混凝土间接裂缝成因及预防措施
混凝土裂缝是混凝土结构中普通存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗性能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,但是近年来大量裂缝的出现并非与荷载作用有直接的关系,事实上我们通过大量的调查与实测研究证明这些裂缝大部分是在间接裂缝的范畴内的,包括温度变化和混凝土收缩引起的裂缝都属于间接裂缝。
混凝土结构中的构件除少数是静定结构以外,绝大数构件由于浇筑的混凝土在凝固以后已融为一起,多成为具有多与约束的超静定结构。超静定结构由于其连续性强而具有很好的整体稳固性和抗震性能,但由于变形,位移受到约束,往往在微小的外界作用下即会产生约束作用,而当约束拉应力(或拉应变)积聚到一定程度以后,就会在抗拉性能很差的混凝土中引起的裂缝,这种非荷载因素引起的裂缝通常称为“间接裂缝”。
干缩裂缝
置于不饱和空气中的混凝土因水分散而引起的体积变形成为干燥收缩变形,且混凝土干缩变形产生的裂缝在是极为常见的。
干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果,混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部温度变化较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,就会产生较大的拉应力而产生裂缝。
影响混凝土干燥收缩变形的因素很多。主要有水泥品种及用量、掺合料、骨料的性质和用量、砼的水灰比、周围环境的湿度、温度及构件尺寸等。此外,混凝土搅拌和施工中的配合比、混凝土的用水量及其养护时间也对混凝土的干缩有着重要的影响。
主要原因:
(1)水泥品种不同其干缩量也不同,如:硅酸盐水泥混凝土的干缩大;而粉煤灰水泥混凝土的干缩较小。单位体积内水泥浆多,其干缩也大。水泥用量不变,干缩越大;或者水灰比越大,干缩也越大。
(2)掺合料的掺加(比如粉煤灰)可以明显降低混凝土的干缩。
(3)骨料一般不会产生收缩变形,但它能对混凝土干缩起约束作用。干缩随混凝土内骨料含量的增加而减小。
(4)掺化学外加剂使混凝土干缩增大,掺加气剂比掺减水剂增加的干缩要大一些。
(5)混凝土周围环境的湿度对于干缩变形影响极大。
(6)构件尺寸不但影响干缩速率,而且也影响干缩的大小。构件尺寸越大,干缩越小。
预防措施:通过选择水泥品种、掺用粉煤灰和纤维、提高混凝土骨料含量、选择适当的外加剂等方式,能降低混凝土的干缩变形。
温度裂缝
温度裂缝的机理是混凝土具有热胀冷缩的秉性。线膨胀系数约为α=1.0×10.因此,温度变化就有可能在受到变形约束的超静定结构内,由于应变差异而引起裂缝。温度裂缝按发生部位和温度不同,可分为三种:表面裂缝、基础贯穿裂缝与深层裂缝,这几种裂缝对防渗性、耐久性、整体性和安全运动都有不利影响。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错,梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。温度裂缝通常宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄,高温膨胀引起的一般中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。
主要原因:
(1)表面温度裂缝,多由于温差较大引起的。混凝土结构构件,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差较大。较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(当混凝土本身温差达到25℃-26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力),从而产生较大的降温收缩,而此时混凝土早期抗拉强度较低,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。由于这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱,故通常在混凝土表面较浅的范围内产生;
