开裂措施范文（精选12篇）
开裂措施 第1篇
关键词：加气混凝土,墙面开裂,处理措施
1 加气混凝土裂缝产生原因
1.1 线膨胀系数和热导率差距过大
加气混凝土墙面热导率一般为0.081~0.29W/ (m.K) , 温度线膨胀系数为8×10-6/℃左右。由于线膨胀系数和热导率的差异, 普通抹面砂浆变形量要大于加气混凝土变形量, 导致加气混凝土墙面与抹灰砂浆之间、加气混凝土砌块与砌筑砂浆之间产生温度应力。当温度应力大于砂浆的抗拉强度时, 不可避免出现墙体开裂现象, 同时, 抹灰层将出现空鼓并导致开裂。这些裂缝往往出现在门窗洞口、墙顶处以及混凝土砌块之间比较薄弱的区域。
1.2 抹灰砂浆与加气混凝土线膨胀缩系数相差过大
加气混凝土内部结构决定了该材料吸湿性较大, 吸湿膨胀, 干燥收缩, 其体积随环境湿度变化而改变。尤其加气混凝土干燥收缩系数较大, 一般为0.8mm/m而普通抹面砂浆只有0.03mm/m。当加气混凝土收缩应力大于加气混凝土砌块之间抗拉强度和砌体与砂浆之间粘结强度时, 也会产生裂缝。
同时, 由于加气混凝土砌块内部水分蒸发慢, 外表面蒸发快, 形成沿厚度方向含湿量不同。当抹灰层已硬化干燥, 而加气混凝土内部含湿量仍较大, 造成加气混凝土基层与抹灰层与抹灰干燥收缩变形量不一致, 使抹灰干燥收缩应力过大而使抹灰面层开裂和空鼓。
1.3 抹灰砂浆和加气混凝土强度差异
加气混凝土强度较低, 抗压强度一般为5MPa左右, 抗折强度0.5MPa左右, 弹性模量在2.3×103MPa左右;而普通抹面砂浆强度较加气混凝土大, 通常在几十兆帕以上, 弹性模量为 (2.3~2.6) ×103MPa。两者相比, 加气混凝土变形能力较抹面砂浆大。若遇到荷载作用时, 两者变形量不一致, 抗变形能力也不同, 极易在应力集中处产生开裂、空鼓现象。
1.4 抹灰砂浆保水性差、不能满足混凝土吸水要求
加气混凝土是一种具有高分散多孔结构的硅酸盐建筑材料, 空隙率达70%~80%。其中, 相当大部分为闭气孔, 占40%~50%, 另外20%~40%是由于水分蒸发留下的毛细孔造成的气孔。与粘土砖具有的毛细孔管结构相比, 加气混凝土吸水多而且速度慢, 表面浇水不易浇透, 完全达到饱和的吸水率需要3天左右。因此, 当加气混凝土墙面抹面后, 如果砂浆保水性差, 砂浆内水分容易被加气混凝土吸收, 造成砂浆因水分不足而影响其凝结硬化, 导致砂浆强度不高和粘结力下降。当抹灰砂浆层的强度增长不足以抵抗其收缩应力的时候, 造成抹灰面层开裂。由于抹面砂浆与加气混凝土墙面之间的粘结力不足以抵抗砂浆层的收缩力, 造成抹面层在墙面的滑动, 从而产生空鼓现象。
2 加气混凝土裂缝的处理措施
2.1 加气混凝土内墙面抹灰
设计时, 对抹面砂浆的种类和质量有具体要求。选择密度、吸水率、保水性、热导率、线膨胀系数以及强度等主要性能同加气混凝土材料相匹配和适应抹灰砂浆品种。
在施工工艺上, 要使基层面清洁干净, 浇水充分湿润后, 用界面剂对基层进行处理。一般用专用喷枪将界面剂均匀喷射到墙面上, 厚度大约3mm, 待墙表面发白时, 喷水养护24h以后再抹灰。抹灰层厚度每次不超过10mm。待抹灰层硬化后须对表面洒水养护至少3天, 待干燥后涂刷弹性底涂料或柔性耐水腻子和饰面涂料。
2.2 加气混凝土外墙面抹灰
为防止加气混凝土外墙面抹灰层开裂, 除选择专用砌筑砂浆外, 最关键的是要与加气混凝土材料性能相匹配的抹灰砂浆。如聚苯颗粒保温砂浆, 它是由保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层组成的。用ZJ胶粉聚苯颗粒作为外墙面抹灰材料, ZJ抗裂砂浆铺压玻璃纤维网作抗裂层, 涂一层ZJ高分子溶液弹性涂料作防水层, 再刮一层ZJ柔性抗裂腻子层, 最后加做面层处理。该技术在1998年被建设部列为国家级工法。
外墙抹灰工序:用钢丝刷清除基层表面粉尘和灰皮;用水充分湿润基层, 用专用喷枪将ZJ界面剂均匀地喷射到基层上, 厚3mm;用ZJ胶粉聚苯颗粒保温砂浆作外墙抹灰材料, 抹灰厚度不小于2mm;在与加气混凝土材料不同性质材料处, 均用胶粉聚苯颗粒保温砂浆找平抹灰;将抗裂砂浆涂刷在基层已经处理过的底层面上, 将耐碱玻璃纤维网贴在抗裂砂浆面上, 厚度小于5mm;待抗裂砂浆干燥后用3mm厚腻子找平, 最后在干燥的腻子上刷饰面涂料。同时还应该严格控制加气混凝土出厂到砌筑的时间, 并避免堆放时遭雨淋。
墙体粉刷防开裂措施 第2篇
混凝土空心砖或加气混凝土砌块等作为非烧结成型的新型建筑填充墙体材料目前广泛应用于框架结构中填充墙体。在实际施工过程中经常遇到墙体表面及装饰粉刷层裂缝、渗水，严重影响室内装饰效果和建筑质量要求。给用户心里产生不安影响，给施工企业增加大量返修工作，同时对建设单位及施工企业声誉带来不利影响。
结合本工程填充墙作法及装饰粉刷作法的施工经验，进行深入探索研究了以下裂缝产生的原因及预防措施：
一.空心砖或加气混凝土砌块填充墙及粉刷裂缝产生的原因，可归纳为砌块材料本身、砌筑工艺和粉刷工艺等三方面 1.砌块原因：
1.1砌块本身湿胀干缩。随着原材料养护方式和存放条件和时间的不同,在不同含水率时膨胀和收缩值各异，其值大小，是砌体是否产生裂缝的重要因素之一：由湿胀干缩引起变形产生的应力超过砌块与砂浆间的粘结力或砌块的抗拉强度，使墙体本身产生裂缝。
1.2钢筋混凝土与砌块两种不同材料界质由于温度变化造成的界面收缩开裂。1.3不同批次的砌块强度等级和干密度不同，施工中造成混等使用的可能造成墙体裂缝。
1.4混凝块出厂时效不足，进场即投入使用。砌块或砂浆强度等级不能满足设计要求或断砖上墙，影响砌体强度而出现裂缝。2.砌筑工艺原因：
2.1砌块填充墙与混凝土结构的拉结未严格按构造要求设置，未形成可靠拉结和有效约束。
2.2砌筑时一次砌筑较高或砌到梁下时未有停置时间，让其自然徐变沉降收缩；建筑地基发生不均匀沉降时,在局部沉陷处基坑及主体结构支承减弱，产生的徐变，使得砌体产生了附加拉力和剪力。当这种附加力超过了砌体的承载力后，砌体上便会出现裂缝。尤其是120mm厚墙体，更容易发生墙体砌筑砂浆过分受力而呈破坏态势失去粘结力，造成后期开裂。
2.3砌筑时错缝搭接不合要求，形成竖向通缝；与墙柱拉结不到位或未按有关
规定设置构造柱、抗裂柱；砌体灰缝不饱满，减弱了砌体抗压、抗剪、抗拉的能力，易导致裂缝的产生。
2.4砌筑砂浆达不到设计要求，施工现场管理不到位，砂的含泥量过大，随意掺加有机塑化剂，配量计量把握不准，砂浆存放时间过长，造成砂浆现场强度的离散性较大，使实际砂浆强度不足，耐久性降低，从而使砌体的受力性能得不到保证。3.粉刷工艺原因
3.1追求进度。砌体砌筑完成后马上进行表面粉刷，其出现表面裂缝的概率比砌筑完成后静置一段时间干燥后再进行粉刷大很多。3.2填充墙体抹灰时未严格按设计要求对基层进行处理。
3.3墙体预留施工洞口，新开管线槽等未按要求进行填补处理，引起局部开裂。3.4抹灰或成活工序控制不严，部分墙面一次抹灰过厚，抹灰层总厚度过大，引起抹灰层开裂。
二.常见裂缝出现的形成和部位
据观察大部分裂缝出现在内墙填充墙上，主要为八字形裂缝、沿灰缝45º的阶梯状裂缝，还有部分竖向和水平裂缝出现在剪力墙和梁与内墙填充墙交界处，产生原因较复杂。原有施工洞处理不当形成的裂缝、抹灰层龟裂纹和电线管槽抹灰层裂缝更是无规则。裂缝宽度一般在2mm以内，长短不一。
三.针对上述填充墙体工程中开裂问题，经施工实践，学习总结得出了以下有针对性的防治措施。实践证明，只要措施落实到位，就能防范和减少填充墙体裂缝的产生 1.砌体工程措施
1.1把好原材料质量关。工程中使用的砌块，应具有产品合格证和性能检测报告。保证混凝土砌块是合格的，能达到设计强度。
1.2使用大于28天龄期的混凝土砌块，现场堆放场地能保证砌块不受雨水侵蚀，限制上墙砌块的相对含水率（适宜含水率以断砖融水深度15~20mm为宜）。雨期施工要严格执行雨期施工规范。
1.3不同批次的砌块材料混等使用率应少于8%，尽量避免断砖上墙。
2.砌筑工程工艺：依照砌体施工规范操作，特别注意做好以下几项施工措施。
