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  • 作者:中質(北京)建設工程檢測鑒定中心 2019-12-12 08:33 1090
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    正是基于此,國內外許多專家均提出:如果充分利用混凝土的后期強度,則可使每1m3混凝土的水泥用量減少40~70kg左右,則混凝土溫度相應降低4~7℃。另一方面,應當嚴格控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度。對于出機溫度和澆筑溫度的控制,《混凝土質量控制標準》明確規定:高溫季節施工時,混凝土最高澆筑溫度,不宜超過35℃。為了降低混凝土的出機溫度和澆筑溫度,可以采取下面的辦法:降低原料溫度,在攪拌混凝土時加冰塊冷卻,生產砼時避開當天高溫時段,對攪拌運輸車罐體、泵送管道采取保溫、冷卻措施。
    一般分為兩個控制階段,設計階段和施工階段。設計階段由設計人員對混凝土強度等級、鋼筋的品種、規格、建筑物的結構形式等進行統籌設計,有效控制裂縫。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內外溫差、設置施工縫或變形縫、加強混凝土中的配筋率等措施來減少混凝土的收縮,防止混凝土產生有害裂縫。主要包括以下幾點:
      (1)砂率的選擇。砂率的選擇對控制混凝土的裂縫有積極作用,混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大,在相同條件下混凝土的彈性模量較高,收縮量較?。欢掖止橇蠈κ湛s的約束作用,可減少開裂的可能。使用粗骨料,盡量選用粒徑較大、級配良好的粗骨料,在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中,摻總量不超過20%的大石塊,減少混凝土的用量,以達到節省水泥和降低水化熱的目的。
     ?。?)使用低熱水泥如礦渣水泥等,能明顯降低混凝土的最高溫度。伴隨減小混凝土內表溫差,起到減小溫度應力的作用,從而減少裂縫的產生。水泥水化熱測定按現行國家標準《水泥水化熱實驗方法(直接法)》測定,要求配制混凝土所用水泥7天的水化熱不大于25 kJ/kg。為降低水化絕熱溫升、減小體積變形,混凝土一般不宜使用水化熱高水泥。應使用水化熱較低的中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥,更不宜使用早強型水泥。因此,在滿足混凝土設計要求的前提下,應該盡量采用低水化熱水泥。其次是優化混凝土的配合比,以便在保證混凝土強度及流動度條件下,盡量節省水泥、降低混凝土絕熱溫升,按照基于絕熱溫升控制的高性能混凝土配合比優化設計功能準則對配合比進行優化。
      (3)采用混凝土雙摻技術。即在混凝土中加入優質粉煤灰,摻入量一般為水泥用量的20%左右,摻入緩凝型減水劑,用量為水泥用量的 1.0%左右。通過采用雙摻技術,減少水泥用量,降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時間。
     ?。?)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生收縮,這種方法還可以提高混凝土的自防水能力。
    當房屋地基土層分布不均勻,土質差別較大時,則往往在土層分布變化或土質差別處出現較明顯的不均勻沉降造成開裂。
      在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下,當未留設沉降縫時,也容易在高低和輕重的交接部位產生較大的不均勻沉降裂縫。此時,裂縫位于層數低的荷載較輕的部位,并向上朝著層數高的荷載重的部分傾斜。
      當房屋兩端土質壓縮下大,中部小時,沉降分布曲線將成凸形,此時,往往除了在縱墻兩端出現向外傾斜裂縫外。也常在縱墻頂部出現豎向裂縫。
      在多層房屋中,當底層窗臺過寬時,也往往容易因荷載由窗間墻集中傳遞,使地基不均勻沉降,致使窗臺在地基反力作用下產生反向彎曲,引起窗臺中部的豎向裂縫。
      此外,新建房屋的基礎若位于原有房屋基礎下,則要求新、舊基礎底面的高差H與凈距L的比值應小于0.5~1。否則,由于新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、墻體裂縫。同理,在施工相鄰的高層和低層房屋時,亦應本著先高、重,后低、輕的原則組織施工;否則,若先施工了低層房屋后再施工高層房屋,則也會造成低層房屋墻體的開裂。
    從以上分析可以看出,裂縫的分布與墻體的長高比大于橫墻,所以大部分裂縫發生在縱墻上。裂縫的分布與地基沉降分布曲線密切有關,當沉降分布曲線為凹形時,裂縫較多地發生在房屋的下部,裂縫寬度下大上小。當沉降分布曲線為凸形時,裂縫較多地發生在房屋的上部,裂縫寬度上大下小。裂縫的分布與墻體的受力特點密切有關,在門窗洞口處、平面轉折處、層高變化處,由于應力集中,往往也容易出現裂縫,又因墻體是受剪力破壞,其主應力為45°,所以,裂縫也成45°傾斜。

