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4921字职称论文论文题目评述:混凝土裂缝的防治

论文类型:职称论文
论文字数:4921字
论点:混凝土,裂缝,钢筋
论文概述:

本文是评职称论文,主要论述施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作.

论文正文:

混凝土是由砂石骨料、水泥、水和其他外部材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土结构及其自身变形和约束等一系列问题,硬化混凝土中存在许多微孔、气泡和微裂缝。正是由于这些初始缺陷,混凝土呈现出一些不均匀的特性。微裂缝通常是无害的裂缝,不会损害混凝土的承载、防渗等功能。然而,在混凝土受到荷载、温差等影响后,微裂缝会继续膨胀和连接,最终形成肉眼可见的宏观裂缝,这在混凝土工程中常被称为裂缝。
混凝土建筑和构件通常会产生裂缝。由于裂缝的存在和发展,内部钢筋等材料会受到腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载力、耐久性和抗渗性,影响建筑物的外观和使用寿命,严重时会威胁到人们的生命财产安全。许多工程事故是由裂缝的不稳定发展引起的。现代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,混凝土工程中的裂缝问题在一定范围内是不可避免的,也是可以接受的,只有采取有效措施,才能将破坏程度控制在一定范围内。《钢筋混凝土规范》还明确规定,某些结构在不同条件下允许有一定宽度的裂缝。但是,应采取有效措施控制施工中裂缝的出现,以防止裂缝出现在结构中或尽可能减少裂缝的数量和宽度,特别是尽可能避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。
混凝土裂缝的原因很多,包括变形引起的裂缝,如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉降等引起的裂缝。外部载荷引起的裂纹;维护环境不当和化学作用等导致裂纹。我们应该在实际项目中区别对待,根据实际情况解决问题。

2。混凝土工程中常见裂缝及预防

1。干缩裂缝及预防
干缩裂缝通常发生在混凝土养护后一段时间或混凝土浇筑后一周左右。水泥浆中水的蒸发会产生不可逆的干缩。干缩裂缝的发生主要是由于混凝土内外水分蒸发水平不同造成的变形结果不同:混凝土受外界条件影响,表面失水过快,变形大,内部湿度变化小,变形小,较大的表面干缩变形受混凝土约束,导致较大的拉应力和裂缝。相对湿度越低,水泥浆体的干缩越大,干缩裂缝越容易出现。干缩裂缝大多是表面平行线或网形浅细裂缝,宽度在0.05-0.2毫米至0.2毫米之间。在大体积混凝土中,平面部分更常见,在较薄的梁板中,它们大多沿短方向分布。干缩裂缝通常影响混凝土的抗渗性,引起钢筋腐蚀,影响混凝土的耐久性,并在水压作用下产生水力压裂,影响混凝土的承载力等。混凝土干缩主要与混凝土水灰比、水泥组成、水泥用量、骨料性质和用量、外加剂用量等有关。
主要预防措施:首先选择收缩较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥来减少水泥用量。其次,水灰比对混凝土的干缩影响很大。水灰比越大,干缩越大。因此,在混凝土配合比设计中应尽量控制水灰比的选择,同时应加入适当的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工的配合比。混凝土的用水量不得大于配合比设计中给出的用水量。四是加强混凝土早期养护,适当延长混凝土养护时间。冬季施工时,应适当延长混凝土的保温和覆盖时间,并采用养护剂养护。第五,混凝土结构中应设置适当的收缩缝。

2.塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土表面因凝结前迅速失水而产生的收缩。塑性收缩裂缝通常发生在干热天气或多风天气,裂缝大多处于中间宽度、细端和不同长度的状态,彼此不连贯。较短的裂缝通常为20-30cm长,较长的裂缝可达2-3m和1-5mm宽。主要原因是:混凝土在最终凝固前强度很小或没有强度,或者混凝土刚刚凝固,强度很小。在高温或较大风力的影响下,混凝土表面失水过快,导致毛细管内产生较大负压,导致混凝土体积急剧收缩。此时,混凝土的强度无法抵抗自身收缩,从而产生裂缝。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。
主要预防措施:首先,选择干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,加入高效减水剂,提高混凝土坍落度和和易性,减少水泥和用水量。第三,浇筑混凝土前,均匀彻底地浇灌底座和模板。四是及时覆盖塑料薄膜或湿草垫和麻屑,使混凝土在终凝前保持表面湿润,或在混凝土表面喷洒养护剂进行养护。第五,在高温多风的天气应设置遮阳挡风设施,以便及时维护。

