构性裂缝,带来严重的危害。

三、控制温度应力、防止裂缝的技术措施

为了防止产生危害性的裂缝,必须采取一系列技术措施包括合理选择混凝土原材料,严格控制施工质量,严格控制混凝土温度,选择合理的分缝分块和结构形式等。传统的预防措施如下:

(一)水泥水化热温度

1、选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、火山灰质水泥或粉煤灰水泥)配制混凝土。

2、使用粗骨料:渗加粉煤灰等渗和料、或渗加减水剂,改善和易性,降低水灰比,控制塌落度,减少水泥用量,降低水化热量。

3、利用混凝土后期(90天、180天)强度,降低水泥用量。

4、在基础内部预埋冷却水管,通入循环冷却水,降低混凝土水化热温度。

5、在厚大无筋或稀筋的厚大混凝土中,掺加20%以下的块石吸热,并节省混凝土。

(二)降低混凝土浇灌入模温度

1、避开热天选择较低温季节浇筑混凝土:对现浇量不大的块体,安排在下午3时以后或夜间浇筑。

2、夏季采用低温水或冰水拌制混凝土,对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷,或对骨料进行护盖或设置遮阳装置,运输工具加盖防止日晒,降低混凝土拌和物温度。

3、掺加缓凝型减水剂。采取薄层浇灌,每层厚20~30cm,减缓浇筑强度,利用浇筑面散热。

4、在基础内设通风和加强通风加速热量散发。

(三)提高混凝土极限拉伸强度

1、选择良好级配的粗骨料,严格控制其含泥量,加强混凝土振捣,提高混凝土的密实度和抗拉强度,减少收缩,保证施工质量。

2、采取二次投料法,二次振捣法,浇筑后及时排除表面泌水,以提高混凝土强度。

3、在基础内设置必要的温度配筋,在基础突然变化、转折部位,底板与墙转折处、孔洞转角及周边部位,增加斜向构造配筋,以改善应力集中。

4、在基础与墙、地坑等接缝部位,适当增大配筋率,设暗梁,以减轻边缘效应,提高抗拉伸强度,控制混凝土裂缝开展。

5、加强混凝土的早期养护,提高早期相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

(四)目前国内应用比较广泛的工艺和措施:

在大体积混凝土结构内一旦出现大的裂缝,要通过修补以恢复结构的整体性实际上是很困难的。因此,对于大体积混凝土结构的裂缝,应以预防为主。由于裂缝问题牵涉的因素较多,施工周期较长,经验表明,要完全防止大体积混凝土结构的裂缝,既有可能,又很不容易,需要精心设计、精心施工。防止大体积混凝土结构的裂缝,应从以下几方面着手。

1、选择合理的结构形式和分缝分块

在设计阶段应充分重视结构形式对温度应力和裂缝问题的影响,特别是在寒冷地区,应尽量少用对温度变化很敏感的薄壁结构。浇筑块尺寸对温度应力有重要影响,浇筑块越大,温度应力也越大,越容易产生裂缝,因此,合理的分缝分块对防止裂缝有重要意义。当浇筑块尺寸控制在15m×15m左右时,温度应力已经比较小,基础约束高度也只有3~4m左右。在气候温和地区,裂缝的可能性较小,但在寒冷地区,由于温差过大,这种尺寸的浇筑块仍然难免出现大量裂缝,需要严格的保温措施。

2、选择混凝土原材料、优化混凝土配合比

选择混凝土原材料、优化混凝土配合比的目的是使混凝土具有较大的抗裂能力,就是要求混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、热强比较小、线性膨胀系数较小、自生体积变形最好是微膨胀,至少是低收缩。

(1)选择水泥。内部混凝土主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两方面的要求,一般采用低热矿渣水泥、中热硅酸盐水泥或硅酸盐水泥掺入一定量的粉煤灰。外部混凝土除了要求抗裂性能外,还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小,因此一般采用较高标号的中热硅酸盐水泥。当环境水具有硫酸盐侵蚀性时,应采用抗硫酸盐水泥。(2)掺用混合材料。掺用混合材料的目的在于降低混凝土的绝热温升、提高混凝土抗裂能力。混合材料包括矿渣、粉煤灰、烧粘土等。目前粉煤灰采用较多。(3)掺用外加剂。外加剂由减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等多种类型。减水剂是最常用、最重要的外加剂,它具有减水和增塑的作用,在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下,可减少用水量,节约水泥、降低绝热温升。引气剂的作用是在混凝土中产生大量微小气泡以提高混凝土的抗冻融性。缓凝剂用于夏季施工,早强剂则用于冬季施工。(4)优化混凝土配合比。在保证混凝土强度及流动度条件下,尽量节省水泥,降低混凝土绝热温升。

