房屋安全检测鉴定过程中大体积混凝土的裂缝产生的可能原因与预防措施:
大体积混凝土开裂后,其性能与原状混凝土性能相差很大,尤其是对耐久性(渗透性)的影响较大,而混凝土渗透反过来又会加速和促使混凝土的进一步恶化,严重影响结构的长期安全和耐久运行。而裂缝大多又是在早期产生的,因此,探讨裂缝产生的原因和防止裂缝的出现就显得格外重要。通过对大体积混凝土裂缝产生的原因和类型的论述,从各个环节提出了预防裂缝的综合措施。
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1.1 大体积混凝土裂缝的可能原因
1.1.1 裂缝的类型和形成原因
大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素如下:
1.1.1.1 收缩裂缝:
混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量,混凝土中的用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩就越大。
选用水泥品种的不同,干缩、收缩的量也不同。收缩量较小的水泥为中低热水泥和粉煤灰水泥。
混凝土的逐渐散热和硬化过程引起的收缩,会产生很大的收缩应力,如果产生的收缩应力**过当时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝。
人们对收缩给予了很大的关注,但引人关注的并不是收缩本身,而是由于它会引起开裂。混凝土的收缩现象有好几种,比较熟悉的是干燥收缩和温度收缩,这里着重介绍的是自身收缩,还顺便提及塑性收缩问题。
自身收缩与干缩一样,是由于水的迁移而引起。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,产生所谓的自干燥作用,混凝土体的相对湿度降低,体积减小。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小,而自身收缩增大。如当水灰比大于0.5时,其自干燥作用和自身收缩与干缩相比小得可以忽略不计;但是当水灰比小于0.35时,体内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则接近各占一半。
自身收缩中发生于混凝土拌合后的初龄期,因为在这以后,由于体内的自干燥作用,相对湿度降低,水化就基本上终止了。换句话说,在模板拆除之前,混凝土的自身收缩大部分已经产生,甚至已经完成,而不像干燥收缩,除了未覆盖且暴露面很大的地面以外,许多构件的干缩都发生在拆模以后,因此只要覆盖了表面,就认为混凝土不发生干缩。
在大体积混凝土里,即使水灰比并不低,自身收缩量值也不大,但是它与温度收缩叠加到一起,就要使应力增大,所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。现今许多断面尺寸虽不很大,且水灰比也不算小的混凝土,如上所述,已“达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题,以限度减少开裂影响”,因而也需要像大坝一样,需要考虑将温度收缩和自身收缩叠加的影响,况且在这些结构里,两者的发展速率均要比大坝混凝土中快得多,因此也激烈得多。
还有塑性收缩,在水泥活性大、混凝土温度较高,或者水灰比较低的条件下也会加剧引起开裂。因为这时混凝土的泌水明显减少,表面蒸发的水分不能及时得到补充,这时混凝土尚处于塑性状态,稍微受到一点拉力,混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加快,于是裂缝迅速扩展。所以在上述情况下混凝土浇注后需要及早覆盖。
1.1.1.2 温差裂缝
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土较易发生此类裂缝。
大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑,浇筑后,水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不容易散发,混凝土内部温度将显着升高,而混凝土表面土则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,此时,混凝龄期短,抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力**过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土的表面产生裂缝。