3。沉降裂缝及防治
沉降裂缝是由于土质不均匀引起的不均匀沉降、软土或回填土或结构基础浸水造成的;或者由于模板刚性不足、模板支架间距过大或支撑底部松动等原因。尤其是在冬季,模板支撑在冻土上,导致冻土融化后不均匀沉降,导致混凝土结构出现裂缝。这种裂缝大多是深裂或穿透裂缝,其趋势与下沉有关,一般沿垂直于地面的方向或以30-45度的角度发展。较大的沉陷裂缝往往有一定的位错,裂缝宽度往往与沉陷成正比。裂纹宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定后,沉降裂缝也趋于基本稳定。
主要预防措施:首先,上部结构施工前,根据需要对软土和回填地基进行夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度,支撑牢固,基础受力均匀。三是防止混凝土浇筑时地基被水浸泡。第四,拆模时间不宜过早,应注意拆模顺序。第五,在冻土上设置模板时应采取一些预防措施。

4。温度裂缝及预防
温度裂缝主要发生在大体积混凝土表面的混凝土结构或温差变化较大的区域。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量水化热(当水泥用量为350-550公斤/立方米时,每立方米混凝土将释放17500-27500千焦的热量,从而将混凝土内部温度提高到70℃左右甚至更高)。由于混凝土体积大,大量水化热积聚在混凝土中,不易消散,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热更快,从而形成较大的内外温差。较大的温差导致内外之间不同程度的热膨胀和收缩,从而在混凝土表面产生一定的拉伸应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会出现裂缝,这通常发生在混凝土施工的中后期。在混凝土施工过程中,当温差变化较大或混凝土受到寒潮袭击时,混凝土表面温度会急剧下降,导致收缩。表面收缩的混凝土会受到内部混凝土的约束,产生较大的拉应力和裂缝,通常只在混凝土表面的较浅范围内产生。
温度裂缝的趋势通常是不规则的,大面积结构裂缝往往纵横交错。对于长度和尺寸较大的梁板结构,裂缝大多平行于短边。深度和穿透性温度裂缝通常平行于或接近平行于短边方向,裂缝沿长边呈扇形出现,中间相对密集。裂纹宽度不同,明显受温度变化的影响。冬天更宽,夏天更窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝通常中间厚,两端薄,而冷收缩裂缝的厚度变化不明显。这种裂缝的出现会引起钢筋腐蚀、混凝土碳化,降低混凝土的抗冻性、抗疲劳性和抗渗性。
主要预防措施:首先,尽量选择低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是降低水泥用量,尽量控制水泥用量在450公斤/立方米以下。三是降低水灰比,混凝土的水灰比一般控制在0.6以下。四是改善骨料级配,加入粉煤灰或减水剂,减少水泥用量,降低水化热。五是改善混凝土搅拌工艺,降低混凝土浇筑温度。第六是在混凝土中加入一定量的具有减水、塑化和缓凝作用的添加剂,以改善混凝土混合料的流动性和保水性,降低水化热,延缓热峰的出现。第七,在高温季节,可以采取设置遮阳棚等辅助措施来控制混凝土的温升,降低混凝土浇筑温度。第八,大体积混凝土的温度应力与结构尺寸有关。混凝土结构尺寸越大,温度应力越大。因此,有必要合理安排施工工艺,分层浇筑,以利于散热,减少约束。第九是在大体积混凝土内部设置冷却管,用冷水或冷空气冷却,以减小混凝土内外的温差。十是加强混凝土温度监测,及时采取降温和保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是为减少约束,浇筑混凝土前应在基岩和旧混凝土上铺设约5毫米的砂垫层或使用沥青涂料等材料。十三是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿草帘、麻屑等覆盖。,并注意浇水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,防止寒潮袭击。十四是混凝土配备少量钢材或掺入纤维材料,将混凝土的温度裂缝控制在一定范围内。