3、严格控制混凝土温度、减小基础温差、内外温差及表面温度骤降

严格控制混凝土温度是防止裂缝的最重要措施。(1)降低混凝土浇筑温度,通过冷却拌和水、加冰拌和、预冷骨料等办法降低混凝土出机口温度,采用加大混凝土浇筑强度、仓面保温等方法减少浇筑过程中的温度回升。(2)水管冷却。在混凝土内埋设水管,通低温水以降低混凝土温度。(3)表面保温。在混凝土表面覆盖保温材料,以减小内外温差、降低混凝土表面温度梯度。

4、重视施工前期准备工作

我国不少工程施工单位在施工前期,只重视混凝土制备和浇筑方面的准备工作,而不重视混凝土温度控制方面的准备工作。到了开始浇筑混凝土时,由于制冷厂不能投入运用等原因,混凝土温度控制不能满足设计要求,而早期浇筑的基础部分混凝土正是在温度控制方面最重要的混凝土,其结果是,花钱买了设备,但却没有发挥应有的作用。在施工前期,一定要重视混凝土温度控制方面的准备工作,如制冷厂、制冰机的安装调试,冷却水管及保温材料的准备等等。

5、加强施工管理

(1)提高混凝土施工质量。为了防止裂缝,除了严格控制混凝土温度外,还需要加强施工管理、提高混凝土施工质量。显然,在一个混凝土浇筑块中,混凝土的强度不是均匀的,裂缝总是从强度最低的薄弱处开始。当混凝土质量控制不严、混凝土强度离差系数G大时,裂缝就多。因此,为了防止裂缝,一定要加强施工管理,提高混凝土施工质量。(2)薄层、短间歇、均匀上升。在混凝土浇筑进度安排上,尽量做到薄层、短间歇(5~1Od)、均匀上升,避免突击浇筑一块混凝土,然后长期停歇;避免相邻坝块之间过大的高差及侧面的长期暴露;尤应避免“薄块、长间歇”,即在基岩或老混凝土上浇筑一薄块而后长期停歇,经验表明,这种情况极易产生裂缝。(3)尽量利用低温季节浇筑基础部分混凝土。(4)加强养护。(5)严格控制温度,这也是施工管理中的一个重要方面。

四、防裂新技术

近30年来,随着科学技术的进步与工程实践经验的积累,通过多种途径,采取综合性措施来解决大坝混凝土的抗裂问题。其中氧化镁新材料和MgO水泥混凝土筑坝新技术的出现,打破了人们的传统认识,提出了筑坝新理论和筑坝新技术。据此,既可实现快速施工又大大拓宽和完善了水工混凝土筑坝防裂技术。实践证明,MgO混凝土筑坝技术是大体积混凝土施工的革命,是国内外筑坝技术的重大创新和突破。

采用MgO混凝土筑坝防裂原理是:在后天内中掺入适量的特制的轻烧MgO,利用MgO水化所释放的化学能转变为机械能,使混凝土产生自生体积膨胀,抵消其在温降过程中的体积收缩;也就是利用其独特的具有延迟性的、不可逆变形及长期稳定的微膨胀性能来补偿大坝混凝土在温降时的体积收缩和温度变形。更确切地说,就是利用MgO混凝土的限制膨胀来补偿混凝土的限制收缩,达到防裂目的。若辅以其它适当的综合性措施,可以取代传统的温控措施,如混凝土拱坝需分横缝,柱状、薄层、长间歇浇筑,预埋冷却水管冷却,封缝灌浆等施工工艺,实施通仓连续施工,大大加快了筑坝速度,从而实现了工程界长期希望达到的快速施工的目标。其防裂理论的基本特征是:把传统的通过预冷来降低和控制混凝土筑坝温度的办法,改为调节后天控制大坝混凝土的体积变形,达到大坝防裂的目的。

