混凝土裂缝处理(通用12篇)
混凝土裂缝处理 篇1
在钢筋混凝土结构领域, 一个相当普遍的质量问题就是结构的裂缝问题。裂缝产生的方式和种类很多, 有设计方面的原因, 多数是施工过程的各种因素组合产生。要根本解决混凝土中裂缝问题, 要从混凝土裂缝的形成原因入手, 判断和分析混凝土裂缝的成因是控制和减少混凝土裂缝产生的最有效途径。
1 混凝土裂缝原因分析
在修补裂缝前应全面考虑与之相关的各种影响因素, 仔细研究产生裂缝的原因, 裂缝是否已经稳定, 若仍处于发展过程, 要估计该裂缝发展的最终状态。调查的原则、普查、详查方法主要有:裂缝的现状调查 (裂缝类型和宽度) ;有无病害 (漏水、钢筋锈蚀) ;产生裂缝的经过 (发生时间和过程) ;设计书的检查;施工记录的检查;根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度;荷载调查;中性化试验;钢筋调查 (钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀) ;地基调查;混凝土分析;荷载试验;振动试验。
2 混凝土裂缝的处理
2.1 表面处理法
包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝, 深度未达到钢筋表面的发丝裂缝, 不漏水的缝, 不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补 (土工膜或其它防水片) 法适用于大面积漏水 (蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝) 的防渗堵漏。
2.2 填充法
用修补材料直接填充裂缝, 一般用来修补较宽的裂缝, 作业简单, 费用低。宽度小于0.3mm, 深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物, 用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽, 然后作填充处理。
2.3 灌浆法
此法应用范围广, 从细微裂缝到大裂缝均可适用, 处理效果好。
2.4 结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。
由于越南与中国在施工规范存在差异;施工材料, 如混凝土、钢筋质量较差;气候, 如温度、湿度不同等, 在混凝土裂缝处理方面有所不同。
20 07年10月, 越南锦普电厂, 质检人员在进行混凝土外观检查时发现主厂房C列有部分地梁出现竖向裂缝, 地梁长9米, 宽0.3米, 高0.8米, 其中6轴和7轴之间的地梁裂缝较多, 组织有关人员进入施工现场对地梁裂缝进行分析。
经现场施工人员沿裂缝方向凿开后观察, 发现裂缝只是一般的浅细裂缝, 且经过近一个月的时间观察, 裂缝宽度并没有扩大的现象, 因此, 可将裂缝作为一般裂缝处理。
3 原因分析
裂缝产生的原因有很多, 下面其中一种或几种因素作用, 都可以使构件产生裂缝。
(1) 混凝土保护层过厚。此梁混凝土保护层设计要求是40mm, 中国的施工规范保护层厚度是从受力钢筋外边缘至混凝土表面的距离;但现场施工的保护层是按越南规范计算的, 越南规范保护层厚度是从箍筋外边缘至混凝土表面的距离, 再加上施工等原因, 使得钢筋保护层厚度大于50mm。而过厚的保护层导致构件有效截面变小, 形成与受力钢筋方向垂直的裂缝。
(2) 混凝土养护不及时、养护时间和次数也不够。浇筑完的混凝土如养护不及时, 混凝土中的水泥水化物因部分失水而干缩, 容易导致混凝土表面出现干缩裂缝。
(3) 混凝土搅拌、运输或等候的时间过长, 使水分蒸发过多, 引起混凝土塌落度过低, 使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
(4) 施工时拆模过早, 混凝土强度不足, 使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
(5) 施工前对支架的地基压实不足或支架刚度不足, 浇筑混凝土后支架不均匀下沉, 导致混凝土出现裂缝。
(6) 砂、石的级配差, 有的砂粒过细, 用这种材料拌制的混凝土常造成梁侧面裂缝。
(7) 混凝土构件在混凝土强度未完全上来时, 在其上面堆放施工材料、施工机具、大型设备等工具, 使其承受超出当时能够承受的荷载, 构件内部产生次应力, 在应力释放过程中, 造成构件的内部破坏。
4 裂缝处理的方法
可采用环氧树脂法:先将裂缝处混凝土表面裂缝凿开深10mm, 宽20mm的V字形槽, 然后用水冲洗干净, 并保证其上面没松动的颗粒;待充分干燥24小时后, 然后用泥铲、抹刀或手 (带手套) 将环氧树脂粘合剂抹在裂缝表面, 保持表面平整光洁, 与混凝土面标高一致。
(1) 钢筋的下料应严格按照设计图纸的要求进行, 加工时应认真检查其长宽是否符合设计和施工相关规范的要求, 不能存在偷工减料的思想和行为。
(2) 重视混凝土的养护工作, 应在混凝土浇筑完毕12小时内用麻袋覆盖和洒水, 以保持混凝土的湿润状态, 一般不小于7天, 必要时采用养护液喷洒或用塑料膜覆盖封闭, 防止水分蒸发, 以利于混凝土的养护。
(3) 浇筑混凝土时, 前、后方配合好, 设专人负责, 随拌随用。
(4) 严格控制拆模时间, 尤其是梁的底模, 避免使梁过早受力。并严禁在拆除底模的梁上堆放重物。
(5) 支架的地基要处理均匀并压实, 支架设计时应尽量分布均匀, 其杆件的刚度应尽量保持一致。
(6) 水泥必须定期地对其抽样试验, 以满足其抗压、抗折强度及安定性要求;砂必须选用材质坚硬、干净的中粗砂;粗骨料的最大粒径、级配、强度均要满足规范要求, 并要严格控制含泥量。
(7) 混凝土浇捣前, 应先将基层和模板浇水湿透, 避免过多吸收水分, 浇捣过程中应尽量做到既捣充分又避免过度, 并在混凝土终凝前对其进行二次压光。
混凝土的裂缝问题, 在工民建工程施工中几乎无所不在, 在一定的范围内是可以接受的, 但要采取有效措施将其危害程度控制在一定范围之内。钢筋混凝土规范中明确规定有些结构在所处的不同条件下, 允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应采取有效措施控制裂缝产生, 使结构可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的宽度, 尤其要尽量避免有害裂缝出现, 从而确保工程质量。
混凝土裂缝处理 篇2
一、车站设计情况
鹤洞站主体结构顶板覆土3.0m。车站东、西端分别预留有两个盾构始发井,预留孔尺寸为11.5×7.5m。车站总高13.99m,其中负一层高5.45m,负二层高7.59m。底板厚0.95m,中板厚0.4m,顶板厚0.8m。顶板为C40、P8微膨胀混凝土,中板为C35混凝土。详见图1-1 鹤洞站主体结构结构剖面图:
图1-1 鹤洞站主体结构结构剖面图
二、各道工序施工情况
我单位于2014年4月21日开始进行顶板封堵施工,于5月28日结束施工。过程中各道工序均符合设计、规范要求,实施中严格按照“三检制”程序报验,并经监理工程师验收合格后进入下一道工序。
⒈支撑架搭设严格按照经专家评审通过的高支模施工方案进行作业,顶板支架立杆间距600×900mm、水平杆步距600mm。
⒉钢筋焊接质量满足设计要求,焊缝饱满、焊缝长度满足规范要求不小于10d,钢筋尺寸、间距、位置、型号均严格按照设计图纸要求绑扎,并经质检工程师、监理工程师检查合格。
⒊采用C40P8微膨胀混凝土,浇筑前现场实测塌落度160~170mm间,入模温度为20~24℃间,浇筑过程顺利,用时约1小时30分钟左右,分两层浇筑(每层厚度约400mm),振捣过程中严格按照施工规范要求“快插慢拔”逐点振捣密实。
⒋砼浇筑完毕后的12h以内对其进行覆盖和浇水养护,浇水养护时间不少于14d,使水泥充分水化,从而提高砼的抗渗性能,并坚持蓄水养护。
⒌支架模板拆除严格按照施工方案要求,将同养试块送至长兴搅拌站试压,经试压强度达到85%,满足规范75%的强度要求,经监理同意进行拆除支架作业。
三、顶板裂纹情况
5月12日,第一块(西端南侧)模板拆除后发现顶板四角45°处及纵向三分之一处有裂纹,裂纹宽度0.1mm到0.2mm不等,随后的三块顶板也均有不同程度的类似裂纹。
四、顶板裂纹监测数据
自2014年7月14日起,我单位与监理工程师每天对顶板裂纹进行监测,其中东端顶板已完成裂纹处理,采用灌浆法进行补强,选用改性环氧树脂浆液作为灌浆材料,其特点是可灌性较好,粘结强度高,收缩小,耐候性及耐化学腐蚀性强。车站东端顶板土方回填自7月15日起至7月26止。土方回填严格按照设计和规范要求,且过程中我单位与监理工程师一起对顶板裂纹进行监测。经监测,车站东端顶板裂纹长度和宽度未发生变化。车站西端顶板具体监测数据如下:
注:
1、“-”为裂纹收缩量;
2、其中1#、2#、3#位于顶板中心位置,4#点位于45度倒角处。
五、顶板裂纹产生的原因分析
1、裂纹特征
车站顶板45°斜裂纹多出现在距离板边L/8的区域处,裂纹宽度在0.1mm到0.2mm不等,个别处为贯通裂纹,且存在渗漏水情况。
2、裂纹产生的原因
经2014年6月24日9:15开会研究,裂纹为混凝土收缩性裂纹。详见专题会议纪要鹤洞站土建剩余工程006号:《广佛线鹤洞站土建剩余工程关于盾构井封堵板开裂处理方案讨论会会议纪要》。
五、裂纹性质判断
从裂纹的开展方向与宽度分析,裂纹不会对结构的安全性产生影响。但是地下车站是供乘客使用的重要交通场所,顶板裂纹不仅影响美观、而且影响使用,甚至对结构的使用寿命(耐久性)产生不利影响。因此,顶板必须经堵漏与补强处理,才能满足要求。
六、裂纹处理
6.1材料选择
经论证,确定采用灌浆法进行补强,选用改性环氧树脂浆液作为灌浆材料,其特点是可灌性较好,粘结强度高,收缩小,耐候性及耐化学腐蚀性强。
6.2环氧树脂浆材厂商的牌号及主要物理力学性能实例
详见附件3:检测报告。6.3灌浆工艺
裂纹处理—埋设灌浆管—封管—密封检查—配置浆液—灌浆——检验—结束。
具体施工方法如下:
