最新大体积混凝11ppt课件.ppt
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1、 近几年来,全国各地工程规模日趋扩大,近几年来,全国各地工程规模日趋扩大,结构形式日益复杂,工业与民用建筑中大体结构形式日益复杂,工业与民用建筑中大体积混凝土越来越多。由于其体积大,表面小,积混凝土越来越多。由于其体积大,表面小,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快,当混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生当混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝和收缩变形裂缝,影响结构安全和温度裂缝和收缩变形裂缝,影响结构安全和正常使用,所以必须从根本上分析它,来保正常使用,所以必须从根本上分析它,来保证施工的质量。证施工的质量。 2)宏观裂缝(宽度宏观裂缝(宽度
2、0.05mm以上以上肉眼可见的肉眼可见的裂缝裂缝):): 表面裂缝表面裂缝:表面拉应力大于砼极限抗拉强度:表面拉应力大于砼极限抗拉强度时出现的裂缝时出现的裂缝 贯穿裂缝:贯穿裂缝:砼从高温降温引起砼收缩产生拉砼从高温降温引起砼收缩产生拉应力,当大于砼的极限抗拉强度时,混凝土应力,当大于砼的极限抗拉强度时,混凝土 的整个截面出现贯穿裂缝。的整个截面出现贯穿裂缝。 深层裂缝深层裂缝:表面裂缝发展而成深层裂缝:表面裂缝发展而成深层裂缝混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 宏观裂缝是宏观裂缝是微观裂缝扩微观裂缝扩展的结果。展的结果。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因(
3、1)表面裂缝表面裂缝 大体积混凝土浇筑初期,水泥水化热大量产大体积混凝土浇筑初期,水泥水化热大量产生,使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝生,使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好,热量可向大气中散发,土表面散热条件较好,热量可向大气中散发,其温度上升较少;而混凝土内部由于散热条其温度上升较少;而混凝土内部由于散热条件较差,热量不易散发,其温度上升较多。件较差,热量不易散发,其温度上升较多。混凝土内部温度高、表面温度低,则形成温混凝土内部温度高、表面温度低,则形成温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉生拉
4、应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。强度时,混凝土表面就产生裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 表面裂缝虽不属于结构性裂缝,但在混表面裂缝虽不属于结构性裂缝,但在混凝土收缩时,由于表面裂缝处的断面已削弱,凝土收缩时,由于表面裂缝处的断面已削弱,易产生应力集中现象,能促使裂缝进一步开易产生应力集中现象,能促使裂缝进一步开展。展。 国内外对裂缝宽度都有相应的规定,如国内外对裂缝宽度都有相应的规定,如我国的混凝土结构设计规范,对钢筋混凝土我国的混凝土结构设计规范,对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定:结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定
5、:室内正常环境下的一般构件为室内正常环境下的一般构件为0.3mm;露天;露天或室内高湿度环境下为或室内高湿度环境下为0.2mm。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因(2)贯穿裂缝贯穿裂缝大体积混凝土浇筑初期,混凝土处于升温大体积混凝土浇筑初期,混凝土处于升温阶段及塑性状态,弹性模量很小,变形变化阶段及塑性状态,弹性模量很小,变形变化所引起的应力很小,温度应力一般可忽略不所引起的应力很小,温度应力一般可忽略不计。计。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 混凝土浇筑一定时间后,水泥水化热基混凝土浇筑一定时间后,水泥水化热基本已释放,混凝土从最高温逐渐降温,降温本已释
