① 急需:淺談混凝土裂縫成因和處理 論文一篇
淺談混凝土的施工溫度與裂縫 摘要:通過多年的現場觀察,通過查閱有關混凝土內部應力方面的專著,對混凝土溫度裂縫產生的原因、現場混凝土溫度的控制和預防裂縫的措施進行等進行闡述。 1摘 要 通過多年的現場觀察,通過查閱有關混凝土內部應力方面的專著,對混凝土溫度裂縫產生的原因、現場混凝土溫度的控制和預防裂縫的措施進行等進行闡述。
關鍵詞 混凝土 溫度應力 裂縫 控制混凝土在現代工程建設中佔有重要地位。而在今天,混凝土的裂縫較為普遍,在橋梁工程中裂縫幾乎無所不在。盡管我們在施工中採取各種措施,小心謹慎,但裂縫仍然時有出現。究其原因,我們對混凝土溫度應力的變化注意不夠是其中之一。
在大體積混凝土中,溫度應力及溫度控制具有重要意義。這主要是由於兩方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出現溫度裂縫,影響到結構的整體性和耐久性。其次,在運轉過程中,溫度變化對結構的應力狀態具有顯著的不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫,因此本文僅對施工中混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。1 裂縫的原因混凝土中產生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結構不合理,原材料不合格(如鹼骨料反應),模板變形,基礎不均勻沉降等。
混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。後期在降溫過程中,由於受到基礎或老混凝上的約束,又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕,表面干縮形變受到內部混凝土的約束,也往往導致裂縫。混凝土是一種脆性材料,抗拉強度是抗壓強度的1/10左右,短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.6~1.0)×104, 長期加荷時的極限位伸變形也只有(1.2~2.0)×104.由於原材料不均勻,水灰比不穩定,及運輸和澆築過程中的離析現象,在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易於出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應力主要是由鋼筋承擔,混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力,則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度,往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對於進行合理的結構設計和施工極為重要。2 溫度應力的分析根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:
(1)早期:自澆築混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特徵,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由於彈性模量的變化,這一時期在混凝土內形成殘余應力。
(2)中期:自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止,這個時期中,溫度應力主要是由於混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
(3)晚期:混凝土完全冷卻以後的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。
根據溫度應力引起的原因可分為兩類:
(1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由於結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如,橋梁墩身,結構尺寸相對較大,混凝土冷卻時表面溫度低,內部溫度高,在表面出現拉應力,在中間出現壓應力。
(2)約束應力:結構的全部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。
這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。
要想根據已知的溫度准確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下,需要依靠模型試驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松馳,計算溫度應力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細述。3 溫度的控制和防止裂縫的措施為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。
控制溫度的措施如下:
(1)採用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;
(2)拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆築溫度;
(3)熱天澆築混凝土時減少澆築厚度,利用澆築層面散熱;
(4)在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫;
(5)規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度;
(6)施工中長期暴露的混凝土澆築塊表面或薄壁結構,在寒冷季節採取保溫措施;
改善約束條件的措施是:
(1)合理地分縫分塊;
(2)避免基礎過大起伏;
(3)合理的安排施工工序,避免過大的高差和側面長期暴露;
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養護,防止表面干縮,特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要,應特別注意避免產生貫穿裂縫,出現後要恢復其結構的整體性是十分困難的,因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。
在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉率,往往要求新澆築的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高於氣溫時應適當考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆築早期拆模,在表面引起很大的拉應力,出現「溫度沖擊」現象。在混凝土澆築初期,由於水化熱的散發,表面引起相當大的拉應力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數值,就有導致裂縫的危險,但如果在拆除模板後及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對於防止混凝土表面產生過大的拉應力,具有顯著的效果。
加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小,因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低於屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩定的,而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線脹系數與混凝土線脹系數相差很小,在溫度變化時兩者間只發生很小的內應力。由於鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當內混凝土應力達到抗拉強度而開裂時,鋼筋的應力將不超過100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋後結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時,對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結構的表面常常會發生細而淺的裂縫,其中大多數屬於干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。
為保證混凝土工程質量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑,筆者在實踐中總結出其主要作用為:
(1)混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發後毛細管中產生毛細管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力,但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。
(2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。
(3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來補充。
(4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。
(5)提高水泥漿與骨料的粘結力,提高的混凝土抗裂性能。
(6)混凝土在收縮時受到約束產生拉應力,當拉應力大於混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
(7)摻加外加劑可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。
(8)摻減水防裂劑後混凝土緩凝時間適當,在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。
(9)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發,減少乾燥收縮.