(2)深进的和贯穿的温度裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的,当大体积混凝土基础,墙体浇筑在坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇筑时温度很高,加上水泥水化热的温升很大,使混凝土的温度很高,当混凝土降温收缩,全部或部分地受到地基,混凝土垫层或其它外部结构的约束,将会在混凝土内部出现很大的拉应力,产生降温收缩裂缝。这类裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。
预防措施:
(1)合理选取原材料和配合比,采用级配良好的石子,砂石含泥量控制在较低范围内,配合比设计优化,减少水泥用量,降低水灰比;
(2)分层浇筑振捣密实或掺加抗裂防渗剂,以提高混凝土抗拉强度,加强混凝土的养护和保温,预留温度收缩缝;
(3)混凝土浇筑后裸露的表面及时喷水养护,夏季应适当延长养护时间,以提高抗裂能为,冬期应适当延长保温和脱模时间,使缓慢降温,以防温度骤变温差过大引起裂缝,同时避开炎热天气浇筑大体积混凝土;
(4)水泥应降低早期水化速率及水化热,具体为降低C3A,碱含量,控制水泥细度及颗粒级配,合理掺加混合材,降低出厂水泥温度,控制水泥稳定性,以减少水泥用量,降低水化热;
(5)温度裂缝对钢筋锈蚀,碳化,抗冻融,抗疲劳等方面有影响,故应采取措施治理。对表面裂缝,可采用涂两遍环氧胶或贴环氧玻璃布,以及抹,喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理,对有整体性防水,防渗要求的结构,应根据裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或化学浆液方法进行裂缝修补,或者灌浆与表面封闭同时采用。
混凝土破坏绝非是某一孤立原因造成的,多是与其他综合不利因素有关。从混凝土技术的发展来看,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,防止表面收缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性十分困难,因此施工中应以预防裂缝的发生为主。
篇2:外墙渗漏危害成因防治措施
一、外墙渗漏的危害
外墙渗漏严重将会降低工程结构的耐久性、安全性,因为砼中存在空隙裂缝,砌体的块材和砂浆中也存在空隙和裂缝,外墙渗漏后,水进入其中,如遇气温降至零度以下,则水结成冰,其体积膨胀约90%,将直接挤压材料,致使材料表层剥蚀;同时内部剩余水被挤压,使材料内部也产生压应力,从而引发裂缝,或致使裂缝进一步扩展,这种现象称之为冻蚀。材料的孔隙率越大、裂缝越多、含水量越大及湿度越低,则冻蚀越严重。随着使用年限的增加,冻蚀也越来越严重。冻蚀的结果导致材料的截面不断减小及裂缝不断增多增宽增长,材料的承载能力也不断下降。
砼保护层被破坏,还会导致钢筋锈蚀,则钢筋的截面会不断减小;另外钢筋锈蚀其体积膨胀约1-4倍,则会挤压砼,从而引发裂缝或裂缝进一步扩展,甚至崩脱砼保护层。所有这些都将会导致结构耐久性和安全性降低。
二、渗漏成因及预防措施
(一)设计因素导致的渗漏
1)很多设计人员不重视细部大样设计,如窗台坡度、鹰嘴、滴水槽、穿墙管、外墙预埋管件、门窗、幕墙与墙体间的接缝等,在这些方面设计时简而化之。
2)为美观而将外墙饰面砖(小型)设计成细缝拼接,使砖与砖之间不能嵌填密封材料,导致漏水。
3)设计中忽略了不同材料界面连接。如外墙设计层层装饰线条,且线条顶部标高与梁顶标高相同,由于外墙面砖与砼梁的湿度膨胀系数相差很大,极易产生裂缝,从而使线条上部渗水。同样原因,女儿墙根部往往也较易开裂渗水。
4)高层建筑非承重墙用的砌筑、找平砂浆标号,一般低于承重墙用的设计标号,强度虽能满足设计要求,但透水性增大。
5)建筑师在设计中对外墙防水不重视,外墙装门面设计没有防水概念及功能设定,从而对建筑物的功能系数大打折扣。
预防措施
对设计因素导致渗漏主要采用事前预控的手段。在设计图纸审核中,监理工程师及项目技术负责人等应审查图纸中是否有防渗、防水要求;外墙砌筑、抹灰砂浆标号是否恰当;泛水高度、窗台坡度、鹰嘴、滴水槽、门窗框四周塞缝等易渗漏部位是否有细部大样图或防渗要求。设计上如有防范措施或有要求的,施工中必须监督实施。设计中未提出或有不当之处,监理工程师及施工单位应向设计单位提出增补或修改意见。如前述腰线或女儿墙根部渗水,可建议设计单位在钢筋砼梁上增加120高素砼,即可有效防止腰线渗水。同样女儿墙处可设计一圈反梁并与结构梁同时浇筑、高出屋面板30毫米,女儿墙在其上,则会减少女儿墙根部开裂现象。
