第6章课件内容.ppt
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1、第第6 6章章第第6 6章章 钢筋混凝土工程质量事故分析与处理钢筋混凝土工程质量事故分析与处理本章知识体系图 钢筋钢筋混凝混凝土工土工程质程质量事量事故分故分析及析及处理处理钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构事故的原因及表现事故的原因及表现常见质量事故(混凝土裂缝、错位变形、钢筋工程、常见质量事故(混凝土裂缝、错位变形、钢筋工程、混凝土强度不足、混凝土表面缺陷、局部倒塌)混凝土强度不足、混凝土表面缺陷、局部倒塌)钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构的检测的检测钢筋混凝土结构的检测与鉴定钢筋混凝土结构的检测与鉴定钢筋混凝土结构的检测方法钢筋混凝土结构的检测方法钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构质量事故案例分析质量事
2、故案例分析设计、施工及其它原因设计、施工及其它原因钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构的补强加固的补强加固概述概述加固方法介绍加固方法介绍第第6 6章章钢筋混凝土工程常见的质量事故1、混凝土裂缝2、错位变形3、钢筋工程4、混凝土强度不足5、混凝土表面缺陷6、局部倒塌第第6 6章章6.1 6.1 混凝土裂缝混凝土裂缝6.1.1 裂缝原因1、材料质量u水泥安定性不合格。如因水泥安定性不合格,现浇板等产生裂缝。u砂石级配差、砂太细。如用特细砂配制的混凝土梁的侧面裂缝。u砂、石中含泥量太大。砂、石含泥量高,干缩后产生不规则裂缝。第第6 6章章u使用了反应性骨料。如碱骨料反应。第第6 6章章u不适当地掺用氯盐。
3、如氯离子引起的钢筋锈蚀裂缝。第第6 6章章u不按规范要求设置钢筋。如次梁与主梁连接处漏放附加钢筋而产生裂缝。第第6 6章章2、建筑和构造不良u平面布置不合理,结构构造措施不力。如楼盖现浇板因设置天井留洞,楼盖断面削弱一年以上而裂缝。u变形缝设置不当。如大型设备基础不设伸缩缝而产生裂缝。u构造钢筋不足。梁高较大时(700mm),在梁两侧未设置足够的构造钢筋,而产生裂缝。第第6 6章章3、结构设计失误u受拉钢筋截面积太小或设计无抗裂要求。u抗剪强度不足(混凝土强度不足或抗剪钢筋少)。如梁支座附近的斜裂缝。第第6 6章章u混凝土截面积太小。如超量配筋引起的受压区裂缝。u抗扭能力不足。如梁抗扭能力不足
4、产生斜裂缝。u抗冲切能力不足。如无梁楼盖、柱顶板抗冲切能力不足引起斜裂缝。第第6 6章章4、施工工艺不当或质量差u混凝土配合比不良。水灰比过大,混凝土沉缩,在上层钢筋顶部产生沉缩裂缝。u浇筑顺序、浇筑方法不当或浇注过快。如墙浇筑速度过快造成的裂缝。u模板变形或模板支撑沉陷。如悬臂板支撑下沉后裂缝。第第6 6章章u出现冷缝又不作适当处理。u钢筋保护层过小或过大。如由于钢筋保护层过小,梁上等距离的竖向裂缝。u构件运输吊装工艺不当。如吊点不当造成裂缝。第第6 6章章u混凝土早期处理不当。早期受震:如梁接头处钢筋早期受震:如梁接头处钢筋早期受碰撞后的裂缝早期受碰撞后的裂缝养护差,早期收缩过大养护差,早
5、期收缩过大早期受冻:如钢模板浇注,早期受冻:如钢模板浇注,冬季无保温措施而裂缝冬季无保温措施而裂缝过早加载过早加载第第6 6章章5、温度影响u屋盖受热膨胀或降温收缩。u高温作用。如锅炉侧梁表面长期温度而产生裂缝。u温度骤降。如某框架柱截面尺寸700mm1000mm,浇混凝土5d后拆模,由于气温骤降,造成柱纵向裂缝。第第6 6章章u水泥水化热引起过大的温差。如大体积钢筋混凝土板因内外温差过大而产生或内部温差过大裂缝。第第6 6章章6、其他还包括:l地基变形l混凝土收缩l地震作用 等原因。以上裂缝原因中,最常见的裂缝是温度、收缩裂缝。由于材料质量差,设计构造不合理,施工工艺不当等原因造成的裂缝比较