2.1严格控制灰缝厚度（取最小值8mm）和饱满度，注意砌筑砂浆的稠度和保水性。保证混凝土砌块与混凝土结构接触面部分作好填实工作，加气砖做到双面沟缝。在建筑顶层宜采用高一级混合砂浆砌筑砌体，以防顶层墙体容易开裂。2.2砌筑砂浆所用水泥按要求选用，并有出厂合格证及试验报告。砂选用中砂，并过5mm筛孔，含泥量小于5%。水泥砂浆随搅拌随使用，隔置时间不宜超过3小时。
2.3填充墙与混凝土墙、柱的构造连结不宜简单采用“钻孔植入”混凝土结构，拉结筋的间距尺寸必须严格控制，保证拉结筋水平进入砌体内。120mm厚墙体与混凝土结构拉结筋最好采用焊钢筋网片形式，以增强与砌筑砂浆的粘结。2.4严格控制每天砌筑高度：每天砌筑高度控制在1.5m，对120mm厚墙体更应严格控制在每次1.2m以内，并做好临时拦护，以防外力冲击。
2.5重视搭砌和留搓处理，搭砌长度不少于100mm，砌体转角与纵横交接处应同时咬搓砌筑，施工缝必须砌成斜搓，保证联结牢靠。
2.6为确保门、窗洞口的整体性，控制压力差引起的洞口四角斜裂缝的发生，洞口过梁及窗台板宜采用预制（或现浇）钢筋混凝土，且两端入墙长度不少于砖墙厚度。当外墙设置通长窗时，窗下应设钢筋混凝土压顶，压顶下应设抗裂柱，间距不大于3m。
2.7当填充墙较长时（≥3.5m），按设计要求设置构造柱，并先砌墙后浇柱，对于支承在悬臂梁和悬臂板上的墙体应设置钢筋混凝土抗裂柱。
2.8砌筑时垂直缝采用满批灰法，水平缝一次铺设砂浆的长度不宜超过800mm，饱满度90%以上（外墙力争达到100%），并原浆勒缝。砌至梁板底须留空隙200mm，再将其补砌顶紧，斜顶砖的砌筑方法向两边斜顶，中间呈“▽”形。墙高少于3m时，应待砌体砌筑完毕至少间隔3天后补砌；墙高大于3m时，应待砌体砌筑完毕至少间隔5天补砌。补砌顶紧可用配套砌块斜顶砌筑。
3.装饰粉刷工艺
3.1基层处理：事先加强安装与土建工序间的配合。管道、沟槽、预埋件应在砌筑时预留或砌筑完成后，采用机械开槽，采用砌块相同材质材料进行补槽，并加挂抗裂钢丝网进行补强处理。3.1.1去除墙面浮浆、杂物、油渍。
3.1.2用清水冲洗粉尘。
3.2用水泥细砂及108胶（配合比为1：1：0.05）抛浆打点，使墙体产生粗糙结合面。
抗裂钢丝网的挂设：外墙应按DBJ15–9–97要求全面挂设钢丝网。内墙应在混凝土结构与砌体的相连界面处挂网，挂网前先用1：2水泥砂浆打底，压紧压实，再钉设直径为0.5mm菱形网孔，边长为20mm的钢丝网，保证网宽不少于300mm。钢丝网在砌体一侧的固定最好采取在砌体灰缝中预留扎铁丝，减少外力对砌体的冲击。
3.3找平层施工前应将结构表面充分淋水湿润，并加强抹灰砂浆配合比控制，掺入适量微沫剂，严格控制抹灰成活工序，总抹灰厚度控制在18mm，一次抹灰厚度不超过10mm，分三遍成活。对于特殊场合抹灰厚度≥35mm时，应另有挂网等防裂防空鼓措施。
3.4加强抹灰层与饰面层联结，抹灰层成型后，待凝结前复抹搓毛面，保持一周内喷水养护，饰面层施工前可刷界面接触剂一遍，可有效防止表面开裂、空鼓。
浅析混凝土开裂原因及控制措施 第3篇
摘要：近年来，我国基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土建筑。
关键词：混凝土开裂 原因 控制
0 引言
在建筑物的建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致结构垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着工程技术人员。
1 混凝土结构裂缝种类和成因
实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土结构裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：
1.1 荷载引起的裂缝 混凝土结构在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。①直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：设计计算阶段、施工阶段、使用阶段。②次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。③荷载裂缝分类及其特征。荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：中心受拉、中心受压、受弯、大偏心受压、小偏心受压、受剪、受扭、受冲切、局部受压。
1.2 温度变化引起的裂缝 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或原有混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
1.3 收缩引起的裂缝 在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。塑性收缩、缩水收缩（干缩）、自生收缩、炭化收缩。
1.4 钢筋锈蚀引起的裂缝 由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。
1.5 冻胀引起的裂缝 大气气温低于零度时，混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。
1.6 材料质量引起的裂缝 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。①水泥。②砂、石骨料。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。
1.7 施工质量引起的裂缝 在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：①混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。②混凝土振捣不密实、不均匀。③混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低。④混凝土搅拌、运输时间过长。⑤混凝土初期养护时急剧干燥。⑥用泵送混凝土施工时，加大了水灰比。⑦混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好。⑧混凝土早期受冻。⑨施工时模板刚度不足。⑩施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。11施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。12装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。13安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。14施工质量控制差。
2 裂缝的控制措施
2.1 设计方面 ①设计中的‘抗与‘放。②设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。③积极采用补偿收缩混凝土技术。④重视对构造钢筋的认识。
2.2 材料选择和混凝土配合比设计方面 ①根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。②选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。③积极采用掺合料和混凝土外加剂。④正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。⑤配合比设计人员应深入施工现场，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。
2.3 现场操作方面 ①浇捣工作。②混凝土养护。③混凝土的降温和保温工作。④避免在雨中或大风中浇灌混凝土。⑤对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。⑥夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。
3 裂缝处理
