3.1温度应力引起的裂缝分析
3.1.1温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:(a)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。(b)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。
3.1.2.温度的控制和防止裂缝的措施
为了防止裂缝,减轻温度应力可从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
1.控制温度的措施:
(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度即入模温度;(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;(4)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;(5)在寒冷季节采取保温措施。
2.改善约束条件的措施:
比较常用的措施就是合理地分缝分块,设立后浇带。
3.2混凝土收缩引起的裂缝
收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。从理论上讲当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝的,而实际工程中,混凝土总是受到各种约束的,如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。一般来讲,混凝土受到的约束越大,其产生的收缩裂缝越多或越宽。由于混凝土体积收缩是因为水份蒸发、干燥导致的,因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝。
一般情况下,几个月以后,混凝土体内多余水份蒸发已基本完成,混凝土内湿度与环境湿度基本趋于一致,因而收缩裂缝的宽度发展也趋于停止,处于相对稳定状况。当然,之后还将随着环境湿度和温度的变化而略有变化,当环境湿度变大时,混凝土将吸取空气中的水份,而收缩裂缝变窄些,反之当环境湿度变小时,混凝土收缩裂缝将变宽些。另外,还随着环境温度变化,混凝土也将产生热胀冷缩现象,因而收缩裂缝也会随着环境温度的升高而变窄些,反之,随着环境温度的降低而变宽些。
四、楼板裂缝的常规修复 4.1混凝土裂缝的修复时机
无论混凝土是何种因素引起开裂,包括内应力和外应力,从技术角度考虑其修复时机都应选择在裂缝基本稳定后才实施。如收缩裂缝的修复应等其收缩基本完成后再实施。
4.2混凝土裂缝的修复方法
4.2.1宽度≤0.3mm,混凝土裂缝的修复
A.修复性质:封闭性修复
B.修复目的:恢复使用功能和耐久性
C.修复方法:a)表面封闭法:沿裂缝表面涂刷聚合物或环氧类封闭材料。b)浅层封闭法:沿裂缝将混凝土凿成三角槽,三角槽内混凝土界面处理,在槽内嵌入修复材料。修复材料可视裂缝变形情况分别采取无机刚性修复材料和聚合物微变形或有机柔性修复材料。c)化学(环氧类)灌浆法:采用的灌浆修复材料为低粘度亲水性环氧树脂,此方法最大的优点是修复材料能在空气压力作用下灌入混凝土裂缝深处,并填充于混凝土裂缝中,从而从根本上达到封闭裂缝的修复目的。
因此,采用这些材料对混凝土裂缝灌浆后,不仅能有效地对裂缝进行封闭,同时,也兼有补强加固的作用。另外,在配制化学灌浆材料的过程中使其增加一定的柔韧性,这对提高混凝土裂缝修复质量从而提高工程的整体质量是相当有益的。
4.2.2宽度>0.3mm,混凝土裂缝的修复
A.修复性质:封闭与加固性修复
B.修复目的:恢复混凝土结构的承载力、使用性能、耐久性能。
C.修复方法:粘钢板加固-防腐、防火处理
化学(环氧类)灌浆封闭裂缝-粘贴碳纤维布加固或粘贴碳纤维板加固-防火处理
无论是屋面防水层局部铲除或全部铲除重做,在考虑选择单体防水材料的性能同时,更应合理确定防水材料和保温材料、混凝土顶板之间的组合结构,着重注意施工后防水材料和保温材料、混凝土顶板复合在一起的实际性能,特别是复合在一起的抗变形性能。这样才能取得理想的修复效果。上述各种渗漏的修复方法,在实际工程中应视具体情况,可单独选用,也可几种复合选用。
信息发布:广州名易软件有限公司 http://www.myidp.net