(二)材料因素导致渗漏
块材质量差、翘曲、变形,防水涂料、防水密封材料等质量不合格,饰面材料缺角破损,铝合金门窗材质不合格、加工制作质量差等,直接影响工程质量。
预防措施
施工前,施工及监理人员应对外墙需用材料及构配件进行严格检查,对关键主材如铝合金材、粘结密封材料,检查产品质量保证措施、材质检验合格证明等,抽取样品进行产品质量的检查,以杜绝规格、质量不合格材料进场,明确对不合格材料有清场制度,从材料上杜绝外墙渗漏的起因。
(三)施工因素导致渗漏
外墙施工质量,特别易渗漏部位施工质量差,是造成外墙渗漏从而引起质量问题的主要原因。主要表现为:
1)框架结构外墙柱与砌体连接处不埋拉结筋或拉结设置不牢固,拉结筋间距数量、长度不符合要求,由于湿度膨胀系数差异较大,导致连接处开裂是漏水的多发处。
2)砌体找平层、抹灰层砂浆未按设计配制,引起砂浆强度差,干缩开裂。
3)外墙面砖与打底砂浆粘结力不足形成空鼓,饰面砖构缝不严密,出现砂眼及裂缝。
4)细部构造,如窗台坡度、鹰嘴、滴水槽等未处理好造成雨水渗透,门窗安装未进行细致的防水处理。
5)穿过外墙的管道和预留孔密封处理不良。
预防措施
施工前,施工及监理人员应根据施工组织设计中的施工方案,制定详细的“墙面防水施工技术交底书”,同时制定施工工艺流程详图。施工中要加强过程控制,严格监督外墙砌筑按设计要求、施工规范及当地规定进行施工,并对外墙易发生渗漏的部位进行重点预防。
1)对基面进行清理,凿除表面污物并清扫干净,必要处可用聚合物水泥净浆抹刷2-3遍,以增强砂浆与基面的粘结能力。
2)严格控制砂
浆的标号和质量,打底找平层建议用微纤维加减水剂的水泥砂浆,即可做找平层也可作防水层;外墙找平抹灰层遇不同材料交接处宜加挂金属网,高层建筑超过24米高的部分外墙,找平抹灰层应全部加挂金属网。
3)找平抹灰施工前,对外墙施工中留下的孔洞、框架填充墙的顶部、空心砖外墙的竖缝,首先进行堵洞和勾缝,并作为一道工序进行检查和验收,验收合格后方可抹灰。找平抹灰施工时应分层抹灰,两层找平操作间隔宜控制在24小时以内。
4)饰面工程施工前,要求墙体基面和面砖均先润湿且阴干,在防水层上贴饰面砖时,要扫一遍聚合物水泥素浆。如打底层平整,可用聚合物水泥基复合涂料的乳液加水泥直接粘贴面层,把粘结层和防水层合二为一。外墙面砖勾缝时,要先清理勾缝内疙瘩并用水润湿,勾缝砂浆宜稠一些,建议用聚合物水泥砂浆(抗弯强度、韧性、粘结力大,不易开裂),保证缝隙内料浆密实饱满,缝面平整光滑、无砂眼及裂纹。勾缝后要及时淋水养护。
5)加强细部构造处理的质量控制,内窗台要高于外窗台2厘米左右;外窗台向外坡度应≥20%;窗檐、鹰嘴坡度≥20%;滴水槽宽、深应≥1厘米;层面天沟与女儿墙阴角处应做R=100毫米圆弧角;层面女儿墙要做泛水处理。
三、结束语
对外墙渗漏应充分重视,加强设计要求、施工控制、并随时注意工程质监和验收。外墙防水效果验收可用连续淋水法,即用Φ20-25毫米的水管开Φ2毫米@100毫米的小孔,选取30%的外墙面积,采用3KPA的压力水,在建筑物最高处连续淋水6小时(其效果可相当于连续24小时暴雨),观察墙面和窗边,如发现渗漏,及时补救,并复查直至渗漏现象彻底解决,力争杜绝此类质量安全隐患。
篇3:焊角开裂成因预防措施
PVC型材属冷脆性材料,在冬季的组装和安装过程中比较容易引发型材焊角开裂问题。到底型材焊角开裂与型材质量、组装工艺以及安装操作有些什么关系,怎样才能更好地控制和避免型材焊角开裂问题呢?下面结合一些业内人士的观点谈谈这方面的问题。
一、开裂的现象
塑料门窗的开裂情况几乎都集中在框和扇的缝角部位。开裂方式一般可归为两种情况:一种是从焊角的内角角顶开始,以比较规律的直线沿焊缝开裂。
二、“焊缝开裂”产生的原因及其预防措施造成的焊缝开裂的原因
业内的看法比较统一其主要原因是焊接工艺存在问题,焊角强度达不到应有的数值,导致焊角开裂。
如下几方面的焊接工艺将对焊角强度产生直接的影响,也对焊缝开裂产生着重要的影响,值得注意:
1、型材下料的几何尺寸精度,如长度、角度,框和扇的对角线公差必须保证在2~3mm以内,以避免焊接余量和焊接熔化量不均,焊角强度降低,同时可避免在焊角产生过大的内应力。
2、焊板质量和焊接温度的设置。焊板上的温度分布必须均匀,焊板的设置温度和实际温度的吻合性要好;设置的加热温度过高或过低都将使焊角强度降低。
