开裂范文10篇

时间:2023-04-07 14:23:04

开裂范文篇1

关键词:楼板裂缝;开裂原因;防治措施;处理办法

一、概况:

如汕头市某一住宅小区共建住宅楼14幢,总建筑面积约15万平方米。地下一层,地上8~18层,多层为框架结构,建筑高度为29.5m,高层为框-剪结构,建筑高度为63.5m,该建筑基础为锤击高强预应力混凝土管桩;楼面结构层为现浇钢筋混凝土板,板厚100mm,本工程结构构件裂缝控制等级为三级,最大裂缝宽度限值为:室内正常环境0.3mm,露天环境及地下室0.2mm。该工程于经实地踏看发现楼板有裂缝出现,14幢房屋均存在深浅不一的裂缝。裂缝宽度在0.2mm-0.4mm之间,裂缝位置绝大多数处在板四周阳角处,少数沿板跨间及板负筋边缘的裂缝。于是,根据业主要求组织有关单位,首先对房屋沉降量和倾斜度进行复查,结果都在允许范围内,为确认混凝土强度,现场取24个部位作了回弹实验,并用超声波和钻芯取样进行强度校正,实验结果满足设计强度要求。而从施工单位提供的各项原材料质量证明书、复验报告、混凝土强度实验报告和现场原材料抽样分析的结果来看,可以排除各种原材料不合格的因素。再查看施工图纸也符合有关规范要求。鉴于上述情况,经过认真分析,确认引起现浇板裂缝原因有以下几点:

(一)混凝土的收缩:混凝土的收缩变形是混凝土的固有特性,主要表现形式为浇筑初期(终凝前)的凝缩变形、硬化过程中的干缩变形、在恒温绝湿条件下由凝胶材料的水化作用引起的自生收缩变形和温度下降引起的冷缩变形。

1、浇筑初期(终凝前)的凝缩变形

凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内,通常浇筑后24h即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝,在梁、板中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝逞不规则的鸡爪状或地图状。凝缩变形产生的裂缝多与混凝土的泌水现象有关。

新浇筑的混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体颗粒向下沉,迫使轻的水向上移,即所谓“泌水”。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固体颗粒能不受阻碍地自由下沉,则仅使结硬后混凝土的体积减少,并不会产生裂缝。

塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响,影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度,当水分蒸发速度超过了泌水速度时,就会产生这种裂缝。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达1~2mm。这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现,因为角部的干缩不受约束;相反,如板的边缘受到约束(砖墙等),则将出现与板边呈45°的一系列平行裂缝。

2、硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩

自身收缩与干缩一样,在浇筑后相当长的时间,约1~2d才会出现,它是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓自干燥作用,使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少,而自身收缩增大。

3、温度下降引起的冷缩变形

收缩裂缝由温度影响产生的另一种裂缝,是混凝土外约束引起的,大多发生在混凝土的降温阶段,混凝土逐渐散热和冷却收缩过程中,全部或部分外约束,会产生较大的拉应力,当拉应力超过混凝土极限抗拉强度,就会产生降温收缩裂缝,收缩裂缝多在混凝土养护一段时间才出现的,裂缝较深,有时是贯通性的。

(二)现浇板上过早施工而加荷引起的裂缝:《混凝土结构施工质量验收规范》规定,混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。但有时由于为了抢时间,赶进度,在刚浇好的现浇板上或混凝土尚处在初凝阶段,就任意踩踏,搬运材料,集中堆放砖块、砂浆、模板等。过早的加荷,人为地造成了现浇板裂缝。

(三)板负筋下沉产生的裂缝:在楼面工程施工中各种交叉作业,楼面负筋位置的正确性难以得到保证,由于受到施工人员踩踏后会使钢筋弯曲、变形,致使负筋下陷,保护层过大,降低了板截面的有效高度,使板的承载能力达不到设计的要求,从而导致板裂缝的产生。

二、防治措施

如何防治现浇板板裂缝的产生,根据多年的施工经验,提供以下一些防治措施,可供参考:

(一)设计方面

在设计方面应该注意以下几点:

1.现浇板结构设计中除考虑强度要求外,还应进行挠度及裂缝验算,考虑施工不均匀性及混凝土本身的收缩因素,适当增加板厚,增强板的刚度。

2.宜采用较小直径密度分布的方式进行布筋,为防止温度及收缩引起的应力影响,应适当提高配筋率,这样可提高混凝土体的极限拉伸应变及混凝土抵抗干缩变形的能力,防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点,使局部出现塑性变形产生裂缝。另外混凝土标号设计强度不宜太高。

3.应在楼板上每隔20m左右处设置一后浇带,并在楼板中间墙体支座处设一条伸缩缝,使其释放内应力。

4.楼板因四周嵌固于墙体内,应在四角部位按要求配置双向钢筋,伸出长度应小于1/3L(L为短向边长),且不小于1.2m为宜。

5.在抗震非设防地区,也应适当增设混凝土构造柱,提高房屋整体抗震强度。

(二)施工方面

1.应严格按配合比进行计量投料,控制搅拌时间及水灰比,并根据现场砂含水量变化及原砂中含粒径5cm以上的砾石筛选调整施工配合比,保持混凝土强度及坍落度一致,防止因水及水泥用量过多而增加混凝土中多余的水分及空气,从而产生较大的内应力,导致产生收缩裂缝。

2.混凝土中骨料的用量占体积的70%左右,必须注意粗骨料的质量,宜用粒径15~20mm的石子进行合理级配,含泥量<1%;砂子应用中、粗砂,含泥量<3%,砂率控制为40%左右,坍落度控制为14~20mm;水泥应选用非早强度型、水化热低和质量稳定的普通硅酸盐水泥,减少混凝土自身收缩。

3.严格控制板面负筋保护层厚度。现浇板负筋按设计要求都放在板上面,有梁通过或隔断时,一般放置在梁钢筋上面或与梁钢筋绑扎在一起。为了控制好负筋保护层厚度,必须采用Φ10~14的钢筋马凳,纵横间距为800mm左右来固定负筋的位置,并用电焊把马凳与负筋焊牢,使马凳在混凝土浇筑过程中不移位,保证负筋不下沉,从而有效控制负筋保护层的厚度,不使板负筋保护层过厚而产生裂缝。模板中线管铺设密集处的上部及下部铺放一层18号钢丝网,宽度每边应大于管区100mm为宜。

三、裂缝的处理方法

经过以上的分析,本楼层的结构是安全的,梁板的承载力是满足设计要求的。根据结构设计说明及参照《混凝土工程裂缝调查及补强加固规程》4.2.3条款之规定,小于0.3mm的裂缝无须修补。但考虑到本工程的重要性和业主对此问题的重视程度,同时也为了防止钢筋锈蚀而影响耐久性,本着预防为主的原则,决定按照需要修补的规定进行修补。具体修补处理如下。

1、对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理;其它一般裂缝处理可在清洗板缝后用1:2或1:1水泥砂浆抹缝,压平养护。

2、当裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1:2水(下转119页)(上接118页)泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。

3、当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。

4、个别通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的,采用结构胶粘扁钢加固补强。板缝用灌缝胶高压灌胶。

结束语:

现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,大量工程实践说明,只要在设计和施工过程中针对各影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计和施工规范,弄清裂缝出现的原因,再加以正确的处理措施,裂缝是可以得到控制和预防的。

开裂范文篇2

关键词:塑料选材塑料开裂热平衡延展性

1:塑料制品缺陷综述

塑料制品缺陷表现形式可分为外在缺陷(如表观、尺寸等)和内部缺陷(如开裂、脆性等)。塑料制品缺陷的本质成因则可归纳为P(力)、V(填充量)、T(温度)。而塑料制品开裂的终极原因则是由于P(力)引起的。

2:塑料制品开裂现象

脱模开裂:塑料制品从模具脱模出来或在机加工过程中出现开裂;这种开裂产生的原因和后果比较容易预估到。

应用开裂:塑料制品在后置一段时间或使用过程中出现开裂。这种开裂往往是比较难预测到的,产生的后果可能是致命的。如前一段时间出现的3GiPhone手机白色版后盖开裂现象,给苹果带来大麻烦。(电池加热升温导致后盖塑料热胀冷缩不均衡引起的)

3:制品开裂成因分析

不管什么塑料制品,最终开裂本质原因是受力(内应力、外部力等)引起的。由此必须深入了解力的来源。目前一些客户在塑料选择上出现一些误区,造成大量塑料产品开裂。

现将一些典型案例进行分析:

3.1圆孔型连接器(代表成型中空制品)

