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资深监理的工作联系单——关于混凝土不得不知的事情

编辑日期:2016/10/13   编辑:管理员   点击次数:

转自:筑龙监理

工作联系单
工程名称:XX府邸工程                                          编号:07

致:XXXXX建筑有限企业
主要是针对混凝土方面,特发此函:
1. 止水螺栓
1.1.地下室外墙为什么必须得用止水螺栓?止水螺栓的作用机理是什么?
由于混凝土的沉降、下落,则在穿墙螺栓杆件的下部,势必会形成一个空虚、不太密实,握裹力不足的薄弱地带。加之大部分穿墙螺栓为旧的、锈蚀较严重,故此处混凝土与螺栓杆的握裹,势必是不理想。
加之,施工单位不注重对外露螺栓头的处理,则势必会造成此处是外界水分、气体及氯离子等各种有害物质侵入的薄弱环节,同时也为碱骨料反应创造了条件,同样,这也是引发钢筋腐蚀的原因。而止水螺栓中间止水环的存在,则延长、阻碍了水的侵入路径,有利于防水。
2. 混凝土的耐久性
    混凝土是一种人造石材,是一种化学复合材料。主要是依靠水泥水化时产生的水化物把砂石胶结在一起,才能成为一个整体,具有强度。因此,水泥的水化物的数量和质量决定了混凝土的强度及其劣化
水泥水化物不管是在空气中、水中或土壤中,都是不断发生变化的;例如,如果其中的Ca(OH)2受到中性化或溶出,水化硅酸钙等就逐渐分解,降低其胶凝性质,从而会导致强度下降,造成强度劣化。  
2.1.混凝土结构的损伤劣化与开裂,与施工质量的关系很大。
    开篇第一句,就一针见血的指出了施工单位是混凝土开裂、劣化的主要责任者!
2.2.劣化的原因是混凝土质量低劣(蜂窝麻面、冷缝、开裂等)和配筋不良(露筋、铁锈汁等)引起的。说明了确保混凝土浇筑密实,保护层厚度等施工精度,十分重要
    这句话,也告诉了大家不要轻视蜂窝麻面、冷缝、漏筋!
2.3.原材料的质量控制是保证混凝土耐久性的重要环节。
2.4.提高混凝土结构耐久性的根本途径是,增加混凝土本身的密实性和钢筋的混凝土保护层厚度
2.5.类似环氧涂层、混凝土表面浸涂、阻锈剂等手段只能作为附加措施,因其本身的寿命都不及混凝土。所有这些防腐蚀附加措施,也只有用在耐久性良好的密实混凝土中才能起到应有的作用
2.6.在确定钢筋的混凝土保护层厚度和耐久混凝土的技术要求时,不考虑普通建筑饰面(抹灰、面漆、面砖等)和防水层等构造对混凝土结构的有限防护作用。
      但日本的笠井芳夫曾提出,如以无饰面时的碳化深度为1,则抹砂浆后为0.29,贴瓷砖后为0.21(室内)和0.07(室外),抹涂料后为0.57(室内)和0.8(室外);国内也有刷白灰浆可延缓室内混凝土碳化的报道。
2.7.提高混凝土材料的密实性和抗裂性,改善混凝土内粗骨料与水泥浆体之间的薄弱界面和水化产物的微结构,阻挡和延缓水分、气体以及氯离子等各种有害物质侵入混凝土内部,最根本的手段,就是降低混凝土的拌和水用量和水胶比并在混凝土中掺入矿物掺和料
2.8.混凝土结构的耐久性设计,需考虑到混凝土构件开始暴露于环境作用时的不同龄期对耐久性的影响。应尽量设法延迟新浇混凝土开始与海水、氯盐等接触或开始遭受冰冻的时间。在海洋环境下宜尽量采用预制构件;在冰冻地区宜尽早开工,至少应在冰冻季节到来前一月完成施工。
2.9.保证混凝土结构耐久性的必要构造措施包括:①隔绝或减轻环境因素对混凝土的作用;②控制混凝土裂缝;③为钢筋提供足够厚度的混凝土保护层。
