综合抗裂技术（共7篇）
综合抗裂技术 篇1
在我国高速公路的施工中, 半刚性基层沥青路面施工经常被运用到, 半刚性基层沥青路面不仅能够很好的满足荷载与运行的需求, 同时在路面性能、防滑水平、路面摩擦与驾驶保护上也比其他类型路面更有优势, 但由于受到外在自然因素与荷载的影响, 在一定周期后路面会出现裂缝等问题, 为提高半刚性基层沥青路面的抗裂性, 笔者结合工作经验对综合抗裂技术的应用及效果进行了研究。
1 半刚性基层沥青路面连续施工原理及综合抗裂技术类型
1.1 半刚性基层沥青路面连续施工原理
半刚性基层沥青路面连续施工工艺见图1。
和传统施工工艺相比, 连续施工中将抗裂缝剂加入到了基层混合料中, 这大大改善了半刚性材料力学性能, 同时也可延长基层混合料的凝结时间, 在碾压施工结束之后要立即进行面层的施工, 等到基层混合料终凝之前要进行沥青面层的施工铺筑。沥青面层骨料经过振动与碾压, 会嵌入到初凝的基层当中, 通过这种基层和面层之间的嵌锁, 接触的表面也有效的交错, 这大大增加了层间的摩阻力, 因此可免去浇洒透层油, 以及一周的洒水养护。连续施工不仅使施工工期大幅度的减少, 同时也降低了施工成本, 让传统路面施工中存在的污染等问题得到有效的解决。
1.2 综合抗裂技术类型
1) 沥青面层抗裂技术。一是加大沥青层面厚度。半刚性基层沥青路面裂缝的产生与沥青层太薄有关, 以至于无法满足车辆荷载与抗压要求, 沥青层厚度要合理, 让面层的应力得到科学的分布, 让沥青层面的性能得到提升, 并让底层应力大大减少, 让沥青层爆裂压力得到有效的缓解。工程实践中发现, 沥青面层厚度达到20 cm时, 路面产生的裂缝会大大地减少, 但是此项措施将加大资金的投入。二是利用相应的技术提高路面的抗裂性能, 主要采取的措施包括材料的选用与配比、材料加工等, 可归纳为以下几个方面:使用改性沥青提高混合材料的韧性;对沥青材料配比进行改进优化, 选用科学的配比级别提高沥青层面的综合抗裂性能;利用加筋原理, 适当的加入添加剂。
2) 基层抗裂技术。一是利用低剂量骨架嵌挤水稳碎石。为了提高路面的抗干缩与抗温缩能力, 需要对传统水稳碎石降低水泥用量, 水泥用量减少后, 水稳碎石不良化学反应也将得到更好的控制, 同时也更有利于对材料降温、水分含量的控制。将水稳碎石设计为骨架并嵌入到结构当中, 能够让骨料之间的摩擦力大大减少, 进而补充因水泥用量减少造成的强度下降与模量的消耗。二是采用柔性基层, 由于柔性基层有着强大的柔性和变形力, 因此对应力有着有效的消散作用, 同时对应力集中问题起到缓解作用。但是现阶段实际进行的柔性基层施工还比较少, 这主要还受到工程资金投入与路面标高的影响。
此外, 还有界面层抗裂技术。主要包括应力吸收层铺设、玻璃纤维格栅铺设与土工织物铺设。应力吸收层能够改善应力集中问题, 并且资金投入不高, 具有良好的抗裂性能。玻璃纤维格栅具有良好的耐腐蚀、抗压, 耐高温能力, 可与沥青材料进行很好的融合, 是半刚性基层沥青路面施工的一项重要技术, 铺设后本层面的沥青底部拉应力明显缓解, 进而减少裂缝的产生。土工织物则能够与多种材料很好融合, 具有良好的耐撕性、延展性, 可缓解应力集中问题, 并且具有良好的保温隔热性能, 可减少基础温度剧烈变化和水平移位。
2 半刚性基层沥青路面连续施工路段应用分析
2.1 工程概况
本路段全长107.41 km, 双向六车道, 路基宽度为33.5 m, 路面合同段3个, L1合同段里程47.48 km, 主线路路面结构具体为:1) 厚级配碎石底基层, 层厚20 cm+水泥稳定碎石下基层, 层厚35cm+中粒式沥青混凝土下面层, 层厚6 cm+中粒式沥青混凝土上面层, 层厚5 cm。2) 对填土高度不足2.5 m的填方、挖方路段采用碎石垫层, 碎石为15 cm的未过筛材料。3) 桥面铺装结构层则采用的是中粒式沥青混凝土下面层, 层厚6 cm+中粒式沥青混凝土上面层, 层厚5 cm。4) 互通的立交桥匝道、服务区、停车区等路面均采用水泥混凝土铺筑。