选材背景:聚苯硫醚PPSGF30/GF40可以成型小型圆孔,没有任何开裂现象。在开发大圆孔径系列连接器,再次选用全球多家知名厂家PPSGF30/GF40材料。

加工结果:制品开裂非常严重,有些脱模开裂、有些属于应用开裂。不同厂家同类型含量的PPS均存在制品开裂问题。相关工程师和材料厂商起初确认是塑料冲击强度不够,但同时发现冲击强度比PPSGF30/40低的PA6和PC材料则反而不开裂。选用一些知名厂家提供的高抗冲击型PPSGF40材料后,开裂问题仍然存在。(见图1)

原因分析:由于成型塑料圆孔的模具型芯采用硬质合金材料,金属材料导热和散热能力较强,而一般塑料材料散热能力则较弱。金属材料和塑料接触不可避免产生收缩相差较大情况,塑料产品不同部位温度也有较大差别;对于延展性能(断裂伸长率)不好的塑料无疑会产生断裂现象。

3.2中空管材制品(代表塑料型材机加工)

选材背景:考虑到提高强度,将此前使用PEEK的产品改为PEEKGF30和PPSGF40。由于产品成中空长管状(壁厚5mm),使用PEEKGF3和PPSGF40棒材(Φ95)进行机加工。

加工结果:制品有个别开裂现象,基本属于应用开裂。出现断裂问题处上是处壁厚到壁薄的过渡处。但选用纯的PEEK、PP、PC、PEI等棒材进行加工则没有出现开裂。(见图2)

原因分析:塑料切屑处易局部升温(塑料传热慢),导致会导致产生更多残余应力;同时产品管径较大,塑料具有后收缩不均衡特点。

4:塑料制品开裂预防

改善塑料制品开裂的途径国内外同行总结出很多宝贵的经验,现从塑料材料选择角度来探讨如何有效解决塑料制品开裂。

在产品选材方面,应该充分考虑塑料材料的成型方式、部件结构、传热方式等实际工艺操作问题;对于一些中空结构,应该充分考虑壁厚、中空尺寸大小等。如壁薄、空芯大的部件应该尽量选用延展性好(断裂伸长率高)、传热性好的塑料,而选用塑料棒材加工成管材则要充分考虑到塑料热平衡问题,尽可能选择延展性好塑料棒材,对于一些延展性不好的塑料管材,尽可能避免选用棒材加工成管材(一般出厂管材已进行残余应力热处理)。对于一些延展性不好的塑料,采用塑料管材和塑料棒材的效果是不一样的。

满足开裂条件:

l/h?Ψ≥ξ

μ—经验工艺系数、h—制品壁厚、l—中空周长、?—塑料收缩率、Ψ—塑料导热系数、ξ—断裂伸长率

开裂范文篇3

关键词:结构设计事故处理

一、水泥砂浆裂缝产生的原因

1、原材料选材及配料不当。

①一些施工单位在施工中对建筑物的梁板、柱等选用较好的水泥和骨料等,错误认为粉刷时不用考虑结构安全问题则采用低标号的水泥及细骨料,导致水泥砂浆的收缩偏大而开裂。

②水泥砂浆的配料中简单掺入石膏或石灰粉,虽和易性改善,但砂浆强度下降,抗剪切力和粘接强度也随之下降,易起壳(空鼓)开裂。

2、施工工艺不当或未按规范要求施工

①砂浆粉刷分格条分布不合理或嵌入太深,破坏外墙底层的整体性。

②墙面勾缝处砂浆强度不够,厚度不够、疏密不均,砂浆搅拌不均或采用人工拌和。

③砂浆外粉刷施工工序掌握不当,养护人员(基层处理过湿或过干)浇水不足或过度均会引起面层脱落或干缩。

④未掌握不同墙体材料如红砖、空心粘土砖,水泥空心砌块、加气混凝土砌块的材质、材性,应采用不同操作方法进行粉刷。

⑤墙体砌筑过程中砂浆强度差、粘接力不够、不密实、不饱满,砌体整体性差或砌筑方法错误而产生通缝、空缝、瞎缝而引起裂缝。

⑥操作人员工作时通常用左手握条砖,右手在条砖上抹水泥砂浆,这样容易造成左手握条砖部位无水泥砂浆,粘贴时空鼓而引起渗漏。

3、墙体结构变形引起裂缝:地基不均匀沉降横墙间距过大,砖墙转角应力集中处未加钢筋、门窗洞口过大,变形缝设置不当等原因而使墙体因强度、刚度、稳定性不足而产生结构变形裂缝,导致砂浆层开裂。

4、温度和湿度变化的因素

①温度变化导致建筑材料膨胀或收缩,但不同材质有不同的温度系数和变形应力。热膨胀在界面产生温度应力,一旦温度应力大于水泥砂浆抗拉强度,将使材料发生相对位移,导致砂浆产生裂缝。外墙水泥砂浆大部分暴露在阳光下,砂浆层温度有可能会大大地超过气温,甚至高出室外温度一倍以上,加上日照时间变化及寒冬酷暑温差的变化,产生的温度应力较大使外墙水泥砂浆产生温度收缩裂缝,虽然温度应力产生的裂缝较为细小,但如此反复裂纹就会不断的扩大。

②外墙水泥砂浆长期裸露在空气中,往往因湿度的变化膨胀或收缩。湿度变形因水泥砂浆的含水量变化和干缩率有关。由湿度引起的变形中,膨胀值是其收缩值的1/9,水泥砂浆的干缩速率是一条逆降的曲线,初期干缩迅速,时间长会逐渐减缓,这种收缩是不可逆的。而湿度变化造成的收缩是一种干湿循环的可逆过程。当收缩应力大于砂浆的抗拉强度时,砂浆必然产生裂缝。

综上所述,外墙水泥砂浆裂缝产生的原因有很多,除在施工、配比、选料、墙体等方面规范、完善外,从水泥砂浆自身可采取有效地防治措施,以提高施工外墙质量。

二、裂缝的防治

1、有机硅防水砂浆

有机硅的主要成份是甲基硅醇钠,它含有极性因子-OH,易生成氢键,进一步缩聚反应生成的枝状和网状分子的甲基硅树脂是与水泥水化反应,它填塞了砂浆的微孔和毛细孔,增加了砂浆的密度和抗渗性。由于这些甲基硅树脂高分子聚合物具有较高的塑性强度,可以减少砂浆的干缩裂缝、减少收缩应力,提高砂浆的抗裂性。此外由于它分散应力,可防止应力集中,改善砂浆的界面效应和塑性。综合改善砂浆的抗拉性能。

参考配合比如下:

水泥

中砂

有机硅+水(1:8)

1

2.5

0.6

在施工前对基层表面刷涂有机硅+水(1:8)溶液一遍后即开始粉刷。

2、聚合物水泥砂浆

聚合物砂浆是一种以有机高分子材料替代部份水泥,并和水泥共同作为胶凝材料的一种砂浆。常用的聚合物有聚醋酸乙烯、乙烯共聚物乳液、丙烯酸脂共聚乳液,丁苯橡胶乳液等聚合物。掺配一定比例的聚合物可克服普通砂浆收缩大、脆性大、粘结强度不高的通病,可使砂浆有效提高塑性变形能力和粘结强度,抗裂效果明显提高。但聚合物砂浆应注意以下问题:

①聚合物掺量越大,砂浆抗压强度下降越高,但不同的聚合物配出的砂浆强度有一定差异。以聚醋酸乙烯为例,钱晓倩研究表明:掺量为水泥的10-15%时,水灰比为0.4左右时,聚合物水泥砂浆抗压强度比不加聚合物的砂浆下降30-40%左右,但抗拉强度和粘接强度均有提高,变形模量下降30%以上。

②在水泥砂浆中,水泥水化需要潮湿环境,而聚合物需要干燥环境失水凝聚成膜。因此对聚合物砂浆的养护必须既让水泥充分水化又保证聚合物成膜,也就是说早期宜潮湿养护,后期适度干燥。

3、阻裂纤维水泥砂浆

以水泥砂浆为基体,以非连续的短纤维或者连续的长纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料,

称作纤维混凝土(砂浆)。

欧美等国上个世纪中期即研究合成纤维作水泥砂浆的增强材料。有人实验表明,若在混凝土中掺加体积为0.1%-0.3%的聚丙烯纤维,可使砂浆的塑性收缩减少12-25%,以美国希尔兄第化工公司生产的杜拉纤维(Durafiber)是一种经过改性的束状聚丙烯单丝纤维,外观为白色、手感滑柔,在砂浆中分散后即成为一根根独立存在的单丝,这些单丝均匀分布后在砂浆块体之中,呈三维乱向分布,在塑性状态支撑集料、防止离析,使砂浆能承受干缩而产生的抗应力,减少裂缝,还可在硬化后砂浆中,起到阻挡块体内微裂缝的发展,降低砂浆内部孔隙裂缝的应力集中系数,起到提高基体抗拉,剪.强度的作用。并提高砂浆抗渗性、耐久性、增加韧性和抗冲击能力。