⑴裂纹处理:确定混凝土裂纹走向。用钢纤开凿2~3cm的‘V’型槽,并根据裂纹走向间隔0.5~1.0m或在折角处穿孔,孔深0.3~0.5m,孔径约22mm,清除裂纹表面的灰层、水渍、松散层等杂物,在裂纹两侧30cm宽范围内用钢刷醮丙酮液,擦拭干净并保持干燥。
⑵埋设灌浆管:对裂纹贯穿的混凝土表面,沿裂纹走向埋设灌浆嘴,一面作为灌浆嘴,另一面作为排气嘴。灌浆嘴可先套上25cm长的透明软管(便于灌浆和观测液面),根部用扎丝绑牢,软皮管皮厚不宜小于1mm,直径可比灌浆嘴略细,经适当加热后套上,以免松脱。灌浆嘴设置间距为0.5m,采用JGN-G胶固定灌浆嘴。⑶封管:采用JGN-G胶密封灌浆嘴之间的缝隙,胶液应均匀涂抹,厚度不小于3mm,避免产生小孔与气泡。
⑷密封检查:裂纹‘V’型槽封闭后,此时可对灌浆孔管进行试气检查。沿裂纹涂一层肥皂水,采用压缩空气检查密闭效果。凡漏气处,应修补密封之不漏为止。
⑸灌浆:检查裂纹通气效果较好后,即可进行灌浆。需确定改性环氧树脂浆液配合比。注浆采用冲压机、低压注浆罐、注浆罐组成的灌浆系统。灌浆压力为0.2~0.5MPa,灌浆从裂纹的最低端或最深处开灌,并依次推进到其他灌孔。第一孔灌注时其他孔敞开排气,若相邻的灌孔冒出纯浆,立即扎死,更换灌孔,在规定的涉及压力下灌浆段或灌浆孔吸浆率较小时,在持续灌注约30min后,关闭进浆阀门,结束灌浆。
⑹检验:可用0.3 MPa压缩空气灌注裂纹,或直接骑缝钻取芯样,检验灌浆是否密实。
⑺表面处理:待缝内浆液达到初凝且不外流时,拆下灌浆嘴,再用环氧砂浆抹平封口,先将基层上的灰尘扫掉,用钢丝刷和錾子剔净杂质,清理干净后用2:3组份的黑、白水泥涂抹,压平,淋水养护,封闭以恢复观感即可。
七、整改责任分工
项目部成立以项目总工为组长,生产副经理为副组长的整改落实小组,全面负责顶板裂纹的整改工作,从组织上确保整改质量满足验交条件。具体人员责任分工: 组 长:高 强 副组长:孙青民
成 员:王俊超 陈金龙 张鑫 董仕超 高明 肖本平高 强:负责顶板裂纹整改全面工作。
孙青民:负责顶板裂纹施工组织实施工作,确保整改措施落实到位。
王俊超、张鑫、董仕超:负责顶板裂纹施工技术保障工作,确保整改过程技术、质量工作。
陈金龙、高明:负责顶板裂纹施工质量控制工作,确保整改过程的安全质量。
肖本平:负责顶板裂纹整改措施的具体实施,过程中受整改小组监督,严格按照整改小组制定整改措施落实。
附件:
1、鹤洞站盾构井顶板裂纹检测记录表
2、专题会议纪要鹤洞站土建剩余工程006号:《广佛线鹤洞站土建剩余工程关于盾构井封堵板开裂处理方案讨论会会议纪要》。
混凝土裂缝的预防和处理 篇3
【关键词】混凝土裂缝;预防;处理
1.混凝土工程中常见裂缝及预防
1.1缩裂缝及预防
缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量;二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大.干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加合适的减水剂;三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量;四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时问。冬季施工时要适肖延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护:五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
1.2塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中问宽、两端细H长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长2()~3()c:m,较低的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土剐终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此对混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施:
一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施及时养护。
1.3沉陷裂缝及预防
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土小实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是:在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈300~450角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小,地基变形稳定之后,沉陷裂缝基本趋于稳定。
主要预防措施:一是对松软土填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固二是保证模板有足够的强度和刚度,日支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时问不能太早,且要注意拆模的先后次序:五是在冻土上搭设模板时要注意采取必要的预防措施。
1.4温度裂缝及预防
温度裂缝的走向通常无定规律.大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向甲行或接近、F行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
主要预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;二是减少水泥用量,将水泥用量辟量控制在45()kg/m3以下;三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0 6以下;四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;五是改善混凝上的搅拌加工工芝,在传统的”三冷技术”的基础上采用”一次风冷”新工艺,降低混凝十的浇筑温度;六是在混凝土中掺加一定龋的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝上拌合物的流动性、保水性,降低水化热.推迟热峰的出现时间;
1.5化学反应引起的裂缝及预防
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的出于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间,一但出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。
主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料;一是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;二是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土、钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝上胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。
2.裂缝处理
2.1表面修补法
表面修补法是一种简单、易见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载。能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时 了防 止混凝土受各科种作用的影响继续开裂,通常可以采用,在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2.2灌浆、嵌逢封堵法
灌浆法:主要适用丁对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料-有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨醢等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性水比制,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯_乙.烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
2.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截丽面积,在构件的角部外包上型钢、采用预应力法加同、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
2.4混凝土置換法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换人新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝士或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
3.结语
裂缝是混凝土结构qt普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的(下转第291页)(上接第157页)承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
【参考文献】
[1]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究.进展混凝土,2002,5.
[2]郭仕万,肖欣,赵和平.混凝土施工中的裂缝控制.山西水利科技,2001,1:11.