大体积混凝土施工,由于混凝土内部与表面散热速率不一样,在其表面形成较大的温度梯度,从而引起较大的表面拉应力。同时,此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,温差产生的表面拉应力,**过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。混凝土降温阶段,由于逐渐降温而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束,也会产生很大的拉应力,直至出现收缩裂缝。
1.1.1.3 安定性裂缝
安定性裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格而引起的。
2.1 裂缝的措施
2.1.1 设计措施
1) 精心设计混凝土配合比
混凝土配合比设计时,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“、高韧性、中弹、低热和高较拉值”的抗裂混凝土。
2)增配构造筋提高抗裂性能,配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3~0.5%之间。
3)避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
4)在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。
5)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇缝,在正常施工条件下,后浇缝间距20~30m,保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件,也可临时根据具体情况作设计变更。
2.1.2 施工措施
1)严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准,选用低水化热水泥,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1~1.5%以下)。
2.1.1 优选混凝土各种原材料
在选择大体积混凝土用水泥时,在条件许可的情况下,应**选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期(1~5 d)可产生一定的预压应力,而在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力,减少混凝土内的拉应力,提高混凝土的抗裂能力。为此,水泥熟料中的碱含量应低且适宜「3】,熟料中MgO含量在3.0%~5.0%,石膏与C3A的比值尽量大些,C3A、C3S和C2S含量应分别控制在5.0%以内、50.0%左右和20.0%左右,这种熟料比例的水泥具有长期稳定的微膨胀抗裂性能「2】。
骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土体积的80%~83%,因此,在选择骨料时,应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。
砂除满足骨料规范要求外,应适当放宽石粉或细粉含量,这样不仅有利于提高混凝土的工作性,而且可提高混凝土的密实性、耐久性和抗裂性。有研究表明,砂子中石粉比例一般在15%~18%之间为宜。
粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当,烧失量小,含硫量和含碱量低,需水量比小,均可掺用在混凝土中使用。混凝土中掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱骨料反应,减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。
高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着较为重要的作用,也是混凝土向高性能化发展的不可或缺的重要组分。
2)细致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,减少混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减少剂。
3)采用综合措施,控制混凝土初始温度
混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是较其敏感的。当混凝土从零应力温度T2降低到混凝土开裂的温度Tt时,t时刻的混凝土拉应力σt**过了t时刻的混凝土极限拉应力σtu。因此,通过降低混凝土内的水化热温度(主要通过掺用高效减水剂减少用水,减少胶凝材料,多掺粉煤灰和矿物掺和料)和混凝土初始温度(通过骨料水冷和风冷降温、加冰和加冷却水拌和、各生产环节加强保温以免冷量损失等措施,降低混凝土初始温度),减少和避免裂缝风险。
