Cómo definir grietas por temperatura en hormigón en masa

Artículo 1:

Una breve discusión sobre la prevención y el tratamiento de la temperatura. Grietas en el hormigón, uno de los problemas habituales de calidad

Este es un tema antiguo. Durante muchos años, los llamados problemas de calidad comunes que han estado afectando a todos no pueden llamarse problemas de calidad comunes en principio. En su mayoría son causados ​​por procedimientos de construcción inadecuados, temperatura ambiental, humedad, cambios de frío y calor, selección de materiales y otras razones. Siempre que se sigan altos estándares y requisitos estrictos durante el proceso de construcción y se tomen las medidas de control necesarias, se pueden evitar algunos problemas de calidad. Basándome en muchos años de experiencia en gestión de la construcción y basándose en cierta información, compartiré mis propios puntos de vista sobre algunos defectos de calidad comunes, sus causas, métodos de prevención y tratamiento.

Al mismo tiempo, también espero que pueda servir como fuente de inspiración, para que diferentes personas puedan tener opiniones diferentes y los sabios puedan aprender de las fortalezas de los demás.

Grietas en el hormigón:

Las causas de las grietas en el hormigón son complejas y, a menudo, causadas por una variedad de factores integrales. Las grietas comunes en el concreto incluyen grietas por temperatura, grietas por impacto, grietas plásticas, grietas por contracción por secado, grietas por contracción por asentamiento, grietas por asentamiento y grietas por heladas.

1. Grietas por temperatura:

1. Fenómeno

Las grietas por temperatura también se denominan grietas por diferencia de temperatura y las grietas por temperatura de la superficie no tienen una regularidad determinada. En el caso de cimientos, vigas, muros y componentes en forma de placas de gran longitud, las fisuras suelen ser de lados cortos paralelos; en estructuras de hormigón de gran volumen, las fisuras suelen ser entrecruzadas. Las grietas de temperatura profundas y penetrantes son generalmente paralelas o casi paralelas a la dirección del lado corto. Las grietas aparecen en segmentos a lo largo de toda la longitud y están densamente compactadas en el centro. El ancho de las grietas varía, generalmente por debajo de 0,5 mm, y no cambia mucho en toda su longitud. Las grietas por temperatura de la superficie ocurren principalmente durante el proceso de construcción, mientras que las grietas profundas y penetrantes ocurren principalmente de 2 a 3 meses o más después del vertido. Las grietas se ven significativamente afectadas por los cambios de temperatura, volviéndose más anchas en invierno y más estrechas en verano.

2. Análisis de causas

Las grietas de temperatura de la superficie son causadas principalmente por grandes diferencias de temperatura. Después de verter los componentes estructurales de concreto, especialmente los cimientos de concreto de gran volumen, el cemento libera una gran cantidad de calor de hidratación durante el período de endurecimiento y la temperatura interna continúa aumentando (hasta 85 ~ 90 °C), lo que hace que la diferencia de temperatura entre la superficie de hormigón y el interior más grande. Cuando la temperatura desciende de manera desigual, la temperatura de la superficie del concreto cambiará bruscamente, lo que provocará una gran contracción por enfriamiento. En este momento, la superficie está limitada por el hormigón interno, lo que producirá una gran tensión de tracción, y la resistencia a la tracción inicial del hormigón es baja, lo que provoca grietas. Pero esta diferencia de temperatura sólo es grande en la superficie y se debilitará poco después de abandonar la superficie. Por lo tanto, las grietas aparecen sólo en áreas poco profundas cerca de la superficie, dejando intacta la estructura debajo de la superficie.

Las grietas de temperatura profundas y penetrantes son causadas principalmente por grandes diferencias de temperatura estructural y limitaciones externas. El proyecto de cimentación no se ha rellenado durante mucho tiempo y está sujeto al viento, el sol y las olas frías; cuando las vigas y las vigas de cimentación de la estructura del marco se enfrían, estas grietas a menudo aparecen debido a las limitaciones de las columnas y cimientos más rígidos.

