混凝土裂缝控制技术讲解.ppt
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1、建筑业10项新技术(第2章 钢筋与混凝土技术混凝土技术部分)王永海王永海 副研究员副研究员冷发光冷发光 研究员研究员 中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院 建筑材料研究所建筑材料研究所 2018年年3月月23日日22.1 高耐久性混凝土技术高耐久性混凝土技术2.3 2.3 自密实混凝土技术自密实混凝土技术2 钢筋与混凝土技术(混凝土部分)钢筋与混凝土技术(混凝土部分)2.2 高强高性能混凝土技术高强高性能混凝土技术 2.4 2.4 再生骨料混凝土技术再生骨料混凝土技术2.5 2.5 混凝土裂缝控制技术混凝土裂缝控制技术 主要修订变化主要修订变化2.6 2.6 超高泵送混凝土技术超高泵送混凝土技
2、术保障现代混凝土结构耐久性及防水工程的防水性能的关键对策是什么?抗裂性早期不开裂恶劣环境下,长时不开裂开裂抗渗抗冻抗化学侵蚀抗碳化混凝土的抗裂性关乎其免疫性,应当给予足够重视!早期早期抗裂抗裂是关是关键键混凝土抗裂性3工程中最普遍的现实问题:混凝土裂缝比比皆是工程中最普遍的现实问题:混凝土裂缝比比皆是工程中最普遍的现实问题:混凝土裂缝比比皆是工程中最普遍的现实问题:混凝土裂缝比比皆是未老先衰:刚浇注的混凝土即开裂未老先衰:刚浇注的混凝土即开裂典型工程实照典型工程实照典型工程实照典型工程实照观察位观察位置置早早裂裂地下室顶板裂缝地下室顶板裂缝地下室顶板裂缝地下室顶板裂缝上部结构楼板裂缝上部结构楼
3、板裂缝上部结构楼板裂缝上部结构楼板裂缝地下室顶板地下室顶板地下室顶板地下室顶板地下室顶板地下室顶板地下室顶板地下室顶板裂缝数量多裂缝数量多裂缝长度可达裂缝长度可达1m1m以上以上北京某工程北京某工程实际结构混凝土早期实际结构混凝土早期裂缝的典型形态特性裂缝的典型形态特性干燥收缩裂缝干燥收缩裂缝a干燥收缩裂缝b干燥收缩裂缝c干燥收缩裂缝d剪力墙与粱综合综合综合综合(普遍普遍普遍普遍)型型型型:干燥收缩干燥收缩干燥收缩干燥收缩+温差温差温差温差薄薄薄薄膜膜膜膜覆覆覆覆盖盖盖盖与与与与否否否否的的的的控控控控裂裂裂裂效效效效果果果果比比比比较较较较传传统统养养护护薄薄膜膜覆覆盖盖洒水:洒水:开裂开裂
4、薄膜覆盖,不开裂薄膜覆盖,不开裂用塑料薄膜覆盖养护用塑料薄膜覆盖养护 良好良好地下室顶板浇筑后未及时良好养护(采用传统的浇水养护方式),次日已见表面晒白、开裂。3 3万余万余万余万余mm2 2地坪无裂缝地坪无裂缝地坪无裂缝地坪无裂缝改进前改进前改进前改进前改进后改进后改进后改进后改进后改进后改进后改进后裂缝问题解决办法裂缝问题解决办法重视产生裂缝的重视产生裂缝的作用因子作用因子:“环境因素环境因素”重视防止裂缝的重视防止裂缝的抗力因子抗力因子:“材料(含设计)因素材料(含设计)因素”。作用因子是可知的,尽管精度有限;抗力因子是可控的,尽管作用因子是可知的,尽管精度有限;抗力因子是可控的,尽管程
5、度不同。程度不同。只要二者基本匹配,裂缝问题就解决只要二者基本匹配,裂缝问题就解决了。了。上述质量问题的主要解决原则:上述质量问题的主要解决原则:观念上转变;技术上重视:优选原材料、科学设计、精细化施观念上转变;技术上重视:优选原材料、科学设计、精细化施工、全过程控制工、全过程控制。保证工程质量的保证工程质量的“五好五好”原则原则:好好配(设计)、好好选(材:好好配(设计)、好好选(材料)、好好看(环境)、好好打(施工)、好好养(养护)。料)、好好看(环境)、好好打(施工)、好好养(养护)。25 混凝土裂缝控制与结构设计、材料选择和施工工艺等多个环节相关。结构设混凝土裂缝控制与结构设计、材料选
6、择和施工工艺等多个环节相关。结构设计主要涉及结构形式、配筋、构造措施及超长混凝土结构的裂缝控制技术等;材计主要涉及结构形式、配筋、构造措施及超长混凝土结构的裂缝控制技术等;材料方面主要涉及混凝土原材料控制和优选、配合比设计优化;施工方面主要涉及料方面主要涉及混凝土原材料控制和优选、配合比设计优化;施工方面主要涉及施工缝与后浇带、混凝土浇筑、水化热温升控制、综合养护技术等。施工缝与后浇带、混凝土浇筑、水化热温升控制、综合养护技术等。(1 1)结构设计对超长结构混凝土的裂缝控制要求)结构设计对超长结构混凝土的裂缝控制要求 超长混凝土结构如不在超长混凝土结构如不在结构设计与工程施工阶段结构设计与工程