混凝土裂缝预防与处理 篇4
混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的, 由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀, 降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力, 影响建筑物的外观、使用寿命, 严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明, 在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的, 在一定的范围内也是可以接受的, 只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定[1]:有些结构在所处的不同条件下, 允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生, 使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度, 尤其要尽量避免有害裂缝的出现, 从而确保工程质量。
混凝土裂缝产生的原因很多, 有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待, 根据实际情况解决问题。
1 凝土工程中常见裂缝及预防
1.1 干缩裂缝及预防
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩, 且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响, 表面水分损失过快, 变形较大, 内部湿度变化较小变形较小, 较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束, 产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低, 水泥浆体干缩越大, 干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝, 宽度多在0.05mm~0.2mm之间, 大体积混凝土中平面部位多见, 较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性, 引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性, 在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥, 一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥, 降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大, 水灰比越大, 干缩越大, 因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用, 同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比, 混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护, 并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间, 并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
1.2 塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土在凝结之前, 表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现, 裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一, 互不连贯状态。较短的裂缝一般长20cm~30cm, 较长的裂缝可达2m~3m, 宽1mm~5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小, 或者混凝土刚刚终凝而强度很小时, 受高温或较大风力的影响, 混凝土表面失水过快, 造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩, 而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩, 因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比, 掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性, 减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前, 将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等, 保持混凝土终凝前表面湿润, 或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施, 及时养护。
1.3 沉陷裂缝及预防
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软, 或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足, 模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致, 特别是在冬季, 模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降, 致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝, 其走向与沉陷情况有关, 一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展, 较大的沉陷裂缝, 往往有一定的错位, 裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后, 沉陷裂缝也基本趋于稳定。
主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度, 且支撑牢固, 并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早, 且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
1.4 温度裂缝及预防
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后, 在硬化过程中, 水泥水化产生大量的水化热, (当水泥用量在350kg/m3~5 5 0 k g/m 3, 每立方米混凝土将释放出17500k J~27500k J的热量, 从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高) 。由于混凝土的体积较大, 大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发, 导致内部温度急剧上升, 而混凝土表面散热较快, 这样就形成内外的较大温差, 较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同, 使混凝土表面产生一定的拉应力 (实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时, 混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力) 。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时, 混凝土表面就会产生裂缝, 这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大, 或者是混凝土受到寒潮的袭击等, 会导致混凝土表面温度急剧下降, 而产生收缩, 表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束, 将产生很大的拉应力而产生裂缝, 这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
温度裂缝的走向通常无一定规律, 大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构, 裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行, 裂缝沿着长边分段出现, 中间较密。裂缝宽度大小不一, 受温度变化影响较为明显, 冬季较宽, 夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细, 而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
主要预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥, 如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量, 将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比, 一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配, 掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量, 降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺, 在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺, 降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂, 改善混凝土拌合物的流动性、保水性, 降低水化热, 推迟热峰的出现时间。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升, 降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关, 混凝土结构尺寸越大, 温度应力越大, 因此要合理安排施工工序, 分层、分块浇筑, 以利于散热, 减小约束。九是在大体积混凝土内部设置冷却管道, 通冷水或者冷气冷却, 减小混凝土的内外温差。十是加强混凝土温度的监控, 及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是减小约束, 浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三是加强混凝土养护, 混凝土浇筑后, 及时用湿润的草帘、麻片等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节, 混凝土表面应设置保温措施, 以防止寒潮袭击。十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理, 以保证建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法, 灌浆、嵌逢封堵法, 结构加固法, 混凝土置换法, 电化学防护法以及仿生自愈合法。
(1) 表面修补法。
表面修补法是一种简单、常见的修补方法, 它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
(2) 灌浆、嵌逢封堵法。
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补, 它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中, 胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体, 从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法, 它通常是沿裂缝凿槽, 在槽中嵌填塑性或刚性止水材料, 以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
(3) 结构加固法。
当裂缝影响到混凝土结构的性能时, 就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积, 在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
(4) 混凝土置换法。
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是先将损坏的混凝土剔除, 然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
(5) 电化学防护法。
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用, 改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态, 钝化钢筋, 以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小, 适用钢筋、混凝土的长期防腐, 既可用于已裂结构也可用于新建结构。
(6) 仿生自愈合法。
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法, 它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质, 而使创伤部位得到愈合的机能, 在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分 (如含粘结剂的液芯纤维或胶囊) , 在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统, 当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