3. Medidas preventivas

Medidas preventivas estructurales generales

a. Seleccionar razonablemente las materias primas y las proporciones de mezcla, y utilizar piedras bien clasificadas. El contenido de lodo es; controlado dentro del rango especificado; se agrega un agente reductor de agua al concreto para reducir la relación agua-cemento, la construcción se lleva a cabo estrictamente, se vierte en capas y se vibra de manera compacta para mejorar la resistencia a la tracción del concreto;

b. Los miembros delgados deben vaciarse en secciones a intervalos, o las juntas de construcción o las tiras posteriores al vaciado deben colocarse adecuadamente para reducir las fuerzas de unión.

c. En las partes débiles de la estructura, las esquinas de los agujeros y la disposición de las placas perforadas, disponga adecuadamente las nervaduras de temperatura de pequeño diámetro necesarias para que queden distribuidas de forma simétrica y uniforme para aumentar la resistencia a la tracción. valor.

d. Reforzar el mantenimiento y el aislamiento del hormigón y controlar el gradiente de temperatura entre la estructura y el mundo exterior dentro de los 25 °C. Incluso si la superficie expuesta después del vertido del hormigón se cura mediante pulverización de agua, el curado. El tiempo debe extenderse adecuadamente en verano (14 ~ 28d), mejorando la resistencia al agrietamiento. En invierno, el tiempo de aislamiento y desmolde debe ampliarse adecuadamente y la temperatura debe enfriarse lentamente para evitar cambios bruscos de temperatura y diferencias excesivas de temperatura que puedan provocar grietas. Rellene la base lo antes posible para retener la humedad y reducir las grietas por contracción térmica.

Medidas preventivas para estructuras de hormigón de gran volumen

a. Intente elegir cemento de temperatura baja o media (como cemento de escoria, cemento de cenizas volantes, cemento compuesto, etc.) preparar el concreto; agregar una cantidad adecuada de cenizas volantes, polvo mineral o agente reductor de agua al concreto. Seleccione agregados bien clasificados, controle estrictamente el contenido de lodo de arena y grava y reduzca la relación agua-cemento (por debajo de 0,6; fortalezca la vibración para mejorar la compacidad y la resistencia a la tracción del concreto).

b.Añadir retardador al hormigón para reducir la velocidad de vertido y facilitar la disipación del calor. Si el diseño lo permite, no se puede agregar más del 20% del volumen de concreto de las piedras al cacao para absorber el calor y ahorrar concreto. Incruste tuberías de agua de refrigeración en los cimientos, introduzca agua de refrigeración circulante y fuerce el enfriamiento.

c.Evitar climas cálidos y verter grandes volúmenes de hormigón. Si se debe verter en clima cálido, se debe mezclar el concreto con agua helada o cubitos de hielo en el agua de amasado, se debe instalar un simple toldo o rociador de agua para preenfriar el agregado, al transportar el concreto se debe cubrir; con redes de protección solar, etc. , para reducir las temperaturas de mezclado y vertido del hormigón.

d. El hormigón debe verterse en capas y secciones, y el espesor de cada capa debe controlarse a no más de 30 cm para acelerar la disipación del calor, distribuir uniformemente la temperatura y facilitar la vibración y la compactación. aumentar el módulo elástico.

e. Al verter hormigón sobre una base de roca o un cojín de hormigón grueso, se debe colocar una capa aislante antideslizante (verter un segundo grado de cola asfáltica, colocar arena de 5 mm de espesor o colocar una membrana impermeable); Los cambios en la sección se realizan en gradientes para reducir o eliminar restricciones.

f. Fortalecer el mantenimiento temprano y mejorar la resistencia a la tracción. Una vez vertido el hormigón, se debe cubrir la superficie con láminas de plástico, cortinas de paja, geotextiles, etc. El riego y el mantenimiento oportunos; la base del pozo profundo se puede mantener mediante riego.