2.10.处于严重环境作用(D 或D 级以上)下的结构构件,其外形应力求简单,尽量减少暴露的表面积和棱角,后者在可能条件下宜做成圆角
2.11.结构的施工缝和各种连接缝是水、盐等各种有害物质最易侵入的薄弱环节,在其周围的混凝土和钢筋往往受害最烈。随着时间的推移,连接缝处的渗漏常不可避免。尤其是穿过拼缝的预应力钢绞线(如预应力节段拼装梁桥),必须采取套管密封或同时在灌浆中加入阻锈剂等可靠的防腐蚀措施。
    无论是这句话还是规范,都要求大家要重视对施工缝的处理!
2.12.耐久混凝土施工中,需要重点保证质量并采取专门措施的内容有:结构表层混凝土的振捣密实与均匀性混凝土的良好养护混凝土保护层厚度或钢筋定位的准确性混凝土裂缝控制
    混凝土匀质性、保护层厚度、养护,大家做的好吗?
2.13.骨料质量中最为重要的就是石子的粒形和级配。如果粒形和级配好,就可以在保证混凝土施工性能的前提下最大限度地减小用水量和浆体量,提高混凝土的强度和耐久性。骨料的堆积密度和表观密度是骨料级配的反映,堆积密度越大,则级配越好,空隙率越小。对粗骨料来说,40%左右的空隙率应该是最低要求,这只是我国20 年前骨料质量的一般水平。针、片状颗粒含量反映粗骨料粒形的优劣,我国现行标准容许针、片状颗粒的含量最大可到10%,这一水准实在过低。
实践证明,针、片状颗粒含量最好不大于5%。近年来我国市场供应的石子质量每况愈下,即便按我国现行砂石标准的低要求也往往相差甚远。目前北京、深圳等地所用石子的空隙率往往已接近50%,标称连续级配要求的石子最小粒径是5mm,而实际供应的都没有5~10mm 粒级的石子,粒形除针、片状外,大都类似三角形、长方形,很少有等径状的石子。  
要配制高质量的混凝土,用水量一般要在160kg/m以下,以目前石子的质量,预拌商品混凝土的用水量通常都在175~185kg/m之间。造成这一现状的主要原因是石子的生产工艺落后,如使用落后的颚式破碎机。鉴于耐久性的需要,应该严格要求石子的供货质量,并促使生产厂家改进骨料质量。
为了保证混凝土浇筑的通畅,骨料的最大粒径应不超过钢筋最小间距和最外侧钢筋(箍筋或分布筋)保护层最小厚度的¾,后者同时也是为了保证混凝土保护层抗渗性的需要。对于冻融、氯盐和其他化学腐蚀下的混凝土,骨料的最大粒径与保护层最小厚度的比值应更小。目前在施工中为了少用水泥往往尽可能增大石子粒径,一些商品预拌混凝土由于大批量生产也极少变换石子粒径,而设计人员在施工图的钢筋净间距上又常忽略施工的实际情况与需要,于是混凝土浇筑时的钢筋通过性就很差,造成混凝土浇筑质量不匀,钢筋下方形成缝隙,并在保护层外表面沿水平钢筋或箍筋的下方位置出现裂缝,这些均要予以充分重视。
2.14.暴露在混凝土结构构件外的吊环、紧固件、连接件等金属部件,表面应采用可靠的防腐措施;后张法预应力体系应采取多重防护措施。
    应避免外露金属部件的锈蚀造成混凝土的胀裂,影响结构的承载力。这些金属部件宜与混凝土中的钢筋隔离或进行绝缘处理。
2.15.在冰冷气候下,应在模板外采取保温措施并延迟拆模时间。
2.16.受环境严重腐蚀作用的混凝土结构或部位,可选用玻璃钢或耐腐蚀板、砖砌筑作为保护混凝土和钢筋的措施。隔离层的有效防护时间不应低于20 年。
    这句话侧面告诉大家,也就是说地下室外墙采用砖砌体保护层,要比采用聚苯板保护层好!
2.17.当集料具有碱—碳酸盐反应活性时,混凝土的碱含量只要大于1.0kg/m3就有可能发生碱集料反应。
 