这项筑坝防裂新技术从1990年初开始,已先后在我国大中型水利水电工程中得到成功应用,其中包括常规混凝土和碾压混凝土重力坝(拱坝),碾压混凝土坝周边及上游防渗体、基础垫层垫座、基础深槽、填塘封洞、导流洞封堵、闸坝工程、厂坝连接及导流底孔、压力钢管回填等不同工程部位都应用了外掺MgO混凝土筑坝防裂新技术,并且都取得了成功和达到了预期效果。

五、结语

在大体积混凝土结构内一旦出现裂缝,要通过修补以恢复结构的整体性实际上是很困难的。因此,对于大体积混凝土结构的裂缝,应以预防为主。本文主要针对温度裂缝问题以及温控防裂问题进行阐述。论述了永久保温对混凝土坝防裂的影响。永久保温可有效降低外界温度变化对坝体温度的影响;大大减小坝体表面拉应力,有效控制了表面裂缝的出现,对大坝的安全运行提供保证。

参考文献:

第9篇:裂缝控制技术论文范文

关键词:混凝土裂缝、材料因素、结构性因素、施工因素、温度因素

中图分类号: TV543 文献标识码: A 文章编号:

前言

从施工技术经验论,混凝土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(如碱骨料反应)、模板变形、亚欧大陆不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力;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,就会出现裂缝。另外,当混凝土表面湿度变化较大或发生剧烈变化(如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束)时,也往往导致裂缝;由于原材料不均匀,水灰质量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又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。因此,对大体积混凝土裂缝进行有效的消除或控制,成为施工中经常遇到的问题。下面以某工程为例,进行阐述论证。

一、混凝土裂缝产生的原因

1.混凝土配合比及材料因素

混凝土配合比是指混凝土中各组成材料的用量比例。混凝土配合中出现水泥用量过大、水灰比大、骨料种类、含沙率、掺合料和外加剂选用不当等情况时,混凝土的强度将会直接受到影响,进而造成混凝土开裂。上述因素对混凝土裂缝产生的影响包括:①选用的水泥等级越高、早强越高、细度越细,对混凝土开裂的影响越大;②混凝土在浇筑的过程中具有较大的流动性,才能保证浇筑质量,因此需要较大的水灰比,但是水灰比过大,水泥水化后多余的水会残留在混凝土中,蒸发后易形成气孔,形成的气孔会减少混凝土的有效断面,荷载的作用会在孔隙周围产生应力集中,使混凝土表面出现裂缝;③粗细骨料含泥量过大或颗粒级配不良容易造成混凝土收缩增大,致使裂缝产生;④掺合料、外加剂选用或掺量不当,将会加剧混凝土的收缩,

导致混凝土开裂。

2.结构性因素

(1)设计因素引起的裂缝

①计算简图与实际受力不符引起的裂缝

房屋的结构设计,首先要将结构的受力状态进行简化,得出计算简图,然后再进行计算。由于实际结构受力状态比较复杂,设计人员在选取计算

简图时可能会发生错误,导致计算简图与实际受力不符,从而引起混凝土裂缝,甚至引发结构性事故。

②计算错误引起的裂缝

在结构设计中,首先要选择正确的计算简图,再根据荷载选择合适的计算方法进行计算,然后进行构件的截面设计。在钢筋混凝土构件配筋计算中,要进行强度计算、变形计算、裂

缝宽度计算等,在计算过程中如果发生错误,混凝土结构强度、刚度则可能无法达到使用要求,进而引起混凝土裂缝和质量事故。

③钢筋锚固长度不够引起的裂缝

受拉钢筋必须要有足够的锚固长度,否则,如果粘结力不够,会导致钢筋产生滑移裂缝,进而引发混凝土开裂。

④设计时未考虑施工方法引起的裂缝

设计人员在设计过程中若没有考虑选取合适的施工方法,可能会导致混凝土结构在施工过程中损坏,从而产生裂缝。

(2)施工因素引起的裂缝

①原材料质量不合格引起的裂缝

随着建筑材料的品种日益繁多,建筑工程对其要求也越来越高。建筑材料的性质不但与原材料有关,而且与施工、运输、储存过程也都有关系。为了保证工程质量,施工单位必须正确选择和使用建筑材料,否则会引起结构性裂缝。