3、进给压力的设置。焊角强度与进给压力的关系应该是:随着进给压力的增大,焊角强度增大,进给压力超过一个最佳值时,焊角强度反而下降。另外要注意前后压钳压力的设置应保证型材不变形、不位移,在焊接过程中一旦型材发生位移,焊角强度将严重下降。
4、型材靠板的调整和使用。必须调整好靠板的直线度和垂直度,以及靠板内侧与钳口边缘的相对位置,型材靠板调整不当,将使型材产生错位和偏熔偏焊,严重影响着型材的焊角强度。型材靠板高度应与型材高度相直协调(前者稍低),有些组装厂靠板不齐全,用小系列型材的靠板来焊大宽度的型材,这是不可取的。
5、焊布的质量和清洁。对于使用期限已过或已穿孔的焊布应及时更换,同时应注意保持焊布的清洁有粘附物要及时清除。有些组装厂为了节省工时,上好胶条后再焊接型材,致使焊布粘胶,弄得焊布黑黑的一片胶料,这是一种只追求效率而不追求质量的做法。
另外,不宜采用同一工艺参数焊接不同品种规格的型材或不同厂家的型材。
三、“材料开裂”的原因
型材产生“材料开裂”与型材本身的内应力和型材所受到的外应力均有关系,当外应力大于内应力时,型材便产生“材料开裂”。
1、型材在设计、生产过程中使型材产生“材料开裂”的不利因素。
①、焊角开裂的小端面问题。有人通过焊角开裂的模拟试验,对塑料门窗的角部做压力破坏性容易开裂的型材试验,得出如下结论:容易开裂的型材,其焊角强度的试验值通常也较低。而焊角强度低的型材多集中在小端面型材上,因面小端面型材较容易产生焊角开裂。因此,用小端面型材制作窗框、窗扇时,其尺寸不宜过大。
②、型材的可焊性问题。不同厂家不同配方的同种型材在常温下其可焊性一般来说差别并不是很大,但当环境温度低于15℃时情况就不一样了,温度越低,不同配方的焊角强度值落差就越大,建议组装厂通过对比试验,选用低温条件下可焊性好的型材。
③、型材挤出加工中的塑化度。有人通过实验发现,型材的材料开裂现象与型材的塑化度有着明显的关系,塑化不良或塑化过度的型材都容易产生“材料开裂”。因此在型材生产过程中,厂家应严格控制生产工艺,把握适合的塑化度,使型材达到较佳的性能,具有最好的承受外界应力的能力。
2、焊接与组装对“材料开裂”的影响及其预防措施。
除了本文中的第二点外,还有如下几方面对型材的“材料开裂”有着明显的影响。
①、焊接环境温度。焊接环境温度较低时(≤15℃)所焊的框、扇较容易发生焊角开裂的情况,这与焊接过程中型材产生内应力有关。在型材焊接时,端面被焊板加热至熔融状态,但端面附近型材却处于常温状态,这样就在焊接区和型材区之间形成一个温度梯度分布区域。在冷却过程中,这一狭小的区域内就会由于型材冷却、收缩不均匀而产生内应力,焊接温度与环境温度相差越大,产生的内应力就越大。在内应力与外应力的共同作用下,焊角就会从这一狭小的区域开裂,而往往不是从焊缝开始开裂。因此,有条件的组装厂其焊接车间的环境温度必须保持在16℃以上,而且冬季户外环境比较低时,型材必须在室内贮存24小时以上。没有条件的组装厂在型材焊接前应想办法将型材、焊机平台和压钳预热。
②、清角作业。在清理框、扇内角的焊瘤时,应避免用扁铲刀凿击而产生的刀痕,产生的刀痕会成为后道工序安装压边时应力集中最严重的部位。
③、铝滑轨和压条的开料尺寸。为了防止压条之间或铝滑轨与
边框的配合出现缝隙,很多组装厂在确定压条和铝滑轨的尺寸时往往取高不取低,如果压条和铝滑轨的尺寸的余量过大,往往导致安装时框、扇角部被撑裂。建议压条和铝滑轨的下料尺寸按每樘框、扇的实际尺寸进行操作。
3、安装对“材料开裂”的影响及其预防措施
①、在冬季安装塑料窗时,应减少户外作业的工作。一方面可以避免框扇在安装时处于悬空状态而造成角部开裂,另一方面可以避免室外冷环境对材料的冷脆影响。
②、门窗洞口的位置必须横平竖直,洞口尺寸大小适宜。洞口歪斜不规范,造成相邻两窗框的夹角不等于90°,使框、扇的角部应力加大。
③、固定方法应优选采用固定片固定法,尽量不采用膨胀螺钉内附固定法,且固定片安装的间距应符合国标要求。由于膨胀螺钉的紧固作用和不可变形的特性,它不但不能缓解和消除窗框所受的应力,甚至还会增加应力、引发焊角开裂。
④、窗框与洞口之间的伸缩缝内必须采用泡沫塑料或其它弹性材料填塞,避免在温度变化时影响塑窗的尺寸变化。
影响型塑料门窗焊角开裂的因素较为复杂,既可能是型材的内在质量问题,也可能是门窗组装和安装方面的问题,这样就要求型材生产企业与组装厂及其它用户加深技术交流合作,从各方面同时入手,采取合理的应对措施,才可能达到减少和预防型材焊角发生开裂的目的。