3. 高强混凝土
3.1.骨料的选择对高强混凝土质量影响很大。
骨料自身的强度颗粒形状含泥量对高强混凝土的材料性能和强度至关重要。(粗细骨料中含泥量越大收缩越大,抗拉强度越低,应严格限制)由于粗骨料石子中含有天然纹理和缺陷,因此选用较小粒径的粗骨料,高强混凝土所采用的粗骨料粒径不宜大于25 mm。
大家在107、108项目的C80混凝土配制以及在南京紫峰大厦C70混凝土配制时选用的都是粒径5~20mm的石子。
 
4. 混凝土的浇筑
4.1.泵送混凝土尽管坍落度很大,但浇筑振捣方式同样对混凝土质量有很大影响。
    目前我国施工现场往往不重视泵送混凝土的浇筑和振捣,比较常见的是施工操作人员从混凝土下料口周围拖着振捣棒驱动混凝土拌和料移向远处而不是及时移动下料口,这样会严重影响混凝土的匀质性,并造成不同部位混凝土在收缩等性能上的巨大差异。
4.2.高强混凝土自由倾落不易离析,但结构配筋较密时,高强混凝土会被结构配筋打成离析状态。
    也就是说,要尽量避免高强混凝土直接冲击结构钢筋。
4.3.在炎热气候下浇筑混凝土时,应避免模板和新浇混凝土受阳光直射,入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不应超过40℃。
应尽可能安排傍晚浇筑而避开炎热的白天,也不宜在早上浇筑以免气温升到最高时加速混凝土的内部温升。
在相对湿度较小、风速较大的环境下,宜采取喷雾、挡风等措施在此时避免浇注面板等有较大暴露面积的构件
4.4.采用后浇带时,后浇带的浇筑时间不宜早于本体混凝土浇筑后的60 天。
4.5.混凝土冬季施工应采用蓄热保温措施进行浇筑和养护并使用低水灰比的混凝土,原则上不宜采用防冻剂
如气温低于-15℃而不得不使用时,则必须对防冻剂的性能进行严格的检验,防冻剂中有害物质的含量必须低于规定的限值。
5. 混凝土裂缝
5.1.混凝土结构的裂缝常常是控制其使用寿命的主要因素。混凝土的开裂是由于在收缩的过程中约束的存在,便会造成开裂。
5.2.混凝土是由水泥浆将砂、石粘结起来而成的多相复合材料。混凝土的收缩开裂,主要是由水泥浆的收缩开裂所造成。  
    好经典的一句话哟,呵呵~
5.3.裂缝的存在会给腐蚀介质的侵入留下一条通道,对混凝土的耐久性能造成一定程度的影响。
5.4.非荷载裂缝导致的最严重后果是极大地降低了混凝土的耐久性。其最基本的原理是:无论强度多高,混凝土多致密,耐蚀性多好,一旦出现裂缝,对外界腐蚀介质来说就成为了“绿色通道”。
5.5.地下结构外墙和顶板应及早回填;长时间暴露的顶板表面,温湿度变化大,最容易开裂,需临时用土复盖。土是最佳的养护介质,地下工程混凝土施工完毕应尽快回填。
    这句话,告诉大家类似于主楼楼板及大面积的车库顶板混凝土,不宜长时间暴露。
5.6.在钢筋尚未普遍锈蚀前及早采取补救措施。依靠目测发现顺筋开裂往往已为时过晚,需付出更大的代价。
5.7.室内与野外试验均表明,混凝土表面的宏观裂缝宽度只要不是过大(如不大于0.4 mm),对钢筋碳化锈蚀不会发生明显影响,只是裂缝截面上的钢筋发生局部锈蚀的时间会提前,但是这种局部锈蚀很快就会停止,一直要等到保护层下的混凝土碳化并使钢筋去钝后,才会一起进入钢筋锈蚀的稳定发展期。所以表面裂宽的大小除了影响外观以外,对耐久性没有明显影响。
5.8.由于保护层厚度不够,碳化到达钢筋的时间变短了,混凝土中氯化物增加以及由外部浸入的氯化物增加,内部钢筋的生锈膨胀导致混凝土开裂。
      钢筋锈蚀产生裂缝的过程,如下:

6. 混凝土养护,真的就那么不重要吗?

6.1.目前工程施工中存在的普遍问题是混凝土潮湿养护时间不足,对混凝土耐久性质量影响很大。水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。

6.2.混凝土养护是水泥水化及混凝土硬化正常发展的重要条件,混凝土养护不好往往会前功尽弃。在工程中,制订施工养护方案生产养护制度应作为必不可少的规定

    制订混凝土养护方案和生产养护制度,是必要的。现场目前做的很差劲!

