裂缝控制论文实用13篇

裂缝控制论文
裂缝控制论文篇1

引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。

温度裂缝

温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。

干缩裂缝

烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。[KG-*2]只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。[KG-*2]但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。[KG-*2]对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。〖KG-*2〗如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。

1.3温度、干缩及其它裂缝

对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。

2砌体裂缝的控制

2.1裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。

2.2裂缝宽度的标准问题

实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料,当裂缝宽度≤0.2mm时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。

对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构,裂缝宽度>0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。

3现有控制裂缝的原则和措施

长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,纠其原因有以下几种。

3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施

长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。

3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性

我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见,它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层,而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝,它一般不能防止由于钢砼屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。

由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝),这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形,又能隔声和防风雨,当需要承受平面外水平力时,可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m,对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m;美国砼协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m,配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能,配置一定数量的抗裂钢筋,其配筋率各国不尽相同,从0.03%~0.2%,或将砌体设计成配筋砌体,如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具有一定的延性。

关于在砌体内配置抗裂钢筋的数量(含钢率)和效果,是普遍比较关注的问题。因为它涉及到用钢量和造价的增幅问题。

4防止墙体开裂的具体构造措施建议

本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上,结合我国当前的具体情况,提出的更具体的抗裂构造措施。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。该措施已反映到我院为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中。

4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施

4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层;

4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;

4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;

4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。

4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一:

4.2.1设置控制缝

4.2.1.1控制缝的设置位置

(1)在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;

(2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;

(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;

(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;

(5)竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置;

(6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;

(7)控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。

4.2.1.2控制缝的间距

1对有规则洞口外墙不大于6mm;

2对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;

3在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;

4.2.2设置灰缝钢筋

1在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;

2在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;

3灰缝钢筋的间距不大于600mm;

4灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;

5灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;

6对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;

7灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;

8灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;

9灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;

10当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;

11不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;

12设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带

1.在楼盖处和屋盖处;

2.墙体的顶部;

3.窗台的下部;

4.配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;

5.配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;

6.配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;

7.配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;

8.当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;

9.对地震设防裂度≥7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;

10.设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;

4.3也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。

参考文献

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水泥等级和混凝土等级应相匹配,一般C25以下混凝土宜选32.5级水泥,C30以上混凝土宜选42.5级水泥,但水泥品种不能混用,不同产家、不同品种即是同一水泥等级也不能混用,同厂家、同品种不同批号的水泥原则上也不能混用。因不同厂、不同品种虽说强度等级相同,但其中所含的矿物成分不同,水泥掺合料不同,所产生的水化热亦不同,其收缩、变形、凝结时间等不同,水化时反映了各自水泥的水化个性,所以不能混用,如果混用:(1)可能造成收缩、变形不同,而影响结构的耐久性;(2)凝结时间、需水量、水化速度不同,所产生的混凝土强度不同,将使混用后的混凝土强度降低5%—20%,(3)由于收缩变形不同,产生裂缝隐患存在。不同水泥应分别使用,只能待上一品种水泥产生一定强度后,才可向其上面浇筑其他品种、等级的水泥。在保证混凝土强度的前提下,商品混凝土的水泥用量,应降低到最低程度。

1.2细骨料

细骨料宜采用中、粗砂。泵送砼宜采用中砂并靠上限,0.315mm筛孔筛余量不应少于15%。实践证明,采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20kg/m3—25kg/m3,可降低水泥用量28kg/m3—35kg/m3,因而降低了水泥水化热、降低了混凝土温升和收缩。细骨料的含泥量不超过3%,泥块含量不得大于1%。其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。

为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性,以便于运输、泵送和浇筑,泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土增大约6%,为38%—45%。但是砂率过大,不仅会影响混凝土的工作度和强度,而且能增大收缩和裂缝。

1.3粗骨料是混凝土的重要组成

它在混凝土中主要起到骨架的作用,并且对胶凝材料的收缩具有一定抵抗作用。集料的级配越好,所组成的混凝土骨架越稳定,抵抗变形能力越好。同时,集料的级配越好,能降低混凝土中单方水和水泥的用量,降低混凝土的收缩。此外,粗骨料的含泥量、泥块含量对混凝土的收缩也有很大的影响。

1.4砂

采用中、粗砂,细度模数必须控制在2.3以上,含泥量控制在2%以下。因为采用细度模数为2.8:2.3的中砂每立方混凝土可减少水泥用量约30kg,减少水用量20kg—25kg,从而降低混凝土水化热和温差引起的收缩。泵送混凝土时,砂率应控制在38%—45%。

1.5选用优质高效的外加剂

为达到抗裂、防水的目的,在配制混凝土时,一般需要掺人减水剂、缓凝剂、膨胀剂等。外加剂的质量对混凝土的影响非常大,有些膨胀剂与其他外加剂一起使用可能会产生副作用,因此在使用前应经试验确定。

2设计方面

结构设计规范主要解决的是结构的安全问题。但个别设计者未能作全过程(包括施工过程)数理分析。以混凝土收缩裂缝问题为例。一般的设计文件只给出混凝土的强度等级,没有针对结构具体情况对混凝土的收缩量的限制值及收缩量制值相匹配的后浇带设置。特别是某些工程师盲目地相信某些补偿收缩混凝土的作用,不留混凝土后浇带甚至不留形缝,使得裂缝发展得很快。另外,混凝土收缩裂缝与现在设计的板和墙的尺寸越来越大也有关系。混凝土梁、板和墙的尺寸增大。尺寸大,构件总的收缩量大,容易出现混凝土收缩裂缝。

3施工技术控制

(1)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。混凝土浇捣后,过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(2)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。混凝土浇捣后,过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(3)现场养护。现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖、浇水养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝。特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下,干缩更容易发生。有资料表明,当风速为16m/s时,混凝土中的水分蒸发速度为无风时的四倍。一些高层建筑的楼面为什么更容易产生裂缝,就是因为高空中的风速比地面大。

4施工后期商品混凝土的养护

由于商品混凝土流动性较大,容易在早期发生混凝土半和物沉缩裂缝,塑性收缩裂缝,干燥收缩裂缝,温度裂缝等,因此必须加强早期养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇注后应覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,过高过低的环境温度以及激剧的温度变化都会引起表面开裂。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。但由于热扩散时间延长,混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程中,水泥水化速度较快,适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。

5裂缝部分处理技术

(1)涂抹:以涂为主,在裂缝表面涂抹新型高分子防水涂料,这种涂料是以合成橡胶或者合成树脂作为成膜材料,效果很好。目前常有聚氨脂,环氧树脂、丙烯酸橡胶、聚酯树脂防水涂料。