6、容易鉴别,而由于结构受力、温度收缩和地基变形所引起的裂缝危害及处理方法差异甚大。第第6 6章章6.1.2 裂缝种类1、塑性收缩裂缝(1)现象。裂缝在新浇结构、构件表面出现,形状不规则且长短不一,互不连贯,类似于干燥的泥浆面。裂缝较浅,多为中间宽两端细,大多在混凝土初凝后,当外界风速大、气温高、空气湿度低的情况下出现。(2)原因分析。1)混凝土早期养护不好,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土强度很低,还不能抵抗这种变形应力而导致开裂。2)使用收缩率较大的水泥;或水泥用量过多;或使用过量的粉砂;或混凝土水灰比过大。3)模板、基层过于干燥,吸水大。4
7、)浇筑在斜坡上的混凝土,由于重力作用向下流动的倾向,亦会出现这类裂缝。第第6 6章章2、沉降收缩裂缝(1)现象。裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断续出现,或在埋设件的附近周围出现,裂缝呈棱形,宽度不等,深度不一,一般到钢筋上表面为止。多在混凝土灌筑后发生,混凝土硬化后即停止。(2)原因分析。混凝土浇灌振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水,而形成竖向体积缩小沉落,这种沉落受到钢筋、预埋件、模板或大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻碍或约束,或混凝土本身各部相互沉降量相差过大,而造成裂缝。第第6 6章章3、干缩裂缝(1)现象。裂缝在表面出现,宽度较细,多在0.05-0.2mm 之
8、间,其走向纵横交错,无规律性,裂缝分布不均,梁、板类构件多沿短方向分布,整体结构多发生在结构变截面处;地下大体积混凝土在平面较为多见,但侧面也常出现;预制构件多产生在箍筋位置。(2)原因分析。1)混凝土成型后,养护不当,受到风吹日晒,表面水分散失快,体积收缩大,而内部湿度变化很小,收缩小,所以表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力而引起开裂;或者平卧薄层构件水分蒸发过快,体积收缩受到地基垫层或台座的约束,而出现干缩裂缝。2)混凝土构件长期露天堆放,时干时湿,表面湿度经常发生剧烈变化。3)采用含泥量大的粉砂配制混凝土,收缩大,抗拉强度低。4)混凝土经过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层,
9、收缩量加大。第第6 6章章4、温度裂缝(1)现象。表面温度裂缝走向无一定规律性,梁板式或长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,大面积结构裂缝常纵横交错;深进的和贯穿的温度裂缝,一般与短边方向平行或接近于平行,裂缝沿全长分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,一般在0.5mm 以下,裂缝宽度沿全长没有多大的变化。表面裂缝多发生在施工期间,深进的或贯穿的裂缝多发生在灌筑完2-3 个月或更长时间。缝宽受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细。第第6 6章章(2)原因分析。1)表面温度裂缝,多由于温差较大引起,如冬期施工过早拆除模板、保温层,或受到寒潮袭击,导致棍凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收