6.3.从施工上说,混凝土的养护是控制裂缝的重要手段

    养护,如此重要却有人不重视,令人费解!

6.4.混凝土结构在浇筑成型过程中,水分从混凝土表面迅速蒸发,如果养护不善,表面产生龟裂。

6.5.竖向混凝土结构,养护时间宜适当延长。

    但大家的墙,好像并未得到应有的照顾,简直是不管不问、置之不理!

6.6.对于竖向结构的混凝土立面,采用混凝土养护剂比较有利。养护剂涂层 必须注意养护剂的质量及必要的涂层厚度,养护剂的有效保水率不应小于90%,同时还应提供一定的潮湿养护条件, 覆盖一层塑料薄膜。

混凝土养护是表面保湿,养护剂的实质作用是“保护”,而不是“养护”,因为养护的概念不仅要防止混凝土水分损失,还要补充水分帮助水泥水化,使强度健康增长。

在混凝土终凝前,无法洒水养护,使用养护剂就是较好的选择。有些混凝土结构,洒水保湿比较困难,也可以采用养护剂保护。

6.7.一般情况下水化产物很难将充水空间完全填充密实,降低了混凝土的抗渗性。另一方面,传统的施工养护工艺也不够合理,混凝土早期失水未能加以控制,使得本来就难以填充密实的充水空间失水后形成连通性更强的毛细孔,使混凝土的抗渗性能进一步降低,同时也极容易造成混凝土的开裂。

6.8.特别要注意地下室外墙一层底板及出地面一层楼板的养护。

6.9.就是混凝土浇筑后的前三天,你必须给我浇水养护。前324小时,你都要浇水的,不应该失水的,不应该有收缩。但是大家施工现场做的到吗?就算带模养护能做到不失水吗?做不到,不可能跟试验室里面一样,放到水里面去养护。

6.10.混凝土浇筑后数月内,即便养护完毕,   也不宜长期直接暴露于风吹日晒的条件下

这句话告诉大家,车库顶板浇筑完混凝土后,宜及时的跟做防水保护层,以避免混凝土顶板的长期风吹日晒。

可大家的车库好像并不打算马上开始做后续的防水层,打算在主楼二次结构、抹灰之后,才开始车库的屋面防水施工,而这么长的时间风吹日晒,加之秋季多风季节的来临,对混凝土来说都是不利的。

建议,可以马上开始车库外墙及屋面的防水施工,并完成保护层。但考虑到今后大车进出车库运送材料,势必会对已完成的防水层造成一定的破坏。建议,要么在计划预留车道的范围内,务必确保防水质量,增厚混凝土防水保护层;要么,可直接甩下车道范围,待今后主楼抹灰完成后,再来与之前的防水层会和。但应务必做好,甩槎两侧的密闭,避免雨水侵入已完成的防水层,造成在已完成防水部位处渗漏,混淆,影响大家的判断。

即,渗漏的地点是位于,已完成防水的部位,但这并不是大家已完防水的不合格,而是外界雨水从预留、甩槎的车道一侧侵进已完防水的区域,造成大家的误判及混淆,所以务必要做好此处的封闭工作,避免外界水的窜入。

6.11.风速对混凝土的水分蒸发有直接影响,不可忽视。地下越冬结构宜封闭门窗,减少对流。

6.12.注意与气象站的密切联系(降温及降雨预报) 不得在雨中浇筑混凝土,否则将严重地改变水灰比。施工单位应避免雨中浇筑混凝土,若遇到小雨,应采取防雨措施,特别是下料部位。

6.13.对于控制混凝土的早期塑性收缩裂缝来说,特别是泵送混凝土,养护,显得尤为重要浙江大学土木工程系主任钱晓倩教授呼吁:转变建设、施工管理人员的观念,与改善混凝土的性能同样重要,并且更加迫切和有效

    我也是这样深沉而又无奈的呼吁~

6.14.施工养护不良通常不至于影响构件内部的混凝土强度,对整个构件承载力的损害不会太大,但养护不良会成倍降低表层混凝土的密实性或抗侵入性,从而成倍缩短其使用寿命。表层混凝土保护层防线的溃败,致使混凝土容易发生碳化,内部钢筋失去碱性保护发生锈蚀,导致混凝土的开裂。