(2)封堵:多用于水平面上的裂缝,其宽度大于0.3mm。裂缝较小时,采用低粘度树脂;在干燥自然环境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的防水砂浆等;在渗漏潮湿环境下必须进行封堵再进行表面处理,封堵用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情况下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。

(3)嵌缝:在裂缝处凿八字形槽,并在槽内嵌填不同材质的密封材料处理。

(4)灌浆:适用于修补较深的裂缝和混凝土内部有空洞、疏散等情况。

(5)增大截面加固法:用同等级混凝土,加大原结构截面,以达到满足承载力的要求。

(6)外包角钢加固法:用角钢镶嵌在四角,并用扁钢将角钢箍紧,以提高结构承载能力。

(7)粘钢加固法:在混凝土表面用结构胶粘贴钢板,以提高混凝土承载力。

(8)增设支点加固法:用增设支点减少结构跨度,达到减少结构受力。

(9)增设剪力墙加固法:结构在地震作用下,其强度与变形不能满足规范要求时,还可以在房屋适当位置增设剪力墙以抵抗地震作用。

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2.2分段分层浇筑方案将结构适当分成若干段,每段再分若干层,逐层逐段浇筑混凝土,该方案适用于厚度不大而面积或长度较大的结构。(3)斜面分层浇筑方案。当结构长度较大而厚度不大时,可采用斜面分层浇筑方案。浇筑时混凝土一次浇筑到顶,让混凝土自然流淌,形成一定的斜面。这时混凝土的振捣应从下端开始,逐步向上,这种方案较适合泵送混凝土工艺,因为可免去混凝土输送管反复拆装。

3分析大体积混凝土裂缝产生的原因

3.1干缩裂缝。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。

3.2塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细,且长短不一,互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状,深度一般3~10cm,通常延伸不到混凝土板的边缘。

3.3沉陷裂缝。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。

3.4温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

4.对大体积混凝土裂缝采用材料控制技术

4.1水泥的合理选取。优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期(1~5d)可产生一定的预压应力,而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力,减少混凝土内的拉应力,提高混凝土的抗裂能力。

4.2骨料的合理选取。选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料,这样可以获得较小的空隙率及表面积,从而减少水泥的用量,降低水化热,减少干缩,减小了混凝土裂缝的开展。

4.3尽可能减少水的用量。混凝土具有双重作用,水化反应离不开水的存在,但多余水贮存于混凝土体内,不仅会对混凝土的凝胶体结构和骨料与凝胶体间的界面过度区间的结构发展带来影响,而且一旦这些水分损失后,凝胶体体积会收缩,如果收缩产生的内应力超过界面过度区间的抗力,就有可能在此界面区产生微裂缝,降低混凝土内部抵抗拉应力的能力。

5.加强混凝土的养护混凝土拌合物经浇筑捣密后,即进入静置养护期,其中水泥和水逐渐起水化作用而增长强度。在这期间应该设法为水泥的顺利水化创造条件,称混凝土的养护。水泥的水化要有一定的温度和湿度的条件。温度的高低主要影响水泥水化的速度,而湿度条件则影响水泥水化能力。混凝土如在炎热气候下浇筑,又不及时洒水养护,会使混凝土中的水分蒸发过快,出现脱水现象,使已形成凝胶状态的水泥颗粒不能充分水化,不能转化为稳定的结晶而失去了粘结力,混凝土表面就会出现片状或粉状剥落,降低了混凝土的强度,另外,混凝土过早失水,还会因收缩变形而出现干缩裂缝,影响混凝土的整体性和耐久性。所以在一定温度条件下混凝土养护的关键是防止混凝土脱水。

6.掺入外加剂与掺合材料提高混凝土耐久性

6.1粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱集料反应,减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显着降低混凝土的早期强度,对抗裂不利。试验表明,当粉煤灰取代率超过20%时,对混凝土早期强度影响较大,对于抗裂尤其不利。

6.2硅粉。(1)抗冻性:微硅粉在经过300~500次快速冻解循环,相对弹性模量隆低10~20%,而普通混凝土通过25~50次循环,相对弹性模量隆低为30~73%.(2)早强性:微硅粉混凝土使诱导期缩短,具有早强的特性。(3)抗冲磨、控空蚀性:微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5~2.5倍,抗空蚀能力提高3~16倍。

6.3减水剂。缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度,并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。

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本工程混凝土最大输送距离达300m,最大输送高度为60m,为满足泵送混凝土和体育场复杂特殊造型的施工要求,我们大量采用了高性能混凝土施工技术。在体育场北区配置了l台意大利进口的大型现代化搅拌站,产量为90m’/h;南区配置了自动上料和自动称量系统的混凝土搅拌站2座,产量为30~50m3/h。针对本工程的需要,配制高性能混凝土时为了优选原材料和配合比,我们应用“双掺”技术,除提高混凝土的可泵性外,还有意识地预先通过试验确定低收缩率的混凝土配合比,同时减少水泥用量,降低混凝土的水化热和改善其收缩性能。

2.1优选原材料

选用优质的原材料,如底板施工中采用连续级配骨料,增大混凝土的密实度。严格控制混凝土出机和人泵坍落度,随不同施工阶段的设计要求与天气变化情况跟踪调整配合比,详见表1。

2.2采用“双掺技术

在本工程施工中,地下室底板使用KFDN-SP8外加剂,看台楼层等混凝土结构根据具体情况,选用HPM一2高效缓凝减水剂、FE—C2外加剂等,这些高效外加剂具有高减水率和良好的保塑性能。掺外加剂混凝土与基准混凝土的减水效应比较如图1所示。

根据本工程的具体情况,我们分别选用黄埔电厂、广州发电厂等的I级或Ⅱ级粉煤灰,采用粉煤灰这种活性的水硬性材料代替部分水泥,补充泵送混凝土中的细骨料,提高混凝土的抗渗性、耐久性和流动性,并改善其可泵性和降低水化热,从而提高混凝土的后期强度。

2.3配合比选择

混凝土的配合比决定了混凝土的强度、抗渗性、和易性、坍落度、水泥用量、水化热大小、初凝和终凝时间以及混凝土收缩率等性能指标。根据结构的不同特点和设计要求、气候条件,掺人粉煤灰的影响以及施工现场的生产管理状况,采用不同技术指标,由实验室试配确定。

(1)地下室底板施工阶段根据现场条件,对底板混凝土提出以下指标:①坍落度12—14cm;②初凝时间6—8h;③掺加高效减水剂,超量掺加I级粉煤灰,减少水泥用量,降低水化热;④通过试验选定收缩率较小的配合比。为了确保混凝土具有高性能,我们提前对混凝土配合比进行了大量反复多次的试验,取得十几组试配数据,测试了不同配合比混凝土的收缩率及收缩与龄期的关系,并采用钢环试验方法测试混凝土的长期收缩情况。测定混凝土收缩率后,有意识地模拟浇筑一块混凝土试件进行试验,测试其温度变化和收缩率,确定了表2的配合比,其收缩率为0.12%0,且在14d后基本上不再收缩。实践证明,本配合比是成功的,用I级粉煤灰代替部分水泥,大大减少了水泥用量和降低了水化热,在确定了收缩率较小的配比后,据此收缩率确定底板分块的最大长度为45m,相邻块之间混凝土浇筑的时间间隔为14d。

