科技资讯2008NO.28
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工业技术
影响混凝土结构裂缝原因分析
(1.陕西交通公路设计有限公司
曹亮1贾晓蕾2
西安710075;2.冯家山水库管理局
西安
710077)
摘要:我国国民经济的高速增长,带动了建筑业的快速、持续的发展。混凝土因其取材广泛,价格低廉,抗压强度高,可浇注成各种形
状,并且耐火性好,不易风化,养护费用低,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。而随着商品混凝土的诞生,由于其施工方便快捷,性能稳定,质量可靠,劳动强度低,生产效率高,同时又可减少噪音,保护环境等综合优点,更是把混凝土推向了一个顶峰。他针对工业建筑混凝土结构裂缝进行各种问题进行分析,并在实际建筑过程中总结经验,提出解决方案。关键词:混凝土结构裂缝原因预防措施中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1672-3791(2008)10(a)-0084-02
工业建筑混凝土结构裂缝是极为普遍震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运的现象,其中较多的要数钢筋混凝土构件。输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工实践证明,混凝土结构件和相当部缝超载、张拉应力值过大等均可能产生裂是可以通过设计手段、施工措施来克服缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受的,本文就常见的容易忽视问题,引发裂缝弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同的原因进行归纳,并提出相应的预防措施。
程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%～40%的设计荷载,就可能出现裂1常见混凝土裂缝原因分析
缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏混凝土是一种抗拉能力极低的脆性材荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以料,尤其工业建筑改扩建项目,在施工和使在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂用过程中,当发生温度、湿度变化,轧机震缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂动、地基不均匀沉降时,极容易产生裂缝。缝)。在钢筋混凝土设计规范中,分别不同情近年来,随着建筑技术、建筑材料、施工工况规定裂缝的最大宽度为(0.2～0.3)nun。艺的发展和试验检测手段的进步,不仅重对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不视其物理性能,同时重视其化学性能。如允许开裂的构件上出现裂缝则应认为有AAR”碱集料反应以及化学介质的侵蚀害,需加以认真分析,慎重处理。会使混凝土结构过早产生裂缝,降低混凝1.5设计构造
土强度。
结构构件断面突变或因开洞、留槽引1.1材料质量
起应力集中;构造处理不当现浇主梁在搁材料质量问题引起的裂缝较常见的原次梁处如没有设附加箍筋或附加吊筋以及因是水泥、砂、石等质量不好。苦工程上各种结构缝设置不当等因素均容易导致混用了这些不合格的材料就会导致“豆腐渣凝土开裂。
工程”,所以说只有材料的质量关把好了,1.6湿度变形裂缝
工程质量才会在根本上得到保证。普通混凝土在空气中硬结时,体积会1.2地基变形
发生收缩,由此而在构件内产生拉应力,在在钢筋混凝土结构中,造成开裂主要原早期混凝土强度较低时,混凝土收缩值最因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方大。因此,若构件早期养护不良,极易产生向决定与地基变形的情况,由于地基变形的收缩裂缝。这类裂缝,在现浇剪力墙、水池应力相对较大,使的裂缝一般是贯穿性的。底、壁等工程结构中最为常见。1.3施工工艺
1.7徐变裂缝
施工工艺着重强调以下几点:
结构构件在内应力的作用下,除瞬时①水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩弹性变形外,其变形值随时间的延长而增通常是导致混凝土裂缝的重要原因。
加的现象称为徐变变形。据文献记载受弯②混凝土是一种人造混合材料,其质构件由于徐变变形的作用,其长期变形值量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的可增加2～3倍,因变形量加大而使拉区混均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、凝土承受拉应力,造成裂缝的出现。预应运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷力构件因徐变会产生较大的应力损失,降和疏漏,都可能使裂缝产生的直接或间接低了结构的抗裂性能。此类裂缝常见于受原因。
弯构件的拉区,其特征与承受荷载出现裂③模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚缝相同。
度不足、支撑的地基下沉、过拆模等都有1.8施工方面
可能造成混凝土开裂。施工过程中,钢筋由于施工原因造成裂缝出现的因素很表面污染,混凝土保护层太大或太小,浇灌多。如混凝土结构养护不良或养护时间不中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。
够;水灰比过大、水泥或外加剂加入量过④混凝土养护,特别是早期养护质量大;搅拌时间不够、振捣不实;钢筋表面污与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内染、保护层过小或过大;任意留置施工缝外温度较大更容易产生裂缝。且不按规定处理;后期施工扰动前期混凝1.4结构受荷
土;构件内外温差大,未采取有效措施;在结构受荷后产生裂缝的因素很多,施不宜施工的气候条件下,勉强施工;冬季施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受