6.15.混凝土材料的密实性会随着龄期增长而提高,早期混凝土的内部结构发育尚不完全,抗氯盐侵入和抗冻能力均比较差。

6.16.但是早期强度发展过快的混凝土不仅容易发生早期开裂,而且混凝土的内部微结构不良,所以潮湿养护首先要有最低期限的限制,比如大掺量矿物掺和料混凝土的最低期限为7 天,如果大气日平均温度较低,7 天的强度一般达不到28 天强度的70%,就需继续延长养护期限。

    潮湿养护是指养护过程中混凝土表面能够接触来自外部的水分。在混凝土表面喷涂养

护剂只是保湿养护

所以,要求施工单位要特别注重对早期混凝土的养护。养护时间越早,收缩越少。如果你初凝之后4小时之内不养护,或者初凝之后8小时以内不开始养护,之后养护不养护对于早期收缩开裂是没有作用的。——语出钱晓倩教授

6.17.关于养护方式:无论是薄膜养护还是喷雾养护效果都很好。喷雾养护比薄膜养护的效果更好,收缩更小。

    顺便和大家说下,国际上面养护方式没有撒水,更没有浇水。大家看下美国的标准、欧洲的标准、日本的标准,养护一共三种方法,一薄膜、二喷雾、三喷养护剂。大家中国加一个加水养护,大家想到的养护方式往往就只有浇水。   但是有一个问题,等你水能浇的时候,混凝土的强度往往已经不太低了。如果初凝前,你水养护往上浇水看看,混凝土不就冲走了吗?那么就是大家能不能把传统的浇水养护的方式,改为薄膜养护、喷雾养护或者喷养护剂的方式。如果养护剂的方式大家还不能接收,我觉得薄膜的方式不错。——语出钱晓倩教授

6.18.要根据施工时相对湿度、气温与风速,控制混凝土表面温度与湿度;浇筑成型后,要加强湿养护。例如,在表面要盖上草帘或湿布,以防止表面水分蒸发过快而开裂。  

6.19.早期养护时间越早、越长(714),收缩越小。保湿养护避免剧烈干燥能有效地降低收缩应力。注意振捣,特别是在梁板(或墙板)交接处,但不得超振,以防离析和大量泌水。楼板浇筑后马上喷雾,二次压光,覆盖塑料薄膜,加强潮湿养护对控制裂缝很有益处。

6.20.结构表层混凝土的耐久性质量在很大程度上取决于施工养护过程中的湿度和温度控制。暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护,并且是在整个养护期内不得中断。如条件许可,应尽可能采用蓄水或洒水养护,但在混凝土发热阶段最好采用喷雾养护,避免混凝土表面温度产生骤然变化。当采用塑料薄膜或喷涂养护膜时,应确保薄膜搭接处的密封。此外,还应保证模板连接缝处不至于失水干燥。

6.21. 对于像水胶比低的高强混凝土,浇筑一结束就要保持混凝土中水分不受损失,对水平构件应马上用塑料薄膜紧密覆盖表面,对垂直构件要马上封住顶面并在混凝土达到一定强度时及早松开模板,从顶面注水养护。

    这句话,告诉大家楼板宜采用铺塑料薄膜养护。

6.22.混凝土的养护包括湿度和温度两个方面,养护应同时注意湿度和温度,原则是:湿度要充分,温度应适宜

6.23.在湿养护的同时,应该保证混凝土表面温度与内部温度和所接触的大气温度之间不出现过大的差异,采取保温和散热的综合措施,防止温降和温差过大。对于较大厚度的构件,由于水化热会使温度持续升高,如果气温不是过低,则在浇筑后的初始几小时内宜散热(但仍要保湿,如用薄膜覆盖),在炎热气候下有塑料薄膜覆盖时可在薄膜外面适当喷洒凉水。当混凝土表面已结硬或处于降温阶段则要保温覆盖以降低降温速率,使混凝土表面与内部和大气的温差不要过大。

    传统的观点认为,只有大坝那样的水工结构才是施工时需要控制内部温升的大体积混凝土,但实践表明,由于现代水泥的强度和细度增加以及混凝土水胶比的降低,不仅高层建筑的基础底板和大型设备基础需要控制混凝土内部温度,而且一些墙、柱和梁也会因混凝土的温升引起严重开裂。欧洲一些资料认为截面厚度在300mm 及以上的墙、板就应专门考虑施工阶段的温度和裂缝控制,我国的实际情况也说明以300mm 作为大体积混凝土的界限是比较适宜的。