(2)看台楼层选择不同的水泥和多种外加剂进行配合比试验研究,对外加剂的适应性进行对比试验,得出针对不同阶段和不同施工部位的优化配合比。北区采用深圳产FE—C2外加剂掺量为1.6%,黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰掺量为22%,既满足了混凝土的强度要求,又具有良好的可泵性和经济性。南区采用HPM一2高效缓凝减水剂和黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰得出的配合比,即:水泥:混合材:砂:石:水:外加剂=l:0.23:2.17:3.20:0.53:0.016,水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加剂用量分别为332,722,1063,176,77,5.28~m3,水胶比0.44%,含砂率40.4%,坍落度145mm,质量密度2370kg//m3,初凝n,-Jl''''~q5—8h,终凝时间8—10h。

裂缝控制论文篇5

广东奥林匹克体育场是九运会的主会场,设固定观众座位8万席,总建筑面积达14.56万m2,规模巨大,造型新颖,质量标准高,施工难度大,工期短,由广东建工集团总承包施工,本工程(包括场外环境及附属结构)高性能混凝土用量达13万m3。本工程面积巨大的环状结构看台楼层采用现浇混凝土结构,由于其特殊功能要求,花瓣形看台面积达4.25万m。,属超大面积钢筋混凝土结构。看台下各楼层面积分别为:首层3.79万m。,2层2.84万m2,3层1.52万m。,4层1.4万nfl。,5层1.24万m2。看台楼层沿径向设计有6道永久性伸缩缝,其间距超长,约为90m。地下室底板面积近2.5万m。,浇筑混凝土量达1.87万m3,虽然其厚度仅为600mm,但分布其中的众多大承台和底板合在一起浇筑施工,合并后的最大厚度达1.7m,亦属大体积混凝土施工。底板设计有7条后浇带,分为8大块,最大一块面积达4100m。,底板宽约36m,长约120m,底板后浇带间距超长。超长、超大面积及大体积混凝土是本工程结构的重要特色之一,其裂缝控制也就成为工程施工的重点与难点。

2采用高性能混凝土施工技术

本工程混凝土最大输送距离达300m,最大输送高度为60m,为满足泵送混凝土和体育场复杂特殊造型的施工要求,我们大量采用了高性能混凝土施工技术。在体育场北区配置了l台意大利进口的大型现代化搅拌站,产量为90m’/h;南区配置了自动上料和自动称量系统的混凝土搅拌站2座,产量为30~50m3/h。针对本工程的需要,配制高性能混凝土时为了优选原材料和配合比,我们应用“双掺”技术,除提高混凝土的可泵性外,还有意识地预先通过试验确定低收缩率的混凝土配合比,同时减少水泥用量,降低混凝土的水化热和改善其收缩性能。

2.1优选原材料

选用优质的原材料,如底板施工中采用连续级配骨料,增大混凝土的密实度。严格控制混凝土出机和人泵坍落度,随不同施工阶段的设计要求与天气变化情况跟踪调整配合比,详见表1。

2.2采用“双掺技术

在本工程施工中,地下室底板使用KFDN-SP8外加剂,看台楼层等混凝土结构根据具体情况,选用HPM一2高效缓凝减水剂、FE—C2外加剂等,这些高效外加剂具有高减水率和良好的保塑性能。掺外加剂混凝土与基准混凝土的减水效应比较如图1所示。

根据本工程的具体情况,我们分别选用黄埔电厂、广州发电厂等的I级或Ⅱ级粉煤灰,采用粉煤灰这种活性的水硬性材料代替部分水泥,补充泵送混凝土中的细骨料,提高混凝土的抗渗性、耐久性和流动性,并改善其可泵性和降低水化热,从而提高混凝土的后期强度。

2.3配合比选择

混凝土的配合比决定了混凝土的强度、抗渗性、和易性、坍落度、水泥用量、水化热大小、初凝和终凝时间以及混凝土收缩率等性能指标。根据结构的不同特点和设计要求、气候条件,掺人粉煤灰的影响以及施工现场的生产管理状况,采用不同技术指标,由实验室试配确定。

(1)地下室底板施工阶段根据现场条件,对底板混凝土提出以下指标:①坍落度12—14cm;②初凝时间6—8h;③掺加高效减水剂,超量掺加I级粉煤灰,减少水泥用量,降低水化热;④通过试验选定收缩率较小的配合比。为了确保混凝土具有高性能,我们提前对混凝土配合比进行了大量反复多次的试验,取得十几组试配数据,测试了不同配合比混凝土的收缩率及收缩与龄期的关系,并采用钢环试验方法测试混凝土的长期收缩情况。测定混凝土收缩率后,有意识地模拟浇筑一块混凝土试件进行试验,测试其温度变化和收缩率,确定了表2的配合比,其收缩率为0.12%0,且在14d后基本上不再收缩。实践证明,本配合比是成功的,用I级粉煤灰代替部分水泥,大大减少了水泥用量和降低了水化热,在确定了收缩率较小的配比后,据此收缩率确定底板分块的最大长度为45m,相邻块之间混凝土浇筑的时间间隔为14d。

(2)看台楼层选择不同的水泥和多种外加剂进行配合比试验研究,对外加剂的适应性进行对比试验,得出针对不同阶段和不同施工部位的优化配合比。北区采用深圳产FE—C2外加剂掺量为1.6%,黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰掺量为22%,既满足了混凝土的强度要求,又具有良好的可泵性和经济性。南区采用HPM一2高效缓凝减水剂和黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰得出的配合比,即:水泥:混合材:砂:石:水:外加剂=l:0.23:2.17:3.20:0.53:0.016,水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加剂用量分别为332,722,1063,176,77,5.28~m3,水胶比0.44%,含砂率40.4%,坍落度145mm,质量密度2370kg//m3,初凝n,-Jl''''~q5—8h,终凝时间8—10h。