g.Reforzar la gestión de la temperatura. Al mezclar hormigón, la temperatura debe ser inferior a 30 ℃

4. Métodos de tratamiento

a. Grietas por temperatura en la corrosión del acero, rendimiento anticarbonatación del hormigón, rendimiento anticongelante (aquellos. con requisitos de anticongelante) Estructura) y resistencia a la fatiga (componentes de carga variables) se ven afectados y se deben tomar medidas para controlarlos.

b. Las grietas de la superficie se pueden sellar aplicando mortero epoxi dos veces o pegando tela de vidrio epoxi y pulverizando mortero de cemento sobre la superficie.

C. Para grietas profundas o penetrantes con anchos de junta superiores a 0,1 mm en estructuras con requisitos generales de impermeabilización y antifiltración, se debe utilizar lechada de cemento de tanque o lechada química (lechada epoxi) de acuerdo con el grado de lechada. de las grietas, hormigón A o hormigón C) para reparar, o utilizar tanto lechada como sellador de superficies.

d. Para grietas con un ancho de no más de 0,1 mm, debido a la formación de hidróxido de calcio, sulfato de calcio y aluminio y otras sustancias en el cemento posterior, la carbonización puede hacer que las grietas se curen por sí solas, por lo que no se requiere ningún tratamiento o sólo tratamiento superficial.

2. Grietas por impacto

(1) Fenómeno

a. Las grietas son horizontales, verticales e inclinadas;

b, la ubicación. y la dirección de la grieta cambia con el punto, el tamaño y la dirección de la carga de impacto;

c. El ancho, la profundidad y la longitud de la grieta son diferentes y no existe una regla determinada.

(2) Análisis de causa

a. Al retirar el encofrado aparecen grietas en la estructura por el impacto de fuerzas externas de herramientas o encofrados. Por ejemplo, al retirar la puerta. y encofrado de ventanas de paneles de pared, a menudo causa grietas inclinadas cuando se retira el encofrado grande de las paredes internas y externas con una grúa, una ligera desviación golpeará la pared de concreto con menor capacidad de carga, causando grietas horizontales o verticales. .

b. La retirada prematura del encofrado y la baja resistencia del hormigón a menudo provocan grietas longitudinales o transversales en las barras de acero.

c.Método inadecuado de remoción del encofrado. Solo se quita una esquina del encofrado, o el encofrado se desmolda debido a una vibración severa. Esto se debe a que la estructura se esfuerza de manera desigual o vibra violentamente.

d. El hormigón viga-losa aún no ha alcanzado la resistencia del encofrado, y los materiales son transportados, izados y apilados sobre él bajo la acción de cargas de construcción (cargas concentradas locales) mayores que las de diseño. las vigas y losas temblarán o se agrietarán.

(3) Medidas preventivas

a. El conformado y desmolde de la estructura colada in situ debe evitar el impacto y la vibración de diversas cargas de construcción.

b. Cuando se desmonta la estructura, se debe alcanzar la resistencia requerida por la especificación y la tensión sobre la estructura debe ser uniforme.

c. El desencofrado deberá realizarse según los procedimientos prescritos, primero y luego, primero y luego, primero las partes no portantes, luego las portantes, de manera que quede la estructura. no dañado.

d. Antes de que el hormigón viga-losa alcance la resistencia de diseño, evite transportar, apilar e izar materiales de construcción concentrados y sobrecargados sobre él para reducir el impacto sobre la viga-losa y evitar daños estructurales.

(4) Métodos de tratamiento

a. Las grietas generales se pueden sellar con mortero epoxi para grietas anchas y profundas, primero se deben cortar ranuras en forma de V a lo largo de las juntas; luego se limpia, luego usa masilla epoxi, mortero epoxi o mortero de cemento para reparar las juntas, o agrega tela de vidrio epoxi para el tratamiento.

b. Para grietas penetrantes graves, se debe utilizar lechada de epoxi o clavos, o se debe realizar un refuerzo estructural.