混凝土温度控制的原则是:升温不要太早和太高;降温不要太快;混凝土中心和表层之间,新老混凝土之间以及混凝土表面和气温之间的温差不要太大。

温度控制的方法和制度要根据气温(季节)、混凝土内部温度、构件尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件来确定,不能不管条件采取千篇一律的方式和方法。

在气温很高的夏季,如果对混凝土的温升不加控制,即使掺用了矿物掺和料,温升也会很高,而且到达温峰的时间很快,这时就不宜在浇筑后的升温阶段采取保温措施来减小温差,而应该遏制温度的上升,比如对模板进行预冷,并在浇筑过程中不间断冷却模板。混凝土的入模温度宜根据气温调整。

降低入模温度对控制混凝土的裂缝非常重要。同样的混凝土,入模温度高的其温升值要比入模温度低的大许多。在气温很高时,更应采取措施设法降低混凝土的入模温度。但是如果入模温度降得太多,则接触气温的表面比内部硬化得快,等到内部升温而膨胀时,表面产生拉应力容易开裂。因此冬天用热混凝土比夏季用冷混凝土有利。夏季在降低入模温度的同时,还要冷却模板并避免混凝土表面遭到日晒。

规范中提到混凝土的入模温度一般不得超过35℃(防水混凝土不得超过30℃),不得低于5℃的要求是针对一般厚度(如300600mm)的构件而言的;如果厚度较薄,可适当提高标准,当尺寸更大特别是大体积厚板,还应进一步降低入模温度。

6.24.混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度外,还应考虑到拆模时的混凝土温度(由水泥水化热引起)不能过高,以免接触空气时降温过快而开裂,更不能在此时浇注凉水养护

6.25.施工单位应委派专人负责记录混凝土运送到工地的时间和出机坍落度,浇筑时间和浇筑时的坍落度,浇筑时气温与混凝土浇筑温度,施工缝的划分,混凝土浇筑高度的控制以及混凝土的养护方式和养护过程,包括养护开始时间,混凝土养护中的表面温度与降温速率,拆模时间与拆模时气温,以及养护后对混凝土强度发展和防裂的防护措施等。如果出现裂缝,要记录裂缝出现的时间、部位、尺寸和处理等情况。

    总之,是要重视!

7. 小小的保护层,为什么一直做不好?

7.1.保护层的作用一是:对钢筋全表面进行有效的握裹,使钢筋与混凝土之间具有需要的粘接力。另一个作用是:保护钢筋免受锈蚀。  

    由于混凝土在浇筑时的泌水现象、水泥凝胶体的收缩、骨料重力下沉、游离水蒸发、以及存在气泡等原因,使得混凝土不可避免地存在微细裂缝和毛细孔。这就导致构件外部的水或二氧化碳等酸性物质能够通过这些微细裂缝和毛细孔逐渐进入混凝土内部,慢慢中和混凝土的碱性并使其脱变为中性物质,着过过程称为碳化。当碳化到达钢筋表面之后,将破环原有的钝化膜,使钢筋失去保护而发生锈蚀,生成FeOOH(即红锈)或Fe2O3(即黑锈)。这些生成的铁锈体积为原来体积的2.5倍,产生的膨胀压力将使混凝土出现裂缝和引起脱落,裂缝的产生又会导致更大的腐蚀。

7.2.混凝土的碳化总体看来不可避免,但是可以采取措施来减缓碳化的速度,尽量延长碳化到达钢筋表面的时间。而碳化到达钢筋表面的时间显然与保护层的厚度有关,即混凝土的保护层厚度越小它的碳化速度也就越快。但保护层也不宜过大,过大会增加开裂宽度和开裂率。

7.3.我国的《混凝土结构设计规范》中,受弯构件的表面裂缝计算宽度随保护层厚度的增加而增加,客观上对保护层的厚度起了限制的作用。但就防止裂缝截面上的钢筋发生锈蚀而言,增加保护层厚度仍然有利。

    混凝土表面处的裂缝宽度,只能作为视觉上能否接受的一个指标。所以从耐久性设计的角度看,如果无碍观感,表面裂缝最大宽度的限制宜与保护层的厚度相联系。

在日本土木工程学会的混凝土结构设计标准其中,规定了普通钢筋混凝土表面最大裂缝宽度为保护层厚度的0.5%(一般环境)、0.4%(侵蚀环境)和0.35%(特重腐蚀环境),预应力筋在一般环境下的最大裂缝宽度为保护层厚度的0.4%