建筑物从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。混凝土裂缝的处理主要有以下方法：①表面处理法。②填充法。③灌浆法。此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。④结构补强法。
4 结语
混凝土桥梁开裂机理和防裂措施 第4篇
随着社会主义市场经济的逐步繁荣, 我国的交通、水运以及建筑等行业也在飞速发展, 混凝土在建筑桥梁等行业也有着广泛的应用, 混凝土有着价格优惠, 耐久性能好和材料来源广泛等优点, 与此同时, 它也存在着使用期较短, 容易产生裂缝, 抗拉性能较差等不足之处。所以混凝土尤其是高强混凝土的开裂对混凝土整体工程的质量存在这很大的影响。
1 混凝土桥梁现状
由于混凝土自身的开裂在工程施工阶段影响工程质量, 甚至造成工程返工的现象发生。另外由于混凝土自身的抗冻和抗腐蚀等性能较差, 混凝土的使用寿命缩短而导致的维修费用也是不容小觑的。桥梁工程作为现阶段水运交通工程中的重要组成环节, 在大部分桥梁工程设计时都需要用混凝土来达到连续浇灌的目的, 但是因为施工的具体地形和地质等原因的限制, 致使现在很多桥梁工程大都采用大跨高墩的基础结构, 这样的结构设计使混凝土的防裂问题就成为了整体工程中应该重点考虑的问题之一。现在公路桥梁的运输量增大, 许多桥梁都出于一种超负荷的运行状态, 所以结合桥梁工程的实际情况, 对混凝土桥梁开裂机理进行分析并采取有效的防裂措施具有非常重要的现实意义。
2 混凝土桥梁开裂机理分析
导致混凝土桥梁开裂的机理有很多种, 大部分原因都是由于桥梁自身结构的设计以及施工的细节等因素的耦合作用, 另外, 桥梁在使用中的超负荷运营、钢筋锈蚀、基础沉降等也是导致混凝土桥梁开裂的重要原因。总体而言, 混凝土桥梁的开裂机理大致分为以下几种。
2.1 桥梁的钢筋锈蚀导致的开裂
在桥梁工程的设计施工是需要运用大量的钢筋混凝土, 所以钢筋在桥梁中分布相对集中, 另外钢筋质量和施工工艺的不足往往导致了桥梁钢筋的生锈腐蚀现象比较严重。特别是在混凝土保护层被破坏之后, 钢筋裸露在空气中, 腐蚀因子就会和钢筋发生化学反应, 破坏钢筋表层的氧化膜。被腐蚀后的钢筋体积一般会变为原体积的2-4倍, 桥梁所受的拉应力也越来越大, 当拉应力超过桥梁工程的承受范围时, 混凝土桥梁就会出现裂缝, 裂缝的方向一般为钢筋的铺设方向。
2.2 混凝土收缩导致的开裂
对于现有的大部分使用混凝土筑成的连续箱型桥梁来说, 混凝土的自身收缩是一种常见的导致桥梁开裂的原因之一。在桥梁施工和建成初期, 桥梁混凝土并未完全硬化, 由于桥梁自身 (包括桥梁混凝土和骨料) 重力影响, 会导致桥梁骨料产生下沉现象, 裂缝的方向一般沿着铺设钢筋的方向。此外, 在桥梁混凝土的硬化过程中存在混凝土中水分蒸发的过程, 但是由于混凝土表面水分的蒸发速度要远大于混凝土内部水分的蒸发过程, 导致了混凝土不同部位的收缩不均衡的情况, 处于相对外界的混凝土就产生了次生应力。因为次生应力的影响, 混凝土就会有裂缝产生。
2.3 混凝土基础不均匀沉降导致的开裂
在桥梁建成初期, 桥梁的混凝土基础不均匀沉降是非常常见的现象, 通常来讲, 混凝土的基础不均匀沉降主要包括由于地下水流失引起的底层不均匀沉降、基础模板支撑在了冻土上面, 由于冻土解冻引发的不均匀沉降和桥梁在进行基础浇灌时, 因为地基浸水引发的不均匀沉降三种。因为桥梁沉降现象引发的预应力超过混凝土的抗拉性能时, 就会导致桥梁产生裂缝。这种由于举出不均匀沉降引起的裂缝一般出现在箱梁腹板处。
2.4 温差导致的开裂
对于桥梁的超静定结构来说, 温度的改变会引发桥梁的支座反力个构建内力的产生, 这是另外一个导致桥梁开裂的一个原因之一。一般来讲, 连续箱型桥梁的截面一般是沿着跨长的方向变化的, 跨中间的梁高差不多是支点高度的一半, 这就导致了跨中间的温度梯度会大于支点处的温度梯度, 所以连续箱型桥梁的跨中间的温差也会远大于支点处的温度差, 所以由于温差引起的桥梁开裂部位一般处于连续箱型桥梁的跨中间位置。
3 混凝土桥梁的防裂措施
3.1 优化混凝土配合比
通过选择混凝土的原材料对混凝土的配合比进行优化是常见的桥梁防裂措施之一。在混凝土中加入一些矿物掺合料, 这样做不仅可以提升混泥土的耐久性, 而且还可以有效的降低混凝土的水化热效应, 使得混凝土在桥梁建成初期的防裂性能得到有效的提升。在对混凝土的矿物掺合料进行选取的时候应该尽量选取含泥量比较少、弹性比较高的骨料, 这样可以提升桥梁的防裂性能。在调整混凝土的配合比时, 可以用68%作为基准的骨料体积含量, 这样可以使混凝土达到最佳的收缩效果。
3.2 选择合理的桥梁结构和浇筑时间
桥梁的内部温度应力和裂缝的产生在很大程度上与桥梁自身的结构形式有关系, 在桥梁的设计初期就应该考虑到桥梁的结构形式对温度应力和裂缝的影响, 在建筑材料的选取上面应该尽量少选取温度变化对其影响较大的薄壁结构。桥梁在进行分缝分块时也应该注意分块的尺寸, 因为桥梁分块越大, 温度应力也就越大, 桥梁也就越容易产生裂缝。
3.3 采取混凝土控温措施
温度的控制是桥梁工程应该重点考虑的问题之一, 应该做好混凝土表面的保温保湿工作, 利用水管冷却等技术使得浇筑温度得到有效的控制, 使混凝土内部的水化热得到有效的降低, 混凝土内外的温度差控制在标准范围内, 从最大程度上降低混凝土连续箱型桥梁裂缝产生的可能性。
3.4 采用纤维材料提升抗冻能力
混凝土因为受冻导致的破坏是一种非常常见的现象, 混凝土桥梁的孔结构和塑形收缩裂缝是导致这种破坏最主要的因素。采用聚丙烯掺入混凝土中可以使混凝土桥梁早期收缩的裂缝大大减小, 另外聚丙烯纤维参与抵抗冻融及化学侵蚀的膨胀压力和渗透压力, 会减少裂缝的扩展, 提升了高性能混凝土的抗冻融及化学侵蚀能力。
4 案例分析
近十年来, 我国公路、铁路等市政建设非常迅速, 也建设了大量的混凝土桥梁。混凝土较量一般使用十年左右就会出现严重的损伤破坏, 调查发现上海、西安等地的建成十几年的混凝土桥梁都有不同程度的裂缝和开裂现象。根据推算若干年后有害离子进入混凝土内部, 造成钢筋锈蚀, 会造成更严重的后果。开裂图如图1所示。
根据实验结果可知, 不同纤维对水泥砂浆的抗裂效果是不同的。对水泥砂浆抗裂效果中聚丙烯晴纤维是36.6%, 未改性的聚丙烯纤维为63.1%, 改性的聚丙烯纤维为95.5%。实验结果如表1、表2所示。
根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》和GBJ82-1985《普通混凝土长期性能及耐久性试验方法》, 表明掺入聚丙烯可以有效提高水泥基复合材料的抗冻性能和抗化学侵蚀性能。
5 结束语
混凝土桥梁开裂是目前连续箱型桥梁中普遍存在的一个问题, 桥梁开裂不仅使得桥梁整体工程的质量下降, 而且对行人的出行安全造成了很大的影响。所以对混凝土桥梁开裂的机理进行分析, 并且结合不同桥梁的实际情况, 制定一系列的桥梁防裂措施, 桥梁裂缝对桥梁结构功能的影响得到有效的控制, 具有非常重要的现实意义。
摘要：混凝土桥梁开裂是混凝土桥梁的常见问题之一, 对桥梁开裂进行有效的防治具有非常重要的现实意义。本文首先分析了现阶段混凝土桥梁的现状, 然后在混凝土桥梁的超负荷运营、钢筋锈蚀、混凝土收缩、不均匀沉降和温差五个方面分析了混凝土桥梁的开裂机理, 最后在优化混凝土配合比、优化桥梁结构和控制温度三个方面阐述了桥梁的防裂措施。
关键词：混凝土桥梁,开裂机理,防裂措施
参考文献
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开裂措施 第5篇
防治改性沥青路面开裂的施工措施浅析
改性沥青路面结构不仅在高温、重戴时车辙变形量低,而且低温性能良好.改性沥青是指掺加改性或采取对沥青轻度氧化等加工措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改变而制成的沥青结合料.但与基质沥青相比,改性沥青有着较高的粘度,使得改性沥青路面施工工序控制的难度较大,这种路面在应用中质量可靠,造价低,但是会出现开裂的现象,本文根据多年的.实际经验,对防治改性沥青路面开裂现象的施工措施进行简要的论述.
