??????? 2.1.2? 水泥的選擇
??????? 水泥選用中低水化熱水泥,可使水泥在拌和過程中水化熱釋放較小,顯著減少混凝土升溫,如選用礦渣硅酸鹽水泥,火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。充分利用混凝土后期強(qiáng)度,減少每立方米混凝土中水泥用量,嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料宜用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料、級配良好、空隙率小、無堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)定。細(xì)骨料:宜用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂。配制混凝土?xí)r計量應(yīng)準(zhǔn)確,要嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,攪拌均勻,離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆筑。
??????? 2.1.3? 采用混凝土雙摻技術(shù)
??????? 在混凝土中加入優(yōu)質(zhì)粉煤灰,摻入量一般為水泥用量的20%左右,摻入緩凝型減水劑等外加劑,用量為水泥用量的 1.0%左右。通過采用雙摻技術(shù),以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮,降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時間。
??????? 2.1.4? 采用膨脹劑
??????? 加入UEA或AEA膨脹劑,用量為水泥用量的14%左右,使混凝土在凝固過程中不產(chǎn)生收縮,還可以提高混凝土自防水能力。
??????? 2.2? 混凝土結(jié)構(gòu)原料的控制
??????? 2.2.1? 材料的選擇
??????? 應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的水泥配制大體積混凝土,如礦渣硅酸鹽水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料,因使用含泥量高的集料會導(dǎo)致集料表面與水泥石的機(jī)械粘結(jié)力降低,而且會增加混凝土拌合物的用水量,不僅增加了混凝土的收縮,同時降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度,導(dǎo)致收縮裂縫發(fā)生。
??????? 2.2.2? 降低水泥用量
??????? 采取水泥用量盡量控制在450kg/m3以下的方法來降低混凝土的絕對溫升值,可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外差和降溫速度控制的難度降低。
??????? 2.2.3? 摻合料和外加劑的控制
??????? 摻合料的質(zhì)量對混凝土裂縫有顯著的影響, 當(dāng)前用的摻合料主要是粉煤灰或礦粉,它們可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性,粉煤灰對混凝土的早期干縮影響很大,使用細(xì)度較粗或含碳量高的粉煤灰會大幅度增加混凝土的需水量,從而加大混凝土的收縮導(dǎo)致開裂。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑?;炷林袚饺霚p水劑,不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善,同時又減少拌和用水,節(jié)約水泥,從而降低了水化熱。若是泵送混凝土,同時在炎熱的夏天,為了延緩凝結(jié)時間,要加緩凝劑,反之凝結(jié)時間過早,將影響混凝土的輸送和澆筑面的粘結(jié),易出現(xiàn)層間縫隙,使混凝土防水、抗裂和整體強(qiáng)度下降,為了防止混凝土的初始裂縫,可摻加膨脹劑,如UEA膨脹劑等。
??????? 2.2.4? 鋼筋的配置
??????? ?。?)鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用,必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。
??????? (2)鋼筋的位置要正確,混凝土澆筑時,振搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄,有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕,銹蝕的鋼筋體積膨脹,鋼筋間距過大,易引起鋼筋之間的混凝土開裂。
??????? (3)保證有足夠的混凝土保護(hù)層厚度,混凝土澆筑要密實,及時維修損壞的和有裂縫的混凝土。在施工工藝方面,要減少蒸汽、有害氣體在結(jié)構(gòu)四周的溢散,對有侵蝕性氣體、粉塵作用的廠房,應(yīng)加強(qiáng)自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)。
??????? 2.3? 模板工程的預(yù)防措施
??????? 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防,在模板工程中應(yīng)注意幾點。
??????? 2.3.1? 模板構(gòu)造
??????? 構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。
??????? 2.3.2? 模板剛度
??????? 模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動荷載)作用下,模板變形過大造成開裂。
??????? 2.3.3? 拆模時機(jī)
??????? 合理掌握拆模時機(jī),拆模時間過早,應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或不開裂,但也不能太晚,盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值,即不要錯過最佳養(yǎng)護(hù)介入時機(jī)。
??????? 2.4? 混凝土澆筑的預(yù)防措施
??????? 混凝土在施工前應(yīng)認(rèn)真檢查水泥安定性,當(dāng)確認(rèn)安定性穩(wěn)定后,還要進(jìn)行性能檢驗,合格后才能用于施工。混凝土澆筑時應(yīng)防止離析現(xiàn)象,振搗應(yīng)均勻、適度。采用兩次振搗技術(shù),改善混凝土強(qiáng)度,提高抗裂性?;炷帘M可能晚拆模,拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上。