沥青混凝土使用量共计30.8万m3, 级配碎石底基层与垫层使用47.0万m3, 水泥稳定碎石基层使用53万m3, 水泥混凝土路面使用9.6万m3。
选择桩号K60+000~K60+300为试验路段, 对试验路段分为两段进行施工对比, 路面结构相同, 对K60+000~K60+100段采用沥青路面传统施工工艺施工, K60+100~K60+300段采用水泥稳定碎石基层材料拌和添加6%道路抗裂缝剂, 实施基层+面层连续施工工艺。
2.2 连续施工工艺
1) 水泥稳定碎石基层材料拌和。a.控制水量:在高温环境下作业, 早晨、夜晚和中午的含水量有较大的区别, 施工人员必须引起注意并对温度的变化进行及时调整。b.控制水泥含量:在施工中要对水泥含量按照实验配比进行控制, 在施工中每日都是用EDTA滴定法对水泥含量进行测定, 并进行合理的调整, 确保满足施工要求。c.在拌和站现场建立起检测组, 一旦发现水泥含量发生变化, 需要立即通报给拌和控制室, 对水泥与水用量进行调整。d.对混合料拌和均匀。
2) 基层混合料运输及摊铺。按照实验路、拌和站距离连续用料供应。采用摊铺机进行摊铺, 根据工程经验与实验室结果确定松浦系数, 摊铺至3 m~6 m时检测标高与横向坡度, 当发现检测结果存在异常, 不符合施工要求时, 需要即刻调整相应的横坡、平板高度, 直到符合要求。在摊铺的进行中要确保一直是直线进行的, 摊铺速度要缓慢, 且均匀不断。
3) 基层混合料的碾压施工。碾压方式依次为静压、小振、大振、小振、静压, 相应的碾压次数为1遍、1遍、2遍、1遍、1遍。通过碾压施工后, 要检查压实度。碾压段落必须要保证有分明的层次, 并设置好分界标志。碾压的过程当中, 轮宽要保持50%的重叠, 均匀碾压。碾压施工中为了避免水泥初凝时间造成的影响, 水泥拌和、碾压都需要在初凝时间内完成, 并严格落实压实度, 满足施工要求, 轮迹也要避免明显。压实度须在碾压过程中快速的检测, 将基层压实度保持在94%以上。
4) 沥青面层的摊铺和碾压。在实施沥青面层的摊铺施工之前, 要将熨平板预热充分, 减少熨平板和混合料之间的温度差异, 避免发生冷粘现象, 防止出现裂纹、拉钩。预热时间设置为30 min左右, 保证温度在135℃以上。当外界温度比较低时可适当延长预热时间, 面层摊铺要连续, 保证均匀。
沥青面层施工碾压分为初压、复压、终压3个阶段, 第一阶段为稳压阶段, 混合料温度应保证不小于165℃。第二阶段为实压阶段, 碾压需要达到规定压实度, 复压温度应不小于130℃, 初压完成后紧接着实施复压, 采用振动压路机与轮胎压路机组合碾压, 碾压次数根据试验段铺筑的碾压遍数来确定, 通常应在8遍以上。第三阶段为终压, 目的在于消除面层缺陷, 保证面层平整度良好。采用胶轮碾压机对钢轮碾压机碾压产生的裂缝进行收面处理, 碾压在较高温度下进行, 结束时温度也要保持在110℃以上。
3 施工路段检测
施工结束后在第3天, 第5天, 第7天分别钻芯取样检测基层含水量、压实度、平整度、构造深度等性能指标, 判断是否满足相关规范要求。1) 基层含水量检测:连续施工各个桩号基层含水量变化并不十分明显, 均在最佳含水量上下, 浮动范围不超过1%, 检测发现第7天含水量达到最佳, 有良好养护环境。而传统施工路段在基层摊铺后进行7 d的洒水养护, 出现基层材料湿度的变化, 路表水分蒸发迅速, 在较大收缩应力下路面容易出现收缩裂缝。通过连续施工, 在基层摊铺后立即摊铺沥青面层, 有效地隔开了基层与外部环境, 这大大减少了外界环境变化造成的基层水分变化, 减少基层干缩裂缝发生。2) 压实度检测:经检测, 基层碾压压实度达到94%~96%再进行面层摊铺碾压, 使得基层压实度达到98%以上, 达到规范要求, 这表明基层连续施工具有可行性。3) 基层与面层粘结强度:层间抗剪强度达到0.81 MPa, 比常规施工层间抗剪强度增加39.7%, 表明连续施工可明显提高层间抗剪强度, 避免裂缝产生。4) 拉拔试验强度达到0.06 MPa。连续施工技术属于新兴施工方法, 相较于传统施工方法可显著提高道路的结构质量, 防止裂缝的产生, 缩短工期, 减少施工成本, 可获得显著的经济效益。