作 者：赵爱群 作者单位：齐齐哈尔市政设施管理处刊 名：中国科技财富英文刊名：FORTUNE WORLD年，卷(期)：“”(10)分类号：U4关键词：改性沥青路面 防治措施
浅谈混凝土开裂成因及预防措施 第6篇
【关键词】成因分析；预防措施；修补工法
1.裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
2.裂缝分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：
2.1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。
2.2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。
2.3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：
（1）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。
（2）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。
3.防止裂缝的措施
为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：（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；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）混凝土浇筑过程中严格控制水灰比及混凝土坍落度，尽量减少自由水，避免由于天气炎热、大风原因造成混凝土表面失水过快引起的混凝土表面裂缝，在施工过程中应采取相应的覆盖养护措施加以控制。（5）在混凝土浇筑完毕后，严格控制现浇板荷载最初堆放时间、位置和数量，保证混凝土达到1.2KN/，同时应避免集中荷载堆放和堆放过多引起的混凝土裂缝。（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；改善约束条件的措施是：①合理地分缝分块；②避免基础过大起伏；③合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，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是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
混凝土的早期养护实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。
混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面，使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面，使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。
从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。
4.裂缝修补方法
4.1常用的方法为涂覆法，增加整体面层，表面缝合等
①涂覆法：混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时，采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3～2.5mm之间，厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件（室内、室外、环境温湿度变化，介质腐蚀情况）以及裂缝活动情况等。
②环氧浆液粘贴玻璃丝布：一般采用环氧树脂胶料或环氧焦油胶料，粘贴1～2层玻璃丝布。
③表面缝合：在裂缝两边钻孔或凿槽，将u形钢筋或金属板放入孔或槽中，用环氧树脂砂浆等无收缩型砂浆灌入孔或槽中锚固，以达到缝合裂缝的目的。
4.2局部修复法
常用的方法有充填法，部分凿除重新浇筑混凝土、预应力法等。
①充填法。用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大，最终凿成V形或梯形槽，分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补；梯形槽用于渗水裂缝修补；环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补；聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。
②部分凿除重新浇筑混凝土。对于钢筋混凝土预制梁等构件，由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土，清洗、充分湿润后，浇筑强度高一等级的混凝土，养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外，修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真，否则新老混凝土结合不良将导致失败。
起重机腹板开裂分析及其补强措施 第7篇
起重机械是工业生产中必不可少的设备之一,具有作业率高、作业环境复杂、作业常需要人配合等特点。据有关资料统计,我国所发生的机械工伤事故中,涉及起重机械的就占15%以上,为了保障人员的生命安全,我国已将其列为特种设备来进行管理。
金属结构是起重机械的重要组成部分,并在很大程度上决定了起重机的使用寿命。起重机械金属结构最主要的破坏形式是由于疲劳产生的裂纹,一旦金属结构上出现了裂纹,它会不断扩展、演变,并在一定使用时间之后突然断裂,断裂的征兆往往很不明显,因此造成的后果是灾难性的。为此,起重机金属结构的疲劳破坏一直是设计人员和企业技术人员共同关注的重要问题。
根据GB3811的有关规定,E4级(含)以上的结构件应该校核其疲劳强度[1]。从主梁结构的受力特点和焊接结构的应力集中等级两方面出发,通常认为起重机金属结构上最容易出现疲劳破坏的危险部位主要集中在两个位置[2,3]:一是主梁横向大隔板与主腹板的连接焊缝处;二是主腹板与下盖板的翼缘焊缝处。因此,现有的计算和检测也主要以这两处位置为主,截面一般选择在跨中截面、跨端截面和1/4跨截面。
然而,工程实践中却常常在其它部位发现裂纹,不久前某厂40t桥式起重机主梁腹板上发现明显裂纹即为一典型实例。该裂纹如何产生?现有裂纹对该起重机工作性能的影响如何?如何对该腹板进行补强?本文对这些问题进行了分析和研究。
1 现状描述
1.1 起重机基本情况
该起重机为德国制造的产品,起重量为40t,跨度为22m,工作级别为A7。1978年开始使用,主要负责酸洗车间内钢卷的搬运任务,生产任务非常繁重,所有设备均处于高负荷运转状态。
1.2 裂纹部位的结构
该起重机主梁采取偏轨箱型梁形式,主腹板采用T型钢对接钢板的结构。大车运行机构放置在主梁内部,减速器采用三支点安装形式,其中一个支点通过连杆与副腹板上的局部结构相连,如图1所示。
1.3 裂纹现状
不久前,该起重机传动侧主梁两端的副腹板上都出现了裂纹,所在位置均为三支点减速器与腹板的连接区域,在主梁外侧可以明显观察到裂纹的形状,图2测绘了裂纹的形状和尺寸。
2 裂纹产生的力学机理
现场发现,受损区域存在复杂的焊缝接头,焊接质量比较粗糙,因此其疲劳性能相对较差。另外该处还承受大车运行机构工作时产生的附加载荷,附加载荷会加剧该区域腹板尤其是其焊缝部位的应力水平。在循环载荷作用下,焊缝的焊趾位置首先出现裂纹,裂纹不断扩展,最终穿透副腹板母材,并达到可观的长度。为了评估该处结构的工作性能,本文结合有限元技术和断裂力学理论分析了现有裂纹的扩展趋势。
2.1 裂纹所在区域的应力水平
研究表明,金属结构的疲劳特性主要与结构上危险部位的应力幅有关,因此,分析疲劳裂纹的扩展趋势必须首先明确裂纹所在区域的应力水平。本文首先建立了起重机桥架结构的整体有限元模型,在裂纹区域,按照实际的结构进行了细化,如图3所示。此外,将减速器支座连杆看成是二力杆构件,结合实测数据,将其简化成1.8的集中载荷。
计算工况如下:
(1)满载活动载荷(考虑起重量和小车自重)位于跨中,不考虑水平惯性力;
(2)满载活动载荷(考虑起重量和小车自重以及各种载荷系数)位于跨中,并考虑水平惯性力;
(3)满载活动载荷(考虑起重量和小车自重以及各种载荷系数)位于跨端,并考虑水平惯性力;
(4)空载活动载荷(考虑小车自重)位于跨端,不考虑水平惯性力。
上述计算工况中,工况(1)主要用于与实测结果进行比较,以验证有限元模型的有效性。有限元计算结果表明,工况(3)时,裂纹附近腹板的应力最大,VON MISES应力达到47.3MPa。工况(4)时,应力最小,各项应力指标均接近于0。
2.2 现有裂纹扩展趋势的分析
根据材料Q235的断裂韧性,并参照有关的起重机疲劳试验和相关文献中的数据,一般可取失效裂纹长度为80~120 mm。考虑到前文有限元计算得到的应力并不大,本文取为120 mm。从图2可以看到,两处裂纹都已经呈现T字型,竖直段向下方(受拉区)扩展,东端裂纹竖直段的实测长度为200mm,西端裂纹竖直段的实测长度为120mm。根据断裂力学中的中心穿透裂纹模型,东端裂纹竖直段的计算长度a=100mm,西端裂纹竖直段的计算长度a=60mm,其中,东端裂纹已经很接近起重机金属结构建议采用的失效裂纹长度,因此属于非常危险的安全隐患。为此,本文估算了这2处裂纹扩展到失效裂纹长度的剩余寿命。
裂纹扩展采用Paris公式进行描述。
其中:
da/d N——裂纹扩展速度;
a——裂纹长度;
N——应力循环次数;
C,n——与试验条件(如环境、频率等)有关的材料常数,根据文献[4],当起重机焊接箱形梁采用Q235钢时,可取n=3,C=2.52×10-13;
ΔK——应力强度因子幅,采用下式计算:
Y——应力强度因子修正系数,包含了裂纹尖端形状、自由表面状态、有限宽度板、应力集中等因素的综合效应,根据文献[4],本文中取为1.2;
Δσ——裂纹处应力幅值,由于该吊车吊取的钢卷重量不等,假设其服从正态分布规律,将其简化成8级载荷谱,采用均方根等效法[5]计算出等效应力幅Δσe=39.11MPa。
根据上述公式和有关数据,可以计算得到东端裂纹的剩余寿命为1.2×105,西端裂纹的剩余寿命为5.2×105。按照每年工作330天、每天工作24小时、5分钟1次吊运任务考虑,东端裂纹的剩余寿命为1.26年,西端裂纹的剩余寿命为5.49年。考虑到裂纹区域的应力循环不仅受起重机工作循环的影响,还与大车运行的频繁程度以及小车在裂纹位置的停靠次数有关,因此,实际的剩余寿命可能会更短[6]。
3 补强措施
一般情况下,通用桥式起重机的使用年限为40~50年,冶金起重机则在20~30年左右。本文起重机在重级工作制下已经工作了34年,虽然裂纹部位并不在整个主梁中受力最恶劣的地方,但其裂纹长度和裂纹方向已经呈现非常危险的状态。为此,必须对该处的腹板进行补强。本文给出如图4所示的补强方案。
由于主梁内部缺少补强施工空间,因此本次补强方案在主梁腹板外侧进行。施工时,首先将副腹板上有裂纹的部位及周围的加固区域清除干净,裂纹要进行清根、补焊和磨平等处理,并在裂纹尖端钻ϕ10的止裂孔;然后将补强板(图4中的件1)贴焊在腹板外侧,注意件1中部的6个槽孔一定要焊实并且磨平;最后,在补强板外侧再焊上三根槽钢(图4中的件2)。
施工的时候,必须严格执行图纸上的技术要求。施工完毕后,该起重机可以在目前的载荷条件下继续使用,但严禁在额定起重量下长期使用,更加禁止在超载条件下使用。此外,还必须补强点检,一旦发现原有裂纹扩展或者有新增裂纹,必须立即予以处理。
4 总结
针对某厂40t起重机副腹板上出现的裂纹,分析了其形成机理和扩展趋势,提出了相应的补强措施,并且给出以下结论。
起重机金属结构是一种典型的焊接结构,除了按照力学原理计算获得的危险部位之外,裂纹更多地出现在焊缝结构和焊接工艺复杂的地方。一旦起重机的机构部分与这些地方有结构关联和力能传递,则会引入更加复杂的外在激励,使这些部位的疲劳性能更趋恶劣。在起重机维护时,必须对这一类部位予以重点关注。
参考文献
[1]GB/T3811-2008,起重机设计规范[S].