7、施工阶段采取有效措施,将会引起不采取有效措施,将会引起不可控制的非结构性裂缝,严重影响结构外观、使用功能和结构的耐久性。超长结可控制的非结构性裂缝,严重影响结构外观、使用功能和结构的耐久性。超长结构产生非结构性裂缝的主要原因是混凝土收缩、环境温度变化在结构上引起的温构产生非结构性裂缝的主要原因是混凝土收缩、环境温度变化在结构上引起的温差变形与下部竖向结构的水平约束刚度的影响。差变形与下部竖向结构的水平约束刚度的影响。2.5 2.5 混凝土裂缝控制技术混凝土裂缝控制技术2.5.1 技术内容技术内容 1 1)对超长结构宜进行温度应力验算,温度应力验算时应考虑下部结构水平)对超长结构宜进行温度应力验
8、算,温度应力验算时应考虑下部结构水平刚度对变形的约束作用、结构合拢后的最大温升与温降及混凝土收缩带来的不利刚度对变形的约束作用、结构合拢后的最大温升与温降及混凝土收缩带来的不利影响,并应考虑混凝土结构徐变对减少结构裂缝的有利因素与混凝土开裂对结构影响,并应考虑混凝土结构徐变对减少结构裂缝的有利因素与混凝土开裂对结构截面刚度的折减影响。截面刚度的折减影响。2 2)为有效减少超长结构的裂缝,对大柱网公共建筑可考虑在楼盖结构与楼)为有效减少超长结构的裂缝,对大柱网公共建筑可考虑在楼盖结构与楼板中采用预应力技术,楼盖结构的框架梁应采用有粘接预应力技术,也可在楼板板中采用预应力技术,楼盖结构的框架梁应采
9、用有粘接预应力技术,也可在楼板内配置构造无粘接预应力钢筋,建立预压力,以减小由于温度降温引起的拉应力,内配置构造无粘接预应力钢筋,建立预压力,以减小由于温度降温引起的拉应力,对裂缝进行有效控制。除了施加预应力以外,还可适当加强构造配筋、采用纤维对裂缝进行有效控制。除了施加预应力以外,还可适当加强构造配筋、采用纤维混凝土等用于减小超长结构裂缝的技术措施。混凝土等用于减小超长结构裂缝的技术措施。3 3)设计时应对混凝土结构施工提出要求,如对大面积底板混凝土浇筑时采)设计时应对混凝土结构施工提出要求,如对大面积底板混凝土浇筑时采用分仓法施工、对超长结构采用设置后浇带与加强带,以减少混凝土收缩对超长用
10、分仓法施工、对超长结构采用设置后浇带与加强带,以减少混凝土收缩对超长结构裂缝的影响。当大体积混凝土置于岩石地基上时,宜在混凝土垫层上设置滑结构裂缝的影响。当大体积混凝土置于岩石地基上时,宜在混凝土垫层上设置滑动层,以达到减少岩石地基对大体积混凝土的约束作用。动层,以达到减少岩石地基对大体积混凝土的约束作用。2.5 2.5 混凝土裂缝控制技术混凝土裂缝控制技术2.5.1 技术内容技术内容 (2 2)原材料要求)原材料要求 1 1)水泥宜采用符合现行国家标准规定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥;大)水泥宜采用符合现行国家标准规定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥;大体积混凝土宜采用低热矿渣硅酸盐水泥或中、低
11、热硅酸盐水泥,也可使用硅酸盐体积混凝土宜采用低热矿渣硅酸盐水泥或中、低热硅酸盐水泥,也可使用硅酸盐水泥同时复合大掺量的矿物掺合料。水泥同时复合大掺量的矿物掺合料。水泥比表面积宜小于水泥比表面积宜小于350m2/kg350m2/kg,水泥碱含量水泥碱含量应小于应小于0.6%0.6%;用于生产混凝土的水泥温度不宜高于;用于生产混凝土的水泥温度不宜高于6060,不应使用温度高于,不应使用温度高于6060的水泥拌制混凝土。的水泥拌制混凝土。2.5 2.5 混凝土裂缝控制技术混凝土裂缝控制技术2.5.1 技术内容技术内容水泥的变化水泥的变化普通水泥细度的变化普通水泥细度的变化49004900孔孔/0.0