掺配杜拉纤维时先加入水泥、砂、水再加入所用纤维,搅拌时间以纤维砂浆中均匀分布为度,一般3-5min,养护等要求不变。造价每平方仅增加1.5-2.0元。

开裂范文篇4

关键词:性点电流互感器故障动稳定MALAB

1引言

最近我单位发生了两起110kV变电站的10kV电容器组中性点电流互感开裂的故障,其中一起故障的经过如下:

2002年5月24日,110kV新升变电站161#1电容器组中的#16电容器熔丝熔断,更换熔丝后送电,立即发生中性点电流互感器击穿开裂的现象(图1),同时161开关跳闸。故障前该电容器组的结构示意图如图2。

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从图2中可以看出,当某一个电容器贯穿性击穿损坏以后,该相的其它电容即被短路,电容值变为零(图3),该支路的阻抗减小,双星形的两个中性点电位不一致,出现不平衡电流,且电流是突然增大的,暂态过程中的电流很大,导致中性点电流互感器损坏。

要定量地分析损坏的原因,需计算161断路器合闸后的暂态过程。借助MALAB的电力系统模拟工具箱(PSB),可非常方便分析出暂态过程中的电流变化情况。

2合闸于故障电容器情况的模拟

根据一次模拟图,用PSB建立如图4的系统模型图.该系统模型图的说明如下:

10kV的电源来自110kV主变,其内阻忽略不计,故采用三个理想的正弦波电源,相角相差120°.断路器的初始状态为分.在一个周波即20ms后合上,断路器接触电阻取100μΩ,没有并联电阻和并联电容。串联电抗器的电抗值为0.2,阻尼电阻的电阻值为1.6Ω。C1~C6为电容器,用串联阻抗元件模拟,其中的电阻为熔丝接触电阻,取0.01Ω。由于断路器为非线形元件,因模拟计算的关系,C1不能为零,取1e-16F,C2~C6为正常的电容值,8μF。RL为方便模拟计算用的负载,此处设为电容器组母排对地电容,取1pF。中性点电流互感器采用PSB中的元件,参数按照实际情况取,变比取15/5,容量取25VA,一次二次的阻抗分别取0.001和0.04的标么值。电压互感器的容量为80VA,电压比10kV//100V,一次二次的阻抗也分别取0.001和0.04的标么值。B1~B4是母线,这里用作节点以方便连线,用连线模拟成实际的网络拓扑结构以后即可进行模拟计算。

用不同的网络拓扑结构进行多次模拟,可发现电压互感器的参数及其负载的参数对中性点电流的影响微弱,可忽略不计,原因也是显而易见的,因为它们是并联在电容器组上的。

用图4的系统模型图,不同的初相角进行多次模拟,模拟的结果由各个示波器观察,示波器3反映的即为流过中性点电流互感器的电流波形,图5选取了4幅比较典型的波形图,分别反映相角为10°、60°、90°和270°时的波形。

从一系列波形图可以发现,A相的角度为0°和180°时流过中性点电流互感器的暂态电流最小,A相的角度为90°和270°时暂态电流最大,且90°和270°时的相位暂态电流也相差180°.在角度为90°出现的最大暂态电流峰值为1750A,是一高频电流,频率约为10.4z。暂态电流在约0.002秒后衰减到稳态,稳态电流峰值为12.5A,衰减后的波形片断见图6。

3中性点电流互感器击穿的原因分析

该电流互感器的型号为LZJC-10型,1999年2月出厂,电流比15/5,其技术数据为1s热稳定倍数75,动稳定倍数150,按照一次侧15A的额定电流计算,动稳定极限是3182A(峰值)。同时在模拟时也发现,最大电流值对中性点电流互感器的参数敏感,若取的参数再小一点,最大电流值可超过2000A,在不计中性点电流互感器的阻抗时,最大电流为2500A。从模拟出的暂态电流值,我们可以推断出该电流互感器击穿的原因是动稳定失稳。从破碎的情况也可以看出,线圈间的间隙变大,说明线圈在受到电动力后的变形,而变形超过了环氧树脂的承受能力,导致环氧树脂崩裂,而铁轭上几个细小的放电点是绝缘破坏后线圈放电引起的。

另外,今年我公司110kV竹辉变10kV电容器组也发生了一起中性点电流互感器击穿的故障,故障后开关跳闸,现场检查的现象是某一电容器熔丝熔断,同时中性点电流互感器开裂。该成套电容器组与新升变161电容器的设备是相同的设备。从故障后的情况分析,可以推断出是某一电容器首先故障,导致流过中性点电流互感器的电流突然增大,因保护动作使该电容器组断路器跳闸的时间需0.1s左右,而暂态过程比较短,仅1/10个工频周波左右,因此在跳开开关之前,暂态电流已经使电流互感器损坏。

4结论与对策

新升变电容器组中性点电流互感器在送电时开裂,竹辉变电容器组中性点电流互感器在运行中发生开裂,说明该电流互感器未达到设计的性能指标,是造成损坏的主要原因。而同型号的电容器组以前也发生过熔丝熔断、开关跳闸的情况,为什么没有出现开裂的情况呢?从上述模拟过程可以看出,暂态电流的大小与相角有关,0°和180°附近电流很小,不会造成动稳定失稳。再者,从电容器组成套产品设计角度上讲,即使在最恶劣的90°和270°情况下,暂态电流也不会超过动稳定极限值,但是已经接近了产品的性能极限,因此很难避免电流互感器开裂的发生。

新升变161电容器组故障,开关跳闸后,检修人员到现场,更换了熔丝,在没有让电试班检查电容器状况的情况下,就恢复送电,是导致中性点电流互感器击穿的次要原因。因此,今后凡遇到电容器熔丝熔断情况,一定要检查电容器本身是否损坏,切不可急于送电。

为了加大动稳定的裕度,建议是否可考虑采用一次额定电流为40A或以上的中性点电流互感器,这样从理论上讲,动稳定电流的极限值加大了一倍,裕度可加大,另外可以通过保护的调整来弥补中性点不平衡电流保护灵敏度的降低,以避免发生类似的故障。

参考文献

开裂范文篇5

关键词:砖混结构;墙体开裂;原因;预防措施

目前,在一般民用建筑中,砖混结构房屋因其造价相对较低,且具有较好的隔热、隔音性能,仍被广泛采用。但其砌体强度较小,结构自重大,砂浆和砖石之间的粘结力较差,抗拉、抗弯和抗剪强度较低,砌体易于开裂。砌体裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,轻微者影响建筑物美观,造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此,正确分析原因、切实加以防治十分必要,十分迫切。造成砖混结构砌体开裂的原因很多,但其主要原因有两点:

一是温度变化;

二是地基不均匀沉降。

就如何防止砖混结构墙体开裂谈一些看法。

1温度变化引起墙体开裂的原因剖析

当温度变化时,由于材料热胀冷缩,房屋各部分构件将产生各自不同的变形,引起彼此制约而产生应力。因屋面混凝土与墙体的线膨胀系数不一致,屋面变形较大;当屋盖和墙体之间构造处理不当,会使墙体受拉,当其剪力和拉应力大于砌体的抗剪抗拉强度时,墙体便被拉裂。这类裂缝普遍是在建筑物的(特别是那些纵向较长的)顶层两端内外纵墙上,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性,但有时仅一端有,轻微者仅在两端1~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,更易发生。温差裂缝的轻重程度与屋顶保温情况、室内外温差和施工质量有关,如砌体砂浆标号太低,在以往的设计中只考虑砌体的抗压强度,砂浆标号越到上层越低。另外,当房屋越高,温度变化时变形越大,墙体开裂情况越严重。

2温度变化引起墙体开裂的预防

为了防止温度变化引起墙体开裂,可根据具体情况采取下列措施:

(1)适当调整温度伸缩缝间距。设计规范《砌体结构设计规范》GB50003-2001中对有保温层或隔热层的屋楼盖规定每50米设一道伸缩缝,无保温层或隔热层的屋盖规定每40米设一道伸缩缝,这个规定是从整体结构考虑的,但对温差较大且温度变化频繁地区和严寒地区的房屋及构筑物不适用,特别对于冬天有严寒,夏天有酷暑的地区,伸缩缝的最大间距除应满足《砌体结构设计规范》GB50003-2001中的规定外,伸缩缝的间距不宜大于30m。