[2]张质文,虞和谦,王金诺,等.起重机设计手册[M].北京:中国铁道出版社,1998.
[3]过玉卿.起重运输机械[M].武汉:华中理工大学出版社,1992.
[4]徐格宁,左斌.起重机结构疲劳剩余寿命评估方法研究[J].中国安全科学学报,2007(3):126-130.
[5]程文明,王金诺.桥门式起重机疲劳裂纹扩展寿命的模拟估算[J].起重运输机械,2001(2):1-4.
对混凝土桥墩开裂采取的措施 第8篇
1 裂缝成因
分析桥墩病害的主要表现形式为:混凝土剥落、露筋、砌体风化、灰缝脱落、水平裂缝、竖向裂缝、网状裂缝、水平位移、倾斜、沉降等。其中, 裂缝作为混凝土结构的主要病害之一, 其成因复杂繁多, 裂缝划分无严格界限, 每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素, 其余因素对于裂缝起到继续发展或加剧劣化的作用。常见的墩身裂缝形式包含:桥墩中心线附近的竖向裂缝、桥墩在日照时间较长侧的裂缝、桥墩模板对拉筋孔处的裂缝、桥墩模板分块接缝处的裂缝、桥墩顶部环向裂缝以及混凝土表面细小、不规则的裂缝。究其开裂原因, 拟从桥墩的设计、施工及运营使用三方面进行分析论述。
1.1 桥墩设计。
在对桥墩进行设计的时候, 一定要对桥墩附近的地质条件进行详细的勘察, 制定出符合实际情况的设计方案, 但是现在好多的企业并没有实施这个步骤, 直接就在原地进行施工设计。在数据上没有一个科学的统计, 这样设计出来的桥墩, 在实际的运营过程中就会出现偏差。因为设计的时候就没有按照当地的实际情况, 所以完工后会与实际情况出现偏颇, 在外力的作用下, 很容易就会出现质量问题, 所以说设计环节是很重要的。
1.2 桥墩施工。
桥墩在施工的过程中, 会有很多的因素影响到桥墩的质量问题。针对桥墩施工的建筑材料一定要选用符合条件标准的材料, 因为施工材料对桥墩的质量问题起到决定性的作用, 无论以后的施工进展如何, 都要有一个良好的基础, 这样才能更好的进行后续的施工, 保证工程的质量。施工的过程中, 施工技术也是很重要的, 一定要严格的控制住施工人员的素质, 在施工的过程中, 严格的按照施工设计图纸进行, 不可以擅自对施工程序或者施工方法进行更改, 如果遇到不可抗力需要进行改变的, 也要及时的与相关的技术人员进行沟通, 保证整个工程的顺利进行。在施工过程中要有相关的监督人员对施工过程进行监督, 保证每一个小的细节都不错过, 认真对待细小的地方。但是现阶段好多的施工单位中施工人员普遍素质都不是特别高, 那么在施工的过程中就容易产生自己的主观因素, 根据自己的主观意识去办事, 这样的话施工质量肯定得不到保障。
1.2.1 水化热。
混凝土浇注过程中水泥水化放热, 受混凝土自身的不良导热性和混凝土热胀冷缩性质影响, 桥墩内部温度升高体积膨胀而外部温度相对较低发生收缩, 内外相互作用易导致桥墩混凝土外部产生很大的温度拉应力, 当混凝土抗拉强度不足以抵抗该拉应力时, 会引发桥墩竖向开裂。该类裂缝仅存在于结构表面。
1.2.2 施工工艺。
在桥墩浇注、起模等过程中, 若施工工艺不合理、质量低劣, 可能产生各种形式的裂缝, 裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度都因产生的原因而异:模板的倾斜、变形以及接缝都可能会使新浇注的混凝土产生裂缝;混凝土振捣不密实、不均匀, 也会引发蜂窝、麻面等缺陷;混凝土的初期养护时的急剧干燥也会引发混凝土表面的不规则裂缝;混凝土入模温度过高、施工拆模过早也会导致墩身开裂。
1.3 桥墩运营。
桥梁在运营阶段, 交通量的增长、超出设计荷载的重型车辆过桥、钢筋的锈蚀等都会影响桥梁墩柱及其它构件的裂缝开展情况。当墩柱受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝, 则应特别注意, 往往是结构达到承载力极限的标志。此外, 环境温度对桥墩等构件的开裂影响也不容忽视, 引起混凝土桥墩温度变化的主要因素包括:年、月温差、日照变化、骤降温差等, 尤其是入冬期间温度骤降极易造成桥墩等大体积构件开裂。
2 裂缝对策研究
2.1 设计阶段。
在设计之前, 应该对桥墩所要建设的地方进行详细的勘察, 对附近的地质条件和自然状况进行一定程度的了解, 然后根据实际情况对桥墩进行科学合理的设计。在设计的时候, 可以根据相应的条件选择不同的形状, 可以是方形的也可以是圆形的, 要看当地的适应条件。那么为了防止桥墩出现裂缝的现象, 可以在混凝土主体完工后在桥墩的外围加固一层钢筋网, 钢筋网的配置要符合一定的科学依据, 以此来提高桥墩的质量。
2.2 施工阶段
2.2.1 水化热。
水化热是混凝土早期温度应力的主要来源, 过快过高的水化热是早期开裂的主要原因。针对水化热效应, 可采取以下措施以改善并控制开裂情况:在满足设计强度的前提下, 尽可能采用圆形截面柱、尽可能采用低标号混凝土;采用低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂, 其对改善混凝土和易性、降低温升、减小收缩具有较好的效果, 也可提高自身抗裂性。此外, 对墩身内部布设冷水管以循环降温。
2.2.2 入模温度。
降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的重要措施。一般的, 混凝土从塑形状态转变为弹性状态时, 浇注温度越低开裂倾向越小。过高的入模温度会加剧了混凝土的早期温升, 使得温度应力更大。
2.3 运营阶段
运营阶段的抗裂措施应主要包含两方面内容:对潜在开裂隐患的控制和既有裂缝的修补控制。对于前者, 若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响, 桥梁在运营期间的裂缝则主要跟环境变化相关。根据前文的温度骤降影响分析, 圆形截面柱的抗裂情况较另两者略优, 因而, 可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。
摘要：随着全球一体化进程的加快, 我国的经济也得到了很大的发展空间, 那么经济的快速发展, 带动了各个领域各个行业向前发展, 人们的生活水平较以前也有了很大程度的提高。我国的交通业在经济和人们生活水平提高的基础上, 增加了很大的压力, 一方面是由于人们在物质生活上有了提高, 那么对于物质上的享受就会有所增加, 很多的人开始购置小汽车, 那么汽车的增加无疑为城市的道路交通增加了压力, 很多的城市中出现了交通拥堵的现象, 那么立交桥就应运而生了, 桥梁工程的出现为城市交通缓解了很大的压力。另一方面经济的发展, 带动的交通运输业的发展, 很多的长途货运车加入到了交通的行列里。那么这些车辆的行驶都会对桥梁产生一定的影响, 增加了桥梁的负荷, 但是我国还有大量的桥梁工程是在汽车的数量增加以前建成的, 而桥梁是有一定的使用寿命的, 在大量的汽车对旧有的桥梁施加压力的情况下, 旧有桥梁的桥墩就出现了裂痕, 这无疑会对交通产生影响。那么本文就详细的阐述一下桥墩出现裂缝的原因, 并且针对这些裂缝产生的原因提出相应的对策。
加气混凝土墙体开裂原因及控制措施 第9篇
随着国家墙体材料革新以及建筑节能工作不断深入, 全面禁止使用实心粘土砖, 为加气混凝土带来新的发展机遇。加气混凝土同其它新型墙体材料一样, 已成为加快墙体革新, 推广节能建筑的主力军。由于受地区原材料限制, 设备技术差异, 各地区生产的加气混凝土质量差别较大, 这些差别导致了加气混凝土在施工中产生不同的裂缝。由于针对加气混凝土墙体的防裂措施的研究较少, 其开裂、空鼓、渗漏现象一直困扰着施工单位、业主和开发商, 严重制约加气混凝土的发展。制定系统的防治措施已成为生产单位、管理部门、施工单位、业主、开发商以及使用用户共同关心的问题。针对加气混凝土裂缝出现的种类, 对加气混凝土砌体的开裂原因进行分析探讨, 提出加气混凝土砌体裂缝的控制措施, 为控制加气混凝土墙体裂缝提供参考。
