浅谈混凝土工程中裂缝的防治与加固

混凝土裂缝是工程建设中较为普遍存在的一种质量通病,它的出现轻则会降低建、构筑物的抗渗能力,从而影响建、构筑物的使用功能;严重时还会引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化,从而降低结构强度,影响建、构筑物的承载能力,缩短其使用寿命或者直接危及其使用安全。该文列举了工程结构施工过程中常见的混凝土裂缝种类,并对裂缝的形成原因一一进行了分析。同时,根据笔者多年的现场施工经验,认为消除混凝土裂缝贵在预防,并从六个方面提出了事前控制的预防措施,也对已经出现的混凝土裂缝提出了有针对性的修补与加固方法。     

黏结材料双轴试验中裂缝扩展的细观分析

为了分析黏结材料在荷载作用下内部产生裂缝的扩展过程,利用离散元方法生成数字试件,模拟了双轴试验,研究了颗粒间的黏结特性和摩擦特性对杨氏模量、泊松比和裂缝扩展的影响.模拟结果表明:黏结特性的增大,降低了材料的弹性性质,平行黏结强度由1 MPa增大至16 MPa,杨氏模量由2.92 GPa减小至2.58 GPa,减小了11.64％,泊松比由0.013增加至0.049,产生的裂缝数减少,法向裂缝数大于切向裂缝.摩擦系数由0.3增大至0.7,杨氏模量增加了3.79％,泊松比减小,产生的裂缝数以摩擦系数0.5为界限,先增加后减小.黏结特性对裂缝扩展和力学指标的影响大于摩擦特性.     

玻璃纤维土工格栅作用机理研究

针对目前玻璃纤维土工格栅作用机理并没有较为完整理论研究的情况,对玻纤格栅应用于沥青道路上时的抗疲劳开裂,耐高温车辙,抗低温缩裂,延缓反射裂缝等功能作用进行了系统的研究。     

CRC＋AC复合式路面结构层厚度对温度效应及车辙变形的影响

针对连续配筋混凝土与沥青混凝土（CRC＋AC）复合式路面结构的特点和现有研究的不足,运用断裂力学理论和有限元法,计算了CRC层的最大温度梯度、车辙深度、温度裂缝的扩展强度,分析了结构层厚度与CRC层的最大温度梯度、车辙深度、温度裂缝扩展强度的关系。结果表明：AC层厚度一般在不小于4cm时才能起到降低CRC层顶面最大温度的作用;CRC层的最大温度梯度随AC层和CRC层厚度的增加而递减;车辙深度随着AC层厚度的增加而递增;AC层厚度的增加能有效减小温度裂缝的扩展,其他结构层厚度对温度裂缝的扩展强度影响不大。研究结果可为合理设计CRC＋AC复合式路面的结构层厚度提供参考。     

温度及荷载频率对沥青-集料交互作用能力的影响

以参数B为表征沥青-集料交互作用能力的评价指标,利用动态剪切流变仪对2种沥青与4种集料在不同粉胶比条件下相互作用后的沥青胶浆进行了流变性能研究,分析了沥青-集料交互作用能力随温度及荷载频率的变化规律,确定了评价沥青-集料交互作用能力的外部条件。结果表明：随着温度的升高,沥青-集料交互作用能力的增大幅度呈现先小后大的特点;高温和低温下,加载频率对沥青-集料交互作用能力的影响恰好相反。     

Plastic Shrinkage Cracking Behavior of Pavement Cement Concrete at Early Age

针对目前路面水泥混凝土易于出现塑性开裂的情况,为更合理优化路面混凝土原材料与配合比设计参数,采用笠井芳夫教授提出的大板法,对比研究了水泥细度、矿物掺和料种类及掺量、混凝土配合比设计参数对路面混凝土早期塑性开裂性能的影响.试验结果表明,水泥的比表面积越大,矿物掺和料掺量越高,水灰比越小,混凝土浆集比越大时,越不利于路面水泥混凝土的塑性开裂控制.且相对于粉煤灰与矿粉,硅灰作为矿物掺和料时,硅灰将更显著降低混凝土抗塑性开裂等级.为提高路面水泥混凝土的抗裂性,宜选择比表面积小于360 kg/m3的水泥,水灰比大于0.4、浆集比小于275:725的配合比设计参数.当混凝土中掺加活性矿物掺和料时,应加强混凝土的早期养护,以抑制塑性裂缝的出现.     

Mechanism Analysis of Pre-cracking Technique Based on Cohesive Zone Model

基于水泥稳定基层产生收缩裂缝难以避免,并容易扩展到沥青面层而形成反射裂缝,故在水泥稳定基层材料摊铺后养护的1～3d内,采用振动压路机进行碾压,使其产生网状细裂缝,避免产生宽或长的裂缝,形成了理想的裂缝分布模式.采用内聚力模型对裂缝分布模式进行模拟,并对预裂缝技术的机理进行了理论分析.结果表明:与间距大、数量少而宽的裂缝相比,间距小、数量多的细裂缝引起反射裂缝的可能性要小很多,预裂缝技术释放了早期水泥稳定基层内部由于干缩和温缩蓄积的部分能量.根据能量最小原理,系统的能量越小,系统越稳定.基于能量法的内聚力模型能较好的模拟裂缝,解释了预裂缝技术的本质机理,为预裂缝技术的应用提供了良好的理论基础.     

高速公路边坡“CF网+草灌混播”生态防护技术现场试验研究

外来草种在中国高速公路边坡生态防护中应用较为广泛,但其难养护,易退化.基于生态演替理论,采用现场试验方法研究草灌混播生态防护技术,并结合CF网抗冲刷能力,建立一种新型的“CF网+草灌混播”的生态防护技术.选取依托工程典型工段,设计了多组包含草灌、草灌乔等物种和CF网、铁丝网和土工格室等防护形式以及不同基质基材配比在内的试验,通过对各试验区的物种生长情况及冲刷情况进行长期观测,提出了适合该依托工程的“CF网+草灌混播”生态防护技术.     

建筑结构混凝土控制温度裂缝的施工控制措施

本文结合工作实践经验,论述了建筑结构混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的具体措施,为今后类似工程提供参考资料。     

超大型墩台混凝土结构裂缝控制

论述了导致大体积混凝土裂缝产生的各种因素,并通过优选原材料(水泥品种、填充骨料和外加剂)、降低水化热、优化配合比和施工过程控制等措施,成功实现了曹妃甸矿石二期工程超大型墩台混凝土结构裂缝的控制。