(2)当房屋的屋盖和楼板不在同一标高时,如错层房屋,应在错层处纵横墙相交点设置钢筋混凝土构造柱并设双道圈梁与构造柱相连,以帮助墙体抵抗拉剪应力。

(3)适当加大屋面层圈梁和房屋四角构造柱的配筋和提高顶层砌体的砂浆标号。

(4)当有女儿墙时,女儿墙的抗风构造柱应与楼层的构造柱上下连通。

(5)在建筑物的两端的1~2个开间内或总长1/4范围内的屋面板底设置滑动支座,让其自由伸缩。

(6)做好屋面保温隔热层,这是最关键的一点。传统的做法是设一道架空隔热板,但效果不理想,建议采用种植屋面和储水屋面,或者使屋面做成太阳能集热器,把太阳能转化为电能或其他能量,这样既符合可持续发展战略,又能取得非常理想的隔热效果。

3基础不均匀沉降引起墙体开裂的原因剖析

砖混结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑工程基础不均匀沉降引起建筑物横向不规则变形,当建筑物的主体刚度较差,基础不足以调整因沉降差而产生应力时,便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力,当砌体的抗拉抗剪强度不足以抵抗变形应力时,墙体便会产生裂逢,基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破。反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒“八”字缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝。当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝。当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝。当外纵墙呈凹凸形时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点:

(1)房屋建于土质差别较大的地基上;

(2)建筑物基础深浅不一;

(3)房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大及基础处理不当造成不均匀沉降;

(4)建于软弱土质上,如在淤泥、淤泥质土、杂填土上,即使上部结构均匀,但由于压缩模量较小,强度较低,变形较大,因荷载差异也会引起不均匀沉降;

(5)建筑物平面形状复杂,立面变化过大,长度过大等,也会产生不均匀沉降。

4基础不均匀沉降引起的裂缝预防

根据以上原因,在建筑设计和施工过程中,应结合地基基础的具体情况,做好以下预防措施:

(1)当房屋建于土质差别较大的地基上,或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时,应在差异部位设置沉降缝,将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元,可以减少因基础不均匀沉降在样体内引起的应力,避免墙体裂缝。规范规定《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的沉降缝宽度一般应大于5厘米,为避免上部结构在地基沉降后相互顶撞,房屋较高时应加宽,最大可达12厘米以上。

(2)加强门窗洞口外的刚度,将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来,形成一个连续过梁,以增强房屋整体刚度。

(3)尽量避免用软弱土层做持力层,若无法避免,可调整上部结构刚度,或采用筏式基础,以减少建筑的沉降。

(4)房屋的纵墙宜贯通,横墙的间距不宜过大,一般小于建筑宽度的1.5倍左右。

(5)对于地基持力层不均匀的建筑物,应根据实际情况,将局部基础适当加深或加宽,或局部设计成板带基础,降低基底应力,尽量达到地基均匀沉降。

(6)在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动,做好排水处理,完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟,避免地表水浸泡基础而引起局部下沉。

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【关键词】水泥混凝土路面;损伤断裂;疲劳破坏

现在我国公路建设正进行得热火朝天,路面结构形式多样,有泥结碎石路面、块石路面、沥青路面、水泥混凝土路面等。在高等级公路建设中水泥混凝土路面以其强度高、稳定性好、耐久性好、养护维修费用低、经济效益高、有利于夜间行车的特点越来越受到人们的青睐。水泥混凝土路面损坏后修复困难也是限制水泥混凝土路面进一步推广应用的主要障碍。关于混凝土路面的损伤断裂,国内外学者作了大量而深入的研究,从混凝土材料组成、力学机理及外界因素等各方面分析了水泥混凝土路面的断裂破坏,并取得了大量的研究成果,对混凝土路面断裂处治提供了科学依据。本文应用断裂力学、损伤力学和路面破坏的原理,对水泥混凝土路面损伤断裂的产生、扩展直至破坏的全过程进行分析,指出每个阶段混凝土路面裂缝形成的根本原因,以便对症下药,为混凝土路面抗裂研究和处治提供科学依据。

一、水泥混凝土路面损伤断裂微裂缝产生的原因分析

1.1板底微裂缝的产生。水泥混凝土路面是将水泥直接浇注在凹凸不平的基层上。水泥砂浆将面层、基层形成一个整体,然而面层、基层的弹性模量、泊松比和强度各不相同。面层与基层的接触面部分的弹模、泊松比和强度不同于面层的弹模、泊松比和强度,又不同于基层的相应指标,实质上是一过渡层,并且相对面层而言,该层即为强度薄弱层。随着时间的推移,由于基层和面层各自的弹模、泊松比和强度的增长速度各自不同,同时由于面层水泥混凝土逐渐凝结,混凝土将产生收缩变形,由于温度的周期性变化,面层与基层之间存在不等量变形。由于以上原因,在面板横缝切割后必然会导致本来融为一体的过渡层沿路面板薄弱层平面开裂和破坏,将面层与基层彼此分离,破坏面处于一种非常光滑的凹凸不平状态。凹凸不平的接触面阻碍了混凝土面板与基层的不均匀胀缩,产生了巨大剪应力。剪应力直接对面板施加撕裂破坏,从而使板底不同部位微裂纹产生成为必然。

1.2板中微裂缝的生成。材料的结构组织在外载或环境因素作用下将出现如微裂纹形成、扩展、空洞萌生、晶体位错等微观不可逆变化,这些微观变化将造成材料宏观力学性能的劣化,这就是材料的损伤。就宏观水平来说,混凝土是集料颗粒加水泥浆基体的两相复合材料。在制造成形后,混凝土本身就是一种内部含水、微裂缝、微孔隙的损伤体,其损伤度D为:D=1-S/S式中:S、S‘分别为连续介质中的一个单元出现损后内外法线为n的某截面在损伤前后的面积。损伤后混凝土的弹性模量E平:E平=E(1-D)式中:E——损伤前混凝土的弹性模量;D——损伤度。

二、在外力作荷载用下裂缝的扩展

2.1外力作用下板底裂缝的发展。由于过渡层的破坏,面板与基层分离,在路面继续胀缩和产生温度变形的剪应力作用下,其板底微裂纹必将不断的发展、不断的增多,损伤路面强度。车辆动荷载的作用下,路面板会发生振动,板的振动反过来又作用于行驶其上的车辆,这种车-板之间的耦合作用随荷载多少和车速的大小、路面平整状况以及基层材料性能的不同而变化,并且会对板的开裂产生较大的影响。研究表明,路面越不平整,车速越高,荷载越大,这种作用会更加明显,裂纹的生成和拓展速度亦就越快。

2.2板中微裂纹的发展。由于混凝土本身是一种损伤体,内部含有微裂纹、微孔隙,在行车荷载和温度应力的作用下,原有体内的弥散裂隙将进一步扩展,且新的微裂纹又生成、扩展。微裂纹扩展并集总是和材料的弹性变形同时出现,但卸荷后不能愈合,因此导致能量耗散,使材料的强度、刚度下降,砼面板损伤度会逐渐增大,路面板板中裂纹尖端附近的混凝土逐渐损伤,裂纹会逐渐发展和加剧。而不是等外界荷载增大到临界荷载时原裂纹才出现扩展损坏。当外力使材料应力达到混凝土拉伸强度ft值时微裂纹迅速扩展,骨料颗粒与水泥浆基体之间脱粘,则会出现更多的微裂纹扩展汇合成宏观裂纹。

2.3板中裂纹与板底裂纹的贯通。(1)板底及板中出现裂纹后,荷载作用下受拉区会出现损伤,即:α平拉=α拉/(1-D)式中:α平拉——板底出现裂纹后的拉应力;α拉——路面板完好时的拉应力;D——板底初始损伤度。受拉区应力增大,裂纹有向板顶扩展的趋势。(2)受拉区受损,承载能力下降,中和轴向板顶移动,导致受压区增大,该区受压区损伤进一步加剧,板中裂纹延长。(3)路面不平整时动载作用将使这种破坏加剧,板中裂纹加速扩展。板底裂纹的向上扩展和板中裂纹的进一步延长,必然会导致两者在某一应力水平下互相连通,从而加剧板的开裂破坏。2.4混凝土面板裂纹扩展的定量描述。混凝土面板裂纹扩展的三个参数,包括拉伸强度ft,断裂能Gf,还有拉伸应力-应变软化曲线形式的参数,其中断裂能指裂纹扩单位面积释放出的能量。Bazant.oh1983年研究得出的近似公式:Gf=(2.72+0.0214ft)f2tda/Ec其中:da——最大骨料粒径;Ec——混凝土的杨氏模量;ft——拉伸强度。