裂缝控制论文篇6

2.1根据当地的气温情况,调节混凝土的施工条件

在水利工程建设当中,混凝土的施工要积极根据当地的气温变化,调节混凝土的施工条件。与此同时,也要积极依据混凝土自身所存在的特性,充分考虑施工过程中的实际情况,制定合适的施工方案,控制混凝土的裂缝问题,提高混凝土的质量。在甘肃地区,由于地处我国西北,夏季气温炎热干燥,昼夜温差较大;而冬季由于受西北风的影响,气温特别低,这给当地的混凝土施工制作带来非常严重环境气候困扰。例如,在混凝土浇筑时,常常会发生混凝土模版变形等问题,水利施工建设单位要积极安排专门的混凝土施工看护人员对模版进行看护,及时了解和发现混凝土模板的情况,当混凝土出现变形和位移现象时,要立即停止缓凝土的浇筑,并对模板进行修理和恢复。在夏天高温的季节,混凝土施工的浇筑入模温度应控制在25℃以下;而在冬季,由于甘肃地区气温特别低,在混凝土施工的过程中,要充分注意混凝土施工过程中的保温。在混凝土浇筑时,入模的温度不能低于10℃。因此,在当地的混凝土施工制作过程中,要积极根据施工现场的环境气温,合理调节混凝土的施工条件,这样才能够有效控制混凝土的裂缝现象,保证水利施工当中的混凝土质量。

2.2混凝土材料的选择和配比

混凝土的质量与混凝土施工材料的选择有着非常重要的关系,其材料使用的正确与否,直接关系到整个水利工程的施工建设安全。所以,在水利工程混凝土的施工制作中,要加强对混凝土掺杂料以及水泥的管理,保证混凝土制作材料的质量。由于在混凝土制作过程中,水泥的水化反映,会释放出大量的热量,造成混凝土内外温差的增大,从而使得混凝土产生裂缝。所以,在混凝土制作中,要合理地选择水化热量较低的水泥。除此之外,还可以在混凝土的制作中,尽可能地减少单位水泥的使用量,水泥的强度等级要与混凝土强度的等级保持相同,不要选用强度过高或者硬性的水泥。在混凝土骨料的选择中,也要严格按照国家相关的骨料使用的相关标准,选择合适的骨料。与此同时,也要保证混凝土原材料的配比符合国家的混凝土制作的标准。另外,增强混凝土的抗压性能够有效减少混凝土裂缝的产生。因此,混凝土施工制作人员可以通过加强对混凝土的振捣,增加混凝土的密实度,从而控制混凝土裂缝的产生,提高混凝土的质量。

2.3积极开展混凝土养护工作

混凝土的后期养护工作,对控制混凝土裂缝的产生有着非常重大的意义[3]。所以,施工单位要在混凝土的养护工作中,使混凝土的内外温度保持平衡,以免因混凝土内外温差过大而导致裂缝产生。与此同时,也要对混凝土进行浇水,保持缓凝土表面的湿度,以免因混凝土表面水分蒸发过快导致的干缩变形。此外,由于混凝土水泥水化热会产生大量的热量。因此,在养护的过程中,也要让混凝土内部热量得到充分的散发,保证混凝土的耐久度。通过保湿和保温的有效养护措施,能够有效保证混凝土内外温度的稳定,从而使得水利施工中的混凝土裂缝能够得到有效控制。

裂缝控制论文篇7

根据工程实践和统计资料显示,砌体结构常见裂缝分为三大类:一类是温度裂缝、一类是干燥裂缝也称干缩裂缝以及两者共同作用产生的裂缝和其它裂缝。

1.裂缝产生的原因、部位、特征

1.1温度裂缝产生的原因、部位及特征

温度的变化会引起材料的热胀冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,会对墙体产生温度裂缝,由于混凝土顶板的温度比其下墙体温度高得多,混凝土的线膨胀系数又比砌体大得多,故混凝土顶板与墙体之间存在温度变形差,变形差在砌体中产生很大的拉力和剪力,剪应力在墙体内分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小使墙体产生裂缝。其常见部位是混凝土平屋面下两端的墙体上,门窗洞口边的正八字斜裂缝、顶层纵横墙交接处的阶梯形裂缝、混凝土屋面与墙体交接处或顶层圈梁与墙体间沿灰缝的水平裂缝、以及水平包角裂缝、屋顶女儿墙的不平裂缝。这些裂缝经过一个冬夏这后,会渐渐稳定不再继续发展,但仍会随着温度变化而略有变化。

1.2干缩裂缝产生的原因、部位及特征

对于混凝土砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。例如混凝土小型砌块是由碎石或卵石为粗骨料制做而成的,本身就具有混凝土的脆性,同时又存在着干缩的重要特性,在自然养护28天后,其干缩只能完成50%左右,干缩率为0.3—0.45mm/m,相当于25——40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。对于轻骨料砌块来说干缩变形更大。免费论文。干缩变形的特征早期发展很快,以后渐渐减慢,几年后才能完成。但干缩后的材料受潮后仍会发生膨胀,脱水后会再次发生干缩变形,只是较第一次干缩变形小,约为第一次的80%左右,但仍会产生干缩裂缝。免费论文。烧结粘土砖及其它材料的烧结制品,其干缩变形虽然很小且变形完成也比较快,但在潮湿环境下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形,其产生的裂缝同样属于干缩裂缝。干缩变形引起的裂缝在建筑上分布较广,数量较多。裂缝的程度也比较严重,如房屋内外纵墙中间对称的倒八字裂缝,建筑底部一至二层窗台过的斜裂缝或竖向裂缝,在屋顶圈梁下的水平裂缝和水平包角裂缝,各楼层的窗过梁两端裂缝,窗台两角斜裂缝,大片墙面上的底部重,上部轻的竖向裂缝,不同材料结合处的裂缝等。

1.3温度、干缩共同作用引起的裂缝及其它裂缝

无论是烧结类砌体还是非烧结类砌体,在建筑物上都存在着温度、干缩共同作用下的裂缝。这两种裂缝的组合因具体条件不同而呈现的裂缝也不同,其裂缝较单一因素裂缝更为严重。另外,设计上的疏忽,材料质量不合格,施工质量差,操作的过于简单,砌体强度不足等因素而产生的裂缝也是裂缝的重要因素。对于新型墙体材料没有针对性的构造措施,砌体表面杂物清理不彻底,材料堆放没有相应的技术措施,工人技术水平差,都会造成墙体水平裂缝。

2砌体裂缝的控制

2.1设计方面控制

提高设计者的设计理论水平,实践、实验能力。根据裂缝的性质及影响因素有针对性的做出预防和控制裂缝的措施,在重视强度的同时增加抗裂构造措施,将多发裂缝区域抗裂措施加以说明,并明确交底,细化设计说明 ,提供相应的抗裂节点详图,尽可能的将可避免的裂缝消灭在设计当中。

2.2施工方面控制

施工前技术人员应仔细阅读图纸,做好施工前交底,砌筑工人持证上岗,加强学习,提高砌筑工人技术水平。所用材料必须提供进场合格证、准用证及复试报告。严格按照操作规程施工配制砂桨。原材料必须符合要求。施工配合比必须计量准确,拌制砂桨的和易性良好,稠度控制在50—70mm。建立工序交接检查,质量专检,报检制度,杜绝野蛮施工,偷工减料现象,确保砌体质量。