2 加气混凝土砌体裂缝原因分析
涉及形成加气混凝土砌体裂缝的因素很多, 既有地基沉降、温度变化、干缩变形方面的原因, 也有设计构造、材料及施工质量、工程管理方面的原因。从裂缝的成因分析, 常见裂缝可分为五类:温度裂缝, 干燥收缩裂缝 (简称干缩裂缝) , 设计构造造成的裂缝, 施工质量造成的裂缝和因墙面抹灰造成的裂缝。
根据砌体受力部位及约束条件的不同, 加气混凝土砌块墙面裂缝出现不同的特征, 其形状可分为:水平裂缝, 垂直裂缝, 沿暗管、暗线埋设处产生的裂缝, 不规则裂缝, 八字形斜裂缝以及墙面抹灰造成的不规则裂缝。裂缝的产生对加气混凝土墙体的质量造成一定的危害, 加气混凝土墙体开裂的原因主要表现在以下几方面:
(1) 加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形引起裂缝。加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形在墙体内产生内应力, 墙体产生内应力与加气混凝土砌块及砂浆的干缩变形有关, 它的大小与墙体干缩值成正比, 而砌块的干缩值大小则与加气混凝土砌块生产的材料、工艺水平、实际含水率以及产品的龄期有关。砂浆的干缩值与砂浆的材料配比、稠度、原材料性能、保水性等有关。
(2) 砌体的沉缩变形引起的裂缝。砌体在砌筑过程及砌筑完成后都会形成沉降收缩, 它包括砌体在自重作用下产生的砂浆塑性变形而下沉, 也包括墙体材料和砂浆的干燥收缩。其内应力的大小与砌体的沉缩量成正比。但砌体的两端被牢固地约束时, 墙体的中部因沉缩而使砌块下部受拉, 从而引起竖向裂缝。
(3) 温度变形引起的裂缝。温度的变化会引起材料的热胀、冷缩, 钢筋混凝土的温度线膨胀系数约为砌体温度线膨胀系数的两倍。对于墙体来说, 门、窗洞口角部是应力集中的部位。当温度变化时, 混凝土和砌体产生温度应力, 因此在顶层砌体门、窗洞口处常出现八字裂缝。
(4) 建筑物构造不合理引起的裂缝。建筑物某些部位如果设计时刚性不足, 则由于其自身的变形而产生内应力, 如梁的跨度太大其中部的向下徐变量超过一定的限度时, 又如悬臂梁过长而刚度不足以抵抗变形时, 还有门窗洞口上面的过梁刚性小而向下弯曲等。砌体和梁、柱、板连接构造不合理, 墙体过长和过高等引起的裂缝。
(5) 墙上开洞、沟槽引起的裂缝。在墙上乱开洞、沟槽, 开槽过深引起墙体截面减弱, 开槽的角度不满足要求, 砂浆和开槽面粘结性较差, 填缝砂浆本身配比不当, 收缩较大, 一次填缝砂浆过厚引起砂浆的收缩, 产生墙体裂缝。
3 加气混凝土墙体开裂的控制措施
3.1 加气混凝土砌筑时控制措施
(1) 加气混凝土强度和砂浆强度的控制。加气混凝土强度内墙不低于A3.0, 外墙不低于A5.0, 干混砂浆的强度等级应高于加气混凝土强度一个等级。
(2) 砌块尺寸的控制。用于填充墙的加气混凝土砌块主要规格尺寸 (mm) , 一般长600;宽有120、160、200和240;高有300、240和200。砌块尺寸偏差对砌体的质量影响较大, 尺寸偏差较大时, 会导致砌筑时竖向和水平的灰缝增大, 正手面砌体比较平整, 反手面比较粗糙不平, 严重影响砌体的外观质量。
(3) 干粉砂浆性能的规定。普通干粉砂浆除了满足力学性能外, 其稠度、分层度、保水性、粘结力和收缩率对加气混凝土砌体的开裂控制具有重要影响, 建议采用加气混凝土专用配套砌筑。
(4) 砌块养护时间的控制。加气混凝土砌块出釜后一般都堆放在室外, 砌块的含水率随着环境温度和湿度的变化而变化, 砌块的龄期是保证砌块上墙的含水率, 进而保证砌块的收缩。采用蒸压工艺生产的加气混凝土砌块的弱点是其收缩性能, 通常其收缩值是普通混凝土的两倍。养护时间越长, 砌块的收缩越小, 一般情况下养护时间不宜小于28天。
(5) 围护墙体的水平长度和高度的规定。围护墙或间隔墙的水平长度大于4.5m或超过层高的两倍而端部没有钢筋混凝土柱时, 应在墙端及墙中间加设构造柱, 构造柱筋一般采用4Φ8或4Φ10, 截面视墙厚而定。高度大于4m的180墙和大于3m的120墙, 需在墙半高处设一道钢筋混凝土水平联系梁, 水平系梁与柱或混凝土墙连接, 宽度宜与墙厚相同。
(6) 钢筋混凝土墙、柱与砌体的连接构造的控制。钢筋混凝土墙、柱与砌体的连接应沿高度每隔500mm预埋2Φ6.5钢筋, 锚入混凝土墙、柱内250mm, 外伸500mm, 抗震设防时外伸1000mm。
(7) 砌体与梁、柱或混凝土墙体结合的界面处钢丝网片或纤维网格布的设置规定。砌体与梁、柱或混凝土墙体结合的界面处, 应在粉刷前设置细钢丝网片, 网片宽500mm, 沿界面缝宽各延伸250mm。
(8) 过梁对跨度的要求。门窗洞口上有砌体, 洞宽小于900mm时, 可采用配筋砌体过梁;洞宽大于900mm时, 应采用钢筋混凝土过梁, 过梁入墙长度不小于300mm, 否则应锚入柱内或采取其它措施。
(9) 控制施工日砌高度, 让墙体充分完成沉缩变形。因为砌筑砂浆有较大的塑性变形, 当未达到硬化龄期之前均有较大的徐变, 在上层砌体的压力作用下, 砂浆发生较大的压缩变形, 因此在砂浆干燥前上部不应砌筑过快。
(10) 控制灰缝厚度和饱满度。一般说灰缝是砌体的一个组成, 它起粘结联系作用, 将砌块相互粘结连成整体, 同时也起到缓冲作用。
(11) 砌块的搭接。每块砌块砌筑时, 宜用水平尺与橡皮锤校正水平、垂直位置, 做到上下皮砌块错缝搭接, 其搭接长度一般不宜小于1/3, 且不小于100mm。
3.2 抹灰施工技术控制措施
(1) 抹灰时间的控制。墙体抹灰宜在砌筑完成28天后进行, 干燥时间越长对防止抹灰开裂更有利。
(2) 抹灰层厚度的控制。抹灰层总厚度的控制, 除了保证结构尺寸、墙体厚度、满足墙体防火、隔声等要求外, 过厚的抹灰层会有较大的总干缩变形, 均不利于防止由于墙面在施工前期塑化变形和使用后期的干湿变形而引起的墙体开裂, 应尽量减小抹灰层的总厚度。
(3) 分层抹灰的间隔时间控制。水泥砂浆和水泥石灰混合砂浆的抹灰层, 应待前一层抹灰层凝结硬化1小时后, 方可涂抹后一层;石灰砂浆的抹灰层, 应待前一层基本干燥后, 方可涂抹后一层。
(4) 抹灰层养护及干燥时间的控制。2抹面砂浆应及时养护, 控制湿度, 保证硬化和强度正常的发展。控制干燥速度和湿度梯度, 防止抹灰层塑性干缩开裂。在抹灰完成后, 应避免局部的快速干燥。
结语
加气混凝土砌块作为一种新型墙体材料, 因其密度小、隔声、导热系数小等良好性能被建筑工程所采用, 但其开裂、空鼓和渗漏一直困扰着加气混凝土的广泛发展, 针对加气混凝土开裂的原因进行了分析, 对控制墙体的裂缝提出了有效措施, 使墙体裂缝在施工中得到有效的控制, 避免定性措施带来的随意性。通过对加气混凝土工程的应用试点, 裂缝控制取得良好的效果, 确保了加气混凝土墙体的工程质量。
摘要：加气混凝土墙体开裂、空鼓及渗漏一直困扰着加气混凝土的广泛应用。为了有效地解决加气混凝土墙体出现的裂缝, 基于加气混凝土墙体裂缝种类和成因分析, 对加气混凝土砌体开裂的原因进行探讨, 针对砌体原材料、设计构造、施工工艺出现的问题, 提出控制墙体开裂的措施, 通过工程试点应用, 墙体裂缝控制取得良好的效果。
关键词：加气混凝土,裂缝,控制措施
参考文献
[1]高连玉, 郭福胜.加气混凝土应用及其关键技术[J].材料研究, 2002.
[2]贾华远, 郑林进, 马銮州, 等.蒸压加气混凝土砌块填充墙控裂防渗技术[J].建筑技术, 2003.