7.4.并且当保护层厚度大于50mm时,宜对保护层采取有效的构造措施。当在保护层内配置防裂、防剥落的钢筋网片时,为保证防裂钢筋网片不致成为引导锈蚀的通道,网片钢筋的保护层厚度不应小于25mm

7.5.保护层厚度不均匀容易引起裂缝。我国以前的施工规范规定混凝土保护层厚度的允许偏差为,梁、柱±5mm,板、墙、壳±3mm,实际上根本难以做到,所以在我国的施工质量验收规范中又将保护层的偏差放宽到梁柱+10-7 mm,板墙+8-5 mm。这些偏差对构件的强度或承载力来说影响轻微,但对耐久性却会造成致命损伤

      碳化或氯盐引起钢筋锈蚀的时间近似与保护层厚度的平方成正比,如果保护层厚度分别为403020mm,则-5mm的偏差可使这一期限分别缩短23%31%44%对耐久性来说显然不能接受

经认真查阅《混凝土结构工程施工质量验收规范》的历史及现行版本,对保护层的允许偏差要求如下:
7.6.对同一构件测得的钢筋保护层厚度,如有95%或以上的保证率,则认为合格;否则可增加同样数量的测点,按两次检测的全部数据进行统计,如仍不能有95%及以上的测点厚度大于或等于标准要求,则认为不合格

7.7.现行规范±5mm的偏差,对一般工地来说如不采取专门措施是较难达到的,所以必须在施工前向施工单位提出明确的要求。

      浇筑混凝土前,应仔细检查定位夹或保护层垫块的位置、数量及其紧固程度,并应指定专人作重复性检查以提高保护层厚度尺寸的施工质量保证率。构件侧面及底面的垫块至少应每平方米不少于4 个,绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。

      所以,要求施工单位务必重视保护层,做好保护层厚度的控制工作!不要再觉得监理提保护层的事情,是一种小儿科、无伤大雅的问题!

7.8.环境作用等级为F E 的结构构件,仅靠提高混凝土材料本身的耐久性质量和保护层厚度,有时仍可能满足不了所需使用年限的要求,需要采用防腐附加措施。

7.9.保证混凝土结构耐久性的必要构造措施,一种一条就是:要为钢筋提供足够厚度的混凝土保护层

7.10.从耐久性的角度看,最外层的箍筋或分布筋应该最早受到侵蚀,箍筋的锈蚀可引起沿箍筋的环向开裂,而墙、板中分布筋的锈蚀除引起开裂外,严重时还会发生保护层的成片剥落。既然耐久性设计主要以适用性和可修复性的失效作为使用寿命终结的极限状态,那么在确定钢筋保护层的最小厚度时应该考虑到最外侧的分布筋和箍筋的需要。

你现场一些梁的箍筋一侧顶模板,一侧大缝子,真的是合适吗?

7.11.现行《混凝土结构设计规范》(GB 500102010)条文说明中,从混凝土碳化,脱钝和钢筋锈蚀的耐久性角度考虑,不再按照以前规范以纵向受力钢筋外缘起开始计算保护层厚度,而从最外层钢筋(包括估计、构造筋、分布筋等)的外缘开始,并有所增加,对处于恶劣环境下的保护层厚度则增幅较大。

这句话,告诉大家无论是从国家层面还是设计层面,都开始从以前只注重于混凝土强度的保障,开始向混凝土耐久性保障层面的转变。

7.12.板、墙、壳等面形构件中的钢筋,主要受来自一侧混凝土表面的环境因素侵蚀,而矩形截面的梁、柱等条形构件中的角部钢筋,则同时受到来自两个相邻侧面的环境因素侵蚀,所以后者的保护层最小厚度要大于前者。

也就是说,你的角柱、大梁的保护层,要特别重视,可你重视了吗?