人工控制混凝土温度的措施(如:体内埋设冷却水管和风管、表面洒水冷却、表面保温材料保护)主要是针对后期而言,对早期因热原因引起的裂缝是无助的。比如表面保温材料保护可以减少内外温差,但不可避免的招致混凝土体内温度T1很高,从受约束而导致贯穿裂缝的角度看,是一个潜在恶化裂缝的条件。因为体内热量迟早是要散发掉的。另外人工控制混凝土温度还需注意的问题是防止“过速冷却”和“**冷”,过速冷却不仅会使混凝土温度梯度过大,而且早期的过速**冷会影响水泥—胶体体系的水化程度和早期强度,较易产生早期热裂缝。**冷会使混凝土温差过大,引起温差裂缝
浇筑时间尽量安排在夜间,限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,或用湿麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,在水平及垂直泵管上加盖草袋,并喷冷水。
4)根据工程特点,可以利用混凝土后期强度,这样可以减少用水量,减少水化热和收缩。
5)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。
6)混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上,混凝土的现场试块强度不**C5。
7)采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。
8)根据具体工程特点,采用UEA补偿收缩混凝土技
房屋安全检测
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1建筑物概况
区泗北路179房屋原为上海农商银行,为一幢二层砖混建筑,约建于上世纪80年,总平面布置图详见图1。泗北路179房屋现有局部房间为ATM取款机,其他空间闲置未做使用,业主拟对其进行改造装修,作为镇办公场所。
泗北路179房屋原始设计图纸资料缺失,设计位及施工位不详。该房屋现为二层砖混结构,平面呈矩形,东西向长约10.m,南北向长约26.7m,总建筑面积约为566m2,立面现状详见附件1检测照片1、2。
2检测目的、围和内容
本次检测房屋为位于区泗川路179,现拟改作办公用房使用,委托方为了解房屋现有结构抗震能力,故委托我房屋质量检测站对此结构进行抗震能力检测,对房屋结构做出评价,并对可能存在的问题提出处房屋质量检测站接受委托后,组织检测人员于2016年8月24日现场对房屋进行了检测,随后对现场检测结果进行了整分析,并进行论计算,主要检测内容如下:
(1)建筑的使用情况
调查建筑的使用功能及使用情况,了解是否有荷载过大,改变结构以及用途变更等情况,了解房屋的修缮历史以及房屋建造年。
(2)房屋建筑结构检测测绘
现场采用LeicaTCR1202型电子全站仪、徕卡测距仪、钢筋探测仪、游标卡尺、钢直尺和卷尺对房屋的主要轴线、平面尺寸、构件尺寸、连接构造等情况进行现场检测测绘。
(3)房屋不均匀沉降和倾斜检测
采用LeicaTCR1202型全站仪对房屋相对不均匀沉降进行检测,检测房屋是否有不均匀沉降,以推断房屋地基基础是否存在明显静载缺陷。
使用LeicaTCR1202型电子全站仪对房屋进行倾斜测量,检测房屋整体倾斜值是否满足规要求。
砖混结构房屋安全检测技术:
1检测单元划分
砌体材料力学性能检测时,一般情况下可按房屋的层划分检测单元。由于砌体的离散性较大,当房屋的层数较多,且确知砌体的强度设计等级时,只有单层的建筑面积较小时(不**过300平方米),才将具有相同设计强度等级的若干层合并作为一个检测单元。
2抽样取点
在检测单元中抽取的称为检测单体,检测单体可以是一个构件,也可以是构件的一部分。
3布点原则
1)釆用直接法检测砌体的强度时,每个检测单元的抽样(检测单体)数量不宜少于3个;
2)采用间接法检测砌体的强度时,每个检测单元的抽样(检测单体)数量不宜少于5个;
3)同一检测单元内的总灌筑面积不大于300平方米时,抽样数量可适当减少,但不应少于3个。
?二、检测内容、方法和依据
砌体材料性能检测的基础知识架构
1、砌体抗压、抗剪强度的检测
1)烧结普通砖砌体的抗压强度宜釆用原位轴压法或扁**法捡测,烧结多孔砖砌体的抗压强度宜采用原位轴压法检测;
2)烧结普通砖砌体和烧结多孔砖砌体的抗剪强度宜釆用原位双砖双剪法检测。标准《砌体工程现场检测技术标准》与上海地区实际情况有一点差距,需作必要调整。
原位轴压法检测普通砖或烧结多孔砖砌体的抗压强度
按《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T50315-2000)规定的原位轴压法强度换算公式换算的砌体抗压强度,上海建筑科学研究院研究表明,一般情况下换算强度偏低。
原位双剪法检测砌体抗剪强度
砌体结构的抗震承载力主要取决于砌体的抗剪强度,砌体的抗剪强度可通过砂浆强度检测结果来推算。标准《砌体工程现场检测技术标准》推荐原位单剪法和原位单砖双剪法。
原位单剪法检测结果可靠性较好,但是测点必须布置在窗台位置,荷载要求较高,检测周期长等。原位单砖双剪法由于实际工程中竖向灰缝饱满度差距大,导致检测结果精度较差。