??????? 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測溫工作?;炷翝仓戤吅?,應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù),保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其目的主要是降低混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力;其次是降低混凝土澆筑塊體的降溫速度,充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度,以提高混凝土塊體的抗裂能力,同時在養(yǎng)護(hù)過程中保持良好的濕度和抗風(fēng)條件,使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)。具體應(yīng)使混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求,保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力加以控制、確定,保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行;在保溫養(yǎng)護(hù)過程中,應(yīng)保持混凝土表面的濕潤。施工人員需根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求,來確定混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施,可采用覆蓋保濕材料等方法。
??????? 2.5? 設(shè)計構(gòu)造的預(yù)防措施
??????? 建筑平面選型時在滿足使用功能要求的前提下,力求簡單,平面復(fù)雜的建筑物,容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂。合理布置縱橫墻,縱墻開洞應(yīng)盡可能小??刂平ㄖ镉虚L高比,長高比越小,整體剛度越大,調(diào)整不均勻沉降的能力越強(qiáng)。合理地調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況,使荷載分布均勻,盡量防止受力過于集中。減少地基的不均勻沉降,除了前述的措施外,在基礎(chǔ)設(shè)計中可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋深度,不同的地基計算強(qiáng)度和采用不同的墊層厚度等方法,來調(diào)整地基的不均勻變形。適當(dāng)加強(qiáng)基礎(chǔ)有剛度和強(qiáng)度。層層設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱,可以增加建筑物的整體性,提高磚石砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度,防止或減少裂縫,即使出現(xiàn)了裂縫,也能阻止其進(jìn)一步發(fā)展。正確地設(shè)置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的選定應(yīng)合適,構(gòu)造要合理,可以和其結(jié)構(gòu)縫合并設(shè)置限制伸縮縫間距。對體形復(fù)雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應(yīng)嚴(yán)格控制,同樣,也可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并使用。部分窗臺砌體應(yīng)加強(qiáng),對寬大的窗臺下部宜設(shè)置鋼筋砼梁,以適應(yīng)窗臺的變形,防止窗臺處產(chǎn)生豎直裂縫。
??????? 2.6? 施工技術(shù)的預(yù)防措施
??????? 加強(qiáng)地基的檢查與驗收工作,對松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設(shè)模板時要注意采取一定的預(yù)防措施。防止這類裂縫產(chǎn)生的方法是,地基必須進(jìn)行認(rèn)真勘測,充分掌握地基下的土質(zhì)特征,如果遇到軟弱土層,應(yīng)對地基進(jìn)行處理,保證地基滿足設(shè)計要求,同時還應(yīng)注意基礎(chǔ)周圍的排水情況,防止地面水浸泡基礎(chǔ)下的土層?;娱_挖后應(yīng)及時通知勘察及設(shè)計單位到現(xiàn)場驗收,對較復(fù)雜的地基,設(shè)計方在基坑開挖后應(yīng)要求勘察補(bǔ)鉆探,當(dāng)探出有不利的地質(zhì)情況時,必須先對其加固處理,并經(jīng)驗收合格后,方可進(jìn)行下一步施工。開挖基槽時,要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。
??????? 合理安排施工順序,當(dāng)相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時,一般應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ),以防基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)。當(dāng)建(構(gòu))筑物各部分荷載相差較大時,一般應(yīng)施工重、高部分,后施工輕、低部分。
??????? 2.7? 其它裂縫的預(yù)防措施
??????? 2.7.1? 塑性收縮裂縫預(yù)防措施
??????? (1)選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。
??????? (2)嚴(yán)格控制配合比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性,減少水泥及水的用量,盡可能的減少混凝土表面與內(nèi)部的相對體積變化的差異。
??????? (3)澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。
??????? (4)及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土終凝前表面濕潤,或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
??????? (5)在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施,及時養(yǎng)護(hù),防止裂縫繼續(xù)發(fā)生。
??????? 2.7.2? 干縮裂縫預(yù)防措施
??????? 選用收縮量較小的水泥,一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量,混凝土的干縮受水灰比的影響較大,水灰比越大,干縮越大,因此在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用,同時摻加合適的減水劑。嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計所給定的用水量。加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時間。冬季施工時要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時間,并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù),在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。
??????? 2.7.3? 溫度裂縫預(yù)防措施
??????? (1)施工期裂縫。降低混凝土的內(nèi)外溫差,即施工中盡量選用水化熱較低的水泥;加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控,及時冷卻,混凝土表面采取保溫養(yǎng)護(hù)措施;炎熱天氣澆筑大體積混凝土?xí)r,宜采用冷水(低于氣溫)攪拌混凝土。加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間,保證混凝土表面緩慢冷卻。