三、在荷载的作用,面板裂缝上下贯通,使路面产生断裂破坏

路面疲劳破坏的过程描述。疲劳强度是水泥混凝土混凝土路面设计的一个关键指标,按断裂力学观点,水泥混凝土路面的疲劳破坏过程应分为两个阶段:即路面完好无损至底板表面形成明显的裂纹阶段和裂纹扩展至路面板完全断裂阶段,并且第一阶段通常占材料总寿命的80%左右。然而,在确定混凝土路面的疲劳强度时,人们往往都是基于经典的应力-寿命法,即对萌生裂纹的循环作用次数和使这一裂纹扩展突然破坏的疲劳次数不加区分,在板底裂纹已经产生的情况下,板的疲劳寿命实际上仅相当于第二阶段的疲劳作用次数,这正是水泥混凝土路往往未到设计年限而了生断裂破坏的原因。公务员之家

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1.1剪力墙自身存在的不足

对于剪力墙结构,主要是由钢筋混凝土和砌块构成,裂缝的种类主要有两种,即具有贯穿性质的裂缝以及表面较为不规则的裂缝。对于贯穿性的裂缝,发生的时间主要是模板拆除后的阶段,时间不长,其在剪力墙的位置主要是由下至上的方向,与楼面呈现垂直的状态。通常,这种裂缝的宽度表现在0.2毫米的范围,如遇到特殊情况,规格可达到0.5毫米,甚至更大的宽度,而且深度较大,甚至达到对整个墙壁的穿透。对于表面不规则的裂缝,主要发生在混凝土浇筑时间不长的时段里,遍布于整个墙体的表面,这种裂缝宽度较大,密实性较强,但是深度值不大,这种裂缝出现的原因主要是养护工作不理想,未能够实现有效的治理。

1.2混凝土的收缩应力存在较大的情况

1.2.1如果收缩裂缝的原因是混凝土过大的收缩应力,那么主要影响因素是水泥的实际使用量。目前,对于工程品质提出了更高的标准和要求,设计强度不断提升,使得对于建筑材料、配比的研究成为更加有价值的科学。鉴于工程的多样性,很多方面都要进行相应的调整和变更。一旦强度存在差异,在水泥搅拌和配比方面就会区别对待。

1.2.2构件长度的影响力。对于建筑而言,构件的影响较为突出,是整个施工的关键性环节。对于构件的考量,最重要的是混凝土强度,只有强度达标,才能达到构件不同的要求。其次是对骨料的重视,根据混凝土不同强度的要求,对其强度进行不同的层次的划分,目的是保证配料的精准性,以便发挥混凝土自身的应有功能。如果骨料在量的使用方面比较合理,那么就能够极大地提升工程的品质,有效抑制混凝土的收缩和变形。

1.3混凝土温度存在应力较大的情况

如果混凝土的裂缝产生的诱因是混凝土温度应力过大,其主要的影响因素包含:水泥的类型、拆模时间的选择、温差的影响、养护的因素等。

1.3.1水泥品种的影响。在当前的建筑工程中,高强度的混凝土得到了较为广泛的使用,例如,硅酸盐水泥的使用量增大,水泥水化热呈现较大的提高,集中性较强。在水化的过程中,大量的热能被释放,鉴于混凝土散热性能的降低,致使混凝土内部达到的温度大幅度升高,温度裂缝产生。

1.3.2拆模时间的影响。如果拆模时间选择不当,就会使混凝土的表面出现裂变,降温收缩发生,而混凝土的表面又会散热过块,内部散热较慢,导致内外发生温度差异,形成温度阶梯。同时,早期的混凝土在抗拉强度和弹性模量方面较低,一旦出现表面散热较快的情形,拉应力发生,而内部热量又无法尽快散出,压应力由此产生,一旦混凝土的抗拉小于拉应力和压应力,那么裂缝就会由此产生。

1.3.3养护条件的影响。如果缺乏对剪力墙的有效、到位的养护,墙体表面的水分会较快地流失,体积会大面积收缩,而对于内部,水分散失量又较少,体积收缩液不大,内外力的作用,使得拉应力产生,开裂现象发生。

1.3.4温差变化的影响。对于剪力墙而言,受温差影响较大,而在混凝土结构中,夏季散热速度较慢、冬季导热也较慢,这就使得整个剪力墙的上下部位容易出现裂缝。

1.4给剪力墙造成影响的其它因素

对于剪力墙而言,受到各种约束因素影响,如楼板、端柱等,而对于地下室的剪力墙,则受到顶板以及底板的约束。这些约束因素,致使剪力墙构件无法实现自由的变形,裂缝从而出现。

2如何有效预防建筑结构剪力墙的开裂

2.1对原材料进行的有效控制

对于剪力墙而言,存在较为复杂的材料,主要包含混凝土、石块、水泥等原料,尤其对配筋需求量较大,需要进行紧密布置,要对石块的粒径和骨料级配进行控制。一旦粒径较大,就会出现被卡住的情形。因此,要严格控制砂浆的品质和配合比,一旦砂浆品质不达标,混凝土抗拉强度就会降低,就会诱发裂缝。鉴于水泥水化中热量和收缩的可观性,因此,要使用水化热和低收缩的水泥类型。

2.2对混凝土施工的有效控制

对于剪力墙的品质,只有保证合理的施工组织设计能力,才能为品质提高坚实的基础和保障。在进行施工组织设计的时候,要对混凝土的凝结时间进行充分的考量,实现对混凝土的合理调配和搅拌,为浇筑施工提高前提,保证在下层混凝土凝结之前,上层混凝土达到凝结的状态。在混凝土施工的过程中,冷锋和分层缝极容易发生。因此,要避免侧模出现位置的偏移,同时,加大对剪力墙底部的振捣,提升剪力墙底部的承载能力,保证振捣过程的均衡性、有效性、连续性,避免间断,实现对裂缝的有效避免。另外,在混凝土中添加一定的微膨胀剂,对混凝土的收缩力进行补偿,降低混凝土收缩裂缝产生的几率。

2.3对结构设计进行的控制

为了实现对裂缝的有效控制,在进行结构的设计阶段,要全方位考虑温度钢筋的设计模式,借助钢筋的构造,实现墙板结构温度应力和收缩应力的降低。同时,墙板裂缝出现的主要原因是水化热以及降温导致的拉应力,因此,要对入模的温度进行降低,采取分层散热的形式,避免较为剧烈的温度和湿度的变化,保证应力的松弛状态。另外,要防止结构突变情形的发生,目的是避免应力的集中状况而引发的裂缝。当突变无法避免的时候,孔洞和变断面转角的位置,由于温度收缩的原因,也会引发应力的集中,此时,要进行局部的处理,采用逐步过渡的形式,也要加配钢筋。受力筋如能满足变形的构造要求,则不再增加温度筋;构造筋不能起到抗约束作用的,应适当增加温度筋。

2.4有效发挥配筋对裂缝的控制作用

钢筋能够发挥对混凝土收缩的有效控制作用,但不可能从根本上消除。钢筋数量的增加在减少收缩的同时,加大了拉应力,一旦钢筋较多,足以引起混凝土的开裂现象。因此,钢筋混凝土中的配筋率对混凝土的自约束影响深远。如果配筋设置的数量合适,就能有效限制混凝土的拉伸的极限标准,降低温度裂缝和收缩裂缝具有较大的积极作用。

3结束语

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由于混凝土浇筑后,表面未及时覆盖,受风吹日晒及闷热气候的作用,表面游离水分蒸发过快,导致混凝土收缩速度加快,其中板的收缩值又远大于梁的收缩值,附加了热收缩差,从而加大了板面的拉应力,而此时的混凝土早期强度低(特别是加粉煤灰的混凝土,早期强度偏低,吸水率大),不能抵抗这种变形应力而开裂。

1对楼板裂纪的几种处理方法

由于收缩裂缝属早期发展型,受环境影响继续发展的可能性不大。对裂缝的开展观察1个多月后,板面裂缝不再发展,裂缝趋于稳定。本工程裂缝大致分为四类:

(1)宽度≤0.3mm的非贯穿裂缝,对结构承载力及持久强度无有害影响,可不作处理;

(2)宽度>0.3mm的非贯穿裂缝会引起钢筋锈蚀,影响结构持久承载力,采用表面防水聚酯砂浆封闭法处理;

(3)不成片、分散的贯穿性裂缝会引起钢筋锈蚀,影响使用功能,采用改性环氧树脂灌浆法处理;

(4)对贯通裂缝已成片的两板块(北面两套房内),凿除混凝土并重新浇筑。

2改性环缸化学压力汽浆

压力改性环氧化学灌浆液是一种低粘度、高强度的改性环氧树脂补强化学灌浆材料。由环氧树脂、改性液及三乙烯三胺组成,在催化剂作用下相分离而呈海岛状态结构,具有橡胶相改性环氧树脂效果。它可灌性好,粘度低,强度高,使用方便,特别适合于灌注细裂缝。其主要技术指标为:粘度(25℃)30~83.6MPa·s;纯胶体抗压强度58.5~118.3Mpa;纯胶体抗拉强度14.7~24.5MPa;固砂体抗压强度41.7~68.6MPa;劈裂抗拉强度3.5~4.5MP;轴心抗压强度32MPa;弯曲抗压强度35MPa;抗拉强度2.75MPa;浆液的配合比:改性环氧树脂:乙二胺=100:8(重量比)。施工工序如下。