参考文献
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灌浆加固材料的抗裂技术及应用 篇2
加大截面加固法和外包钢加固法是既有建筑修缮加固的常用方法。加大截面法和外包钢法的加固截面很小,给加固施工带来了很大困难,灌浆材料具有流动性大、无收缩、早强及高强等特点[1,2],可适用于薄壁结构的免振捣加固施工。但灌浆材料在加固工程中的应用目前尚未形成成熟的施工工艺和质量控制方法,实际使用中,若加固用灌浆材料选用或使用不当、采取施工方法不合理,灌浆加固材料很可能会出现开裂,从而影响工程质量。灌浆加固施工后出现开裂的原因比较复杂,主要可归结为两方面:一方面是灌浆材料快速水化产生的水化热引起的温度应力造成加固体开裂;另一方面是灌浆加固材料干燥收缩引起的裂缝。前者以贯穿缝居多,后者以表面裂缝为主[3]。研究表明,在水泥混凝土材料中加入粉煤灰、矿粉等掺合料,可降低混凝土的早期强度、降低水化热引起的温度应力,减少干燥收缩,从而改善水泥混凝土的抗裂性能[4,5,6]。此外,加强对灌浆加固材料早期的养护也是避免其早期出现开裂的有效措施。
基于以上原因,本文对既有建筑加固中薄壁结构灌浆加固材料的抗裂性能及其影响因素开展研究,以期通过优化提高灌浆加固材料的抗裂性能,确保加固结构的安全性。
1 原材料及试验方法
1.1 原材料
灌浆材料:Sika214灌浆材料,水∶粉剂=0.15∶1,灌浆材料的性能见表1。
骨料:粒径5~10mm小石子。
粉煤灰采用华能某电厂Ⅱ级灰,45μm筛余9.8%,需水量比101%;矿粉采用上海某新型建材公司S95矿粉,比表面积430m2/kg,28d活性指数101%。掺合料的化学成分见表2。
纤维:12mm杜拉纤维。
1.2 试验方法及试验设计
水化热委托武汉某仪器设备有限公司进行测试,采用仪器为PTS-12S数字式水泥水化热测量系统进行,测试方法参照GB/T 12959—2008《水泥水化热测定方法》,分别测试纯灌浆材料以及掺加15%、20%粉煤灰、20%矿粉的灌浆材料的水化热。
竖向膨胀率测试方法参照GB 50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》附录的相关规定,分别测试纯灌浆材料及掺加15%粉煤灰、15%矿粉的灌浆材料的竖向膨胀率。
%
灌浆加固材料干燥收缩测试及早期抗裂性能测试参照GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行,试验配合比及强度见表3。
2 试验结果与讨论
2.1 水化热
水泥水化热是混凝土及其它水泥基材料早期温度应力的主要来源。温度应力是目前预拌混凝土或其它水泥基材料早期开裂的一个重要因素。R.Springenschmid[7]认为,混凝土的2/3应力来自于温度变化,1/3来自干缩和湿胀。掺加矿物掺合料是降低水泥水化热的最有效措施之一。表4列出了掺合料在不同水化时间的放热总量,其中掺10%和20%粉煤灰的试样在24h的放热量分别为基准试样的94.4%和75.3%,72h分别为基准试样的87.6%和81.7%;掺加20%矿粉后,灌浆材料的水化热有所降低,胶凝材料24h和72h的水化热分别为基准试样的98.7%和92.2%。
因而,掺入粉煤灰可明显减少灌浆材料的放热量并降低早期的水化放热速率,且掺量越大,灌浆材料早期水化热降低越明显,由此可以有效降低灌浆加固材料施工产生的内外温差,这对防止灌浆加固材料因温度应力引起的开裂是十分有利的。