??????? (2)環(huán)境溫度變化裂縫。改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計,對受高溫或冷凍影響的結(jié)構(gòu)做好保溫散熱處理,防止內(nèi)外溫差變化過大造成的裂縫。高溫季節(jié)澆筑時可以采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升,降低澆筑混凝土的溫度。大體積混凝土的溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān),混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大,溫度應(yīng)力越大,因此要合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。
??????? (3)電氣焊接裂縫。在施焊時可采取分層施焊等措施,并對預(yù)埋件周圍的混凝土做好隔熱處理,防止局部混凝土因溫度過高而產(chǎn)生裂縫。
??????? 2.7.4? 受力裂縫預(yù)防措施
??????? 防止受力裂縫超過允許范圍的方法是,對于改變使用功能的結(jié)構(gòu),如果外加荷載有所增大,要對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗算并采取措施,使其滿足設(shè)計要求后方能使用。
??????? 3? 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理
??????? 裂縫的出現(xiàn)不但會影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度,還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對待、及時處理,以保證建筑物的混凝土裂縫的修補(bǔ)措施主要有以下一些方法:表面修補(bǔ)法,灌漿、嵌逢封堵法,結(jié)構(gòu)加固法,混凝土置換法,電化學(xué)防護(hù)法以及仿生自愈合法。
??????? 3.1? 表面修補(bǔ)法
??????? 表面修補(bǔ)法是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法,它主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護(hù)的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂,通??梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。
??????? 3.2? 灌漿、嵌逢封堵法
??????? 灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ),它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達(dá)到封閉裂縫的目的,常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
??????? 3.3? 結(jié)構(gòu)加固法
??????? 當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積,在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。
??????? 3.4? 混凝土置換法
??????? 混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
??????? 3.5? 電化學(xué)防護(hù)法
??????? 電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),鈍化鋼筋,以達(dá)到防腐的目的,陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。
??????? 3.6? 仿生自愈合法
??????? 仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法,它模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì),而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能,在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊),在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合
??????? 4? 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫事故案例分析與處理
??????? 4.1? 工程概況
?????????? 該工程為××縣××鎮(zhèn)××小學(xué)教學(xué)樓工程,工程地點位于××縣××鎮(zhèn)××小學(xué)校園內(nèi),共兩層。工程結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),抗震設(shè)防烈度為7級。建筑物耐火等級二級,工程設(shè)計使用年限為50年。該工程室內(nèi)、上人屋面設(shè)計荷載為:2.0kN/m2,樓梯間、走廊、為2.5kN/m2,不上人屋面為0.5kN/m2。
??????? 4.2? 事故分析
??????????? 在混凝土后澆筑后期的保養(yǎng)中,由于××縣氣溫較高,旱災(zāi)較嚴(yán)重的時期,保養(yǎng)的水源沒有及時供應(yīng)得上,在硬化及保養(yǎng)過程中,混凝土表面或溫差變化較大的,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱,水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮,且這種收縮是不可逆的。主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內(nèi)部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力,造成了混凝土開裂的質(zhì)量事故。
??????? 4.3? 處理方法
??????? 首先采用混凝土置換法,將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土。對頂層的混凝土裂縫采用灌漿法進(jìn)行修補(bǔ),利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。最后應(yīng)用表面修補(bǔ)法,在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護(hù)的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂,采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。
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