2.1表面处理

用钢丝刷将裂缝刷干净,并用压缩空气吹去浮尘。

2.2粘贴进浆嘴

用速凝胶将灌浆嘴粘在灌浆口上,间距300~500mm,其布设原则为:浆嘴宜设在裂缝宽度较大处,在裂缝的起点处和交叉点,均须粘贴进浆嘴。

2.3封缝

用速凝胶封闭上下裂缝,2d后沿裂缝涂刷一层肥皂水,从进浆嘴通人压缩空气。若肥皂水起泡,说明起泡处封闭不严,立即擦去肥皂水,并用速凝胶封堵密实。

2.4配浆

用天平称取两种浆液原料,并根据气温及裂缝宽度进行小幅度调节,将浆液充分拌合并置于洁净胶桶待用。若浆液超过3h或流动性较差应停止便用,配浆量应充分考虑富余量。

2.5灌浆

(1)灌浆从裂缝的一个端头开始向另一端逐步进行。

(2)灌浆工艺路线:料桶→胶管→灌浆机→胶管→进浆嘴。

(3)逐步加压,从0~0.25MPa后停止提高压力。

(4)加压后注意观察,压力维持在0.25MPa不变。

(5)与进浆嘴相邻的进浆嘴冒浆时,立即关闭阀门停止进浆,并迅速用堵头堵住冒浆的进浆口。

(6)堵住冒浆口后,再打开阀门注3~5min.

(7)拔开与第一个进浆口相连的胶管,随即堵住第一个进浆口。

(8)拔开第二个进浆嘴堵头,与胶管相连进行灌浆,至一条缝灌完。

2.6复原

72h后将进浆嘴打掉,铲去混凝土板面上的胶泥。

3重浇楼板混凝土的技术措施

用钢钎凿除混凝土时应避免扰动原有钢筋与保留混凝土握裹。具体作法是先在楼板底支设临时模板,应支设牢固,以使其作为凿除混凝土时的工作平台。凿除混凝土板时,先沿周边凿出20~30cm宽的环形带,以减少凿中间混凝土时对周边结构的影响。

3.1模板支设

新浇混凝土板与原混凝土板接缝处,约50cm宽范围内模板有意低于原楼板底约lcm,并伸出缝外20~30cm宽,模板外边缘与原混凝土楼板之间夹lcm厚泡沫塑料条,以防漏浆。

在有意低于原楼板底处的模板顺缝设通长方木,方木下每个支点处设双向木楔。在混凝土初凝前向上挤紧此处模板,将混凝土挤压密实。

3.2钢筋

(1)凿除混凝土板部分的原配筋不动,若有凿除者应重新配上,另按平面图加配钢筋(双层双向)。

(2)保留板上面加筋,其端头伸入梁或剪力墙内。注意不得损伤梁内受力钢筋。

3.3混凝土

(1)用C30细石混凝土(比原C25混凝土提高一级)。

(2)拌合物坍落度控制在30~50mm,混凝土内掺12%UEA膨胀剂。

(3)浇筑混凝土前将模板内杂物冲洗千净,新旧混凝土接搓处原混凝土要充分润湿(泡水12h),并用掺10%108胶的水泥浆将接缝处混凝满刷一遍。

(4)用平板振捣器振捣密实,混凝土表面收干后,用木抹抹压至少3遍,以防表面裂缝。

(5)每板块留置两组试件。

3.4养护及拆模

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关键词:水泥混凝土路面;路面纵向开裂;处理措施

水泥混凝土路面具有刚度大、承载能力强;耐久性优良、耐高温性强;抗弯拉强度高、扩散荷载能力强、疲劳寿命长;耐腐蚀性强;稳定性好、使用寿命长;日常养护费用低等优点,上世纪90年代被广泛应用于市政道路建设[1]。但在长期的运营过程中,由于水泥混凝土面板受当地气候和温湿度变化、交通货载和交通量的增加等因素的影响,导致各种病害也随之涌现,直接影响着路面的美观,甚至严重影响到道路的承载力和耐久性及使用性能。在这些病害中,最严重的就是路面开裂破坏。常见的水泥混凝土路面开裂可分为表面裂缝和贯穿板全厚度裂缝(简称贯穿裂缝)。①表面裂缝:混凝土浇筑后,因材料自身沉降和混凝土混合料则早期过快失水干缩和碳化收缩而产生的裂缝,这种裂缝一般仅止于面层,是常见的裂缝,对路面结构层和路基的承载能力及使用寿命影响不大。②贯穿裂缝:因路基沉降导致水泥混凝土路面产生的裂缝,这种裂缝不仅表现在面层,而且从路基反射到面层,为贯穿板全厚度的裂缝,主要表现为垂直于行车方向的不规则裂缝(横缝)、沿道路前进方向的裂缝(纵缝)、与混凝土板角两边接缝相接的贯穿板厚的裂缝等。路面裂缝不断变宽,甚至出现错台现象,形成滑裂面,这种裂缝根在路基,危害较大,会导致路面基层和路基的承载能力下降,危及行车安全。本文以曲靖经济技术开发区现状混凝土道路改建工程为例,对水泥混凝土路面贯穿性开裂(主要为纵向裂缝)的原因及工程处理措施进行分析总结,经处理后的道路路面开裂情况得到解决。

1工程概况

曲靖经济技术开发区某道路位于经济技术开发区北部片区,是开发区基本路网骨架中一条南北向的主要干道。道路长1.3km,现状道路红线宽度20m。

1.1主要技术标准

道路等级:城市次干路红线宽度:40m(改扩建后)路面类型:沥青混凝土路面路面结构设计使用年限:15年路面计算标准轴载:BZZ~100排水体制:雨、污水分流制排水管道设计重现期:5年桥涵荷载等级:城—A设计地震烈度:Ⅶ度。

1.2道路现状

该道路为市政道路,根据片区产业的开发,于2004年修建了10m机动车道(因两侧地块未启动开发,无人行需求,故仅实施了10m宽机动车道),机动车道建成后开始通车,经过十多年的运营,路面出现了不同程度的开裂,水泥混凝土路面出现了细小的横向和纵向裂缝。从2013年3月出现纵向裂缝,在进行临时灌缝处理后,2014年3月开始,路面纵向裂缝有了加剧的趋势,纵向裂缝不断变宽,在最严重处宽度达到10cm,而且纵向开裂处路面已经形成了错台,高差达5cm左右。道路出现裂缝家具之后,道路主管单位对出现的裂缝进行了临时处理,对纵向裂缝采用C35混凝土进行了灌缝处理。根据现场踏勘分析,道路纵向裂缝开裂较为严重的路段均出现在道路西半幅,而道路西侧有一片桉树林,距离道路机动车道仅10m,东侧半幅道路未发现纵向裂缝,仅有部分细小横向裂缝。(图1-图2)在道路进行了临时处理之后约1个月,临时处理过的裂缝再次出现裂缝,路面出现了滑移现象,西侧半幅道路有了路面倾斜。地质专家对现场再次进行了踏勘,一致认为该道路纵向裂缝属于路基沉降引起的路面开裂情况,路基出现裂缝从而反射到了路面,从而引起路面纵向开裂,甚至于滑坡现场。因此经济技术开发区启动了该道路改扩建工程,改扩建后的道路红线宽40m,道路等级为城市次干路,设计速度为40km/h。(图3)

2路面开裂的原因分析

道路出现裂缝的原因有多种,现对路基出现裂缝的因素结合当地的气候、地质状况以及周边环境等进行分析,从而提出处理方案,避免道路改造之后再次出现路面开裂的情况。

2.1气候因素影响

曲靖市内地形多由山地、丘陵和坝子等组成,喀斯特地貌发育典型。据气象资料统计,自2009年以来,云南全省连续3年年平均降水偏少。而曲靖2010年的年平均降水量为1025毫米,偏少于往年年平均降水量。2011年曲靖市麒麟区年降水量516.2毫米,比历年平均偏少383.6毫米(偏少40%左右)。2012年1-7月降水量达465.3毫米,但仍比历年同期水平要低6%。曲靖市2012年降水量与历年平均值相比,仍偏少10%~20%,属于偏少范围。连续三年的降水量减少,造成地下水得不到补充,地下水位下降严重。2013年~2014年降雨量虽有回升,但连续3年的干旱造成的地下水位下降还未得到有效的缓解。

