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。

篇2:砼结构开裂原因分析预防措施

建筑结构产生裂缝是很普遍的现象,其中最常见的要数钢筋砼构件以及砖墙裂缝。多年的实践证明,在工程裂缝中有很大一部分是可以通过设计手段、施工手段来克服。

一、钢筋砼常见裂缝原因分析

砼是一抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用过程中,当发生温度、湿度变化、地基不均匀沉降时,极容易产生裂缝。

1、材料质量

材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好,若工程上用了这等不合格的材料就会产生“豆腐渣工程”。所以说只有材料的质量关把好了,工程质量才会在根本上得到保证。

2、施工工艺

施工工艺涉及的面很广,不可能一一叙述,一般常涉用到的有:

(1)、水分蒸发、水泥结石的砼干缩通常是导致砼裂缝的重要原因。

(2)、砼是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后砼的均匀性和密实程度。因此砼的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因。

(3)、模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早

拆模等都可能造成砼开裂。施工过程中,钢筋表面污染、砼保证层太小或太大,浇筑中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。

(4)、砼养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切,早期表面干燥或早期内外温度较大更容易产生裂缝。

(5)、避免在极端天气条件下施工,可以减少砼结构的开裂情况。

3、地基变形

在钢筋砼结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况,由于地基变形造成的应力相对较大,使得裂缝一般是贯穿性的。

4、温度变形

砼具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/0C.当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过砼的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积砼的裂缝等。

5、湿度变形

砼在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为0.2~0.4‰,其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是掺加微膨胀剂等,这样可基本解决砼的早期干缩问题。

6、结构受荷

结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。普通钢筋砼构件在承受了30~40%的设计荷载时,就可能出现裂缝,肉眼一般不易察觉,而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的1.5倍以上,所以在一般情况下钢筋砼构件是允许带裂缝工作的(有些资料上称无害裂缝)。在钢筋砼设计规范中,分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2~0.3mm.对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及不允许出现裂缝则应认为有害,需加以认真分析,慎重处理。

7、设计构造

结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中,构造处理不当,现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋,或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致砼开裂。

8、徐变

砼徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也和很常见。据文献记载受弯构件截面砼受压徐变,可以使构件变形增大2~3倍,预应力结构因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。

二、预防措施

1、材料选用

(1)、水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。

(2)、粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。

(3)、细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。

(4)、

外掺加料:宜采用减水剂等外加剂,以改善砼工作性能,降低用水量,减少收缩。

2、配料

(1)、配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量。

(2)、禁止任意增加水泥用量。

(3)、配制砼时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀,离析的砼必须重新拌匀后,方可浇筑。

3、配筋

钢筋的配置应严格按施工图施工,尤应重视以下各点:

(1)、钢筋品种、规格、数量的改变、代用,必须考虑对构件抗裂性能的影响。

(2)、钢筋的位置要正确,保护层过大或过小都可能导致砼开裂,钢筋间距过大,易引起钢筋之间的砼开裂。

4、模板工程

钢筋砼结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下几点:

(1)、模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致砼裂缝。

(2)、模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。

(3)、合理掌握拆模时机,拆模时间过早,应保证早龄期砼不损坏或不开裂,但也不能太晚,尽可能不要错过砼水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。

5、砼浇筑

(1)、砼浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。

(2)、加强砼的早期养护,并适度延长养护时间,在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护,在浇水养护有因难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保湿材料等方法。

6、设计构造

(1)、建筑平面选型时在满足使用功能要求的前提下,力求简单,平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。

(2)、合理布置纵横墙,纵墙开洞应尽可能小。

(3)、控制建筑物有长高比,长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。

(4)、合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。

(5)、减少地基的不均匀沉降,除了前述的措施外,在基础设计中可以采取调整基础的埋深度,不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。

(6)、适当加强基础有刚度和强度。

(7)、层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝,即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。

(8)、正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适,构造要合理,可以和其结构缝合并设置。

(9)、限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制,同样,也可以和其它结构缝合并使用。

(10)、部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋砼梁,以适应窗台的变形,防止窗台处产生竖直裂缝。

7、施工技术

(1)、加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到

现场验收,对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利的地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。

(2)、开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。

(3)、合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较

深的基础,以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建(构)筑物各部分荷载相差较大时,一般应施工重、高部分,后施工轻、低部分。