6、放,混凝土从最高温逐渐降温,降温的结果引起混凝土收缩,再加上混凝土多余的结果引起混凝土收缩,再加上混凝土多余水分蒸发等引起的体积收缩变形,受到地基水分蒸发等引起的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束,不能自由变形,导和结构边界条件的约束,不能自由变形,导致产生拉应力,当该拉应力超过混凝土极限致产生拉应力,当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时,混凝土整个截面就会产生贯穿抗拉强度时,混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝。裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因贯穿裂缝切断了结构断面,破坏了结构整贯穿裂缝切断了结构断面,破坏了结构整体性、稳定性、耐久性、防水性等,影响正体性、稳定性、
7、耐久性、防水性等,影响正常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的开展。开展。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因(3)深层裂缝深层裂缝 基础约束范围内的混凝土,处在大面积拉应力基础约束范围内的混凝土,处在大面积拉应力状态,在这种区域若产生了表面裂缝,则极有状态,在这种区域若产生了表面裂缝,则极有可能发展为深层裂缝,甚至发展成贯穿性裂缝。可能发展为深层裂缝,甚至发展成贯穿性裂缝。 深层裂缝部分切断了结构断面,具有很大的危深层裂缝部分切断了结构断面,具有很大的危害性,施工中是不允许出现的。害性,施工中是不允许出现的。 如果设法避免基础约束区的表面
8、裂缝,且混凝如果设法避免基础约束区的表面裂缝,且混凝土内外温差控制适当,基本上可避免出现深层土内外温差控制适当,基本上可避免出现深层裂缝和贯穿裂缝。裂缝和贯穿裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因u 混凝土混凝土裂缝的三类原因:裂缝的三类原因:1、由外荷载的直接应力(即按常规计算的主要应力)引起的、由外荷载的直接应力(即按常规计算的主要应力)引起的裂缝。裂缝。2、由结构的次应力(计算未考虑到的结构内部应力)引起的、由结构的次应力(计算未考虑到的结构内部应力)引起的裂缝。裂缝。 大体积混凝土的裂缝多由上述第三种大体积混凝土的裂缝多由上述第三种原因引起。原因引起。 当变形受到约
9、束产生的应力超过混凝当变形受到约束产生的应力超过混凝土的抗拉强度时,就引起裂缝。土的抗拉强度时,就引起裂缝。3、由变形变化(温度、收缩、不均匀沉降等)引起的裂缝。、由变形变化(温度、收缩、不均匀沉降等)引起的裂缝。混凝土基础底板混凝土基础底板内部温差引起的内部温差引起的温度应力分布:温度应力分布: 结构变形的内外约束:结构变形的内外约束: 1、内约束内约束:结构变形时,其内部各质点之间:结构变形时,其内部各质点之间产生的约束;产生的约束; 2、外约束外约束:结构变形时,不同结构之间产生:结构变形时,不同结构之间产生的约束。的约束。外约束分为:外约束分为:自由体、全约束、弹性约束自由体、全约束、
10、弹性约束(部分约束)(部分约束) 建筑工程中的大体积混凝土,外约束应力占建筑工程中的大体积混凝土,外约束应力占主要地位主要地位u 大体积混凝土裂缝产生的原因:大体积混凝土裂缝产生的原因:主要由温度变形、主要由温度变形、收缩变形导致收缩变形导致内约束引起的内约束引起的表面裂缝表面裂缝外约束引起的外约束引起的深层裂缝深层裂缝砼浇筑砼浇筑初期初期,其内部与表面温差过大其内部与表面温差过大 砼浇筑砼浇筑后期后期,砼降温、干缩变形引起的混凝砼降温、干缩变形引起的混凝土内部收缩受到外部约束土内部收缩受到外部约束设设计计方方面面施施工工方方面面采用过高强度等级的混凝土采用过高强度等级的混凝土(设计强度过高,
11、水泥用量过大)(设计强度过高,水泥用量过大)忽视配置控制温度和收缩变形忽视配置控制温度和收缩变形的构造钢筋的构造钢筋(温度应力和收缩应力变形不能受到约束)(温度应力和收缩应力变形不能受到约束)材料选用不当材料选用不当施工技术准备不周密施工技术准备不周密浇筑过程施工措施不当浇筑过程施工措施不当浇筑后的养护和监控不完善浇筑后的养护和监控不完善大体积混凝土产生裂缝的主要原因大体积混凝土产生裂缝的主要原因1、设计方面、设计方面l大体积混凝土采用的强度等级日趋增高,出现大体积混凝土采用的强度等级日趋增高,出现C40C55甚甚至更高强度等级的高强混凝土,设计强度过高,水泥用量过至更高强度等级的高强混凝土,
12、设计强度过高,水泥用量过大,必然造成混凝土水化热过高,混凝土块体内外温差过大,大,必然造成混凝土水化热过高,混凝土块体内外温差过大,温度应力容易超过混凝土的抗拉强度,产生开裂。温度应力容易超过混凝土的抗拉强度,产生开裂。 l对于大型基础底板,设计人员往往只重视满足强度和抗冲对于大型基础底板,设计人员往往只重视满足强度和抗冲切要求的结构配筋和构造配筋,而忽视配置控制温度和收缩切要求的结构配筋和构造配筋,而忽视配置控制温度和收缩的构造钢筋,混凝土产生的温度应力和收缩应力变形不能受的构造钢筋,混凝土产生的温度应力和收缩应力变形不能受到足够的约束,从而产生裂缝现象。到足够的约束,从而产生裂缝现象。 大