2.2路基地质影响

曲靖经济技术开发区大部分片区均有不同程度厚度的中~弱膨胀土,根据周边地质的调查以及对该道路地质勘查报告的查阅:道路片区内存在第②层黏土(膨胀土)(N),灰白、灰红、灰黄色,可-硬塑,湿,切面光滑,干强度高,自由膨胀率平均58%,一般为50-80,为弱—中膨胀潜势。沿线一般有分布,局部缺失,压缩系数a1-2=0.33MPa-1,压缩模量Es1-2=6.74MPa,为中压缩性土,力学性质一般较好,经处理后可作路基持力层。顶板埋深0.60-5.20m,层厚0.60-6.60m,平均厚3.02m。不良地质对路基质量是一个较危险的影响因素,膨胀土由吸水膨胀性和失水收缩性黏土矿物组成,该土具有较大的塑性指数。在坚硬状态下该土的工程性质较好,承载力较高。但其显著的吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性可是路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重破坏。原道路路基对该层膨胀土基本未做处理,而在其上直接铺设路面垫层,因此长时间干旱后,导致路基失水收缩,产生侧向力,引发路面开裂[2]。

2.3周边环境影响

桉树是速生丰产林,只要3-5年的时间就能长成参天大树,在生长过程中会吸收大量的水分和养分,所以会造成周围环境的生态平衡。这一段时间也是桉树林需水、需肥最多的时候。在这之后,桉树的干物质积累速率明显减慢,其需水、需肥量也就迅速减少,反过来,蓄水作用开始体现,而且因为要通过老叶脱落等形式返还营养元素,很快就能达成植物体和周边环境间的养分平衡,也即蓄肥作用也开始体现。因此,所谓“抽水机”、“抽肥机”之类的负面效应,至多是发生在造林初期。引种桉树会导致地下水位下降,保持水的能力很差,时间长了,土地表面板结,还出现土地沙化现象。现状道路西侧桉树林种植于2008年,长势很好,面积约为13000m2,正是对土壤的水分、肥料需求极大的时段,再加上该片桉树林面积较大,且集中在道路西侧200m左右的路段上。道路出现纵向裂缝的地方为靠近桉树林一侧的西侧半幅道路,在2014年3月,该幅道路出现了滑裂面。(图4)综合以上三个因素,道路纵向裂缝产生的原因为:由于曲靖市遭遇连续多年的干旱以及道路西侧桉树林吸水导致路基下的膨胀土失水收缩,形成道路纵向开裂,从而反射到路面,造成了道路路面纵向裂缝的形成。

3工程处理措施

3.1对桉树林的处理

根据曲靖市总体规划,道路两侧主要为居住用地,随着周边地块的开发,桉树保留的价值不大,建议将桉树砍伐,最好连根刨除,避免再造成桉树林周边地下水的流失。

3.2对路基的处理

根据本道路地勘资料显示,第②层:黏土(膨胀土)(N)灰白、灰红、灰黄色,可-硬塑,湿,切面光滑,干强度高,自由膨胀率平均58%,一般为50-80,为弱—中膨胀潜势。沿线一般有分布,局部缺失,压缩系数a1-2=0.33MPa-1,压缩模量Es1-2=6.74MPa,为中压缩性土,力学性质一般较好,经处理后可作路基持力层。顶板埋深0.60-5.20m,层厚0.60-6.60m,平均厚3.02m。第③层:黏土(N)深灰色,可塑,湿,切面光滑,干强度高,韧性好。道路沿线一般有分布,局部缺失,压缩系数a1-2=0.43MPa-1,压缩模量Es1-2=6.07MPa,为中压缩性土,力学性质一般,可作路基持力层。顶板埋深2.20-10.20m,揭露厚度最大13.4m,未揭穿。膨胀土的处理方法较多,可采用的措施有桩基对膨胀土进行加固和改良;也可采用开挖换填、堆在预压对路基加固。根据地勘资料显示,膨胀土层较厚,无法全部挖除,根据曲靖开发区的当地建筑材料及经济比较,结合以往的工程经验,对道路范围内膨胀土采取换填垫层法对路基进行加固。①对现状路基处理方法:本道路为改扩建工程,在现状道路基础上两侧加以扩宽改建,改建后的道路红线宽40m。现状道路的西侧半幅道路由于纵向裂缝的产生,已经出现滑坡的现象。对于西侧半幅道路路面结构已经不可能再利用,但经过十多年的运营,路基工后沉降已趋于稳定,该处道路路基处理办法:刨除破损的路面结构,路床底超挖50cm,采用片石换填,片石换填后加铺一层钢塑土工格栅,在铺筑一层路床填料(当地填料为中粗砂)后加铺一层钢塑土工格栅,压实度要求达到94%以上。②对扩建部分路基处理方法:新建路基部分膨胀土清除100cm,片石换填后加铺一层钢塑土工格栅,在铺筑一层路床填料(当地填料为中粗砂)后加铺一层钢塑土工格栅,压实度要求达到94%以上。(图5)

3.3对路面结构的处理

由于水泥混凝土路面有行车舒适性差、噪声大,损坏修复难度大等缺点,近年来城市道路多采用行车舒适性好、噪声小、后期养护简单的沥青混凝土路面。因此道路改扩建工程路面结构采用了沥青混凝土路面,路面结构设计按照重交通等级进行设计。路面结构设计如下:4cm细粒式沥青混凝土(AC-13C)加0.3%专用抗车辙剂、玻纤格栅));5cm中粒式沥青混凝土(AC-20C);6cm粗粒式沥青混凝土(AC-25C);36cm水泥稳定碎石层(水泥掺量5.5%,K≥98%);15cm级配碎石(K≥96%);80cm中粗砂(含泥量≤5%,K≥94%)(路床)(加铺两层土工格栅)。

4结语

该道路改扩建工程已于2016年5月建成,至今通车已经5年多,通过上述处理措施的实施,实现了预期的效果,改建后的道路使用至今,未发现有开裂或其它形式的有害裂缝出现。

参考文献:

[1]李雪强.如何防止水泥混凝土路面开裂[J].山西建筑,2007,33(9):308-309.

[2]吴国雄,易志坚,何兆益.水泥混凝土路面开裂过程研究[J].公路,2001,10(10):141-143.

[3]关于云南省曲靖市近年旱情的调查报告.

开裂范文篇10

关键词:非承重砌块

1、小砌块应用回顾

广东省早在七十年代就对普通砼小型砌块结构进行了广泛深入的研究,且从生产到应用均处于全国先进水平。广州市建委在1979年颁发了《小型砼主心砌块砌体工程施工及验收暂行规定》,1981年广东省建委组织编写了《小型砌块建筑设计及施工技术规程》(试行),至1982年广东省建委与四川省建筑科研所合编了《砼空心小型砌块建筑设计与施工规程》JGJI4-82.推动了全国小砌块砌体结构发展。

七十年代至八十年代初,广东地区的住宅以六层以下于制楼板砖混结构为主,结构自重大且抗震性能差。硷小砌块由于轻质高强,加设芯柱灵活并可提高抗震性能等优点而成为取代红砖的砌体结构的好墙村。一大批七层小砌块结构住宅在广州拔地而起,我们经过对小砌块墙体的开裂调研,受力性能和抗震试验研究[1],采取了适当的构造措施及天面植被等隔热措施,解决了墙体的裂漏问题,使小砌块结构应用技术日趋成熟。广东面临港澳并处于开放的前沿地带。开放改革后,随着住宅商品化,人们对住宅功能、环境、装修等条件要求多变并越来越高,大开间灵活间隔的住宅更为人们所乐道。常规的砖混结构对此有较大的限制,我们又及时研制了附柱砌块的墙在体系。通过加设附柱而增大承重砌块墙的问距,解决九层以下大空间灵活间隔的住宅建筑结构问题[2]。随着开放改革深入发展,房地产业兴旺,吸取香港现浇硷结构技术,广州市建筑市场现浇框架结构取代了混合结构,子制楼板由于裂漏问题己无人问津,承重砼小型砌块生产大减,砼予制厂场己成商品房开发用地。广州市从1985年后确定现浇砼框架为住宅的主要结构体系后,普通砼小砌块由于块体较重,施工操作强度偏大而受限制、再加上与框架连结较差等缺点渐被人们打入冷宫,来源于农村毁田侥制的红砖因价格便宜,施工方便又成为墙体主要材料,广东墙村革新工作陷入低潮。

八十年代未,广州引进了丹麦史密斯公司的技术和设备建成了轻粘士陶粒及陶粒砼砌块生产线,轻骨料硷砌块作为轻质高强材料成为框架填充墙的热门墙村。为了使陶粒砼砌块能顺利推广应用,广州市建委组织专门小组进行研究,编制了《轻粘土陶粒及轻粘土陶粒砌块应用设计与施工暂行规定》5J01-90,对设计施工有较大的指导意义。