3. Grietas por contracción:

Las grietas por contracción se dividen en grietas por contracción plástica, grietas por contracción por asentamiento y grietas por contracción por secado.

1), grietas por contracción plástica:

(1) fenómeno

Las grietas plásticas, denominadas grietas plásticas, ocurren principalmente en cimientos, paredes, y vigas, la superficie superior del tablero expuesta al aire forma líneas rectas, de longitud variable y discontinuas, con grietas poco profundas, similares a superficies de barro seco. La mayoría de ellos ocurren después del fraguado inicial del concreto (generalmente alrededor de 4 horas después del vertido), cuando la temperatura exterior es alta, la velocidad del viento es alta y el clima es seco.

(2) Análisis de causa

a. Después de verter el concreto, la superficie no se cubrió a tiempo (dentro de las 12 horas dentro del rango normal, dentro de las 3 horas cuando la temperatura es alta). alto en verano, y dentro de 1 hora para cemento de alta resistencia inicial). Cuando se expone al viento y al sol, el agua en la superficie se evapora demasiado rápido y el volumen se contrae violentamente. Sin embargo, la resistencia inicial del concreto es baja y no puede resistir. Esta tensión de deformación conduce al agrietamiento.

b. Use cemento de gran contracción, use demasiado cemento o use demasiado limo, o la proporción agua-cemento del concreto es demasiado grande (la resistencia se reduce entre un 20% y un 30%).

c. El flujo de hormigón es demasiado grande, el encofrado y el cojín están demasiado secos y la tasa de absorción de agua es alta.

d. El hormigón vertido en la pendiente tiende a fluir hacia abajo debido a la gravedad, lo que también provoca la aparición de este tipo de grietas.

(3) Medidas preventivas

a. Al preparar el hormigón, controlar estrictamente la relación agua-cemento y la dosis de cemento, seleccionar piedras bien graduadas, reducir la porosidad y la tasa de arena, y uso Realice ajustes oportunos a las condiciones del sitio y mida con precisión las proporciones de mezcla. De acuerdo con los requisitos del diseño y la construcción de ingeniería, mediante pruebas y comparaciones técnicas y económicas, se seleccionan y agregan los aditivos apropiados, al mismo tiempo que se deben vibrar y compactar para reducir la contracción y mejorar la resistencia al agrietamiento temprano del concreto;

b.Antes de verter el hormigón, se debe regar y humedecer la cimentación y el encofrado para evitar absorber humedad del hormigón.

c.Después del vertido, la superficie expuesta debe cubrirse con materiales húmedos a tiempo y mantenerse cuidadosamente a tiempo para evitar fuertes vientos y luz solar.

d. En climas con alta temperatura, baja humedad o alta velocidad del viento, después de verter el concreto, se debe regar lo antes posible para mantenerlo húmedo y se debe verter el concreto segmentado durante un período de tiempo; tiempo y curado por un período de tiempo. En la temporada de calor es necesario reforzar el tacto y el mantenimiento de la superficie.

e. Rociar agente curador en emulsión de cloro de calidad garantizada sobre la superficie del concreto, o cubrirlo con film plástico, bolsas de paja húmeda, geotextil, etc. , para que el agua no se evapore fácilmente.

f. Reforzar las medidas de protección contra el viento para reducir la velocidad del viento que actúa sobre la superficie de hormigón.

(4) Métodos de tratamiento:

a. Si el hormigón aún está plástico, se puede volver a prensar o vibrar a tiempo para eliminarlo, debiendo realizarse el recubrimiento y mantenimiento. fortificado.

b. Si el hormigón se ha endurecido, se puede verter cemento en polvo seco en las juntas y luego humedecerlo con agua, o tratar la superficie con un mortero de cemento fino.