    大體積混凝土結構施工時,若混凝土澆筑體邊界無約束(如底、頂板頂面),在早期水化熱溫度迅速升高階段,混凝土內、外散熱條件的差異形成溫度梯度、表面受拉、內部受壓。當拉應力超過混凝土抗拉強度時,混凝土表面就產生裂縫。在混凝土的降溫階段,其溫差引起的變形加上混凝土的體積收縮變形,受到地基和結構邊界條件的約束時,在澆筑體斷面產生內部拉應力;當該拉應力超過混凝土抗拉強度時,混凝土整個截面就產生貫穿裂縫。
    混凝土內部的溫度與厚度及水泥品種、水泥用量有關,混凝土越厚,水泥用量越大,水化熱越高的水泥,其內部溫度越高,形成溫度應力越大,產生裂縫的可能性越大。對于大體積混凝土,其形成的溫度應力與結構尺寸相關。在一定尺寸范圍內,混凝土結構尺寸越大,溫度應力也越大,因而引起裂縫的危險性也越大,這就是大體積混凝土易產生溫度裂縫的主要原因。因此,防止大體積混凝土出現裂縫最根本的措施就是控制內部和表面的溫度差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時,也可選用礦渣硅酸鹽水泥。此外,要充分利用混凝土后期強度,以減少水泥用量。為更好地控制水化熱所造成的溫度升高,減少溫度應力,可以根據工程結構實際承受荷載的情況,對工程結構的強度和剛度進行復核與驗算,取得設計單位的同意后,可用56天或90天抗壓強度代替28天抗壓強度作為設計強度。過去土木建筑物層數不多、跨度不大,且多為現場攪拌,施工工期短,混凝土標準試驗齡期定為28天。對于具有大體積鋼筋混凝土基礎的高層建筑,大多數的施工期限很長,少則1~2年,多則4~5年,28天不可能向混凝土結構特別是向大體積鋼筋混凝土基礎施加設計荷載。因此,將試驗混凝土標準強度的齡期推遲到56天或90天是合理的。

    施工方面的原因
      (1)在施工過程中,出現違章施工、不當施工造成混凝土裂縫。如夏季施工時由于運輸車交通不暢耽擱時間,混凝土的和易性和流動性較差,現場人為加水,造成混凝土強度的降低,加水部分的混凝土水灰比和強度與原配合比的混凝土不同,造成不同配比混凝土的凝縮裂縫和干縮裂縫。
     ?。?)振搗方式不當引起裂縫。不正確的振搗方式會造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂;或造成混凝土砂漿大量向低處流淌,致使混凝土產生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交界處出現裂縫。
     ?。?)現場養護不當造成混凝土收縮開裂。在施工現場澆筑混凝土時不能做到及時覆蓋保溫養護,一般總要等到最后一遍抹光結束后才覆蓋,有的甚至不覆蓋,結果導致混凝土表面開裂。
    混凝土澆注后仍處于塑料性狀態時,因其表面水分蒸發過快而產生的裂縫。這類裂縫多在表面出現,形狀不規則,長短不一,呈龜裂狀深度一般不超過50mm,但薄板結構如果混凝土中摻加有含泥量大的粉砂則可能穿透。這主要是由于混凝土澆注后3~4小時左右時,表面沒有被覆蓋。特別是平板結構在炎熱或大風干燥天氣條件下,表面水分蒸發過快,或者是被基礎、模板吸水過快,以及混凝土本身的高水化熱等原因造成混凝土產生急劇收縮,而此時混凝土強度幾乎為零,不能抵抗這種變形力而導致開裂,從混凝土中蒸發和被吸收水分的速度越快,干縮裂縫越易產生。
    控制澆灌溫度。要降低混凝土的最高溫度和溫差,比較直接的措施是降低澆筑溫度。為了降低混凝土從攪拌機出料到卸料、運輸和澆灌振搗后的溫度,減少結構的內外溫差,一般應根據季節采取措施。如夏季施工時,采用一個坡度、薄層澆灌、循序推進、一次到頂等措施來縮小混凝土暴露面積及加快澆灌速度,縮短澆灌時間。在冬季施工時,對結構厚度在1.0 m以上的混凝土可繼續施工,但應保證保溫澆灌、保溫養護,一般可利用混凝土本身散發的水化熱養護自己,并要求在混凝土沒有達到允許臨界強度以前防止凍害。
    房屋的全部荷載最終通過基礎傳給地基,而地基在荷載作用下,其應力是隨深度而擴散,深度大,擴散愈大,應力愈小;在同一深處,應力也總是中間最大,向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應力的擴散作用,即使地基非常均勻,房屋地基應力分布仍然是不均勻的,從而使房屋地基產生不均勻沉降,即房屋中部沉降多,兩端沉降少,形成微微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在土質較好、較均勻,且房屋的長高比不大的情況下,房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的,一般對房屋的安全使用不會產生多大的影響。但當房屋的安全使用不會產生多大的影響。但當房屋修建在淤泥土質或軟塑狀態的粘土上時,由于土的強度低,壓縮性大,房屋的絕對沉降量都可能比較大。如果房屋的長高比較大,縱墻剛度又差,那么墻體就可能出現嚴重的裂縫。裂縫向沉降較大的方向傾斜。沿著門窗洞口約成45°,呈正八字形。
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