10、缩,受到内部混凝土的约束,产生较大的拉应力,而使表面出现裂缝。2)深进的和贯穿的温度裂缝,多由于结构降温差较大,受到外界约束而引起。如大体积混凝土基础、墙体浇筑在坚硬地基或厚大的旧混凝土垫层上。如混凝土浇筑时温度较高,加上水泥水化热温升很大,使混凝土温度很高,当混凝土冷却收缩,受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束,将使混凝士内部出现很大的拉应力,产生降温收缩裂缝。裂缝为深进的,有时是贯穿性的,常破坏结构的整体性。3)基础长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击作用;框架结构的梁、墙板、基础梁等,由于与刚度较大的柱、基础连接,或预制构件浇筑在台座伸缩缝处,因温度收缩变形受到约束,降温时也常出现深进的
11、或贯穿的温度裂缝。第第6 6章章5、沉陷裂缝(1)现象。多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直,或呈30o45o角方向发展,较大的不均匀沉陷裂缝,往往上下或左右有一定的差距,因荷载大小而异,且与不均匀沉陷值成比例,裂缝宽度受温度变化影响较小。(2)原因分析。1)结构、构件下面地基软硬不均,或局部存在软弱土未经旁实和必要的加固处理。混凝土浇筑后,地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝。2)现场平卧生产的预制构件,底模部分在回填土上,由于养护时浸水局部下沉,而构件侧向刚度差,在弦、腹杆件或梁的侧面常产生裂缝。3)模板刚度不足,或模板支撑间距过大或底部支撑在松软
12、土上泡水,混凝土未达到一定强度,过早拆模,也常导致不均匀沉降裂缝出现。4)结构各部荷载悬殊,未做必要的加强处理,混凝土浇筑后,因地基受力不匀,产生不均匀下沉,造成结构应力集中而导致出现裂缝。第第6 6章章6、化学反应裂缝(1)现象。在梁、柱结构表面出现与钢筋平行的纵向裂缝;板类构件在板底面沿钢筋位置出现裂缝;有的在混凝土表面出现不规则的崩裂,裂缝呈块状或大网格图案状,中心突起,向四周扩散,在浇筑完半年或更长时间发生;有的混凝土表面出现大小不等的圆形或类似圆形崩裂剥落,内有白黄色颗粒,多在浇筑后两个月出现。(2)原因分析。1)混凝土内掺有氯化物外加剂,或以海砂作细骨料,或用海水拌制混凝土,使钢筋
13、产生电化学腐蚀,铁锈膨胀而把混凝土崩裂(即通常所谓的“钢筋锈蚀膨胀裂缝”)有的保护层过薄,碳化深度超过保护层,在水作用下,亦使钢筋锈蚀膨胀,造成这类裂缝。第第6 6章章2)混凝土中铝酸三钙受硫酸盐或镁盐的侵蚀,产生难溶而又体积增大的反应物,使提凝土体积膨胀而出现裂缝(即通常所谓的“水泥杆菌腐蚀裂缝”)。3)混凝土骨料中含有蛋白石、硅质岩或镜质岩等活性氧化硅与高碱水泥中的碱反应生成碱硅酸凝胶,吸水后体积膨胀,而使混凝土崩裂(即通常所谓的“碱骨料反应裂缝”)。4)水泥中游离氧化钙过多,在混凝土硬化后,还继续水化,发生固相体积增大,产生体积膨胀,使混凝土出现“出豆子”似的崩裂。小厂(生产的)水泥配制
14、的混凝土常出现这种“出豆子”裂缝。第第6 6章章6.1.3 裂缝处理方法与选择裂缝处理方法有以下几种裂缝处理方法有以下几种。()()表面修补常用的方法有压实抹平,涂抹环氧胶黏剂,喷涂水泥砂浆表面修补常用的方法有压实抹平,涂抹环氧胶黏剂,喷涂水泥砂浆或细石混凝土,压抹环氧胶泥,环氧树脂粘贴玻璃丝布,增加整体面层,钢或细石混凝土,压抹环氧胶泥,环氧树脂粘贴玻璃丝布,增加整体面层,钢锚栓缝合等锚栓缝合等。()()局部修复法常用的方法有充填法、预应力法、部分凿除重新浇筑混局部修复法常用的方法有充填法、预应力法、部分凿除重新浇筑混凝土等凝土等。()水泥压力灌浆法适用于缝宽()水泥压力灌浆法适用于缝宽0.