②施工质量低劣引起的裂缝

一些施工单位,为了眼前的利益,不按规范要求进行施工,而是偷工减料和粗制滥造,给工程带来严重的安全隐患。这样不仅会产生结构性裂缝,还可能引起坍塌事故。

③钢筋配置位置不正确引起的裂缝

在钢筋混凝土结构中,钢筋配置位置关系到结构的强度和刚度。若位置不正确,钢筋混凝土结构的强度和刚度就会不足,进而使构件的承载力降低,变形增加,导致结构性裂缝。

④支模不善引起的裂缝

支模,即为支撑模板。不正确的支模方法、模板立柱下沉、调整模板标高、模板过干等都可能引起混凝土裂缝。

3.温度因素

温度裂缝是指混凝土受到温度变化而产生热胀冷缩的现象。温度变化会使混凝土结构内部产生温度应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会形成温度裂缝。

温度裂缝分为内约束裂缝和外约束裂缝。内约束裂缝是由混凝土内外部温差引起。因混凝土内外产生较大的温度梯度,使表面产生拉应力,内部产生压应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会引起混凝土表面裂缝的产生。外约束裂缝是由于浇筑温度和混凝土绝热温度之差过大引起的,当温差超过25℃时,体积过大的混凝土会产生外约束裂缝。

4.收缩因素

收缩裂缝是指混凝土在施工过程中加入的水分比水泥水化作用所需要的水分多,在这部分游离水蒸发之后,混凝土表面会留下许多毛细孔,导致混凝土体积收缩产生的裂缝。另外,在

水泥水化作用之后也会引起混凝土体积的收缩,水泥水化引起的收缩量是水分蒸发引起收缩量的1/10~1/5。

二、混凝土裂缝的控制措施

1.降低水化热

水泥水化热是引起混凝土裂缝的主要原因,可以从以下几个方面进行预防和控制:①优先选用低热、中热的水泥作为原料,减少水化热,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥;②减少水泥的用量,选取较大粒径的骨料,选取合适的配合比,掺入一定量的外加剂;③采用“双掺”技术降低水化热。

2.控制结构性因素

(1)从设计方面进行控制

设计人员应以严谨的工作作风,按照现行的建筑结构规范要求进行结构设计,合理地选取结构形式,降低结构的约束程度;增配构造钢筋,提高混凝土的抗裂性能;在易发生应力集中的部位采取加强措施,避免截面突变产生应力集中;在结构设计中还应充分考虑施工时的气候条件,合理地设置后浇带。

(2)从施工方面进行控制

从施工技术经验论,应采用符合规范要求的原材料,严格控制原材料的质量。混凝土配合比应先进行细致计算,再进行级配和计量。混凝土的浇筑采用分层连续浇筑技术,在混凝土浇筑过程中,应及时清除混凝土表面的泌水,合理设置后浇带和施工缝。混凝土结构浇筑完毕后,应及时按温控技术措施要求进行保温养护,用塑料薄膜或草袋作为保温材料覆盖在混凝土和模板上。模板的安装及拆除应符合模板工程验收标准。

3.控制温度因素

温度裂缝的控制从以下几个方面考虑:①改善骨料级配,掺入一定的混合料,或加入一些外加剂以减少水泥的用量;②控制混凝土的浇筑厚度,掌握好拆模时间,当外界温度降低时,及时进行表面保温;③在混凝土浇筑过程中,合理地安排施工工序,进行分缝分块,对混凝土加强养护,适当延长养护时间和拆模时间,使混凝土表面温度分布均匀。

4.控制收缩因素

塑性裂缝是由于集料沉淀和浮浆过多造成的,可以通过减小泌水、引进空气或多次振捣加以改善,必要时还需要对其进行早期养护工作。对于应力裂缝,应全面、系统地进行结构受力分析,采用适当的方法进行结构计算,做到计算准确,构造合理。施工单位在施工前应对设计文件进行全面的复核,严格按照设计文件和施工规范去施工,在施工后做好使用阶段的养护工作。干缩裂缝是混凝土硬化时,表层水分散发快内部水分散发慢,造成表层和内部不均匀收缩而产生的裂缝。为了减少干缩裂缝,在施工期间,需要加强混凝土的早期养护,控制混凝土中水的用量,合理地设置收缩缝,适当延长混凝土的养护时间。