九十年代两部两局墙改办关于加快墙村革新通知下达后,广州积极响应,采取了征收保证金等一系列行政措施控制使用红砖,积极扶持新墙材的生产。广州地区除了陶粒砼砌块外.各种轻骨料硷,蒸压加气砼等小型砌块大量涌现。大量使用轻质砼砌块后,由于对砌块生产监管力度不够,设计与施工措施不当,致仁建成墙体开裂渗漏问题较多、工程质量投诉很多、建设主管部问亦深感头痛。设计单位无规范可依,施工单位也不知所措,把责任推给墙材革新工作。很多建设单位宁可罚款也使用红砖,墙革工作出现了波折。为此广州布建委利用广州市建设科技发展基金,组织了高校、科研、设计、施工、质监等单位的专家对非承重砼砌块的应用技术进行研究,编制技术规程进行技术立法以确保工程质量,使墙村革新工作顺利进展。经过两年的艰苦研究,制定了广东省标准《非承重砼小型砌块砌体工程技术规程》DB/T15-18-97,及广东省通用建筑标准设计《非承重砼小型砌块砌构造》GJ005一1998。颁发实施后非承重硷砌块应用走上了正轨。广州市1998年新墙村的使用率达41%,而小型砼块则占新墙材的80%以上,又重新走上墙村革新的先进行列。

2.非承重砌块墙体裂漏问题研究

针对近年非承重硷砌块大量应用中出现的墙体开裂问题,广州市建委、墙革办利用广州市建设科技发展基金资助设立研究项目,对砌块生产和设计施工应用进行研究。通过对己建成楼房墙体开裂情况进行调查,分析裂缝产生原因,找出改善墙体抗裂漏性能的途径和措施[4]。

2.1砌块材质问题

非承重硷小砌块主要是轻骨料(如陶粒、膨胀珍珠岩、煤渣等)砼,和蒸压加气砼(或泡沫砼)。由于轻质砌块容重轻,用作非承重墙体时较红砖有较大优越性。但片面追求客重轻时,其他的材料性能则又较红砖差,如强度一般较低为2.5~5Mpa,吸水率较大为10~20%,干缩率较大达0.1%,且砼干缩时间较长,砌块上地后还在不断收缩。从调查情况发现有些墙体出现沿砌块本身或沿灰缝走向开裂,有些还出现发霉现象。有些墙体在使用了一段时间后也出现裂缝,这些主要是村质问题所致,必须加强砌块生产管理,严格质量认证,不准粗制滥造、质量低劣的砌块进入建筑市场。

2.2设计构造问题

非承重砼砌块墙是后砌填充围护结构。当墙体的尺寸与砌块规格不配时,难以用砌块完全填满,造成砌体与硷框架结构的梁板柱连接部位孔隙过大容易开裂。

门窗洞及预留洞边等部位是应力集中区,无采取有效的拉结加强措施时,会由于撞击振动容易开裂。

墙厚过小及砌筑砂浆强度过低,会使墙体刚度不足也容易开裂。

墙面开侗安装管线或吊挂重物均引起墙体变形开裂。

与水接触墙面未考虑防排水及泛水和滴水等构造措施使墙体渗漏。

以上种种由于设计考虑不周而致,必须针对建筑使用功能,及各种材料的特性扬氏避短,采取有效的构造措施,精心设计方可避免墙体开裂渗漏。

2.3砌筑施工问题

非承重砌块与红砖不同,随意砍凿砌筑,用不同材料混殉,使用龄期不足的砌块等,墙体容易开裂。

砌块与砼柱连接处及施工留洞后填塞部位无加拉结钢筋,墙顶300m高的砌体无隔日顶紧砌筑,均容易引起接台部位开裂。

砌块上墙时含水牢过大或雨期施工淋湿砌块,墙体亦会因收缩开裂。

砌块无错缝对孔搭砌,灰缝砂浆不饱满,日砌筑高度过大等均容易引起墙体开裂。

墙体孔洞预留及开槽等处理不当,削弱了墙体强度,填补不好时亦会引起局部开裂。

总之,按常规红砖的施工方法砌筑砌块,往往容易造成墙体开裂。因此对各种材质的轻质砼砌块需有专用施工方法与专门处理措施,精心施工才能确保墙体不开裂渗漏。

2.4墙面抹灰问题

砌块墙体与红砖墙一样,一般均加抹灰装饰层,外墙更要粘贴饰面砖。当砌块墙面特别是蒸压加气硷砌块墙面基层处理不当,饰面砖粘贴方法不对时抹灰饰面层易起鼓开裂甚至脱落而造成修漏。

厨卫问墙体既要吊挂也要防水,抹灰层处理不当也易造成渗漏。

开洞槽埋管线后,填塞及抹灰面层处理不当往往引起局部开裂。

在不同材料的接台部、新旧砌体连接处及开槽位置、抹灰层钉上钢丝网或加防裂网布可减小抹灰层的开裂。

综上所述,非承重触墙体开裂原因较多,要从各方面考虑采取控制措施,加强砌块主产管理保证材料质量。针对裂漏原因精心设什、精心施工才能建造出优质墙体让住户放心满意。

3.编制技术规程和标准图集

为了在生产。设计、施工、监理、质监、验收有法可依,加强对非承重砼小型砌块砌体的质量控制,广州市建委利用广州市建设科技基金资助组织华南建设学院西院及有关科研设计、施工、质监等单位编制技术规程及设什图集。

3.1编制技术规程

从1995年编制技术规程立项开始,参考了全国及北京、上海、沈阳等地有关小砌块的标准,结合广东地区炎热潮湿,多风雨的气候条件,地方习俗,以及本地区的三大类砌块产品,针对墙体裂漏问题,经过两年时间研究编制了有广东特色的地方标准。

规程分为总则、材料、建筑设计要点、结构构造要求、砌体工程施工、抹灰工程和验收等七个章节。

综合了国内普通砼砌块、轻骨料砼砌块及蒸压加气馊砌块三大类砌块的有关标准,结合本地产品现状列出对各类砌块的技术要求,适当提高对轻质砌块的强度要求,强调不得使用掺粘土砂浆,在村质上严格控制。

以建筑设计为龙头,对容易裂漏部位采取有效的构造措施。附录C提供了砌体防裂、防渗漏措施供参考。对砌体与硷梁柱的连接均有专门拉结加固措施及防水、隔热、隔声等措施,对外墙建议用加挂防裂钢网,增设防水层等以满足建筑的使用功能要求。

施工章分为九节,重点在砌块的砌筑及洞口处理。严格按不同砌块控制上墙时含水率,强调锚固钢筋要展平砌人水平灰缝,对不同材料控制不同的日砌高度,对洞边空心砌块填实及加设边框等处理以确保墙体整体性。

抹灰工程作为独立一章参照现行装饰工程施工及验收规范要求,对外墙抹灰特别是高层外墙抹灰要加挂钢网,结合广东省关于消除建安工程质量通病的若干规定,做好抹灰防水处理。

3.2编制标准图集

为了使省标准技术规程具体化,市建委组织了广州市民用建筑科研设计院及华南建设学院西院,根据规程的要求结合实际工程设计经验及习惯做法编制构造图集。包括有建筑构造与结构构造说明,砌块墙体排列图示、门窗侗构造、墙柱连接详图、过梁构造柱大样、安放空调机构件、管线安装构造以及墙面抹灰用料及做法选用表等,以方便设计与施工单位选用。

经过编写单位不断收集有关单位对规程及图集的编制意见,多次修改后送审完成该两项工作,再经多次组织向有关设计、施工、建设、监理等单位的技术人员进行宣贯,并以试验示范工程进行推广应用,开现场经验交流会议,非承重硷小型砌块应用趋向成熟,建筑墙体的裂漏情况得到控制。

4.今后的展望

按墙村革新要求,在城市建设中墙体使用毁田侥制的红砖是要取消的。目前以砼小砌块替代红砖作墙体是切实可行的。非承重砼小砌块,特别是轻质砌块由于村性不及烧结红砖,往往容易开裂渗漏,使用时要采取足够措施去控制。尽管制定了技术标准,但仍未能完成避免裂漏的出现,去年冬季广州地区连日干旱的天气令有些已使用的住宅砌块墙体收缩开裂。新型墙体的推广应用是一个综合性的系统工程,需要建设管理、生产、设计、施工、监理和质监等各方面配合,层层把关,全过程控制。针对出现问题及时研究,切实解决,通过不断总结经验,相信在广东地区今后会出现一个新的砌块应用高潮。

参考文献

[1]八度区砼主心小型砌块建筑抗震性能研究成果鉴定资料集19868

[2]李坚权等:小砌块墙柱组合结构在竖向和侧向荷载作用下的工作特征《第四届砌体口际会议论文集》1986.6加拿大