钢筋混凝土结构温度裂缝的特点和预防措施

程绍军　马兰芳

摘 要:钢筋混凝土结构构件的裂缝是一个很普通的技术问题,工程的破坏与倒塌大多是由裂缝的扩大开始的,所以,人们对裂缝往往产生一种破坏前兆的恐惧感,是历来人们关注的问题之一。为确保工程质量,应从各方面采取有效措施控制裂缝的数量和宽度,尤其避免有害的裂缝出现。关键词:钢筋混凝土;裂缝;预防措施

钢筋混凝土结构构件的裂缝是一个很普通的技术问题,工程的破坏与倒塌大多是由裂缝的扩大开始的,所以,人们对裂缝往往产生一种破坏前兆的恐惧感,是历来人们关注的问题之一。为确保工程质量,应从各方面采取有效措施控制裂缝的数量和宽度,尤其避免有害的裂缝出现。

1 温度裂缝为非结构性裂缝,其特点如下:裂缝发生在板上时,为多贯穿裂缝:发生在梁上时,多为表面裂缝;

梁板式结构或长度较大的结构,裂缝多是平行于短边;大面积结构,裂缝多是纵横交错;裂缝宽度大小不一,一般在0.5mm以下,且沿结构全长没有多大变化;裂缝宽度受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细;大多数温度裂缝沿结构截面高度呈上宽下窄状,但个别亦有下宽上窄情况。遇上下边缘区配筋较多的结构,有时亦出现中间宽、两端窄的菱形裂缝;裂缝发生前会发出断弦、断索似的声音。钢筋混凝土结构承受反复温差作用或激烈的胀缩变形作用时,在结构各组合构件之间引起了相对运动。由于构件之间的连接、摩擦、粘结等对变形变化产生外结束作用,从而在各构件内部储存了弹性应变能。当这种能量积累到足够大的时候,克服了连接阻力,摩擦能达到一定程度而瞬时释具有动力效应,同时必然有声发射。经常呈“卡卡”短促声音,好像断弦、断索声,相当强烈。在夏季最热、冬季最冷及气温温差较大的日子里,容易发出这种声音。

2 预防产生温度裂缝的措施主要有如下几方面:

设置温度伸缩缝。对过长的房屋在中间或房屋平面上有较大变化的地方,设置温度伸缩缝。其间距视各地经验而定,但最大间距不得超过规范规定的限值。温度伸缩缝距离的长短视有无保温而不同。一般房屋构件在室内可视为有保温的,其间距较长。但应注意施工工期的影响,当房屋施工需经冬夏季节,应视为无保温措施,而另部分无隔热保温时,应分别选择不同的温度缝的距离。

尽量选择温度低的季节浇筑混凝土,尤其应避开炎热天气浇筑大体积混凝土。必须在热天浇筑时,可采用冰水或深井水拌制混凝土,或设置简易的遮阳装置,并对骨料进行喷水预冷却,以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。

选用水化热小和收缩小的水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥),选用级配良好的骨料,并严格控制砂、石子的含泥量,尽量降低水灰比,合即使用减水剂,加强振捣,以减少水化热,且提高混凝土的密实性和抗拉强度。

对于大体积混凝土,可分层浇筑,每层厚度不大于30cm,以加快热量散发,并使温度均匀分布。同时混凝土适当留一些孔道,采取通冷水、冷气降温。

浇筑混凝土后,表面应及时用草帘或草袋、锯末、砂等覆盖,并洒水养护。深坑基础采取灌水养护(或混凝土表面四周砌一皮砖进行灌水养护)。夏季应适当延长养护时间。在寒冷季节混凝土表面应采取保温措施。以防寒潮袭击。对薄壁结构要适当延长拆模时间,使之缓解降温。拆模时,块体中部和表面的温度差不宜大于20℃,以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填。

在岩石地基或较厚大的混凝土垫层上浇筑大体积混凝土,可在岩石地基或混凝土垫层上浇沥青并撤铺5mm厚砂子,或二层沥青油毡纸,以消除或减少约束作用。

蒸汽养护构件时,控制升温速度不大于25℃/h,降温速度不大于20℃/h,并缓慢揭盖,及时脱模,避免引起过大的温度应力。

设置控制缝或后浇缝。温度伸缩虽然可以控制温度和收缩变形的影响,但它永久留在建筑物上,会给建筑立面处理和使用功能增添困难,还要曾加建筑费用。近年来国内许多设计人员倾向于尽量不设永久性的伸缩缝。我国人民大会堂、首都体育馆、广州白云宾馆等建筑物的平面尺寸长达70-140m都采用了后浇缝,成功地取消了永久性的伸缩缝。

取消了永久性的伸缩缝后,为了克服温度变形和收缩变形对建筑物的影响,可采用如下措施:

控制缝。也称滑移缝,是一个用人为方法在既定地点使截面削弱,这样就可以把变形“引向”并“集中”到可以允许发生裂缝的部位。除了截面削弱之外,在缝的位置上配筋量也应减少一半以上,即有一部分钢筋在缝的附近切断。控制缝的间距一般为8-12cm。

后浇缝。只在施工期间保留临时性温度、收缩变形的缝。目的时把一个长结构暂时分成若干短结构,这样形成的温度或收缩应力要比原来的长结构小得多。因为受条件限制,混凝土得浇筑不一定能避开炎热季节,但浇筑后浇缝的混凝土量不大,可以选择较低气温施工。如后浇缝保留一个月以下,则相当一部分的温度变形和收缩将在这一阶段完成。后浇缝补浇混凝土后,虽然还会有温度变形和收缩变形,但它得数值较小,且先浇的混凝土已具有较高得抗拉强度,不容易产生裂缝。后浇缝之间得间距一般不宜超过30m左右。

后浇缝的构造必须保证其在填充封闭前可以自由变形,后浇缝宽度应考虑施工方便和钢筋搭接长度的需要,一般为70-100cm。钢筋有两种方法,一种是两侧伸入钢筋,在缝内搭接;另一种是钢筋在缝范围内向两侧弯曲,这样缝在填充封闭前可以自由变形。钢筋应交替地向左向右弯曲,以免承受荷载后钢筋被拉伸时,形成一个方向得应力积累。

后浇缝宜在构件弯距和剪力较小部位,对于连续板可将缝放在1/4跨处,因为此处接近反弯点,弯距最小。

参考文献

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