2 结语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象, 它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力, 影响建筑物的使用功能, 而且会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低材料的耐久性, 影响建筑物的承载能力, 因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待, 采用合理的方法进行处理, 并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展, 保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
摘要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题, 本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析, 并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。
混凝土常见4大裂缝的处理措施 篇5
混凝土裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究,区别对待,保证建筑物和构件的安全。
一、塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝多在新浇筑并暴露于空气中在结构件表面出现,形状很不规则多呈中间宽,两端细且长短不一,互不连贯状态,一般长20-750px,较长的裂缝可达2-3m,宽1-5mm,类似干燥的泥浆面。大多在干热或大风天气,混凝土本身与外界气温相差悬殊,本身温度长时间过高,而气候很干燥的情况下出现。主要预防措施:
1、配制混凝土时,应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的砂,减小空隙率和砂率,同时要捣固密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂度;
2、配制混凝土前,将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分,混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护,防止强风吹袭和烈日曝晒;
3、在气温高,温度低或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润,大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。在炎热季节,要加强表面的抹压和养护工作;
4、混凝土养护可采用养护剂,或覆盖湿草袋,塑料布等方法,当表面发现微细裂缝时,应及时抹压,再覆盖养护;
5、使用符合要求的拌和水,尽可能使用洁净的河沙;
6、出现裂缝后,如混凝土仍保持塑性,可采取及时压抹一遍或重新振捣的办法来消除,再加强覆盖养护。如混凝土硬化,可向裂缝内装入干水泥粉,或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。对于预制构件,也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理,以防钢筋锈蚀。
二、干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右,主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。裂缝为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05-0.2mm之间,其走向纵横交错,没有规律。较薄的梁,板类构件,多沿短向分布,整体性结构多发生在结构变截面处。平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘,大体积混凝土在平面部位较为多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。
主要预防措施:
1、混凝土水泥用量,水灰比和砂率不能过大,有条件的掺加合适的减水剂。严格控制砂石含泥量,避免使用过量粉砂;
2、混凝土应振捣密实,并注意对板面进行抹压,可在混凝土初凝后,终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量,并在混凝土结构中设置合适的收缩缝;
3、加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件,可覆盖草帘,草袋,避免曝晒,并定期适当洒水,保持湿润,冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间。
三、温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错,梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。温度裂缝通常宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄,高温膨胀引起的一般中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。
主要预防措施:
1、合理选取原材料和配合比,采用级配良好的石子,砂石含泥量控制在较低范围内,配合比设计优化,减少水泥用量,降低水灰比;
2、分层浇筑振捣密实或掺加抗裂防渗剂,以提高混凝土抗拉强度,加强混凝土的养护和保温,预留温度收缩缝;
3、混凝土浇筑后裸露的表面及时喷水养护,夏季应适当延长养护时间,以提高抗裂能为,冬期应适当延长保温和脱模时间,使缓慢降温,以防温度骤变温差过大引起裂缝,同时避开炎热天气浇筑大体积混凝土;
4、水泥应降低早期水化速率及水化热,具体为降低C3A,碱含量,控制水泥细度及颗粒级配,合理掺加混合材,降低出厂水泥温度,控制水泥稳定性,以减少水泥用量,降低水化热;
5、温度裂缝对钢筋锈蚀,碳化,抗冻融,抗疲劳等方面有影响,故应采取措施治理。对表面裂缝,可采用涂两遍环氧胶或贴环氧玻璃布,以及抹,喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理,对有整体性防水,防渗要求的结构,应根据裂缝可灌程度,采用灌水泥浆或化学浆液方法进行裂缝修补,或者灌浆与表面封闭同时采用。
四、沉降裂缝
此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°-45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小,地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
主要预防措施:
1、对松软土,填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固;
2、保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀;
混凝土裂缝成因及处理措施 篇6
1.关于水化裂缝
水泥水化是一个放热化学反应,其间能产生一定的水化热。每克水泥放出502J热量。以水泥用量300~550kg/m3来计算,每1m3混凝土将放出15500~27500KJ的热量。混凝土是热的不良导体,特别是大体积混凝土,其产生的大量水化热不容易散发,导致内部温度不断上升,而混凝土表面散热快,造成混凝土内外截面产生温度梯度。昼夜温差大时,内外温度差别更大,内部混凝土热胀变形产生压力,外部混凝土冷缩变形产生拉力。由于此时混凝土拉抗强度较低,当混凝土内部拉应力超过其抗拉强度时,混凝土便产生裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3~5天,初期出现的裂缝很细,随着时间的发展而继续扩大,甚至达到贯穿的程度。
体积大的混凝土结构的截面尺寸较大,在施工过程中,因水泥水化过程中释放出大量水化热,且体积大热量不易散发,造成较大温升,从而导致体积增大。当这种变形不受约束时,混凝土结构内部不会产生应力。但实际上这种变形肯定会受到约束,约束有两种:一是混凝土与外部环境温度差异引起的约束;另一种是由于内部的条件不同产生的约束,以上两种约束产生的应力为温度应力。其次,湿度变化引起混凝土内部各单元体之间的相互约束,产生的应力为干缩应力。因为湿度传导率远小于热度传导率(约为1/1600),所以它主要在混凝土表面附近;混凝土自身体积变形不能自由伸缩所产生的应力,称为自身体积变形应力;还有地基非均匀沉降、模板走样也会产生变形应力。
在以上非结构荷载作用下所产生的应力中,主要是温度应力和变形应力。大体积混凝土结构施工时,若混凝土浇筑体边界无约束(如底、顶板顶面),在早期水化热温度迅速升高阶段,混凝土内、外散热条件的差异形成温度梯度、表面受拉、内部受压。当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。在混凝土的降温阶段,其温差引起的变形加上混凝土的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束时,在浇筑体中央断面产生内部拉应力;当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土整个截面就产生贯穿裂缝。
2.施工方面的原因
(1)在施工过程中,出现违章施工、不当施工造成混凝土裂缝。如夏季施工时由于运输车交通不畅耽搁时间,混凝土的和易性和流动性较差,现场人为加水,造成混凝土强度的降低,加水部分的混凝土水灰比和强度与原配合比的混凝土不同,造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。
(2)振捣方式不当引起裂缝。不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂;或造成混凝土砂浆大量向低处流淌,致使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。
(3)现场养护不当造成混凝土收缩开裂。在施工现场浇筑混凝土时不能做到及时覆盖保温养护,一般总要等到最后一遍抹光结束后才覆盖,有的甚至不覆盖,结果导致混凝土表面开裂。
3.干裂缝产生的原因
混凝土浇注后仍处于塑料性状态时,因其表面水分蒸发过快而产生的裂缝。这类裂缝多在表面出现,形状不规则,长短不一,呈龟裂状深度一般不超过50mm,但薄板结构如果混凝土中掺加有含泥量大的粉砂则可能穿透。这主要是由于混凝土浇注后3~4小时左右时,表面没有被覆盖。特别是平板结构在炎热或大风干燥天气条件下,表面水分蒸发过快,或者是被基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的高水化热等原因造成混凝土产生急剧收缩,而此时混凝土强度几乎为零,不能抵抗这种变形力而导致开裂,从混凝土中蒸发和被吸收水分的速度越快,干缩裂缝越易产生。
二、混凝土的控制措施
1.水化裂缝的控制措施
混凝土内部的温度与厚度及水泥品种、水泥用量有关,混凝土越厚,水泥用量越大,水化热越高的水泥,其内部温度越高,形成温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。对于大体积混凝土,其形成的温度应力与结构尺寸相关。在一定尺寸范围内,混凝土结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大,这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。因此,防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制内部和表面的温度差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,在掺加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。此外,要充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。为更好地控制水化热所造成的温度升高,减少温度应力,可以根据工程结构实际承受荷载的情况,对工程结构的强度和刚度进行复核与验算,取得设计单位的同意后,可用56天或90天抗压强度代替28天抗压强度作为设计强度。过去土木建筑物层数不多、跨度不大,且多为现场搅拌,施工工期短,混凝土标准试验龄期定为28天。对于具有大体积钢筋混凝土基础的高层建筑,大多数的施工期限很长,少则1~2年,多则4~5年,28天不可能向混凝土结构特别是向大体积钢筋混凝土基础施加设计荷载。因此,将试验混凝土标准强度的龄期推迟到56天或90天是合理的。
正是基于此,国内外许多专家均提出:如果充分利用混凝土的后期强度,则可使每1m3混凝土的水泥用量减少40~70kg左右,则混凝土温度相应降低4~7℃。另一方面,应当严格控制混凝土的出机温度和浇筑温度。对于出机温度和浇筑温度的控制,《混凝土质量控制标准》明确规定:高温季节施工时,混凝土最高浇筑温度,不宜超过35℃。为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度,可以采取下面的办法:降低原料温度,在搅拌混凝土时加冰块冷却,生产砼时避开当天高温时段,对搅拌运输车罐体、泵送管道采取保温、冷却措施。
2.施工阶段的裂缝控制措施
(1)控制浇灌温度。要降低混凝土的最高温度和温差,比较直接的措施是降低浇筑温度。为了降低混凝土从搅拌机出料到卸料、运输和浇灌振捣后的温度,减少结构的内外温差,一般应根据季节采取措施。如夏季施工时,采用一个坡度、薄层浇灌、循序推进、一次到顶等措施来缩小混凝土暴露面积及加快浇灌速度,缩短浇灌时间。在冬季施工时,对结构厚度在1.0 m以上的混凝土可继续施工,但应保证保温浇灌、保温养护,一般可利用混凝土本身散发的水化热养护自己,并要求在混凝土没有达到允许临界强度以前防止冻害。