砌体结构开裂原因分析与预防措施 第10篇
砌体结构是以砖、石或砌块为块材,用砂浆砌筑的结构。砌体结构材料来源广泛,易于取材,可以降低造价,保护环境。它有很好的耐久性、保温性、隔热性,较钢筋混凝土结构可以节约水泥、钢材,并且砌体砌筑时不需要模板及特殊的技术要求,可以节省木材。
新砌的砌体上可承受一定的荷载并可以连续施工。当采用砌块或大型板材作墙体时,其优点是:可以减轻结构自重,加快施工进度,进行工业化生产和施工。缺点是:砌体结构自重大,无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度低,抗震及抗裂性能较差,砌筑工作繁重,粘土砖用量大占农田等。由于砌体结构具有很多明显的优点,所以砌体结构不断发展,成为世界上应用最广泛的结构形式之一;但由于它也存在缺点,限制了它在某些场合的应用。
2 砌体结构产生裂缝的原因
由设计、施工及建筑材料等多方面原因引发的砌体结构的质量事故较多,其中砌体出现裂缝是非常普遍的事故之一。砌体中出现裂缝不仅影响美观还可能造成房屋渗漏,影响到建筑物的稳定性和耐久性,裂缝的发生和发展还有可能是大事故的前兆,因此,必须认真分析,小心谨慎处理。
引起墙体裂缝的一种因素是温度变形和收缩变形。当温度变化或材料收缩时,由于膨胀系数和收缩率不同,各自产生不同的变形,引起彼此的约束作用而产生应力。当温度升高时钢筋混凝土温度变形大于砖砌体,砖墙阻碍屋盖或楼盖伸长,必然在屋盖和楼盖中引起压应力和剪应力,当墙体中主拉应力超过砌体的抗拉强度时产生斜裂缝。反之,温度降低,在砖墙中引起压应力和剪应力,而在屋盖或楼盖中引起拉应力和剪应力,当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时,在屋盖或楼盖中产生裂缝。
引起墙体裂缝的另一种因素是地基产生过大的不均匀沉降而造成的裂缝。地基为均匀分布的软土,而建筑物长高比较大时,或地基分布不均匀、土质差别大时,或建筑物体形复杂或高差较大时,都可能产生过大的不均匀沉降,使墙体产生附加应力。当不均匀沉降在墙体引起的拉应力和剪应力超过砌体强度时,就会产生裂缝。
3 防止或减轻砌体结构开裂的措施
1)为防止或减轻房屋在正常的使用条件下,由温差和砌体干缩变形引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。伸缩缝处只需将墙体断开,不必将基础断开。砌体房屋伸缩缝的最大间距详见GB 50003-2001砌体规范中表6.3.1。
2)为防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝,可根据具体情况采取下列相应措施:
a.屋面设置有效的保温、隔热层。
b.屋面保温(隔热)层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝或在屋面与砖墙设置滑动面,屋面、挑檐可采取分块预制或留伸缩缝,以减少伸缩对墙体的影响。
c.提高砂浆强度,保证砌筑质量,在易开裂的地方设置水平钢筋承受拉力。
3)防止或减轻房屋底层的裂缝,可根据具体情况采取下列措施:
a.房屋的长高比不宜过大,必要时适当增大基础圈梁的刚度和强度。
b.在建筑物转折部位,高度、荷载、地基土的压缩性有差异、建筑结构类型不同,分期建房交界处宜设置沉降缝。
c.设置混凝土圈梁可增加建筑物整体刚度,特别是基础圈梁和屋顶部位的圈梁可抵抗不均匀沉降。
d.窗台下墙体灰缝内宜设置钢筋网片或钢筋并伸入墙内不小于600 mm,采用窗台板时,伸入墙内也不应小于600 mm。
4)灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结性好的砂浆砌筑,混凝土砌块砌体应采用砌块专用砂浆砌筑。为防止和减轻灰砂砖、粉煤灰、混凝土砌块干缩变形引起裂缝,宜在各层门、窗过梁的水平灰缝内及窗台第一道、第二道水平灰缝内设置焊接钢筋网片或钢筋,并伸入墙体不小于600 mm,当实体墙长度大于5 m时,宜在每层墙中部设置焊接钢筋网片或通长水平钢筋,竖向间距宜为500 mm。
5)当房屋刚度较大时,可在窗台下和窗台角体内设置竖向控制缝。在墙高度或厚度突然变化处设置竖向控制缝或采用防裂缝。竖向控制缝的构造和嵌缝材料必须满足墙体外传力和保护要求。
4 结语
长期以来人们一直寻求控制砌体结构裂缝的使用方法,并根据砌体裂缝的性质及影响砌体裂缝的因素针对性地提出控制裂缝的措施。虽然在裂缝的概念上形象引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,取得了一定的效果,但是认识和研究砌体裂缝仍是一个漫长的过程,需要大家不懈的努力。
摘要：分析总结了砌体结构的优缺点、砌体裂缝的性质和裂缝控制原则,分析了砌体结构产生裂缝的原因,结合我国当前国情,针对性地提出了砌体结构裂缝控制的具体构造措施和建议,以保证砌体工程质量。
关键词：砌体,裂缝,措施,隔热层
参考文献
[1]GB 50003-2001,砌体规范[S].
开裂措施 第11篇
【关键词】水利工程；高拱坝；坝踵；开裂
在当前的水利工程施工中，针对高拱坝施工中坝踵附近存在的各种问题进行分析和总结，人们在施工的过程中逐步提出了以释放周边约束力来减少相关拉应力来进行施工的方法，从而使得整个工程项目中的各种问题都得到了有效的控制和完善，尤其是其中存在的开裂和屈服问题，更是得到了有效的管理和控制，成为当前工程项目中人们关注和研究的工作重点所在，也是整个工程项目中最受人们关注和重视的话题。
1.国内常见高拱坝坝踵开裂问题分析
在目前的水利工程项目中，常见的高拱坝和超高拱坝工程已经屡见不鲜，已成为整个建筑工程项目中最受人们关注和重视的环节。一般来说，在施工的过程中由于受到施工条件、施工因素和施工效果等多个环节进行分析，其在应用的过程中常常都是难以确定和控制的工作流程，其在运行中由于受到水流、天气、结构质量等多个因素的影响，使得其中水压力更是较为严重，造成了严重的坝踵开裂现象，给工程施工带来了一定的质量影响，更是严重的影响着工程整体性和耐久性。
就我国已经有的水坝和拱桥施工分析，其施工历史悠久，但是就拱坝施工而言，其是近代以后才出现的一种问题。第一座拱坝在施工的过程中最早出现于上个世纪二十年代的厦门。其在施工的过程中是以里浆砌石为主的，在施工的过程中坝体高度为27m的小型拱坝结构。在近年来的建筑工程项目中，大规模的对其进行修筑和建设是与上个世纪七八十年代，也就是我国改革开放以来的几十年间才出现了建设高潮，也成为整个工程建设中最受人们关注和重视的环节。截至目前，我国建有高拱坝上千座，其中占世界高拱坝综述的一半左右，成为名符其实的拱坝大国。但是就着诸多坝体结构进行分析和总结，高拱坝水利工程结构在运行的过程中可谓是最安全的一种，也是工程施工建设中最受关注和重视的一个工作环节和内容模式。
当前的拱坝结构施工中，我国已经建成的高拱坝结构大多都集中在大江大河的干流之上，而且有着坝体高度大、施工技术和经济性能好的优势，但是其一旦出现坝踵开裂，则极容易造成整个坝体工程出现影响，甚至是造成难以预料和避免的事故。由于对其修复是一件技术难度高、经济投资大的方式，因此提前做好相关的准备和预防工作至关重要和十分关键。
2.坝踵开裂和屈服的预防措施
2.1计算模型
2.1.1接缝模型。
本文采用的三维非线性接触单元，用实际缝中的填充材料参数E和～按常规有限元的方法形成劲度矩阵，避免了Goodman单元等只考虑缝面变形及参数kn取值的任意性。本构关系上，同时考虑了法向和切向的非线性特性，考虑了缝面应力与变位的非线性重调整，模拟了接触面粘结、滑移、张开等变形模式，从而使计算更符合实际情况。模型主要特点为接触面法向应力变形关系借鉴了Bandis岩石节理法向变形的双曲线模型，接触面切向应力应变关系采用应变硬化的双曲线模型。
2.1.2坝体混凝土材料的破坏准则采用Chen1982年提出的能较全面反映混凝土破坏曲面特征的四参数弹塑性～断裂模型。破坏形式有开裂破坏、压毁破坏和混合破坏3种。
2.1.3坝基材料的破坏准则。
某高拱坝坝基材料比较复杂，包括岩石和断层、节理等。岩石材料的破坏准则采用最大拉应力准则和Drucker～prager准则；断层和节理的破坏准则采用最大拉应力准则和Mohr～Coulomb准则。