15、5mm 的稳定裂缝的稳定裂缝。()化学灌浆可灌入缝宽()化学灌浆可灌入缝宽0.05mm 的裂缝的裂缝。()()减小结构内力常用的方法有卸荷或控制荷载,设置卸荷结构,增设减小结构内力常用的方法有卸荷或控制荷载,设置卸荷结构,增设支点或支撑,改简支梁为连续梁等支点或支撑,改简支梁为连续梁等。()()结构补强常用的方法有增加钢筋、加厚板、外包钢筋混凝土、外包结构补强常用的方法有增加钢筋、加厚板、外包钢筋混凝土、外包钢、粘贴钢板、预应力补强体系等钢、粘贴钢板、预应力补强体系等。()()改变结构方案,加强整体刚度例如,框架裂缝采用增设隔板深梁法改变结构方案,加强整体刚度例如,框架裂缝采用增设隔板深梁法处
16、理处理。()()其他方法常用方法有拆除重做,改善结构使用条件,通过试验或分其他方法常用方法有拆除重做,改善结构使用条件,通过试验或分析论证不处理等析论证不处理等。第第6 6章章第第6 6章章一、表面修补法压实抹平压实抹平 混凝土硬化前出现的早期收缩裂缝、沉缩裂缝,可用铁铲或铁抹子拍实混凝土硬化前出现的早期收缩裂缝、沉缩裂缝,可用铁铲或铁抹子拍实压平,消除这类裂缝。压平,消除这类裂缝。涂刷环氧浆液涂刷环氧浆液 混凝土硬化后,表面出现宽度小于混凝土硬化后,表面出现宽度小于0.3,深度不大,条数较多的裂,深度不大,条数较多的裂缝,可用此法进行表面处理。其处理要点为:先清洁需处理的表面,去除油缝,可用
17、此法进行表面处理。其处理要点为:先清洁需处理的表面,去除油渍污垢,然后用丙酮或二甲苯或酒精擦洗,待干燥后用毛刷(排笔或油画笔)渍污垢,然后用丙酮或二甲苯或酒精擦洗,待干燥后用毛刷(排笔或油画笔)反复涂刷环氧浆液,每隔涂一次,涂层厚度达左右为止。反复涂刷环氧浆液,每隔涂一次,涂层厚度达左右为止。国外曾有报道,用这种处理方法,环氧浆液渗入深度可达国外曾有报道,用这种处理方法,环氧浆液渗入深度可达16-84,虽然,虽然裂缝并未完全充填环氧胶黏剂,但这种处理方法可有效地防止空气和水从裂裂缝并未完全充填环氧胶黏剂,但这种处理方法可有效地防止空气和水从裂口渗入混凝土内。口渗入混凝土内。增加整体面层增加整体
18、面层 混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下,整体面层内应配置双向钢丝细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下,整体面层内应配置双向钢丝网。网。第第6 6章章压抹环氧胶泥压抹环氧胶泥 对于数量不多,又不集中,缝宽大于对于数量不多,又不集中,缝宽大于0.1的裂缝可采用此法处理,的裂缝可采用此法处理,其要点如下。表面处理、涂刷一层环氧浆液、压抹环氧胶泥层。其要点如下。表面处理、涂刷一层环氧浆液、压抹环氧胶泥层。环氧浆液粘贴玻璃丝布环氧浆液粘贴玻璃丝布 一般采用环氧树脂胶料或
19、环氧焦油胶料,粘贴层玻璃丝布。一般采用环氧树脂胶料或环氧焦油胶料,粘贴层玻璃丝布。第第6 6章章表面缝合表面缝合 在裂缝两边钻孔或凿槽,将在裂缝两边钻孔或凿槽,将 形钢筋或金属板放入孔或槽中,用环氧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。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。第第6 6章章二、局部修复法充填法充填法 用钢钎、风镐或高用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂速转动的切割圆盘将裂缝扩大,最终凿成缝扩大,最终凿成 形形或梯形槽,分层压抹环或梯形槽,分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶
20、泥、或沥或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。青油膏等材料封闭裂缝。其中形槽适用于一般其中形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。防渗漏的修补。第第6 6章章2预应力法预应力法 用钻机在构件上钻孔,注意避开钢筋,然后穿入螺栓(预应力筋),施用钻机在构件上钻孔,注意避开钢筋,然后穿入螺栓(预应力筋),施加预应力后,拧紧螺帽,使裂缝减小或闭合。如条件许可时,成孔的方向应加预应力后,拧紧螺帽,使裂缝减小或闭合。
21、如条件许可时,成孔的方向应与裂缝方向垂直;钻孔的方向应与裂缝垂直时,宜采用双向施加预应力。与裂缝方向垂直;钻孔的方向应与裂缝垂直时,宜采用双向施加预应力。第第6 6章章3部分凿除重新浇筑混凝土部分凿除重新浇筑混凝土 对于钢筋混凝土预制长桩、梁等构件,由于运输、堆放、吊装不当而造对于钢筋混凝土预制长桩、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、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后,养护到规定强度的修补方法。充分湿润后,浇筑强度高一等级的混凝土后,养护到规定强度的修
22、补方法。4局部增加钢筋后再浇混凝土局部增加钢筋后再浇混凝土 有的预制构件因施工不慎导致产生较宽的裂缝,构件的受力钢筋应力有有的预制构件因施工不慎导致产生较宽的裂缝,构件的受力钢筋应力有可能超过屈服强度时,需要凿开裂缝附近混凝土,增加钢筋后再重浇混凝土。可能超过屈服强度时,需要凿开裂缝附近混凝土,增加钢筋后再重浇混凝土。【工程实例工程实例】某车间屋盖采用某车间屋盖采用 跨度的跨度的 形屋面梁,因吊装碰撞,造成梁吊环形屋面梁,因吊装碰撞,造成梁吊环附近混凝土裂缝,经凿开检查,发现附近混凝土裂缝,经凿开检查,发现钢筋已弯曲,因此加焊同规格的短钢钢筋已弯曲,因此加焊同规格的短钢筋及安装开口箍筋后,重新
23、浇筑混凝筋及安装开口箍筋后,重新浇筑混凝土土。第第6 6章章三、化学灌浆法 化学灌浆,就是用压送设备将化学材料配制的浆液灌入混凝土构件的化学灌浆,就是用压送设备将化学材料配制的浆液灌入混凝土构件的裂缝内,使其扩散、固化。固化后的化学浆液具有较高的黏结强度,与混凝裂缝内,使其扩散、固化。固化后的化学浆液具有较高的黏结强度,与混凝土能较好地黏结,从而增强了构件的整体性,使构件恢复使用功能,提高耐土能较好地黏结,从而增强了构件的整体性,使构件恢复使用功能,提高耐久性,达到防锈补强的目的。久性,达到防锈补强的目的。第第6 6章章第第6 6章章【工程实例工程实例】某办公楼为现浇钢筋混凝土框某办公楼为现浇
24、钢筋混凝土框架结构。在达到预定混凝土强度拆架结构。在达到预定混凝土强度拆除楼板模板时,发现板上有无数走除楼板模板时,发现板上有无数走向不规则的微细裂纹。裂缝宽向不规则的微细裂纹。裂缝宽0.05mm-0.15mm,有的上下贯通,有的上下贯通,但其总体特征是板上裂纹多于板下但其总体特征是板上裂纹多于板下裂纹。裂纹。第第6 6章章【分析分析】为了分析裂纹产生的原因,查得施工时的气象条件是:为了分析裂纹产生的原因,查得施工时的气象条件是:上午上午9 时气温时气温13度,风速度,风速7m/s,相对湿度,相对湿度40%,中午温度,中午温度15度,度,风速风速13m/s(最大瞬时风速达(最大瞬时风速达18m
25、/s),相对湿度),相对湿度29%;下午;下午5时温度时温度11度,风速度,风速11m/s,相对湿度,相对湿度39%。灌筑混凝土就是在。灌筑混凝土就是在这种非常干燥的条件下进行的。由于异常干燥加上强风影响,故这种非常干燥的条件下进行的。由于异常干燥加上强风影响,故使得混凝土在凝结后不久即出现裂纹。根据有关资料记载:当风使得混凝土在凝结后不久即出现裂纹。根据有关资料记载:当风速为速为16m/s时,混凝土的蒸发速度为无风时的时,混凝土的蒸发速度为无风时的4倍,当相对湿度倍,当相对湿度10%时,混凝土的蒸发速度为相对湿度时,混凝土的蒸发速度为相对湿度90%时的时的9倍以上。根据倍以上。根据这些参数推
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