(2)合理安排施工进度。对混凝土浇筑,应遵循“同时浇捣,分层堆累,一次到顶,循序渐进”的工艺。每次浇筑又分几层,其层间的间隔时间应尽量缩短,必须在上层混凝土初凝之前,开始浇筑下层混凝土。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝上的初凝时间,层面应按施工缝处理。在上层混凝土浇筑前,应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润但不得有水,浇筑前在接合面铺垫高比例砼素浆。
(3)改进搅拌工艺和振捣工艺。在搅拌混凝土时,改变以往的投料程序,采取先把水、水泥和砂拌合后,再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象,混凝土上下层强度差减少,可有效防止水分向石子与水泥砂浆面的集中,从而使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强。
3.干缩裂缝的控制措施
一般分为两个控制阶段,设计阶段和施工阶段。设计阶段由设计人员对混凝土强度等级、钢筋的品种、规格、建筑物的结构形式等进行统筹设计,有效控制裂缝。施工阶段采取加入外加剂改善混凝土性能、降低水泥水化热、降低混凝土内外温差、设置施工缝或变形缝、加强混凝土中的配筋率等措施来减少混凝土的收缩,防止混凝土产生有害裂缝。主要包括以下几点:
(1)砂率的选择。砂率的选择对控制混凝土的裂缝有积极作用,混凝土的干燥收缩随砂率的增大而增大。由于砂率减小使粗骨料含量增大,在相同条件下混凝土的弹性模量较高,收缩量较小;而且粗骨料对收缩的约束作用,可减少开裂的可能。使用粗骨料,尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料,在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中,掺总量不超过20%的大石块,减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。
(2)使用低热水泥如矿渣水泥等,能明显降低混凝土的最高温度。伴随减小混凝土内表温差,起到减小温度应力的作用,从而减少裂缝的产生。水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法(直接法)》测定,要求配制混凝土所用水泥7天的水化热不大于25 kJ/kg。为降低水化绝热温升、减小体积变形,混凝土一般不宜使用水化热高水泥。应使用水化热较低的中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥,更不宜使用早强型水泥。因此,在满足混凝土设计要求的前提下,应该尽量采用低水化热水泥。其次是优化混凝土的配合比,以便在保证混凝土强度及流动度条件下,尽量节省水泥、降低混凝土绝热温升,按照基于绝热温升控制的高性能混凝土配合比优化设计功能准则对配合比进行优化。
(3)采用混凝土双掺技术。即在混凝土中加入优质粉煤灰,掺入量一般为水泥用量的20%左右,掺入缓凝型减水剂,用量为水泥用量的 1.0%左右。通过采用双掺技术,减少水泥用量,降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。
(4)加入UEA或AEA膨胀剂。用量为水泥用量的14%左右,使混凝土在凝固过程中不产生收缩,这种方法还可以提高混凝土的自防水能力。
4.混凝土的养护
为保证混凝土有适宜的硬化条件,混凝土终凝后,对不易被塑料薄膜完全覆盖的部位,可采用浇水保湿。混凝土升温阶段如果因表面未能完全覆盖而出现局部干燥时,可浇热水(40℃~50 ℃)湿润表面,防止出现干燥裂缝。降温阶段可浇自来水养护,保温保湿养护时间为14 天。施工前再准备好一层养护用塑料薄膜和一层再生棉毡,根据环境气温变化情况对保温保湿质量加以调整。
浅谈混凝土裂缝处理 篇7
关键词:混凝土,质量问题,裂缝处理
1 建筑物产生裂缝的原因
混凝土产生裂缝的原因有很多,高层住宅建筑物产生裂缝主要有以下几种。
(1)混凝土在硬化过程中,由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。(2)大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。(3)当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩,因为受约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度低,容易被温度引起的拉应力拉裂,从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。(4)混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨胀,体积增大三倍,从而使混凝土胀裂产生裂缝。(5)在炎热有大风天气,混凝土表面水分蒸发较快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。(6)当结构的基础出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。(7)当钢筋混凝土处于不利环境中,例如,侵蚀性水,由于混凝土保护层厚度有限,特别是当混凝土密实性不良,环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈,生成氧化铁,铁锈体积膨胀,使混凝土胀裂。
2 裂缝处理
混凝土裂缝的修补方法主要有表面修补法,灌浆、嵌缝封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。
2.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥,或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2.2 灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性材料或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
2.3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
2.4 混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法。此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的转换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
2.5 电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法爱环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。
3 工程实例
本工程位于人民东路,是一座集商业、办公公寓为一体的现代化建筑,地下二层地上25层,结构形式为全现浇框架剪力墙结构,主楼基础底板为平板式筏板、板厚2.0 m,辅楼基础底板为梁板式筏板、板厚0.40 m,主、辅楼基础底板间设800 mm宽沉降带分开,筏板基础混凝土强度等级为C35,抗渗等级为S6。底板混凝土于2013年8月8日至9日浇筑完成,3天后底板混凝土面上开始出现裂缝。裂缝成一横五纵规律性贯穿分布。
(1)根据混凝土浇筑的施工方法和施工工序分析,产生裂缝的原因为:(1)今年夏天异常的持续高温;(2)底板采用C35高强度等级混凝土,浇筑后水泥水化热太大。大量水化热积聚在内部不易散发,导致混凝土内部温度急剧上升,而外部散发较快,从而产生内外温差较大,内外热胀冷缩产生温度裂缝;(3)底板仓面较大,底板分层整体浇筑中未设置结构缝和施工缝;(4)底板分两层浇筑,底板配筋设置在上下两层,第一层上表层未设置配筋,致使混凝土裂缝约束力较小,形成贯穿性裂缝。
(2)经分析裂缝处理适合选用灌浆法和结构加固法修补裂缝。
灌浆法处理裂缝:(1)裂缝清洗:对缝面用高压水进行清洗,直到清晰地露出裂缝为止;(2)钻孔:钻孔采用手风钻施工,沿裂缝中心线布置,深度入岩5 cm,孔距200 cm;(3)清孔、埋管:用高压水枪将孔清洗干净,埋管至距孔底5 cm,材料用水玻璃水泥胶浆;(4)表面分缝:用玻璃丝布或堵漏灵剂进行封堵,保证封闭密闭可靠;(5)注浆:采用多孔灌注的方式进行孔口堵塞纯压式施工,开灌压力为0.4 MPa,当吸水率小于5 ml/min时,逐渐加压至0.5 Pa~0.6 Pa,二次注浆压力可提高至0.8 Pa。同时还加强结构的变形监测,如出现异常应及时降压并采取相应的措施;(6)质量检查:裂缝灌浆结束后采取钻孔取芯的方法进行检查;(7)封孔:灌浆孔在灌浆作业结束后,清除孔内积水和污物,采用0.5∶1水泥浆用孔内循环压力灌浆封孔法封孔。
结构加固法。裂缝灌浆施工完成后,在裂缝部位设置了¢20,间距30 cm的护缝钢筋网。纵向钢筋平行于裂缝位置,横向钢筋与纵向钢筋垂直,单根长度L=1.0 m,钢筋接头采用搭接焊连接。最后进行混凝土面的废水、废浆、施工缝凿毛处理。然后进行二层混凝土的浇筑。
该部位工程于今年9月中旬前全部完工,裂缝未发展,并且后期进行试验底板未出现渗漏现象,证明处理措施是合理、有效的,达到防漏和控制裂缝的效果。
4 结语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,尤其是在大体积混凝土浇筑中。它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物承载能力。因此,要严格按规程、规范要求施工,严把质量关,防患于未然,尽可能地降低混凝土裂缝出现。对已出现的混凝土裂缝要认真研究,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施,以保证建筑物和构件能安全、稳定地发挥其功效。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范(建设部)(建标[1997]108号)[Z].
混凝土裂缝处理 篇8
近几年来, 大体积混凝土的使用在高层建筑基础厚筏底板中较为常见, 由于近几年来中高层建筑使用大体积混凝土很普遍, 因而施工单位大体积混凝土浇筑、测温及养护手段也随之完善, 施工技术也较为成熟, 随着大体积混凝土施工技术的不断完善、成熟, 施工难度同时也在降低。
在确定什么情况属大体积混凝土各国的标准大多不一, 我国对大体积混凝土的定义为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m, 或预计会因水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土, 其他国家混凝土结构实体最小尺寸有的为大于或等于0.8m, 有的为大于或等于1.2m, 因各国大体积混凝土的定义不同, 各国针对大体积混凝土的施工技术措施也就存在差异, 从我国对大体积混凝土的定义来看, 对混凝土的裂缝控制技术措施要求是相当严格的
1 工程概况
某高层建筑内核心筒为钢骨混凝土结构, 其椭圆平面尺寸为17m×14m (椭圆外墙内壁尺寸) , 高度为145.60m。核心筒外墙厚度从底部的900mm厚逐渐变化至顶部的500mm厚, 混凝土强度由C70变化至C40;沿周边设置14根构造型钢以加强外墙的刚度, 改善混凝土的收缩和压缩变形;内墙厚度分别为300mm和400mm两种, 沿竖向截面不变。钢外筒24根钢管混凝土立柱为圆锥形柱, 柱截面由底部 (+6.80) 的钢管直径2m连续渐变至顶部 (+124.00) 的1.2m, 柱内填充C60混凝土。
2 钢筋混凝土工程施工质量控制
2.1 原材料选择的控制。
采用由预制混凝土供应商为主, 项目部为辅的控制方式:混凝土搅拌站与项目部签订合同, 共同严格执行规范《预拌混凝土》 (GB/T14902-2003) ;混凝土搅拌站与项目部共同精心选择由所需混凝土性能决定的用于制造工程中混凝土的原材料, 保证本工程所用的一切材料、设备和技术均符合合同文件所规定的种类及标准, 并对材料、设备和技术等质量负责。此外, 所有混凝土原材料及外加剂、掺合料必须经业主、监理、设计认可后方可使用。
需要注意的是, 外加剂、掺合料与水泥的施工配合比、掺量必须通过试验确定 (通过对混凝土搅拌站的合同条款的明确规定, 要求搅拌站必须严格按照试验确定的配合比进行供货) , 并小心控制混凝土拌合物中各种材料的碱含量, 使混凝土中的最大氯离子含量小于0.06%;尽量使用非碱性骨料, 使每立方米混凝土拌合物的含碱总量不大于3kg, 避免混凝土由于碱集料反应而导致膨胀开裂。此外, 选用可耐高温的掺合料, 以避免高强度混凝土爆裂。
2.2 混凝土搅拌和运输时的控制措施。施
工工艺技术对高强泵送混凝土的影响:首先是搅拌。搅拌的目的除了使混凝土达到均匀混合之外, 还要达到使其强化、塑化的作用。本工程采用强制式搅拌机二次投料工艺拌合。二次投料法是先拌合砂浆, 再投入粗骨料, 制成混凝土混合料。
在泵机操作中应注意以下几点:
2.2.1 在混凝土泵送过程中, 宜保持送料的连续性, 尽量避免送料中断。
若遇混凝土供应不及时, 那么应放慢泵送速度。在泵送过程中受料斗内应保持充盈, 以防止吸入空气。若吸入空气, 应立即转泵, 将混凝土吸回料斗内, 等去除空气后再转为正常泵送。
2.2.2 在混凝土正常泵送过程中, 应设法让输送管内的混凝土拌合物处于均匀分布的运动状态。
另外, 混凝土泵使用完毕后, 应及时清洗, 输送管也应清洗干净, 以防混凝土残留在管道中影响下一次混凝土输送。
2.2.3 由于需要泵送454m高的混凝土, 在
此过程中可能会发生管道堵塞, 从而引起混凝土离析而损害到混凝土的特性, 因此必须保证泵送混凝土具有足够的压力。特选择2台由三一重工生产的HBT90CH-2122D型混凝土输送泵。这种输送泵具有超过20MPa的压力, 能够通过特制的泵管将混凝土以每小时30m3的速度送至接近480m的高空, 完全能够满足本工程的混凝土施工需要。
2.2.4 值得注意的是混凝土在拌和之后, 由
于运输时间较长, 坍落度损失较大, 且易出现混凝土拌合物离析或分层现象, 此时决不允许添加任何拌和水, 以免降低混凝土的强度。而应采用二次添加外加剂的方法, 即在搅拌站先掺入70%的用量, 到运送至施工现场后再添加30% (实际操作时后添加的量应由预先试验确定) , 以减少坍落度损失, 同时最大限度地降低水灰比。此时应对混凝土拌合物进行二次搅拌, 将后添加的外加剂掺入混凝土搅拌运输车中, 然后快速运转, 搅拌均匀后, 经测定坍落度符合要求后方可投入使用。