3控制砌体裂缝的具体措施建议

3.1在控制裂缝观念上引入“防”、“放”、“抗”相结合的思想观念,使设计者在重视强度的同时, 同样重视抗裂构造措施,将先进的切实可行的构造作法编入《砌体规范》。

3.2控制混凝土屋面的温度变化与砌体干缩变形引起的墙体裂缝,应在屋面放置保温隔热层,在屋面设置排气道,将潮汽有效排出,找平层上设置控制缝,其间距不应大于6m,在挑檐板长度方向设置不大于10m的分隔缝,缝宽不小于20mm,用弹性油膏嵌缝,除温度伸缩缝外,宜在墙体适当部位设设置控制缝,其间距不宜大于30m。

3.3控制主要由墙体材料的干缩引起的裂缝应在砌体上设置竖向控制缝

控制缝位置宜设在建筑物的一、二层和顶层;按墙体的高度、厚度有变化处;门窗口的一侧或两侧;距相交墙转角墙允许接缝距离的一半处。控制缝应作成隐式,与墙体灰缝一致,其宽度不大于12mm,内嵌弹性密封材料,控制缝间距不应大于8m或墙高的三倍; (无洞墙体)不应大于6m, (有洞墙体)不应大于4.5m

3.4在楼盖和屋盖处、墙体的顶部、窗台的下部设置直径不小于2ψ16,间距不大于2400mm也不小800mm的配筋带。在墙洞口上、下第一道和第二道灰缝;楼盖标高以上;屋盖标高以一的第二或第三道灰缝设置纵筋,直径不小于25,横筋间距不大于200mm的钢筋焊接网片,间距不大于600mm,伸入洞口每侧长度不小于600mm的灰缝钢筋。免费论文。配筋带及灰缝钢筋应通长设置,锚固在相交墙或转角墙内,其锚固长度不小于400mm,保护层上下不小于3mm,外侧不小于15mm,并应进行防腐处理。

参考文献:

1 肖亚明,砌体结构裂缝与控制问题研究综述,第三届全国工程学术会议论文集,1994

2 范振方,砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论,《工程建议标准化》,1996

3 配置灰缝钢筋砌体的裂缝控制,第10届国际砌体会议论文集,1994

4 《砌体设计规范》

裂缝控制论文篇8

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

裂缝控制论文篇9

建筑结构在其使用过程中承受两类作用,静荷载、动荷载和其它荷载,称为直接作用;温度、收缩、不均匀沉降等则称为间接作用(即非荷载作用)。调查资料表明,由荷载引起的裂缝仅占20%左右,尚有约80%的裂缝是由非荷载作用引起的。构造配筋对裂缝发生发展的控制作用往往由以下两点来定性解释:一方面,配筋可以提高混凝土的极限拉伸应变,从而提高混凝土的抗裂能力,这一点目前已经得到普遍认可[1,2],另一方面,配筋可以有效的减小开裂处混凝土的应变集中从而有效控制裂缝宽度[3],因为裂缝的宽度与结构开裂过程中所释放的拉应变成正比,一旦开裂,必然在开裂区附近形成应变集中,应变集中程度越高,在相同条件下,裂缝宽度越大[4]。

为了能为裂缝控制设计提供理论依据,构造钢筋对非荷载裂缝的控制不能仅仅停留在定性的阐述上,必须从定量的理论上加以研究,这就涉及到混凝土的应力应变分布规律、裂缝宽度随配筋率的变化规律等内容。

2构造配筋控制裂缝的产生

配筋能否控制或者延迟裂缝的产生曾经是一个比较有争议的问题。一种观点认为,配筋对混凝土的极限拉伸没有影响,反而加大了混凝土的自约束应力;另一种观点则认为,配筋可以提高混凝土的极限拉伸,在配筋率较低的情况下,配筋引起的自约束应力是很小的,可以忽略不计。所以,问题的关键是,配筋能否提高混凝土的极限拉伸;另一方面是配筋是否会引起一个过大的自约束应力,从而导致裂缝的过早出现。

文献[1][2][4][5]中认为配筋可以提高混凝土的极限拉伸,从而提高混凝土的抗裂能力,文献[1]给出了合理配置构造配筋混凝土极限拉伸的经验公式

(1)

式中,为配筋后的混凝土极限拉伸;

为混凝土抗裂设计强度;p为截面配筋率 ;d为钢筋直径(cm)。

上述公式为经验公式,各参数无量纲代入。上式可以用来估算配筋对混凝土极限拉应变的贡献。分析公式可见合理配筋就是要“细、密”。故配筋可起到有效控制裂缝产生的作用。

3构造配筋控制裂缝的开展

在楼板开裂之后,配筋的主要作用表现为对裂缝发展的控制作用,即不同的配筋率对已有裂缝宽度的控制作用和对次级裂缝的限制作用[6]。

3.1 钢筋和混凝土的滑移规律

假定两端的固支约束构件受到温降值为 的非荷载温降作用,则钢筋和混凝土的单元应力分布如图1。

上面虽然得到了混凝土在长度方向上的应力-应变分布规律,但所给出的函数关系过于复杂,不便于发现规律。所以下面给出一系列实际情况下的计算结果,然后结合计算结果分别进行讨论。计算实例的初始条件均为,当量温度(混凝土的其他收缩可以参考文献[6]转化为当量温度)降低为25℃,钢筋的直径 , ,

图2给出了混凝土应力在长度方向上的分布规律。可以看出:①混凝土在裂缝附近存在一个应力过渡区,在该过渡区之外,混凝土的应力分布是非常均匀的,这与许多学者的基本假设是吻合的。②应力均匀区中,混凝土的应力大小与钢筋和混凝土图3混凝土应力在长度方向上分布规律与滑移刚度有关,滑移刚度越大,混凝土应力越大。因此,对要求严格控制初始裂缝的,可以考虑采用滑移刚度较小的光圆钢筋,而对初始裂缝不是特别敏感,但对裂缝宽度要求较高的工程,就应尽量选择滑移刚度较大的螺纹筋。

图3给出了应力均匀区的混凝土应力随着配筋率增加的变化情况,可以看出:①随着配筋率增加,混凝土内的应力明显增加。这就使得混凝土可能在已有裂缝的邻近区域很快地达到混凝土的极限抗拉强度,从而引起次级裂缝。这样,随着配筋率的增加,钢筋混凝土构件的裂缝间距变小了,裂缝变密。②类似于图3,的增加提高了应力均匀区的混凝土应力。