13、体积混凝土施工阶段产生裂缝的主要原因大体积混凝土施工阶段产生裂缝的主要原因2、施工方面、施工方面l大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段:一是混凝土浇捣大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段:一是混凝土浇捣后的温升阶段后的温升阶段,因混凝土内部与表面温差过大因混凝土内部与表面温差过大,致使表面产生致使表面产生较大拉应力较大拉应力,使混凝土表面开裂;二是在混凝土降温阶段,因使混凝土表面开裂;二是在混凝土降温阶段,因混凝土内部降温速率过快,使混凝土内部产生较大拉应力,混凝土内部降温速率过快,使混凝土内部产生较大拉应力,从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。l施工段的划分及浇筑顺序
14、不合理,组织安排不周密,模板施工段的划分及浇筑顺序不合理,组织安排不周密,模板使用不当,钢筋锈蚀严重或运输过程严重变形,以及混凝土使用不当,钢筋锈蚀严重或运输过程严重变形,以及混凝土浇筑过程中配合比、水灰比过大、养护不当等等,都可能引浇筑过程中配合比、水灰比过大、养护不当等等,都可能引起大体积混凝土结构的变形裂缝。起大体积混凝土结构的变形裂缝。 u 混凝土混凝土结构结构裂缝的裂缝的控制控制一类环境(室内正常环境):一类环境(室内正常环境):0.3mm;二类环境:二类环境:0.2mm。 对于基础、地下或半地下结构,裂缝主要影响其防渗性能。对于基础、地下或半地下结构,裂缝主要影响其防渗性能。当裂缝
15、宽度只有当裂缝宽度只有0.10.10.20.2mmmm时,虽然早期有轻微渗水,经过时,虽然早期有轻微渗水,经过一段时间后一般裂缝可以一段时间后一般裂缝可以自愈自愈。 当裂缝宽度超过当裂缝宽度超过0.20.20.30.3mmmm时,其渗水量与裂缝宽度呈三时,其渗水量与裂缝宽度呈三次方增加,必须进行化学注浆次方增加,必须进行化学注浆处理处理。目的:目的: 防止钢筋锈蚀、混凝土碳化和酥松脱落,从而影响结构的耐久性、防止钢筋锈蚀、混凝土碳化和酥松脱落,从而影响结构的耐久性、防水性。防水性。混凝土结构设计规范(混凝土结构设计规范(GB500102002)的要求:)的要求:控制大体积控制大体积混凝土裂缝混
16、凝土裂缝的措施的措施1、对于大体积混凝土底板,应在满足抗弯及抗冲切、对于大体积混凝土底板,应在满足抗弯及抗冲切计算要求的前提下,避免设计上计算要求的前提下,避免设计上“强度越高越好强度越高越好”的错误概念,可以利用混凝土的错误概念,可以利用混凝土60d或或90d的后期强度,的后期强度,尽量采用尽量采用C25-C40的混凝土,这样可以减少混凝土的混凝土,这样可以减少混凝土中的水泥用量,以降低混凝土浇筑实体的温度升高。中的水泥用量,以降低混凝土浇筑实体的温度升高。(规范规范P7 )2、大体积混凝土除满足承载力要求外,还应增配承、大体积混凝土除满足承载力要求外,还应增配承受因水泥水化热引起的温度应力
17、及控制裂缝开裂的受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开裂的构造钢筋。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置,构造钢筋。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置,也可另行设置构造钢筋网,与原有钢筋按受拉钢筋也可另行设置构造钢筋网,与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。的要求搭接或在周边构件中锚固。(规范规范P7 )2.1 当板的厚度大于当板的厚度大于2m时,时,除应沿板的上、下表面布除应沿板的上、下表面布置纵、横方向的钢筋外,置纵、横方向的钢筋外,尚应沿板的厚度方向间距尚应沿板的厚度方向间距不超过不超过lm设置与板面平行设置与板面平行的构造钢筋网片,其直径的构造钢筋网片,其直径宜为宜为l2l
18、6,间距宜为,间距宜为100150mm。为防止大。为防止大承台水平裂缝,四周宜加承台水平裂缝,四周宜加设暗梁。设暗梁。4164 222.2 为了避免结构突变为了避免结构突变或断面突变产生应力或断面突变产生应力集中,转角和孔洞处集中,转角和孔洞处应增设构造加强筋。应增设构造加强筋。 增设暗梁避免应力集中合理配筋合理配筋 在构造设计方面进行合理配筋,对混凝土结构在构造设计方面进行合理配筋,对混凝土结构的抗裂有很大作用。工程实践证明,当混凝土墙板的抗裂有很大作用。工程实践证明,当混凝土墙板的厚度为的厚度为400600mm时,采取增加配置构造钢筋的时,采取增加配置构造钢筋的方法,可使构造筋起到温度筋的
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