2.2.5 再则, 混凝土运至浇筑地点时的温度, 最高不宜超过35℃, 最低不宜低于5℃。
混凝土运至卸料地点时, 还应检测其稠度。所测稠度值应符合设计和施工要求。其允许偏差值为±30mm。
2.2.6 由于混凝土的和易性随运输时间的
延长而降低, 所以应尽量缩短运输时的延续时间, 保证混凝土在初凝前浇筑完毕。
2.3 混凝土浇筑与振捣的控制措施。
2.3.1 底板大体积混凝土采用斜面式分层
浇捣, 利用自然流淌形成斜坡, 由远到近自下而上逐层沿混凝土的流淌方向连续浇筑。通过减小浇筑层的厚度和采用合理的浇筑顺序, 来加快混凝土在凝结初期的水泥水化热的散失, 从而降低混凝土的中心温度。浇筑完成的混凝土应尽可能晚拆模, 且拆模后的混凝土表面温度不应在短时间内下降15℃以上。
2.3.2 钢管混凝土采用高位抛落无振捣法浇筑。
高位抛落无振捣法是利用混凝土下落时自身所产生的动能来达到振实混凝土的目的。但由于管内混凝土的浇灌质量无法直观检查, 故施工时要严密组织施工, 明确岗位责任制, 增强操作人员的责任心, 以此避免混凝土裂缝的产生。
每次浇筑混凝土前 (包括施工缝) , 应先浇筑一层厚度为10~20cm的与浇筑混凝土强度等级相同的水泥砂浆, 以免因自由下落的混凝土粗骨料产生的弹跳现象使得施工缝处的混凝土在浇筑后出现裂缝、蜂窝及麻面等缺陷。
2.3.3 核心筒混凝土采用“分层浇筑, 循序前进, 一次到顶”的方法浇筑。
每次浇筑混凝土前 (包括施工缝) , 也应先浇筑一层厚度为10~20cm的与浇筑混凝土强度等级相同的水泥砂浆。
为预防早期塑性裂缝的产生, 可采用二次振捣和表面修整的方法。二次振捣的时间在头次振捣后0.5h左右, 即混凝土尚处于塑性状态时。再根据振捣环境条件的不同应控制及时把握二次振捣的时机;此方法可以提高混凝土的浇筑密度, 尽量多的消除结构构件四周的水泡和缩水裂缝。浇筑后通过及时排除表面积水, 加强早期养护, 加强混凝土的浇灌振捣, 可达到提高混凝土密实度和提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量的效果。
2.4 混凝土的养护控制措施。
在混凝土浇筑之后, 应采取长时间的养护, 规定合理的拆模时间, 延缓降温的时间和速度, 从而充分发挥混凝土的“应力松弛效应”;加强对混凝土的测温和温度监测与管理, 实行信息化控制, 随时对混凝土内的温度变化进行控制。使其内外温差控制在25℃以内, 基面温差和基底面温差均控制在20℃以内。同时调整保温及养护措施, 使混凝土的温度梯度和湿度不致过大, 以有效的控制结构裂缝的出现;另外在基础完成后还应及时回填土, 以避免其侧面长期暴露。
摘要:结合实际工程, 提出几项钢筋混凝土裂缝的控制措施, 并对大体积混凝土的浇筑质量控制进行阐述。
混凝土裂缝的预防与处理 篇9
1.1 塑性收缩裂缝
混凝土塑性收缩裂缝不仅会影响混凝土构件的外观质量, 更重要的是会造成混凝土防水性能下降、钢筋容易锈蚀等不良后果, 影响混凝土结构的使用年限。塑性收缩是混凝土浇筑后、终凝前仍处于塑性状态时, 因表面水份蒸发失水引起毛细管压力而产生的表面收缩;在高风速、低湿度、高气温和高混凝土温度等情况下, 水份蒸发更快, 表面更容易产生塑性收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现, 裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一, 互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上, 较短的裂缝一般长20~30cm, 较长的裂缝可达2~3m, 宽1~5mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状, 深度一般3~10cm。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施: (1) 严格控制混凝土单位用水量及水灰比, 在满足泵送和浇筑要求时, 尽可能减少坍落度;掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料, 可改善施工性能, 减少沉陷; (2) 混凝土搅拌时间要适当, 时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷; (3) 混凝土应分层浇筑、振捣密实, 振捣时间以10~15s/次为宜, 在混凝土浇筑1~1.5h后, 混凝土尚未凝结之前, 对混凝土进行二次振捣, 表面要压实抹光; (4) 在浇筑混凝土前, 对模板进行预湿, 混凝土浇筑成型后, 采取措施, 有利于降低混凝土表面的温度, 如覆盖塑料薄膜等, 防止因水分急剧蒸发而形成内外硬化不均和异常收缩引起的裂缝。
1.2 沉降收缩裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致, 或者因为模板刚度不足模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致特别是在冬季, 模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降, 致使混凝土结构产生裂缝。不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝, 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30~45°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, 裂缝宽度受温度变化影响较小, 因荷载大小而异, 且与不均匀沉降值成比例。裂缝宽度0.3~0.4mm, 受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后, 沉陷裂缝也基本趋于稳定。
主要预防措施: (1) 对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固; (2) 避免直接在松软土或填土上制作预制构件, 或经压夯实处理后作预制场地; (3) 模板应支撑牢固, 保证有足够强度和刚度, 并使地基受力均匀。拆模时间不能过早, 应按规定执行; (4) 构件制作场地周围应作好排水措施, 并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。
1.3 温度裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生变形;若变形遭到约束, 则在结构内部将产生应力;应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度混凝土裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。其产生的原因有:一是由于温差较大引起的, 混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热, 由于混凝士的体积较大, 大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发, 内部温度不断上升, 使混凝土表面和内部温差加大, 混凝土内部膨胀高于外部, 此时混凝土表面将受到很大的拉应力, 而混凝土的早期抗拉强度很低, 因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大, 离开表面就很快减弱, 因此裂缝只在接近表面的范围内发生, 表面层以下结构仍保持完整;二是由结构温差较大, 受到外界的约束引起的, 当大体积混凝土浇筑在约束地基上时, 又没有采取特殊措施降低, 放松或取消约束, 或根本无法消除约束, 易发生深进, 直至贯穿的温度裂缝。温度混凝土裂缝区别于其它混凝土裂缝最主要特征是:混凝土裂缝会随温度的变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要因素有: (1) 年平均温差引起的均匀温差; (2) 日照引起的梯度温差; (3) 水化热。
主要预防措施: (1) 采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土, 掺混合料加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量; (2) 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度; (3) 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热; (4) 在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温; (5) 规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度; (6) 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。
1.4 干缩裂缝及预防
干缩变形对混凝土危害很较大, 它可导致混凝土表面产生很高的拉应力而产生开裂不仅降低其结构承载能力与安全性, 而且严重降低混凝土的抗渗、抗冻、抗腐蚀等耐久性能。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或在混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩, 且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响, 表面水分损失过快, 变形较大, 内部湿度变化较小变形也小, 较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束, 产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低, 水泥浆体干缩越大, 干缩裂缝越易产生。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥用量、细度及品种、集料的质量、施工质量等有关。
主要预防措施: (1) 采用矿渣水泥比采用普通水泥的收缩大, 采用高标号水泥由于颗粒较细, 混凝土收缩也较大, 水泥用量多或水灰比大者收缩量也较大; (2) 当混凝土中的水泥用量不变时, 混凝土的干缩率将随着水灰比的增大而增加。混凝土单位用水量的多少, 也是影响其干缩率的重要因素, 一般用水量每增加1%, 干缩率增大2~3%; (3) 混凝土用集料的弹性模量较大时, 则其干缩率较小。混凝土采用吸水率较大的集料时, 其干缩率就较大。集料的含泥量较多时, 也会增大混凝土的干缩性; (4) 利用可靠的成型密实工艺和长期稳定的保湿养护, 可推迟混凝土干缩变形的发生和发展, 但对混凝土的最终干缩率无显著影响。采用湿热处理养护的混凝土, 可减小混凝土的干缩率。
1.5 化学反应引起的裂缝及预防
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。水泥中的强碱与集料中的活性二氧化硅发生化学反应, 并在集料表现生成复杂的碱—硅酸凝胶, 这种凝胶吸水后会产生很大的体积膨胀, 从而导致混凝土产生胀裂破坏。混凝土的碱集料反应进行缓慢, 有一定的潜伏期, 通常要若干年之后才出现, 其破坏作用一旦发生便难以阻止, 因此应以预防为主。
主要预防措施: (1) 选用含碱量小于0.6%的水泥, 或在水泥中掺加能抑制碱集料反应的混合材料; (2) 适当掺入引气型外加剂缓冲膨胀破坏力; (3) 控制集料质量由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄, 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀锈蚀的钢筋体积膨胀导致混凝土胀裂此种类型的裂缝多为纵向裂缝, 沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有: (1) 保证钢筋保护层的厚度; (2) 混凝土级配要良好; (3) 混凝土浇注要振捣密实; (4) 钢筋表层涂刷防腐涂料。
2 裂缝处理
我国《混凝土结构设计规范》规定了钢筋混凝土构件裂缝宽度允许值, 目前裂缝常用的治理方法有以下几种:
(1) 表面修补法。适用于裂缝宽度小于0.2mm的对承载能力无影响的表面及深进裂缝, 以及大面积细裂缝防渗漏水的处理;
(2) 压力灌浆法。压力灌浆法系用压浆泵将胶结料压入裂缝中, 由于其凝结、硬化而起到补缝作用, 以恢复结构的整体性。一般对宽度大于0.5mm的裂缝, 可采用水泥灌浆;宽度小于0.5mm的裂缝, 或较大的温度收缩裂缝, 宜采用化学灌浆;
(3) 结构加固法。适应于对整体性、承载能力有较大影响的深进及贯穿性裂缝的固处理。裂缝宽度一般在1~3mm之间。一般方法有: (1) 加设钢筋混凝土围套; (2) 加钢套箍; (3) 设置预应力拉杆。
(4) 综合加固补强法。对宽度大于3mm的裂缝往往有构造上的缺陷, 此时已不能单纯的使用那一种修补方法。一般多并用构造上的强加固方法。
3 结语
混凝土产生裂缝的机率较多, 稍有差错将会造成无法估量的损失。为了降低经济损失, 所以要减少和控制裂缝的出现。
摘要:裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象, 它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力, 影响建筑物的使用功能, 而且会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低材料的耐久性, 影响建筑物的承载能力。本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析, 并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。
关键词:混凝土裂缝,防治措施,裂缝处理
参考文献
[1]刑振贤.土木工程材料[M].郑州:郑州大学出版社, 2006.