Artículo 2:

La principal razón por la que los cambios de temperatura provocan grietas en el hormigón en masa

El hormigón tiene las características de expansión y contracción térmica. El hormigón puede deformarse cuando cambia el ambiente externo o la temperatura dentro de la estructura. Si se restringe la deformación, se crean tensiones en la estructura y cuando las tensiones exceden la resistencia a la tracción del hormigón, se desarrollan grietas por temperatura. La deformación por temperatura del hormigón se refiere a la expansión o contracción del hormigón con cambios de temperatura. El estrés por temperatura es causado por la deformación por temperatura causada por diferencias de temperatura. Generalmente, cuanto mayor es la diferencia de temperatura, mayor es el estrés térmico. Las grietas en el hormigón en masa se deben principalmente a diferencias de temperatura. En algunos puentes de luces largas, las tensiones térmicas pueden alcanzar o incluso superar las tensiones de carga viva. La característica más importante que distingue las grietas de temperatura de otras grietas es que se expanden o cierran con los cambios de temperatura.

Los principales factores que provocan cambios de temperatura son: ① temperatura anual; ② luz solar; ③ enfriamiento repentino;

a. Los cambios de temperatura anuales son causados ​​por cambios de temperatura extremadamente lentos;

b Los cambios en la temperatura del sol son causados ​​principalmente por la radiación solar, seguida de la influencia de los cambios de temperatura, en comparación con. El primero es mucho menor y el tercero es la influencia de la velocidad del viento;

c El cambio en la temperatura de enfriamiento se debe principalmente a la invasión de aire frío fuerte y la distribución de temperatura que es alta y baja en el interior. afuera por la noche después del atardecer. Estos tres cambios de temperatura son causados ​​por cambios en las condiciones ambientales naturales y son difíciles de eliminar para los humanos.

d.Debido al calor de hidratación del cemento, el hormigón pasará por tres etapas después del vertido: período de calentamiento, período de enfriamiento y período de estabilización de temperatura.

En la etapa inicial del vertido del concreto, debido al calor generado durante el proceso de hidratación del cemento, la temperatura aumenta muy rápidamente. El aumento de la temperatura interna del concreto generalmente ocurre dentro de 3 a 5 días, la temperatura puede alcanzar o acercarse. El aumento máximo de temperatura, generalmente alcanzando 55 ℃ ~ 59 ℃, luego se estabilizó y comenzó a enfriarse. Sin embargo, debido a la mala conductividad térmica del hormigón, la temperatura interna del hormigón no se pierde fácilmente en la estructura durante mucho tiempo. En la etapa inicial, cuando la temperatura del calor de hidratación aumenta rápidamente, debido a las diferentes condiciones de disipación de calor dentro y fuera del concreto, se forma un gradiente de temperatura, causando tensión de compresión dentro del concreto y tensión de tracción en el exterior. Si la tensión de tracción permitida es mayor que la edad correspondiente, pueden ocurrir grietas. Durante la etapa de enfriamiento del concreto, la deformación causada por la diferencia de temperatura del concreto más la deformación por contracción volumétrica del concreto no puede contraerse libremente cuando está limitada por condiciones externas (como barras de acero internas, concreto con sellado posterior, cabezas de pilotes, tapas, encofrados). , etc.). ). En este momento, el módulo de elasticidad es relativamente bajo. Si el gradiente de enfriamiento es demasiado grande, es fácil generar una tensión de tracción de temperatura elevada, generando así una tensión de tracción interna en la sección central de la estructura. Cuando la tensión de tracción excede la resistencia a la tracción del concreto, toda la sección de concreto penetrará. Por lo tanto, es necesario reducir el gradiente de temperatura tanto como sea posible para controlar la diferencia de temperatura, que es la base para garantizar que no se produzcan grietas.

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