建筑科学研究院对原位单剪法和原位单砖双剪法适当改进后,提出的一种新的砌体抗剪强度检测方法——原位双剪法(图1-7)。
1-受剪砌体;2-原位剪切仪;3-压力传感器;4-切口;5-钢垫板;6-垫块
图1-7 原位双剪法检测示意
砌体抗压、抗剪强度标准值
当检测单体的数量小于5时,可取检测单体抗压强度、抗剪强度的小值分别作为砌体抗压强度和抗剪强度的标准值。当检测单体的数量(n)不小于5时,砌体的抗压强度标准值和抗剪强度标准值,按相应的公式确定。
2、砌筑块材强度的检测
砌筑块材的强度可采用取样检测,取样位置应与砌筑砂浆强度的检测位置相对应,但应保证结构安全。回弹法是一种实用方便的材料性能的现场捡测方法。在现场用回弹法检测既有建筑中烧结普通砖的强度时,必须首先对现场测试获得的回弹值进行必要的修正。
3、砂浆强度的检测
贯入法检测砂浆强度
贯入法是一种现场检测砌筑砂浆抗压强度的实用方法。贯入法可适用于强度在M0.4?M16之间的水泥石灰混合砂浆或水泥砂浆强度的检测。
回弹法检测砂浆强度要求:
a. 回弹法适用于检测抗压强度为2?16 MPa之间的水泥砂浆或水泥石灰混合砂浆。
b. 用回弹法检测强度**过7.5MPa的砂浆以及龄期**过20年的砂浆时,宜釆用原位双砖双剪法检测砌体的抗剪强度,按2-3-1式推算的砂浆强度进行校核与修正。
c. 表面严重粗糙、不平且无法磨平,或砂浆饱满度很差时,不得釆用回弹法。
d. 砂浆强度**2MPa时不得使用回弹法。
砂浆抗压强度等级评定
当检测单体的数量小于5时,可取检测单体砂浆抗压强度小值作为砌体抗压强度等级。
当检测单体的数量(n)不小于5时,砌体的抗压强度等级按如下公式确定:f2=min(1.333f2min,f2m)式中,f2min—检测单体砂浆抗压强度小值;f2m—按n个检测单体算得的砂浆砌体抗压强度平均值。
砌体弹性模量的检测
对于普通砖砌体,其弹性模量的检测可釆用扁**法。相应的操作和分析应符合标准《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T50315)的规定。
4、参考依据
1)《砌体结构设计规范》(GB 50003-2011)2)《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T50315-2011)3)《回弹仪评定烧结普通砖强度等级的方法》(JC/T796-2013)4)《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》(JGJ/T136-2001)5)《既有建筑物结构检测与评定标准》(DG/TJ08-804-2005)
项目总工提醒你注意以下常见问题
1)对于中型砌块的强度检测,由于暂无检测标准,目前暂按粘土砖强度检测标准。
2)对于砂浆强度较低且普遍砌筑不饱满的情况,砂浆强度作为参考,并按结构损伤来考虑进行加固处理。
3)对于房屋加建、扩建部分的材料强度检测,应与原结构划分为不同的检测单元。对于砌体不同材料(如中型砌块和烧结砖或是水泥砂浆和混合砂浆的不同),其检测单元也应不同。
4)砂浆强度**2MPa时不得使用回弹法,现场应改为贯入法检测。
深圳市中建研工程技术有限公司具有深圳市国土资源和房屋颁发的房屋安全鉴定专业资质,是一家专门从事各类建筑物检测、鉴定、评估的技术服务企业。深圳市中建研工程技术有限公司技拥有各类建筑结构材料检测仪器及压力试验、完损检测、渗漏检测、变形监测等仪器设备共40余套,其中包括NEC红外热像仪、YEW-2000压力试验机等众多高性能、高精度仪器的建筑物检测仪器设备。技术人员全部为结构工程本科以上学历,均持有《房屋安全鉴定员资格证》和《建设工程质量安全检测员证》等资格证书。另外还聘请多名建筑物鉴定方面的***作为技术顾问。 公司本着科学求实的态度、规范公正的原则,对500多项各类建设工程进行了检测鉴定和评估,得到了客户的广泛**和社会各界的赞誉。2008年公司被深圳市质量检验协会、深圳市勘察设计行业协会接纳为会员单位,两名工程师被录入深圳市建设局房屋安全鉴定*库,并聘为深圳市学校校舍抗震安全检测*。深圳市中建研工程技术有限公司是专业*的第三方鉴定机构,为社会、团体、企业和市民提供各类房屋质量检测鉴定、工程测量、安全评估以及维修加固、改造增层等综合性技术服务。在房屋质量检测(完损状况检测、损坏趋势检测、结构和使用功能改变检测、抗震鉴定检测、房屋综合检测)、主体结构工程检测、工程测量、建筑工程**鉴定、既有建筑幕墙检查等领域拥有丰富经验。 深圳市中建研工程技术有限公司始终坚持“公正*、高 效”的质量方针,为广大客户提供优质高 效的第三方检测服务。多年来,公司以第三方公正地位为建筑材料行业、建筑工程及相关领域提供了大量准确、可靠、及时的检验检测数据,为全国各市区的政 府部门、**部门、企事业单位和个人提供了数十万份结果报告,承担了主编或参编建筑材料、建筑工程和检测方法的标准、行业标准和地方标准近百项,并制定了建筑工程专用仪器设备校准规程或方法多项,在控制产品质量、