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經濟。4 混凝土的早期養護實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應力觀點出發,保溫應達到下述要求:
1)防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。
2)防止混凝土超冷,應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低於混凝土使用期的穩定溫度。
3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養護,主要目的在於保持適宜的溫濕條件,以達到兩個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。
適宜的溫濕度條件是相互關聯的。混凝上的保溫措施常常也有保濕的效果。
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有餘。但由於蒸發等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆築後的最初幾天是養護的關鍵時期,在施工中應切實重視起來。5 結束語
以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關系進行了理論和實踐上的初步探討,雖然學術界對於混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論,但對於具體的預防和改善措施意見還是比較統一,同時在實踐中的應用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現問題後多分析、多總結,結合多種預防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的。
② 混凝土裂縫的研究現狀及趨勢
這方來面的文章不太好寫 ,你源可以去找別人幫你寫一下。他們的文章寫的不錯,完成文章,滿意再付費的.Q Q 好友查找一下就可以 一零三七二五二六五七 混凝土,簡稱為「砼(tóng)」:是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料的統稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料;與水(加或不加外加劑和摻合料)按一定比例配合,經攪拌、成型、養護而得的水泥混凝土,也稱普通混凝土,它廣泛應用於土木工程。
③ 混凝土裂縫的成因與控制引言怎麼寫
1.應力集中。
2.混凝土凝固過程中產生水積熱、干縮等。
主要預防措施是改善施工工藝和配合比,加強養護。
④ 混凝土裂縫的研究
有好多部專著,你買了好好的看看。不知你是哪裡的。如果有條件的話。可以到我們這里來實習。我是山西省大同市工程技術研究所的。防滲堵漏做了30多年,既有理論,又有實踐,還有豐富的技術資料。也可告我你的QQ號,加我細聊
⑤ 對混凝土裂縫的研究論文的結束語要怎麼寫
要根據你文章內容寫結論
⑥ 關於混凝土裂縫的參考文獻
混凝土裂縫限制標准[1]
混凝土的裂縫是不可避免的,其微觀裂縫是本身物理力學性質決定的,
但它的有害程度是可以控制的,有害程度的標準是根據使用條件決定的。目前世界各國的規定不完全一致,但大致相同。如從結構耐久性要求、承載力要求及正常使用要求,最嚴格的允許裂縫寬度為0.1mm。近年來,許多國家已根據大量試驗與泵送混凝土的經驗將其放寬到0.2mm。當結構所處的環境正常,保護層厚度滿足設計要求,無侵蝕介質,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。沿鋼筋的順筋裂縫有害程度高,必須處理。
近年來預應力混凝土應用范圍逐漸推廣到更多的結構領域,如大跨超長、超厚及超靜定框架結構,其混凝土強度等級必須提高至C50。在採用泵送條件下,其收縮與水化熱大大增加,約束應力裂縫很難避免,張拉前開裂,張拉後又不閉合,裂縫控制的難度更加困難。預應力結構裂縫允許寬度是嚴格的,預應力筋腐蝕屬「應力腐蝕」並有可能脆性斷裂,預兆性較小,裂縫擴展速度快。裂縫深度h與結構厚度H的關系如下:h≤0.1H表面裂縫;0.1H<h<0.5H淺層裂縫;0.5H≤h<1.0H縱深裂縫;h=H貫穿裂縫。
應當盡量避免貫穿性及縱深裂縫,如出現該種裂縫應採取化學灌漿處理來保證強度,即貫縫抗拉強度必須超過混凝土抗拉強度。
早期裂縫一般出現在一個月之內,中期裂縫約在6個月之內,其後1~2年或更長時間屬於後期裂縫。
混凝土裂縫原因分析
在修補裂縫前應全面考慮與之相關的各種影響因素,仔細研究產生裂縫的原因,裂縫是否已經穩定,若仍處於發展過程,要估計該裂縫發展的最終狀態。在日本混凝土協會「混凝土裂縫的調查和修補指南」中,對調查的原則、普查、詳查方法均作了詳細規定,主要有:
裂縫的現狀調查(裂縫類型和寬度);有無病害(漏水、鋼筋銹蝕);產生裂縫的經過(發生時間和過程);設計書的檢查;施工記錄的檢查;根據混凝土鑽芯檢查構件的強度、厚度;荷載調查;中性化試驗;鋼筋調查(鋼筋位置、細筋數量及有無銹蝕);地基調查;混凝土分析;荷載試驗;振動試驗。
混凝土裂縫的處理
1.表面處理法:包括表面塗抹和表面貼補法
表面塗抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(土工膜或其它防水片)法適用於大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏
2.填充法
用修補材料直接填充裂縫,一般用來修補較寬的裂縫(〉0.3mm),作業簡單,費用低。寬度小於0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可採取開V型槽,然後作填充處理。
3.灌漿法
此法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。
4.結構補強法
因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可採取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗;鑽心取樣試驗;壓水試驗;壓氣試驗等。
參考文獻:
1.王鐵夢.工程結構裂縫控制的綜合方法.施工技術.2000(5).5-9