工未采取防冻措施等。
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2预防措施
2.1材料选用
①水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安全性不合格水泥。
②粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好,孔隙率小,无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
③细骨料:宜用颗粒较粗、孔隙较小,含泥量较低的中砂。
④外掺料:宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
2.2配料
①配合比设计:采用低水灰比、低用水量,以减少混凝土的收缩。
②禁止任意增加水用量。
③配制混凝土时计量应准确,要严格控制灰比和水泥用量,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新拌匀后,方可浇灌。2.3配筋
钢筋配置应严格按施工图施工,尤其重视以下各点。
①从塑性铰区延性考虑钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对构件抗裂性能的影响,做到强度弱梁。
②钢筋位置要正确。保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂,钢筋间距过大易引起钢筋之间的混凝土开裂。2.4模板工程
钢筋混凝土结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下各点。
①模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。
②模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。
③合理掌握拆模时间,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值。
2.5混凝土浇筑
①混凝土浇筑时应防止离析显现,振捣应均匀、适度。
②加强混凝土的早期养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保温等方法。2.6施工技术
（下转86页）
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图3
煅烧温度对回收率的影响
图4
煅烧时间对回收率的影响
图5液固比对回收率的影响图6氢氧化镁的XRD图
溶液中的Al3+:当溶液的pH≥12时,改变实验条件:煅烧温度300℃、400℃、Al3+会转化为AlO-12,对Mg2+沉淀无影响,500℃、600℃、700℃。由图3可以看出:最后溶液中得到是NaAlO2,Na2SO4和温度过低,反应速度慢,反应不完全,镁回NaOH。进一步调节pH值可以分离得到有收率低;温度过高,过滤后的滤纸上有大利用价值的铝盐和芒硝。
量的杂质,可能是高温作用黏结生成了不工艺流程如图2所示。溶于水的硅酸盐类,镁回收率降低。
工艺过程简述为:
1.4.2煅烧时间对镁回收率的影响①在高温炉中煅烧硼泥与工业硫酸的固定实验条件:液固比1∶1,煅烧温度混合泥浆。
400℃。改变实验条件:煅烧时间0.5h、1h、②溶解,过滤,除去杂质。(NH4)C2O4溶液1.5h、2h。由图4可以看出:随着时间的检验Ca2+。如果还存在Ca2+
,反复加热过滤。
增加,反应逐渐结束,镁回收率趋于平衡。
③加入双氧水。用K3[Fe(CN)6]溶液检1.4.3液固比对镁回收率的影响
验Fe2+。在滤液中加入NaOH调节pH=9.0。
固定实验条件:煅烧时间1h,煅烧温度④过滤。在滤液中加入NaOH调节400℃。改变实验条件:液固比1∶1、2∶1、pH=12.0。
3∶1。由图5可以看出:随着液固比增大,⑤过滤,洗涤,干燥。硫酸过量越多,镁回收率趋于平衡。液固1.4结果与讨论
比太小,硼泥中的矿物反应不完全。
1.4.1煅烧温度对镁回收率的影响1.4.4综合条件实验
固定实验条件:煅烧时间1h,液固比1:1。
结合条件实验结果综合考虑选择确定煅84页）
工过程中的各类问题,有利于建筑行业的①加强地基的检查与验收工作,基坑发展,更有利于施工的安全及工程的实用开挖后及时通知勘察及设计单位到场验性。混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝收。对较复杂的地基,设计方在基坑开挖土的施工质量,在混凝土生产以及施工过后应要求勘察补钻探,当探出有不利地质程中有针对性地采取预防措施,尽可能采情况时,必须先对其加固处理,并经验收取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量后,方可进行下一步施工。
不出现裂缝,或尽量减少裂缝的数量和宽②开挖基槽时,要注意不扰动其原状度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工结构。合理安排施工顺序。相邻建(构)筑程质量,使建筑物具备良好的耐久性和结物间距较近时,一般应先施工较深基础,以构稳定性。
防止基坑开挖破坏已建基础的地基。
在现代建筑施工过程中,钢筋混凝土参考文献
工程尤为显见,因为重视钢筋混凝土在施
[1]陈晓东.浅谈商品混凝土结构裂缝的控
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烧硼泥与浓硫酸混合物最佳工艺条件为:煅
烧温度350℃,煅烧时间1.8h,液固比2.5∶1。在此条件下进行实验,镁回收率为91.17%。采用日本理学Rigaku公司生产的D/maxRB型X射线衍射仪,对最佳工艺条件实验所制备的样品进行分析,结果如图6所示。图中样品衍射峰与数据库中Mg(OH)2的标准峰符合的很好,其他杂质峰很少,表明制得样品的主物相为氢氧化镁。
2结语
①高温下煅烧硼泥与浓硫酸混合物最佳工艺条件为:煅烧温度350℃,煅烧时间1.8h,液固比2.5∶1。
②高温下煅烧硼泥与浓硫酸混合物在技术上是可行的,在最佳工艺条件下,可使镁回收率达到91.17%。
③高温下煅烧硼泥与浓硫酸混合物回收硼泥制备氢氧化镁的工艺在治理硼泥对环境污染的同时充分利用了硼泥中的有价元素镁,为氢氧化镁的生产开辟了一条新途径。
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