鋼筋砼結(jié)構(gòu)變形裂縫的成因及其控制.doc

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1、鋼筋砼結(jié)構(gòu)變形裂縫的成因及其控制-結(jié)構(gòu)理論鋼筋砼結(jié)構(gòu)變形裂縫的成因及其控制-結(jié)構(gòu)理論鋼筋砼結(jié)構(gòu)變形裂縫的成因及其控制-結(jié)構(gòu)理論摘要:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問(wèn)題,文章對(duì)鋼筋混凝土工程中常見(jiàn)因的變形作用引起的裂縫問(wèn)題進(jìn)行了分析,并針對(duì)具體情況提出了一些控制措施?! £P(guān)鍵詞:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);裂縫;原因分析;控制  在鋼筋砼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,存在著一個(gè)相當(dāng)普遍的質(zhì)量問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題。由于結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的破壞和倒塌都是從裂縫擴(kuò)展開(kāi)始的,因此人們對(duì)裂縫隙往往產(chǎn)生一種建筑破壞的恐懼

2、感?;炷潦谴旨?、細(xì)集料、水泥、石、水和氣體所組成的非均質(zhì)堆聚結(jié)構(gòu),在成型后隨溫度、濕度等環(huán)境條件的影響會(huì)形成肉眼看不到的微裂縫。由于混凝土的組成材料和微觀構(gòu)造不同以及受環(huán)境影響的不同,混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很復(fù)雜。鋼筋砼結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的,但其有害程度卻是可以控制的,有害與無(wú)害的界限由結(jié)構(gòu)的使用功能決定,裂縫控制的主要方法是通過(guò)設(shè)計(jì)、施工、材料等方面綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無(wú)害范圍內(nèi)的。目前世界各國(guó)的規(guī)定不完全一致,但大致相同。如從結(jié)構(gòu)耐久性要求、承載力要求及正常使用要求,最嚴(yán)格的允許裂縫寬度為0.1

3、mm。近年來(lái),許多國(guó)家已根據(jù)大量試驗(yàn)與泵送混凝土的經(jīng)驗(yàn)將其放寬到0.2mm。當(dāng)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境正常,保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求,無(wú)侵蝕介質(zhì),鋼筋混凝土裂縫寬度可放寬至0.4mm;在濕氣及土中為0.3mm;在海水及干濕交替中為0.15mm。  現(xiàn)我就個(gè)人在工程實(shí)踐中所遇到的情況進(jìn)行分析鋼筋混凝土變形作用引起裂縫的原因,并提出應(yīng)如何進(jìn)行裂縫控制的相關(guān)措施?! ∫弧⒆冃瘟芽p的成因分析 ?。ㄒ唬囟攘芽p  水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量,每克水泥放出50.2J的熱量,如果以水泥用量350~550kg/m3來(lái)計(jì)算,每m3混凝

4、土將放出17500~27500kJ的熱量,從而使混凝土內(nèi)部溫度升高,通常在澆筑溫度的基礎(chǔ)上升高35℃左右。對(duì)大體積混凝土施工時(shí)應(yīng)對(duì)其內(nèi)部溫度進(jìn)行跟蹤測(cè)定,因?yàn)樗嗨療嵩?~3天可放出熱量的50%,由于熱量的傳遞、積存,混凝土內(nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后3~5天,因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同,所以混凝土中心溫度低,形成溫度梯形,產(chǎn)生溫度變形和溫度應(yīng)力。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的內(nèi)外約束力(包括混凝土抗拉強(qiáng)度)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)在混泥土澆筑后的3~5天,初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì),隨著時(shí)間的推

5、移而繼續(xù)擴(kuò)大,甚至達(dá)到貫穿的情況。 ?。ǘ┏料荩ㄋ苄裕┦湛s裂縫  這種裂縫產(chǎn)生的原因是流動(dòng)性過(guò)大和流動(dòng)性不足以及不均勻,在凝結(jié)硬化前沒(méi)有沉實(shí)或者沉實(shí)不夠,當(dāng)混凝土沉陷時(shí)受到鋼筋、模板移動(dòng)、基礎(chǔ)沉陷所致。裂縫在混凝土澆筑后1~3h出現(xiàn),裂縫的深度通常達(dá)到鋼筋上表面?! 。ㄈ└煽s裂縫  干燥收縮的主要原因是水分在硬化后較長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的?;炷恋母稍锸湛s由于集料的干燥收縮很小,因此主要是由于水泥石干燥收縮造成的?;炷恋乃终舭l(fā)、干燥過(guò)程是由外向內(nèi)、由表及里,逐漸發(fā)展的,由于混凝土蒸發(fā)干燥非常緩慢

6、,產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在一個(gè)月以上,有時(shí)甚至一年半載,而且裂縫發(fā)生在表層很淺的位置,裂縫細(xì)微。但是應(yīng)當(dāng)特別注意,由于碳化和鋼筋銹蝕的作用,干縮裂縫不僅嚴(yán)重?fù)p害薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性,也會(huì)使大體積的混凝土的表面裂縫發(fā)展為更嚴(yán)重的裂縫,影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。  二、對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形作用引起的裂縫可采取的控制措施 ?。ㄒ唬囟攘芽p的控制措施  混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)?;炷猎胶?,水泥用量越大,水化熱越高的水泥,其內(nèi)部溫度越高,溫度應(yīng)力越大,產(chǎn)生裂縫的可能性越大。因此控制大體積

7、混凝土溫度裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫差?! ?.宜選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸水泥,充分利用混凝土后期強(qiáng)度,以減少水泥用量。大量試驗(yàn)研究和實(shí)踐表明,每m3混凝土的水泥用量增減10kg,其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升高或降低1℃?! ?.摻加粉煤灰和外加劑。在滿足強(qiáng)度等設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的情況下,摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰,可以降低混凝土中水化熱,減少絕熱條件下的溫升,提高混凝土的后期強(qiáng)度及抗裂能力,效果非常顯著。試驗(yàn)表明:摻加20%粉煤灰的水泥混凝土,其溫升和水化熱約為未摻粉煤灰的水泥混凝土的80

8、%。外加劑由于其減水作用和分散作用,在降低用水量和提高強(qiáng)度的同時(shí),還可以降低水化熱,推遲放熱峰出現(xiàn)的時(shí)間,從而減少溫度裂縫發(fā)生的可能性?! ?.控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度。最有效的辦法是降低石子溫度,混凝土中石子比熱最小,但每m3混凝土中石子所占重量最大。在氣溫較高時(shí),為了防止太陽(yáng)直接照射,可以在砂石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)棚,必要時(shí)可向集料噴淋霧狀水,或者在使用前用冷水沖洗集料?! ?.改進(jìn)振搗工藝和養(yǎng)護(hù)工藝。對(duì)已澆

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