图4给出了应力均匀区的混凝土应力和所配置的钢筋直径之间的关系(配筋率为1.0%)。从力学方面看,改变钢筋的直径对控制裂缝作用不明显。试验和实际所证明的配置细密的钢筋有利于控制裂缝,主要还是应该从细密的配筋有利于改善混凝土内部应力的不均匀性从而提高混凝土的极限拉应变的角度上考虑。

3.3 裂缝宽度随配筋率的变化规律

由于钢筋的中截面并没有位移,所以裂缝宽度其实就是混凝土在整个长度方向的滑移总和,即

图5给出了混凝士的裂缝宽度随配筋率的变化规律。可以看出:①裂缝的扩展宽度和裂缝的配筋率近乎成线性关系,说明增加配筋对控制裂缝的扩展,效果是明显的。②在相同的配筋率条件下,增加钢筋和混凝土之间的滑移刚度可以减小裂缝宽度。

4结论

要求严格控制初始裂缝的,可以考虑采用滑移刚度较小的光圆钢筋,而对初始裂缝不是特别敏感,但对裂缝宽度要求较高的工程,就应尽量选择滑移刚度较大的螺纹筋。

从力学方面看,改变钢筋的直径对控制裂缝作用不明显。试验和实际所证明的配置细密的钢筋有利于控制裂缝,主要还是应该从细密的配筋有利于改善混凝土内部应力的不均匀性从而提高混凝土的极限拉应变的角度上考虑。

参考文献

[1] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.197~208.

[2] 赵国藩,李树瑶.钢筋混凝土结构的裂缝控制[M].北京:海洋出版社,1991.67~71.

[3] 林宗凡.钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度允许值的直接控制[J].工业建筑,1988, 6(11):41~47,53.

[4] G.Creazza and S.Russo.A New Model for predicting Crack With Different Percentages of Reinforcement and Concrete Strength Classes. Materials and Structures, Vol.32, August-September 1999,520~524.

裂缝控制论文篇10

Keywords: masonry structure crack; Reason; Control measures

前言

引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。 1、砌体结构裂缝的几种原因

1.1 温度裂缝。温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。 1.2 干缩裂缝。烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙两端对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。1.3 温度、干缩及其它裂缝。对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤 灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。 2、防止墙体开裂的具体构造措施建议 2.1 防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施:(1)屋盖上设置保温层或隔热层;(2)在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m;(3)当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝; 2.2 防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一: 2.2.1 设置控制缝 2.2.1.1 控制缝的设置位置。(1) 在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;(2) 在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;(3) 在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;(4) 在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;(5) 控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝; 2.2.1.2控制缝的间距。(1)对有规则洞口外墙不大于6mm;(2)对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;(3)在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m; 2.2.2 设置灰缝钢筋。(1)在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;(2)在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;(3)灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;(4)灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;(5)灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm; 2.2.3 在建筑物墙体中设置配筋带。(1)在楼盖处和屋盖处;(2)墙体的顶部;(3)窗台的下部;(4)配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;(5)配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于50d和600mm;(6)配筋带钢筋应弯入转角墙约束区锚固,锚固水平段长度不应小于25d和300mm;(7)当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置; 2.3 也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。

参考文献:

裂缝控制论文篇11

中图分类号: TV543 文献标识码: A 文章编号:

一、概况

实际上建筑物裂缝是不可避免的。在多层砌体结构建筑物中,墙体裂缝多有发生,裂缝出现的时间因不同的建筑物而异,有的出现早,有的出现晚,但多发生在新建房屋的1一3年内;缝宽不等,较宽者有3,二以上,严重者形成贯穿性裂缝。砌体结构裂缝问题已经是一个普遍性的问题,它不仅影响了建筑物的正常使用,降低了建筑功能,缩短了使用年限,而且对抗震也是极为不利的,尤其是在住宅商品化的今天,这个问题已日益引起开发商和居民的普遍关注,因此,如何控制砌体结构房屋墙体开裂的问题是摆在工程技术人员面前的新课题。

二、裂缝成因及类型

产生裂缝的原因是多方面的,归纳起来主要有两方面:一是由外荷载(包括静、动荷载)变化引起的裂缝,二是由变形引起的裂缝(主要有温度变化,不均匀沉陷或膨胀等变形产生应力而引起的裂缝)。在砌体结构的民用建筑中,砌体裂缝绝大部分是由于变形引起的,温度变化是引起墙体开裂的主要因素。由于砖砌体的线膨胀系数,而钢筋混凝土线膨胀系数是因此当温度发生变化时,二者产生变形差异。此外,由于建筑物中的构件大多属于超静定杆件,具有多个约束,对由于温度变化所引起的变形将予以限制,从而会在构件内产生温度应力。对墙体与混凝土之间的变形差异势必在砌体中产生很大的拉力和剪力,这些力超过一定限度时,砌体就产生错位裂缝,温度裂缝是造成墙体早期开裂的主要原因。由于温度应力和变形而产生的裂缝具有“顶层重下层轻”、“两端重中间轻”、“阳面重阴面轻”的特点与规律,裂缝的类型及其产生的原因可具体分为如下5种:

l、八字形裂缝。

主要出现在横墙与纵墙两端部,此种裂缝属正八字形的热胀裂缝,随温度升降而变化,其原因是由于设计一与施工中的缺陷,使屋面保温层的热阻减少甚至失效,致使屋面板温度变形大于砌体温度变形,当产生一定的温度应力的,屋面板的推力就传给墙体,并因墙体温度附加应力在房屋两端较大,当砌筑砂浆强度较低时,则易发生剪力产生的主拉应力,当超过砌体抗拉极限时,墙体即出现八字形开裂。

2、倒八字形裂缝。

属冷缩裂缝,主要出现在纵横墙两端的窗洞口处,尤以顶层两端窗洞口处最严重。由于墙体冷缩附加应力在墙体两端较大,当房屋收缩变形大于墙体时,在门窗洞口处产生应力相对集中而导致形成倒八字形裂缝,使墙体开裂。

3、水平裂缝。

多见于顶层横墙、纵墙、“女儿墙”及山墙处。当屋面保温隔热较差,屋面板受热膨胀对墙体产生水平推力,由于墙体在端部收缩要大于中部且砌体抗剪能力较低,使纵横墙与屋盖的接触面上产生水平裂缝。

4、垂直裂缝。

主要出现在窗台墙处、过梁端部及楼层错层处。此种裂缝主要由于温度变化,墙体受到楼板的拉应力作用,在门窗洞口处产生应力集中效应而拉裂,或因冷缩变形,在与墙漆之间变形差异最大的钢筋混凝上梁端和楼板错层处,引起墙体垂直开裂。