[2]邓永旗.吴全成.混凝土裂缝的预防与处理[J].河南建材, 2010, (5) .
混凝土裂缝的预防与处理 篇10
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题, 硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝, 正是由于这些初始缺陷的存在, 才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝, 对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后, 微裂缝就会不断的扩展和连通, 最终形成肉眼可见的宏观裂缝, 也就是混凝土工程中常说的裂缝。
混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的, 由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀, 降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力, 影响建筑物的外观、使用寿命, 严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明, 在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的, 但在一定范围内是安全的。钢筋混凝土规范也明确规定:有些结构在所处的不同条件下, 允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生, 使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度, 尤其要避免有害裂缝的出现, 从而确保工程质量。
混凝土裂缝产生的原因很多, 有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待, 根据实际情况解决问题。
二、混凝土工程中常见裂缝及预防
㈠干缩裂缝及预防
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩, 且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响, 表面水分损失过快, 变形较大, 内部湿度变化较小而变形较小, 较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束, 产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低, 水泥浆体干缩越大, 干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝, 宽度多在0.05~0.2毫米之间, 大体积混凝土中平面部位多见, 较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性, 引起钢筋的锈蚀, 影响混凝土的耐久性, 在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥, 一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥, 降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大, 水灰比越大, 干缩越大, 因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用, 同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比, 混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护, 并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间, 并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
㈡塑性收缩裂缝及预防
塑性收缩是指混凝土在凝结之前, 表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现, 裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一, 互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30厘米, 较长的裂缝可达2~3米, 宽1~5毫米。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小, 或者混凝土刚刚终凝而强度很小时, 受高温或较大风力的影响, 混凝土表面失水过快, 造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩, 而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩, 因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比, 掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性, 减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前, 将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等, 保持混凝土终凝前表面湿润, 或者在混凝土表面喷洒养护剂进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施, 及时养护。
㈢沉陷裂缝及预防
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软, 或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足, 模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致, 特别是在冬季, 模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降, 致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝, 其走向与沉陷情况有关, 一般沿与地面垂直或呈30°~45°方向发展, 裂缝宽度往往与沉降量成正比关系, 较大的沉陷裂缝往往有一定的错位。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后, 沉陷裂缝也基本趋于稳定。
主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度, 且支撑牢固, 并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早, 且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
㈣温度裂缝及预防
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后, 在硬化过程中, 水泥水化产生大量的水化热, (当水泥用量在350~550千克/立方米, 每立方米混凝土将释放出17500~27500千焦的热量, 从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高) 。由于混凝土的体积较大, 大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发, 导致内部温度急剧上升, 而混凝土表面散热较快, 就会形成内外较大温差, 较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同, 使混凝土表面产生一定的拉应力 (实践证明, 当混凝土本身温差达到25~26℃时, 混凝土内便会产生10兆帕左右的拉应力) 。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时, 混凝土表面就会产生裂缝, 这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中, 当温差变化较大, 或者是混凝土受到寒潮的袭击时, 会导致混凝土表面温度急剧下降, 而产生收缩, 表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束, 将产生很大的拉应力而产生裂缝, 这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
温度裂缝的走向通常无一定规律, 大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构, 裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行, 裂缝沿着长边分段出现, 中间较密。裂缝宽度大小不一, 受温度变化影响较为明显, 冬季较宽, 夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细, 而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
主要预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥, 如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量, 将水泥用量尽量控制在450千克/立方米以下。三是降低水灰比, 一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配, 掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量, 降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺, 在传统的“三冷技术”基础上采用“二次风冷”新工艺, 降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂, 改善混凝土拌合物的流动性、保水性, 降低水化热, 推迟热峰的出现时间。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升, 降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关, 混凝土结构尺寸越大, 温度应力越大, 因此要合理安排施工工序, 分层、分块浇筑, 以利于散热, 减小约束。九是在大体积混凝土内部设置冷却管道, 通冷水或者冷气冷却, 减小混凝土的内外温差。十是加强混凝土温度的监控, 及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是减小约束, 浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5毫米左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三是加强混凝土养护, 混凝土浇筑后, 及时用湿润的草帘、麻片等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节, 混凝土表面应设置保温措施, 以防止寒潮袭击。十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。
㈤化学反应引起的裂缝及预防
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的因化学反应引起的裂缝。
混凝土拌和后会产生一些碱性离子, 这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大, 造成混凝土酥松、膨胀开裂, 这种裂缝一旦出现很难补救, 因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。
由于混凝土浇筑、振捣不良或者钢筋保护层较薄, 有害物质会进入混凝土使钢筋产生锈蚀, 锈蚀的钢筋体积膨胀, 导致混凝土胀裂, 此种类型的裂缝多为纵向裂缝, 沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇筑要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。
三、裂缝处理
裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度, 还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况要区别对待、及时处理, 以保证建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要有:表面修补法, 灌浆、嵌逢封堵法, 结构加固法, 混凝土置换法, 电化学防护法以及仿生自愈合法。
㈠表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法, 主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
㈡灌浆、嵌逢封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补, 它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中, 胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体, 从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法, 它通常是沿裂缝凿槽, 在槽中嵌填塑性或刚性止水材料, 以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
㈢结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时, 就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的方法主要有:加大混凝土结构的截面面积, 在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
㈣混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是先将损坏的混凝土剔除, 然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或聚合物改性混凝土或砂浆。
㈤电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用, 改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态, 钝化钢筋, 以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用的三种方法。这种方法的优点是受环境因素的影响较小, 适用钢筋、混凝土的长期防腐, 既可用于已裂结构也可用于新建结构。