12、88mm/0.088mm筛筛筛余筛余15%0.080.08方孔方孔筛筛余筛筛余15%,15%,细度细度约提高约提高1%3%1%3%0.08mm0.08mm方方孔筛筛余孔筛筛余12%12%0.08mm0.08mm方方孔筛筛余孔筛筛余10%10%GB175-62GB175-62GB175-77GB175-77GB175-85GB175-85GB175-99GB175-99水泥的变化水泥的变化普通水泥强度等级的变化普通水泥强度等级的变化GB175-62硬练硬练软练软练225275325425525625减少减少225增加增加725275325425525625725GB175-77GB175-85G
13、B175-92GB175-99GB175-0732.532.5R42.542.5R52.552.5R42.542.5R52.552.5R普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥随着水泥的发展变化,水泥的指标发生了很随着水泥的发展变化,水泥的指标发生了很大变化,但很多变化对混凝土裂缝的产生及大变化,但很多变化对混凝土裂缝的产生及耐久性也带来了不利影响。耐久性也带来了不利影响。特别是特别是“高细度、高细度、高高C3SC3S含量、高标号含量、高标号”所谓的所谓的“三高三高”水泥水泥对对混凝土产生裂缝的不利影响应该说是越来越混凝土产生裂缝的不利影响应该说是越来越大了。大了。变化了的水泥与现代混凝土变化了的水泥与现
14、代混凝土 无颗粒级配无颗粒级配用水量大用水量大水化速度快水化速度快与外加剂相容性差与外加剂相容性差细颗粒多细颗粒多流动度损失流动度损失大大早期强度发展快,开裂敏感性大,后期强度增长率降低早期强度发展快,开裂敏感性大,后期强度增长率降低目前的水泥目前的水泥开裂敏感性大开裂敏感性大变化了的水泥与现代混凝土变化了的水泥与现代混凝土 粗磨的水粗磨的水泥泥需水量小需水量小水化热低水化热低开裂敏感性小开裂敏感性小未水化水泥量大未水化水泥量大自愈能力越强自愈能力越强粗磨的水泥粗磨的水泥具有自愈能力具有自愈能力并非水化越充分的水泥浆体强度越高,并非水化越充分的水泥浆体强度越高,因为水泥水化物强度和体积稳因为水
15、泥水化物强度和体积稳定性都比熟料的低。定性都比熟料的低。因此需要有一部分未水化颗粒来保持强度和稳定因此需要有一部分未水化颗粒来保持强度和稳定体积。体积。著名水泥化学家著名水泥化学家T.C.Powers变化了的水泥与现代混凝土变化了的水泥与现代混凝土 (2 2)原材料要求)原材料要求 2 2)应采用二级或多级级配粗骨料,粗骨料的堆积密度宜大于)应采用二级或多级级配粗骨料,粗骨料的堆积密度宜大于1500kg/m31500kg/m3,紧密堆积密度的空隙率宜小于紧密堆积密度的空隙率宜小于40%40%。骨料不宜直接露天堆放、暴晒,宜分级堆放,。骨料不宜直接露天堆放、暴晒,宜分级堆放,堆场上方宜设罩棚。高
16、温季节,骨料使用温度不宜高于堆场上方宜设罩棚。高温季节,骨料使用温度不宜高于2828。2.5 2.5 混凝土裂缝控制技术混凝土裂缝控制技术2.5.1 技术内容技术内容最少量的浆体最少量的浆体良好施工性良好施工性能的拌和物能的拌和物最大量的骨料最大量的骨料配制高抗裂混凝土的途径之一:配制高抗裂混凝土的途径之一:抗裂性好的抗裂性好的混凝土混凝土应重视骨料品质(抓住粒形和级配两个核心),骨料是混凝土中最应重视骨料品质(抓住粒形和级配两个核心),骨料是混凝土中最稳定的组分,骨料的质量在很大程度上决定着混凝土配合比设计的路线。稳定的组分,骨料的质量在很大程度上决定着混凝土配合比设计的路线。(2 2)原材
17、料要求)原材料要求 3 3)根据需要,可掺加短钢纤维或合成纤维的混凝土裂缝控制技术措施。合)根据需要,可掺加短钢纤维或合成纤维的混凝土裂缝控制技术措施。合成纤维主要是抑制混凝土早期塑性裂缝的发展,钢纤维的掺入能显著提高混凝土成纤维主要是抑制混凝土早期塑性裂缝的发展,钢纤维的掺入能显著提高混凝土的抗拉强度、抗弯强度、抗疲劳特性及耐久性;纤维的长度、长径比、表面性状、的抗拉强度、抗弯强度、抗疲劳特性及耐久性;纤维的长度、长径比、表面性状、截面性能和力学性能等应符合国家有关标准的规定,并根据工程特点和制备混凝截面性能和力学性能等应符合国家有关标准的规定,并根据工程特点和制备混凝土的性能选择不同的纤维
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