5、X形裂缝。

多数沿砌体灰缝开裂,主要受房屋热胀冷缩的反复作用形成,而底层墙体产生的X形裂缝则是由于基础不平整或不均匀沉降引起。

三、设计过程中对砌体裂缝的主动控制

砌体结构裂缝一旦产生,就会降低建筑物的使用功能,严重裂缝还会影响结构安全,同时对裂缝进行“加固补强”困难较大,因此防止、控制砌体结构产生裂缝是十分重要的,尤其是在地震区更为重要,否则将产生严重后果。

1、从计算角度控制。

由于砌体裂缝主要是由间接作用引起的,而温度变化与材料胀缩系数不同等间接作用引起的砌体附加应力的定量计算目前尚无统一的规范,因此设计人员应根据当地的实际情况,对间接作用可能引起的附加应力给予充分考虑和计算,并对砌体强度进行分析计算,以减少在通常温差下变形裂缝的产生。

2、规范结构控制。

为控制裂缝的产生,在建筑物的平面布置设计中,结构的平面形状应力求规则对称,如平面形状不规则,应尽量采用“伸缩缝”将其分成若干独立规则单元,“以放为主,抗放兼施”,以避免由于墙体温度变化产生竖向开裂。对伸缩缝的设置,设计规范的规定一般较灵活,没有严格和明确规定,设计方法均由设计人员自行处理。根据多年实际经验,只要按规范每隔一定距离留一条“伸缩缝”,按“留缝就不裂”的简单方法,在一般情况即可得到基本控制。在建筑物的竖向设计时,应力求按竖向规范规则,尽可能不出现错层,以避免由于温度变化产生的水平裂缝。

3、构造控制。

(1)、加强设置钢筋硷圈梁,提高墙体的整体性。在建筑顶层每个开间、在错层处及屋面不等高处必须设置圈梁;顶层外圈梁应设计为暗圈梁,不应外漏,这样可使外圈梁免受阳光直接照射或大气影响;无论“女儿墙”高低,均要设置钢筋混凝土压顶圈梁,并与“构造柱”连为整体,以抵抗裂缝的产生。

(2)、除据规范要求设置“构造柱”外,在“L’’“I”“L’’平面形状中的纵横墙交接处必须设置“构造柱”,以提高建筑物的整体刚度和墙体的可延性,约束墙体裂缝的扩展。

(3)、提高屋面板的整体性。屋面板最好采用现浇板,或在预制屋面板上增加现浇层;在预制屋面板与外纵墙间设置现浇板带,预制屋面板间设置现浇板缝梁,使屋面成整体式装配。

(4)、在房屋顶层端部1一2开间范围内的墙体采用配筋砌体,即每隔8皮砖在水平灰缝内加配2必6钢筋,并在1一2开间范围内拉通,与“构造柱”钢筋结合。顶层用砖不应低于MU7 .5,砌筑砂浆强度不应低于MS,以提高墙体坑裂能力。

(5)、屋面“挑檐”为外露结构,在一天内的温度变化较大,不仅本身容易开裂,而且对墙体开裂也有一定的影响,故应适当增加“挑檐”纵向配筋并增设“变形缝”或“后浇带”,以减少收缩。“后浇带”的做法是在其纵向受力较小的中间适当部位,预留300mm宽的“后浇带”,用钢筋贯通,在施工40一60天后再二次浇筑,以起到先放后抗的控制作用。

(6)、重视屋面保温。选择屋面保温层时,适当加厚或选用保温隔热性能良好的材料。对屋面保温层必须按建筑节能标准进行热工计算,进一步提高屋面保温层的保温隔热性能。屋面保温不好是屋面板产生温度应力的直接原因,严重时会导致顶层墙体开裂或屋面漏水。保温层应做至“挑檐”或檐沟处,以防止混凝土结构外漏,有条件者必须增设、架空隔热层。

(7)设置控制缝

控制缝的设置位置:

在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置;控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。

控制缝的间距:对有规则洞口外墙不大于6mm;对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;

(8)设置灰缝钢筋

在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;

在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;

灰缝钢筋的间距不大于600mm;

灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;

灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;

对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;

灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;

灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;

四、砌体裂缝的加固处理

l、当屋面保温层未达到热工要求和节能标准时,应重做屋面保温层,使裂缝稳定,因为对温度裂缝仅做一般性的加固补强是无济于事的,必须从减少温度应力人手。保温层使用的绝热材料要满足表观密度、粒经、导热系数与含水率等各项技术指标的要求,在施工中要严格按照设计和现行施工规范的要求施工,力求达到设计的保温效果。

2、对地基不均匀沉降引起的砌体裂缝,应先加固地基,等沉降量达到稳定标准(平均日沉量0.02-0.03以内)后,再加固墙体。

3、对外纵墙、横墙、内纵墙的裂缝采用钢筋网水泥砂浆抹面加固法,剔灰缝深12cm,必胀锚栓@500,呈梅花型分布。挂钢筋网必6@250,M10水泥砂浆40mln厚,3道成活,施工完后,要注意喷水养护预防空鼓。

4、对于轻微裂缝可用水泥砂浆加107胶嵌补即可。

五、结束语

普遍存在的房屋裂缝问题,已引起有关单位及各级领导的高度重视。控制裂缝,重点在防,并需要从设计、施工上共同努刀,采取有针对性的防裂措施,加大主动控制的力度,才能提高新建房屋质量的可靠性。只要严格执行规定,做到设计与施工紧密配合,控制裂缝是完全可以做到的。总之,裂缝产生的原因是比较复杂的,要想准确地判断裂缝产生的原因,还需要做大量而细致的调查取证工作;所采取的技术措施,还有待于在今后的工程实践中进一步改进和完善。

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一、 混凝土构件裂缝形成的原因

首先裂缝按形成原因可以分为:变形裂缝和荷载裂缝两大类。

变形裂缝是由于地基不均匀沉降温度变化的因素引起的混凝土力学性能的改变而导致混凝土构件的变形。变形受到约束时在混凝土内部就会产生应力,当应力超过混凝土内部抗拉强度等级时就会有裂缝产生,随着裂缝的产生而这样应力逐渐减小或消失。

荷载缝是由弯矩、剪应力、和扭矩等外部荷载引起的混凝土内部拉应力超过了混凝土内部的抗拉强度等级,从而产生裂缝。荷载裂缝的产生预示着设计混凝土构件可能不满足设计强度等级。

