笔锋教育

毕业论文代写:大体积混凝土裂缝产生的原因及对策研究

来源:毕业论文代写作者:笔锋教育网址:http://www.ibefront.com浏览数:817 

【摘要】大体积混凝土工程在水利工程建设中非常普遍,因其一次性浇筑量巨大,受温度、结构设计及受力荷载、施工等方面影响,大体积混凝土在浇筑完成后容易出现裂缝。混凝土裂缝问题十分复杂,裂缝不但影响建筑物外观,甚至会影响建筑物结构,造成严重后果。因此,研究分析水工大体积混凝土裂缝产生的原因并对其采取必要的预防措施具有重要意义。
【关键词】水工大体积混凝土;裂缝;防治措施
裂缝问题在混凝土结构工程中非常普遍,早在十九世纪各国科学家就已经从结构材料强度理论角度出发,探索混凝土开裂的基本原理,伴随着实验技术、科学计算水平等不断提高,裂缝控制研究逐步发展。根据近代关于对混凝土强度的科学研究以及大量的工程实践所提供的经验表明,混凝土结构的裂缝是难以避免的,如果对建筑物的抗裂要求过严,就要付出巨大的代价。裂缝的有害程度是可以控制的,科学的做法应是将其有害程度控制在允许范围之内[1-2]。
一、大体积混凝土裂缝的危害
裂缝是大体积混凝土存在的较为普遍的问题,大体积混凝土裂缝容易发生渗漏、加速混凝土碳化、影响混凝土结构强度及稳定性、加快钢筋腐蚀等危害。
1.发生渗漏
压力水从混凝土裂缝进入,使裂缝逐步扩宽和发展,并促使水泥水化物水解。
2.加速混凝土碳化
空气中的CO2从混凝土裂缝进入与水泥中的氢氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙发生反应形成碳酸钙,即混凝土碳化。混凝土碳化后使其碱度降低,钢筋发生锈蚀,破坏混凝土结构。
2.影响混凝土结构强度及稳定性
混凝土裂缝直接影响混凝土结构强度和整体稳定性,轻则影响建筑物的外形,重则导致混凝土结构物的完全破坏。
3.加快钢筋腐蚀
水和空气等物质通过裂缝进入并腐蚀钢筋,钢筋受到腐蚀后,其抗拉性能大大降低,导致裂缝增大。


二、施工裂缝产生的原因
1.不当施工造成混凝土裂缝
混凝土的浇筑与混凝土生产制作的时间间隔过长,将导致水分过多蒸发,对混凝土的坍落度影响较大,从而产生收缩裂缝。为增强混凝土的和易性与流动性,施工现场工人经常采取人为加水,造成混凝土强度下降,水灰比例不均匀及混凝土配合比变化,在不同配合比的混凝土之间产生干缩裂缝和凝缩裂缝[3-4]。
主要结构部位因施工时拆模过早或模板刚度不足发生变形,混凝土养护期未达到规定天数,混凝土强度没有达到设计技术标准,不能够支撑施工荷载作用或构件自重,从而产生混凝土裂缝。施工前对支架刚度不足或支架预压不足,混凝土浇筑后在自身重力作用下致使支架产生不均匀沉降,
从而混凝土出现裂缝。
施工进人孔、施工时的预留孔洞等边缘部位未采取钢筋加强措施造成应力集中区,从而混凝土出现裂缝。
混凝土浇筑间隔时间过长并超过了混凝土终凝时间接头部位未按施工缝处理或施工缝的处理没有按照规范方法操作致使在接缝区内产生裂缝[5-6]。
2.不当振捣方式造成混凝土裂缝
不正确的振捣方式会造成混凝土
表面浮浆、分层、离析等现象,从而造成混凝土表面出现裂缝,或造成混凝土砂浆向地势较低处流淌,致使材料分布不均,因而混凝土产生不均匀收缩而在结构交界处出现裂缝。
商品混凝土的二次振捣。商品混凝土一般坍落度较大,需要较长的最终凝结时间,初凝时间一般需要在10h以上甚至更长时间,有时在内部混凝土还未达到初凝时,表层混凝土看似已经凝结,这样的混凝土若不进行第二次振捣,将会在表面出现裂缝。
3.不当养护造成混凝土裂缝
现场对混凝土不当地养护是造成混凝土裂缝最主要的原因之一。
混凝土浇筑完成后,为防止混凝土表面水分快速蒸发,应及时对混凝土表面进行遮盖养护。如果没有及时进行养护措施,混凝土就会很容易产生收缩裂缝,特别是在风速大、气温相对较高、湿度相对较低的环境中,更容易发生干缩裂缝。
对于掺加粉煤灰等掺合料的混凝土,受其材料特性的影响,必须要有充分的保湿养护才能达到设计性能要求。而混凝土结构中经常添加的一些外加剂,在反应过程中也需要结合一定量的水,否则会影响其
补偿收缩、抵抗裂缝的效果,故混凝土养护时必须做好保湿工作。
对于高性能混凝土,由于其水灰比较小,胶凝材料含量较大,混凝土密实性好泌水少,若养护条件不好、养护方法不规范,干缩情况更为严重。
混凝上结构保湿养护的时间越长越好,特别是前期的养护,对于防止混凝土的开裂影响很大,养护14d的混凝土的收缩比养护3d的收缩降低约20%。因此,验收规范规定混凝土浇筑后的保温养护时间不少于14d。由于工程工期的制约,相当一部分工程做不到规范养护,养护时间不足,致使混凝土
出现干缩裂缝。
三、施工裂缝特征
施工裂缝根据不同原因产生裂缝的特征不尽相同。干缩裂缝一般为表面性,宽度较细,其走向纵横交错,没有规律。较薄的梁、板类构件(或桁架杆件),多沿短向分布整体性结构多发生在结构变截面处,平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘,大体积混凝土在平面部位较为多见,但侧面也常出现,并随湿度和温度变化而逐渐发展。凝缩裂缝一般在混凝土
表面呈现碎小的六角形花纹状裂缝,裂缝很浅,常在初凝期间出现。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,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。
四、施工裂缝防治措施
1.配合比施工应严格按照设计要求
在工程施工过程中应严格控制混凝土的水灰比,严格控制混凝土所需原材料的质量。
2.控制混凝土初始温度应采取的措施
1)为最大程度
降低混凝土的初凝温度,应尽量安排在夜间浇筑混凝土。如果为了缩短工期,在白天浇筑混凝土时,应该在沙、石等料场采取用湿麻袋覆盖搭设简易遮阳装置,必要时向骨料喷冷水等措施。如果混凝土需要泵送时,在泵管上应加盖草袋等遮阳装置并定期喷冷水降温。
2)可通过骨料水冷和风冷降温、加冰和加冷却水拌和、各生产环节加强保温以免冷量损失[7],降低
混凝土初始温度等措施降低混凝土浇筑温度,避免或减少发生裂缝风险。
3)可通过坝体内埋设冷却水管和风管、表面洒水冷却、表面保温材料保护等措施人工控制混凝土后期温升
3.提高混凝土抗裂能力应采取的措施
1)工程施工中要由有经验的振捣工人进行混凝土振捣,并注意振捣半径,控制振捣时间。
2)采用
二次振捣技术来加强混凝土的浇灌振捣,以改善混凝土的强度,提高其抗裂性。
3)混凝土拆模时间应安排合理,并在拆模后尽量控制混凝土表面温度下降幅度,混凝土拆模时的强度一般不低于5MPa。