8. 应力集中

8.1.应力集中是应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现在物体形状急剧变化的地方,如尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。应力集中会引起脆性材料断裂;使脆性和塑性材料产生疲劳裂纹。

8.2.而混凝土就是一种非均质的脆性材料,裂缝一般是在混凝土受拉应力集中的部位发生。

    混凝土的抗拉强度低,只有抗压强度的1/10左右。在窗户、出入口、换气口等开口部位的四个角,由于收缩最容易产生开裂。周边受约束较大的墙面;长向构件受约束力虽小,但受拉应力集中的部位,也会开裂。如下图所示。

8.4.应在收缩应力集中区,加强构造配筋。

    并且其实认真看图集,图集关于此处的构造详图所使用的题目都是“补强钢筋”一词,而不是“加强钢筋”一词。尽管虽有咬文嚼字之嫌,但我想表达的意思,就是此处增设的钢筋还未能达到增强的作用,而只是起到了一种补充它本应有的强度作用。

8.5.为了避免材料或构件因应力集中而造成的破坏,工程上主要采取以下一些措施:

8.5.1.表面强化:对材料表面作喷丸、滚压、氮化等处理,可以提高材料表面的疲劳强度;

8.5.2.避免尖角:即把棱角改为过度圆角,适当增大过渡圆弧的半径,效果更好;

8.5.3.改善零件外形;曲率半径逐步变化的外形有利于降低应力集中系数,比较理想的办法是,采用流线型型线或双曲率型线,后者更便于在工程上应用;

8.5.4.孔边局部加强:在孔边采用加强环或作局部加厚均可使应力集中系数下降,下降程度与孔的形状和大小、加强环的形状和大小以及载荷形式有关;

8.5.5.适当选择开孔位置和方向:开孔的位置应尽量避开高应力区,并应避免因孔间相互影响而造成应力集中系数增高,对于椭圆孔,应使其长轴平行于外力的方向,这样可降低峰值应力;

8.5.6.提高低应力区应力,减小零件在低应力区的厚度,或在低应力区增开缺口或圆孔,使应力由低应力区向高应力区的过渡趋于平缓;

8.5.7.利用残余应力:在峰值应力超过屈服极限后卸载,就会产生残余应力,合理地利用残余应力也可降低应力集中系数。

9. 推荐书单

9.1.清单列表

9.2.编辑概况

冯乃谦,清华大学教授、博导,日本大学、明治大学客座教授研究员,享受国务院特殊津贴。在国内任硅藻土协会理事、硅酸盐学会混凝土水泥制品委员会副主任、混凝土耐久性委员会委员、北京市政府技术顾问、北京市建材局技术顾问、中建商品混凝土有限企业技术顾问。

9.3.推荐理由

      无论是大家曾经的学校教材,还是建造师、工程师的培训教材,里面关于钢筋混凝土的常识,均不能满足于大家对混凝土的了解和理解。且该书编辑可以说在混凝土领域的学术泰斗,多本著作皆被国家评为“土木工程精品系列”。也唯有聆听大师之作,方能大步的提升自己,增强自身对混凝土了了解与认识。

10. 最后的话

1824年英国工程师约瑟夫·阿斯普丁(Joseph Aspdin)发明了水泥以来,到1850年混凝土的诞生,混凝土已走过了100多年的历史。自诞生以来,一直占据建筑结构的半壁河山,并且壮心不已、老树开花发展到了现在的“半透明混凝土”、“可自愈混凝土”,真乃可歌可泣。

混凝土如之伟大,难道大家不应该去学习、了解、认识他吗?他那铜墙铁壁、固若金汤的雄壮之美,难道不需要大家的精心创造吗?她静如处子般的美丽,伫立在大家每天经过的现场,你是否又能有心欣赏呢?当你还在考虑给自己心爱的女人,买什么牌子的补水液的时候,是否又能想起他或许正口干舌燥、饥渴难耐呢?

为什么当大家开始学习混凝土的是时候,老师就在叙述别人家的房子能用个几百年,西方、欧美等,而大家的房子,却在几十年之后就被拆了。这当中必然有很多的原因,但其中一点就是大家的混凝土耐久性比不上人家的混凝土耐久性。

11. 参考文献

[1]冯乃谦.混凝土结构的裂缝与对策[M].北京:机械工业出版社,2006.

[2]CCES 01-2004混凝土结构耐久性设计与施工指南[S].

[3]钱晓倩.混凝土早期裂缝控制[R].长沙.2008.

 

                                    发文单位:XX工程监理有限企业  

                                      监理工程师(签字):黄爵先生

                                            20160926

 

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