二、混凝土构件的裂缝形式

不同原因引起的裂缝形式有较大的不同,认清裂缝形式对有效控制裂缝有很重要的意义。荷载裂缝规律性很强,通常能通过精确的计算得出裂缝的大小,位置。

轴心受压柱在荷载的作用下裂缝沿轴纵向分布,中间较密。大偏心受压时受拉一侧的裂缝水平向内延伸,垂直梁轴,受拉一侧有压碎现象出现。典型简支梁跨中截面出现的受弯裂缝下部比上部大,两端斜截面为剪切裂缝。牛腿受力构件中,裂缝从集中荷载点开始向外斜面延伸。大型屋面板张拉时裂缝垂直与长轴分布板面,并向下延伸,加有预应力钢筋时端部会出现局部裂缝现象。地震作用时窗间墙容易产生裂缝,呈双向剪切破环,形状为X装。地基变形引起的裂缝是由于地基的埋深和类型不同,以及地基的不均匀沉降,建筑物交界处会出现竖向裂缝和倾斜裂缝。除了这几种常见的裂缝外,火灾后模版的变形也会引起混凝土的开裂,这种裂缝通常为网状结构。由于混凝土用料的不同裂缝的形式也有所差别。

三、裂缝的危害

混凝土构件拉压强度比较低,调节变形能力差,再加上混凝土材料的非匀质性,实际施工过程中很控制混凝土构件免裂缝的产生。裂缝对建筑物的危害主要体现在对结构持久承载力和正常使用功能两个方面。无筋构件中一旦出现裂缝就预示着构件的承载力存在很大的问题;配筋构件中裂缝存在过多会使钢筋锈蚀腐化,从而降低结构的耐久性,严重时构件的承载力耗尽钢筋被拉断,建筑物坍塌。

实际工程中有很多建筑物虽然出现很多裂缝,对建筑物本身并没有安全性的影响。裂缝的产生对建筑物的主要正常使用功能有很大的副作用,因为它不仅降低了结构的防水、防渗和气密性作用,甚至严重时会给人造成一种心理压力,影响建筑外观的美观。

裂缝的危害性与裂缝的具体形状、位置、构件的功能要求以及周边环境有很大关系。荷载裂缝还要进行承载力验算同时考虑裂缝运动的稳定性,综合考虑裂缝存在的危害程度。例如裂缝宽度是危害中的一个重要变量,裂缝过宽就会使钢筋腐蚀,然后形成一个恶性循环;裂缝密度分布则是构件内部裂纹积累造成的,最终也会在一定范围内达到平衡。化学反应引起的膨胀裂缝要格外重视,这种裂缝通常不属于稳定性裂缝,很难预料它的发生与发展,应尽可能的避免这种现象的发生,地基沉降造成的裂缝同时也要及时的处理。

四、混凝土的构件的裂缝鉴定与检测

混凝土的检测鉴定过程主要有立项阶段、方案阶段、调查阶段、检测阶段、整理阶段和结论阶段。其中检测阶段在整个分析过程中起着决定性的作用,属于硬件工作的范畴,检测的工作有两类,一类是直接对裂缝形态进行检测,一类是间接的对裂缝的产生有影响的项目检测。

1、寻找标注裂缝

比较宽度的裂缝可以直接肉眼观察,并进行标注,比较细的裂缝要仔细靠近表面观查,难以辨认时湿润构件表面,擦干后根据潮湿的水印来辨认裂缝。观测时注意区分表面抹灰层和维护结构界面的裂缝与混凝土裂缝,前两者不属于混凝土构件本身的裂缝,对结构没有太大的影响。

2、描绘裂缝的形态

进一步的描绘典型裂缝的形态,包括裂缝出现的位置、扩展方向、宽度的变化,统计裂缝的数量,并列表表达。

3、裂缝的检测

通常检测裂缝最大宽度,深度,判断是否存在贯通面,观测是否渗水,检测裂缝是否已经处于稳定,必要时对裂缝进行原位加载试验。

4、与裂缝相关项目的检测

包括结构构件的实际参数、相关区域的其他缺陷、结构的环境条件和使其时间等,只要是对裂缝的控制和修补以及成因有联系的都要进行相应的检测。

五、混凝土裂缝检测的原则

1、公正性

检测和处理裂缝时要排除各种干扰和压力;根据检测结果做出不带有任何倾向性的结论。尽可能的做到公正,不违背自己的职业道德。

2、客观性

积极主动的听取有关人员各方面的信息和意见,但不盲目的偏信。以测量的数据为客观依据和真实信息,排除主观判定的因素,只有建立在检测数据、现象观测的客观事实才能真实情况的结论。

3、科学性

根据检测的数据最裂缝的产生和解决方案提出科学的判断,坚持严谨的态度认真对待每一个工作步骤,严格按照相关的规范进行操作计算,在缺少把握时向有关的专家学者请教。

4、全面严密性

检测结论充分考虑产生裂缝的可能性,工程结构中裂缝产生的原因相当复杂,单一原因造成的裂缝基本不存在,全面考虑差生原因可以避免片面的误判。明确的表达关键问题,结论中不能存在回避、含糊的问题。不然会带来很多的不良因素,甚至造成重新检测的发生。

5、公开性

裂缝涉及到住户的切身利益,检测结果要得到别人的信任,所以检测结果要公开公正,并向有关人员宣传裂缝的基本知识,并允许他们旁观检测过程,使其了解裂缝产生的真相,这是真诚认真的态度是解决任何建筑问题的必备条件。

参考文献:

[1] 傅汉民.混凝土结构裂缝控制的工程实践[J].四川建筑,2004,23(10):13-18.

[2] 施礼德,马心俐.大体积混凝土裂缝控制与施工技术的工程应用[J].西大学学报(自然科学版),2005,17(10):1-6.

[3] 杨碧华 建筑工程大体积混凝土温升最高限值研究:[硕士学位论文].武汉:华中科技大学,2002.

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一、温度裂缝

温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。

二、干缩裂缝

烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。[KG-*2]只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。[KG-*2]但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。[KG-*2]对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。〖KG-*2〗如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。

三、温度、干缩及其它裂缝

对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤 灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、柱芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。

四、防止墙体开裂的具体构造措施建议

1.1 防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施

1.1.1 屋盖上设置保温层或隔热层;

1.1.2 在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;

1.1.3 当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;

1.1.4 建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。

1.2 防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一:

1.2.1 设置控制缝

1.2.1.1 控制缝的设置位置

(1) 在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;

(2) 在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;

(3) 在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;

(4) 在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;

(5) 竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置.

1.2.1.2控制缝的间距

1对有规则洞口外墙不大于6mm;

2对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;

3在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;

1.2.2 设置灰缝钢筋

1 在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;

2 在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;

3 灰缝钢筋的间距不大于600mm;

4 灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;

5 灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;

6 对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;

7 灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;

8 灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;

9 灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理。

4.2.3 在建筑物墙体中设置配筋带

1. 在楼盖处和屋盖处;

2. 墙体的顶部;

3. 窗台的下部;

4. 配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;

5. 配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;

6. 配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;

7. 配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;

8. 当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;

9. 对地震设防裂度≥7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;

10. 设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;

1.3 也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。

参考文献

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