5。化学反应引起的裂缝及预防
碱骨料反应裂缝和钢筋腐蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的化学反应引起的裂缝。
混凝土搅拌后,会产生一些碱性离子。这些离子会与一些活性骨料反应,吸收周围环境中的水分,增加体积,导致混凝土疏松、膨胀和开裂。这种裂缝通常发生在混凝土结构的使用过程中,一旦出现就很难补救,因此在施工中应采取有效措施加以防止。主要预防措施如下:首先,选择低碱活性砂岩骨料。二是选择低碱水泥和低碱或无碱外加剂。三是选择合适的外加剂抑制碱集料反应。
由于混凝土浇筑不良、振动不良或钢筋保护层薄,有害物质进入混凝土造成钢筋腐蚀,腐蚀钢筋体积膨胀,导致混凝土膨胀。这种裂纹主要是纵向裂纹,沿钢筋位置出现。常见的预防措施包括:第一,保证钢筋保护层的厚度。第二,混凝土级配应良好。第三,混凝土浇筑应振捣密实。第四,钢筋表面应涂防腐漆。

三。裂缝处理

裂缝的出现不仅会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋腐蚀,加速混凝土碳化,降低混凝土的耐久性、抗疲劳性和抗渗性。因此,根据裂缝的性质和具体情况,应区别对待,及时处理,确保建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要包括以下方法:表面修补法、灌浆法、填缝密封法、结构加固法、混凝土置换法、电化学保护法和仿生自愈法。

1。表面修复
表面修复是一种简单而常见的修复方法,主要适用于稳定且不影响结构承载力的表面裂纹和深裂纹的处理。常见的处理措施是在裂缝表面涂抹水泥浆、环氧水泥或油漆、沥青等防腐材料。为了防止混凝土在保护过程中因各种效应而继续开裂,通常采取在裂缝表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2。灌浆、嵌缝和封堵法
灌浆法主要适用于修补影响结构完整性或有防渗要求的混凝土裂缝。它利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而达到封堵加固的目的。常见的胶凝材料包括水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯和其他化学材料。
填缝是裂缝密封中最常用的方法之一。它通常沿着裂缝凿出一个凹槽,并用塑料或刚性止水材料填充凹槽,以达到密封裂缝的目的。常用的塑料材料包括聚氯乙烯水泥、塑料软膏、丁基橡胶等。;常用的刚性止水材料是聚合物水泥砂浆。

3。结构加固
当裂缝影响混凝土结构的性能时,应考虑混凝土结构的加固方法。结构加固常用的方法有:增加混凝土结构的横截面积、在构件的拐角处包裹钢筋、采用预应力钢筋、粘贴钢板、增加支点钢筋和喷射混凝土钢筋。

4。混凝土置换
混凝土置换是处理严重受损混凝土的有效方法。这种方法是在用新的混凝土或其他材料替换之前清除受损的混凝土。常见的替代材料包括:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

5。电化学防护
电化学腐蚀防护是通过施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土的环境状态,钝化钢筋,达到防腐的目的。阴极保护法、氯化物萃取法和碱回收法是化学保护法中常用的三种有效方法。该方法的优点是受环境因素影响较小,适用于钢筋和混凝土的长期防腐。它可以用于裂纹结构和新结构。

6。仿生自愈法
仿生自愈法是一种新的裂缝处理方法。它模仿生物组织的功能,自动将某些物质分泌到伤口部位来愈合伤口部位。在混合混凝土的传统成分中加入一些特殊成分(如液体芯纤维或含粘结剂的胶囊),在混凝土内部形成智能仿生自愈神经网络系统。当混凝土出现裂缝时,会分泌一些液体芯纤维来愈合裂缝。

四。结论

裂缝是混凝土结构中常见的现象。裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗性,影响建筑物的使用功能,还会引起钢筋腐蚀、混凝土碳化、材料耐久性降低,影响建筑物的承载能力。因此,应认真研究混凝土裂缝,区别对待,合理处理,施工中应采取各种有效的预防措施,防止裂缝的发生和发展,确保建筑物和构件的安全稳定工作。


1,许荣年。徐鑫垒。工程结构裂缝控制——“王铁蒙法”应用实例集。中国建筑工业出版社。2005
2,何兴华,高王晓。建筑工程裂缝控制指南。中国建筑工业出版社。2005年
3,郭震海,石旭东。钢筋混凝土的原理与分析。清华大学出版社,2003年5月