㈥仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法, 它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质, 而使创伤部位得到愈合的机能, 在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分 (如含黏结剂的液芯纤维或胶囊) , 在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统, 当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
四、结论
建筑混凝土裂缝成因分析与处理 篇11
关键词 建筑 混凝土裂缝 成因 控制处理
混凝土相较于其他建筑材料具有众多优点,在土木、水利、交通等建筑工程中被广泛使用。当前,混凝土结构已成为现代建筑工程中不可缺少的重要组成结构,是直接影响建筑工程整体质量的关键因素。混凝土裂缝的出现会影响到混凝土结构的耐久性和安全性,也会带来建筑物外观损坏问题。由于材料特性等原因,裂缝的出现是不可避免的。因此,我们必须科学地对待混凝土裂缝问题,对混凝土裂缝进行详细的分析研究,以得出裂缝形成原因,并及时采取有效的防治及解决措施,将混凝土裂缝的危害降至最低。
一、建筑混凝土裂缝分类
混凝土裂缝在施工阶段是一种常见现象,大部分都是由温差、材料、收缩变形和外部荷载所引起的,只能通过预防和治理减少损失,而无法避免。因其形成因素繁多,裂缝种类也多种多样,现从三个方面对其分类:
根据裂缝的深度可将混凝土裂缝分为:表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝;根据裂缝开度的变化可将混凝土裂缝分为:死裂缝、活裂缝和增长裂缝;根据裂缝产生的原因可将混凝土裂缝分为:干缩裂缝、温度裂缝、钢筋锈蚀裂缝、碱骨料反应裂缝、超载裂缝和地基不均匀沉降裂缝。
二、建筑混凝土裂缝成因与控制处理
建筑工程中混凝土裂缝的形成因素繁多,主要是由于具有一定收缩性的混凝土本身在硬化固定成型之前,便极易形成一些细小的孔隙或裂缝,再加上施工过程中环境恶劣等因素,造成温差、湿度、荷载等,从而增加了混凝土裂缝形成概率。因此,我们必须制定详细正确的施工方案,采取合理预防手段,在注意易开裂部位、混凝土材料选择、配比及拌合的基础上,注重配筋率、工程建设养护条件和合理施工操作,避免出现如振捣不均、漏振、过振等问题,以保证施工质量,最大程度地防止裂缝的产生。
1、收缩裂缝
收缩是混凝土的主要特性之一,收缩裂缝主要是由硬化塑性之前,混凝土在水泥的水化热和外部气温作用下,因内外散热条件差异形成温度梯度,使水分蒸发与浆体收缩产生应力和混凝土抗拉强度形成反差所致。收缩裂缝大体包括干燥收缩裂缝、温差收缩裂缝和塑性收缩裂缝几种,分别是由表面失水、温度相对降低和环境材料造成的。
对于以上几种收缩裂缝,我们可以采取一定的防治措施:第一,在混凝土中加入一定量的高效减水剂、泵送剂等,并振捣密实;第二,加入促凝剂,注意早期养护,并进行二次抹压;第三;增加粗骨料(最好以石灰岩为粗骨料)用量,降低水泥用量;第四,抹光后最好及时使用塑料薄膜或潮湿草垫覆盖,并设置挡风设施。
2、温度裂缝
通常情况下,北方早春和秋冬时节建筑中发生的混凝土裂缝多为温度裂缝,其主要是由于在短时间内,季节气温变化较大或者混凝土内外存在较大温差而形成的。当温度变化过大或过快时,混凝土由于热胀冷缩性质的影响,其内部及表面都会发生一定程度的形变,当所产生的附加应力大于混凝土本身的抗拉能力时,就会形成裂缝。
防止温度裂缝的产生,需要从降低温差着手:第一,材料上应尽量减少水泥的使用量或添加高效减水剂;第二,要注意合理安排施工顺序,并不断改进施工工艺及结构约束条件;第三,有关温度应力的计算一定要准确,并依此设计相应构造;第四,混凝土施工完成后,要注意养护措施,做到表面保温,延缓表面散热。
3、沉陷裂缝
沉陷裂缝多为贯穿性裂缝,是由建筑工程的地基或各部分不均匀沉降所导致的,方向由沉陷方向决定,以八字形和倒八字形为主。建筑物地基被雨水长期浸泡是建筑物混凝土产生沉降裂缝的主要原因,此外,模板刚度不足、配筋间距过大、拆膜时间过早等也会引起沉陷裂缝,严重影响到建筑物结构的耐久性、安全性及外在美观。
防治沉陷裂缝产生的控制措施有:第一,在建筑设计时,注意地基的均匀承载力和层次及新老建筑链接沉降缝;第二,施工时要注意施工工序,并选择足够强度、刚度的模板;第三,施工前选择持力良好的地质施工,施工后要注意避免地基长期被雨水浸泡。
4、其他裂缝
除上述经常出现的混凝土裂缝种类之外,施工过程及使用过程中还会出现其他各种形式的裂缝,例如施工裂缝和腐蚀裂缝。
施工裂缝是由施工过程中使用构件强度不够或施工操作不当所引起的,例如侧向配筋少或选择错误吊点会引起吊装工程裂缝;拆模或提升模板不当则极易导致混凝土拉裂情况的产生;张拉不当导致混凝土构件强度不足开裂。这类裂缝通常通过严格执行施工规范条例即可避免。
腐蚀裂缝是由于混凝土结构长期处于腐蚀性环境条件下导致的,以混凝土自身腐蚀和钢筋锈蚀为主,形成主要原因是混凝土振捣不够密实。做好表面及钢筋防腐处理,并及时修补裂缝,便能够有效控制此类裂缝产生。
三、结语
总而言之,混凝土裂缝由于材料本身性质和施工操作等问题经常在建筑施工中出现,严重时会影响到混凝土结构的强度及性能,甚至会影响到整个建筑工程的质量及安全。因此,建筑工程设计者及施工人员必须充分了解建筑材料性能、施工注意事项、混凝土裂缝成因及相应的防治措施,同时,结合在建筑施工时的实际情况,采取有效措施,预防为主,补救为辅,及时有效地控制混凝土裂缝的出现频率及进一步扩大。
参考文献:
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[2]廖正欢,陈健伟.建筑工程混凝土裂缝的成因及控制探析[J].建筑科学,2011(29):80.
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[4]施可夫.混凝土裂缝成因预防措施及处理方法[J].福建建材,2013:12-13.
混凝土裂缝的预防与处理 篇12
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题, 硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝, 正是由于这些初始缺陷的存在使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝, 对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但在混凝土受到荷载、温差等作用之后, 微裂缝就会不断扩展和连通, 最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝, 即混凝土工程中常说的裂缝。
2 混凝土工程中常见裂缝的预防
2.1 干缩裂缝预防
预防措施:一是选用收缩量较小的水泥, 一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥, 降低水泥的用量;二是在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用, 同时掺加合适的减水剂;三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比;四是加强混凝土的早期养护, 并适当延长混凝土的养护时间, 冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间, 并涂刷养护剂养护;五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
2.2 塑性收缩裂缝预防
预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;二是严格控制水灰比, 掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性, 减少水泥及水的用量;三是浇筑混凝土之前, 将基层和模板浇水均匀湿透;四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等, 保持混凝土终凝前表面湿润, 或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施, 及时养护。
2.3 沉陷裂缝预防
预防措施:一是对松软土和填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固;二是保证模板有足够的强度和刚度, 且支撑牢固, 并使地基受力均匀;三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡;四是模板拆除的时间不能太早, 且要注意拆模的先后次序;五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
2.4 温度裂缝预防
预防措施:一是尽量选用低热或中热水泥;二是减少水泥用量, 将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下;三是降低水灰比, 一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;四是改善骨料级配, 掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量, 降低水化热;五是改善混凝土的搅拌加工工艺, 在传统的“三冷技术”基础上采用“二次风冷”新工艺, 降低混凝土的浇筑温度;六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂, 改善混凝土拌合物的流动性、保水性, 降低水化热, 推迟热峰的出现时间;七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升, 降低浇筑混凝土的温度;八是要合理安排施工工序, 分层、分块浇筑, 以利于散热, 减小约束;九是在大体积混凝土内部设置冷却管道, 通冷水或者冷气冷却, 减小混凝土的内外温差;十是加强混凝土温度的监控, 及时采取冷却、保护措施;十一是预留温度收缩缝;十二是减小约束, 浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷;十三是加强混凝土养护, 混凝土浇筑后, 及时用湿润的草帘、麻片等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 保证混凝土表面缓慢冷却, 在寒冷季节, 混凝土表面应设置保温措施, 以防止寒潮袭击;十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。
2.5 化学反应引起的裂缝预防
混凝土拌和后会产生一些碱性离子, 这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大, 造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间, 一旦出现很难补救, 因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料;二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。
由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄, 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀, 锈蚀的钢筋体积膨胀, 导致混凝土胀裂, 此种类型的裂缝多为纵向裂缝, 沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有:一是保证钢筋保护层的厚度;二是混凝土级配要良好;三是混凝土浇注要振捣密实;四是钢筋表层涂刷防腐涂料。
3 裂缝处理
3.1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法, 它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
3.2 灌浆、嵌缝封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补, 它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中, 胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体, 从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法, 它通常是沿裂缝凿槽, 在槽中嵌填塑性或刚性止水材料, 以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3.3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时, 就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积, 在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
3.4 混凝土置换法
该方法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是先将损坏的混凝土剔除, 然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
3.5 电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用, 改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态, 钝化钢筋, 以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是受环境因素的影响较小, 适用钢筋、混凝土的长期防腐, 既可用于已裂结构也可用于新建结构。
3.6 仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法, 它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质, 使创伤部位得到愈合的机能, 在混凝土传统组分中加入某些特殊组分, 在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统, 当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维使裂缝重新愈合。
摘要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难以解决的工程实际问题, 因此, 对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行探讨分析, 针对具体情况找出一些预防和处理措施, 对提高施工人员解决该问题的能力, 进一步保证工程质量有十分重要的意义。
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