2.2周边缝、底缝设计和拱坝地基系统离散
某拱坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程为1245～0m，坝基面高程为953～0m，最大坝高292m。设缝原则为周边缝的圆心均位于拱坝的中心面上，半径接近为常值。这样设置的缝可以保证曲率平顺，同时应保持缝面光滑，使坝体保持对称形状。本文研究的周边缝沿整个坝体与建基面设置，底缝对称于拱冠断面，总的水平投影长度为167m。拱冠处缝面至坝基底距离与缝处坝厚之比为0～153，该处缝面高程为964m。坝体沿厚度方向分4层，沿高度方向分14层，基础深度为坝高的1倍左右，单元总数为9423，结点总数为11490。本文研究的周边缝拱坝设缝范围左右边高程均为1245m，全截面设缝；设置底缝的拱坝缝长水平投影为167m，全截面设缝。整体坐标的原点位于通过上游拱冠中心的竖向直线与零高程面的交点，x正向指向右岸，y正向指向下游，z正向铅直向上。拱坝地基系统网格剖分图及计算中所采用的有关参数。拱坝所受荷载及加载顺序为：坝体自重，正常水荷载，温度荷载（温降），泥沙压力。
3.结果分析
某拱坝未设缝线弹性分析时，拱冠处顺河向位移为167～90mm，设周边缝和底缝后位移分别为172～26mm和172～78mm。设底缝时的位移值略大于周边缝，是由于未设缝部位出现较多的不规则裂缝、屈服引起的。总体说来，设周边缝和底缝均使拱冠处的位移呈明显增加的趋势，表明设缝后拱坝的整体性有所降低。两种设缝拱坝的缝面上坝体位移均呈刚体位移特征。由于坝体不完全对称，左边的弦长大于右边的弦长，使得坝体左半部分顺河向位移要大于右半部分。拱冠附近有上抬位移趋势，设底缝的拱坝与设周边缝的拱坝相比，在左右坝肩处的竖向位移有所减小。为便于比较，给出了未设缝（线弹性）、设周边缝和设底缝时拱坝上游面的分布。设缝后，拱坝上游面在坝踵附近1有较大降低。未设缝时，某拱坝在上游坝踵最大主拉应力达5～45MPa，梁向拉应力达3～75MPa；设缝之后，最大主拉应力有较大下降，只有1～5MPa左右。设缝后由梁向承担的一部分荷载转由拱向承担，使得上游面最大拱向压应力增大，由-1～5MPa左右增大至-6～63MPa左右。两种设缝拱坝的应力状态比较接近，正如后述是由于底缝拱坝未设缝的周边部分也开裂、屈服成周边缝的样式引起的。
4.结束语
沥青路面低温开裂机理及抗裂措施 第12篇
1 沥青路面低温开裂机理及特征
沥青路面低温开裂主要表现为横向裂缝。其主要包括三种:气温骤降引起的温缩裂缝、温度疲劳裂缝和温缩性反射裂缝。
1.1 由气温骤降出现的温缩裂缝
位于路面面层的沥青结构层,直接受到气温变化的影响,在常温条件下,混合料的劲度较低,气温骤降后,材料的应变能力急剧降低,使得材料的劲度模量急剧增大,超过了产生开裂的极限劲度,于是产生了裂缝。路面开裂后,温度继续下降便有了自由收缩的可能,使裂缝宽度增大,但由于沥青面层和基层之间存在联结,造成收缩的不自由性。随着使用年限的增加,沥青混合料的劲度模量也同时增大,继续产生新的裂缝,使裂缝间距缩短,裂缝不断加宽,开裂越来越严重。
1.2 温度疲劳裂缝
温度反复升降循环产生温度应力作用,使路面开裂。对于已经产生低温裂缝的沥青混凝土层,当春天气温回升时裂缝弥合,当再到冬天,再次出现裂缝,裂缝的宽度和数量均较上一年增加;对于没有发生开裂的路面,由于温度应力的疲劳作用,使沥青混合料的极限拉伸应变减小,加上沥青老化使沥青劲度增大,应力松弛性能下降,所以温度疲劳裂缝可能在比一次性降温开裂温度高的温度下开裂,同时裂缝会随着路面使用年限增长而不断增加。
1.3 温缩性反射裂缝
在低温情况下,当基层开裂后,失去抵抗拉应力的能力,在开裂位置将应力传递给面层,在开裂处形成面层的应力集中。同时,低温下沥青面层的劲度模量较大,仅能承受较小的温度应力,极易发生反射裂缝,从而使面层发生开裂。交通荷载作用下的主拉应力或剪应力和温度变化下的收缩应力是反射裂缝形成的主要原因。
2 影响沥青路面低温性能的主要因素
2.1 材料
1)沥青结合料。
沥青路面横向裂缝大多与沥青的性质有关。主要包括沥青的稠度、温度敏感性、劲度、针入度、延度、老化以及含蜡量等。稠度较大的沥青能承受较大的拉伸应变,抗裂性能较高;沥青的温度敏感性对路面抗裂性影响较大;沥青劲度是决定混合料劲度的关键,美国宾州试验路的结果证实,横向裂缝与沥青的劲度相关性最好;当沥青温度敏感性相同时,针入度大的沥青比硬沥青的路面裂缝少;低温延度与开裂有一定关系;同时,沥青在使用期的老化越严重,劲度越大,裂缝出现越早;沥青中含蜡量的增加,也会使拉伸应变减小,脆性增加,温度敏感性变大,从而引起横向裂缝增加。
2)沥青混合料。
沥青用量、矿料级配、集料品种和空隙率都会对沥青路面的低温抗裂性能产生明显影响。沥青含量增加,混合料的应力松弛性能提高,但其收缩性也变大;使用耐磨性好、与沥青粘附性好、吸水性小的集料,沥青混合料会具有较高的低温强度;空隙率大的路面易老化,使混合料劲度增大,易开裂。
2.2 路面结构
1)面层宽度。经调查表明,窄路面比宽路面的温度裂缝间隔小,7 m宽的中等道路初始裂缝间距为30 m,而宽度为15 m～30 m的普通机场路面的初始裂缝间距大于45 m。2)面层厚度。使用相同的沥青时,厚度大的路面比薄的裂缝要少。3)层间粘结。使用透层油可增强面层与基层的粘结,减少温度裂缝。4)基层的影响。与柔性基层相比,半刚性基层热容量小,与沥青面层的附着性能差,加上本身干缩和温缩的附加影响,横向裂缝要多一些。当半刚性基层已有收缩裂缝时,在裂缝处将造成应力集中从而使面层的温度裂缝容易在这里发生并上下汇合。5)土基的影响。设置在砂土层上的路面更易发生温度裂缝,而黏土、亚黏土的则相对好些。
2.3 环境影响
气温和温度梯度是最主要的环境因素。气温越低,沥青路面就越容易产生温度裂缝。同时,沥青面层顶部与底部的温度差越大,产生的温度应力越大,路面也就容易开裂。
2.4 其他因素
路龄、交通量、施工裂缝与应力集中,也是影响路面产生开裂的重要因素。
3 沥青路面抗裂的主要措施
3.1 选择优质沥青
采用优质沥青修筑高等级公路时,沥青必须符合“高等级公路路用石油沥青技术要求”。在高温稳定性满足条件下,采用感温性小、针入度大的沥青,有条件时可用抗裂性较好的改性沥青。
3.2 设计抗裂性好的路面结构
采用抗裂性能好的、合理的沥青面层结构组合,例如中粒式沥青混凝土作面层,粗粒式作底面层。
增大沥青面层铺筑厚度。日本、比利时、西班牙等国规定重要交通道路的沥青面层最小厚度为15 cm。
3.3 控制施工质量
1)加强层间粘结。
层间粘结越好,越有利于抵抗低温开裂。施工时需合理安排工序,防止层间污染,使用透层油改善面层与基层之间的粘结力。
2)合理碾压。
严格控制碾压工艺,使路面的空隙率小一些,延缓老化,同时减少碾压微裂缝。
3.4 采用半刚性基层抗裂措施
基层强度不宜过大,且施工时含水量不能太大,同时,采用基层预切缝延缓反射裂缝。
3.5 设置应力吸收层
在半刚性基层与沥青路面层之间设置应力吸收层延缓沥青路面裂缝,也是目前常用的做法。可通过设置级配碎石层、土工织物或格栅以及低弹性模量、高韧性的应力吸收层材料防止反射裂缝的发生。
4 结语
沥青路面的低温开裂是多种因素综合作用的结果,主要表现为由气温骤降出现的温缩裂缝、温度疲劳裂缝以及温缩性反射裂缝。其主要受原材料质量、路面结构、环境作用以及其他等因素影响。主要改善措施有选择合适的材料,设计抗裂性好的路面结构,严格控制施工质量,采用半刚性基层抗裂措施以及设置防止反射裂缝的应力吸收层等。
摘要：通过对沥青路面低温开裂机理的分析,归纳总结了沥青路面产生横向裂缝的主要影响因素,介绍了防治横向裂缝的措施,对延长沥青路面使用寿命具有重要的意义。
关键词：低温开裂,机理,横向裂缝,影响因素,措施
参考文献
[1]贾志清.北方沥青路面抗裂性研究[D].西安:长安大学硕士论文,2006.
[2]廖哲.高寒地区沥青路面横向裂缝分析[J].湖南理工学院学报,2007(3):11-12.
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