2.2 体积稳定性
2.2.1 竖向膨胀
图1给出了掺加粉煤灰和矿粉的灌浆材料竖向膨胀率的变化规律。从图1可以看出,灌浆材料加水后在塑性阶段出现明显膨胀,在3h时出现峰值,在此之后浆体出现较明显的收缩。掺加粉煤灰和矿粉后,灌浆材料膨胀出现滞后现象,从图中可以看到,掺加15%矿粉后,5~7h浆体膨胀出现峰值,此后浆体出现收缩,24h后竖向膨胀率基本与基准组持平。掺加15%粉煤灰后,浆体的竖向膨胀率远大于基准组和掺矿粉的灌浆材料的膨胀率,浆体在前28h内出现持续膨胀,之后膨胀率趋于稳定。
图1说明纯灌浆材料有一个明显的膨胀峰,即浆体出现先膨胀后收缩,两者未同步进行,掺加粉煤灰和矿渣粉后,由于掺合料的稀释作用,灌浆材料的水化反应有所延缓,膨胀出现滞后现象,其中掺加粉煤灰后,竖向膨胀率达到0.123%,这与试验中采用的粉煤灰所含Ca O含量较高有关,但仍满足GB/T 50448—2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中对竖向膨胀率的要求[8],浆体在塑性阶段以及早期产生一定的膨胀有助于提高灌浆材料浇筑的密实度,膨胀所产生的附加应力对于减小或消除浆体收缩引起的应力也是有利的。
2.2.2 干燥收缩
测试了掺加掺合料和骨料的灌浆加固材料的干燥收缩,见图2。需要指出的是,此处干燥收缩值是指试件在标养3d后测得的收缩值。
从图2可以看出,掺加15%矿粉的灌浆加固材料干燥收缩值略小于基准组,干燥收缩发展基本与基准组同步,60d的干燥收缩趋于稳定,试验结果与文献[9]基本一致。掺加粉煤灰后干燥收缩显著降低,且随着粉煤灰掺量增加干燥收缩减小,当粉煤灰掺量为15%时,其90d干缩率仅为基准组的1/3。这是由于粉煤灰参与水化反应的速度和程度远低于水泥,其火山灰活性需要水泥的水化产物才能激发,在早期粉煤灰对体系的水化抑制作用非常明显,从而也抑制了混凝土的干缩[10]。
因此,粉煤灰的掺入,有抑制胶凝材料浆体早期收缩的作用,并降低大体量构件的水化热。同时,随着粉煤灰掺量的增大,抑制收缩的效果也会更加明显,胶凝材料体系的开裂敏感性明显降低。
2.3 早期抗裂性能
2.3.1 试验室平板法试验
参照GB/T 50082—2009,测试掺加粉煤灰和矿渣粉的早期抗裂性,但从灌浆加固材料的早期抗裂性试验来看,除基准组灌浆加固材料表面有细微裂纹外(开裂面积为4.6mm2/m2),掺加粉煤灰和矿粉的试件都没有出现开裂现象,即开裂面积为0,这与浆体在塑性阶段的膨胀有关,在受约束状态下,加固材料的塑性膨胀可抵消或部分抵消其早期的化学和干燥收缩,使得浆体内部没有因收缩产生足够的应力而开裂。并且由于该测试方法中试验材料用量较少,热量不能在加固材料中聚集形成温差,因而并不适用于温差引起的材料开裂试验。当灌浆加固材料用于大面积施工或构造柱加固时,墙面或柱是否可能会开裂依旧存在疑虑。
2.3.2 现场模拟试验
在前期研究的基础上,现场采用六组配比浇筑了结构柱墙面作了进一步比较试验,表5列出了其中两组结构柱灌浆加固材料配比,设计强度等级为C40,试样柱截面370mm×500mm,高度3.0m,内配主筋8Ø16,箍筋Ø10@100-200,现场试验灌浆加固材料性能见表6。
kg/m3
由表6可知,灌浆加固材料的施工性能良好,坍落度均达到270mm,扩展度都在600mm以上,可用于薄壁结构的免振捣加固施工。从力学性能来看,没有掺加粉煤灰的灌浆加固材料早期强度很高,1d强度可达到29.4MPa,但3d以后强度增长较慢,说明其水化反应主要发生在早期;而掺加粉煤灰后早期强度明显降低,1d强度为19.5MPa,且后期强度持续增长,28d强度可赶上未掺粉煤灰的灌浆加固材料。
为考察灌浆加固材料早期水化放热情况,采用测温仪测试现浇柱子不同部位的温度变化情况,测温点布置如下:在柱子高度1.5m,距表面20mm、185mm及350mm处,布置上表面、上中和上里3个点;在柱子高度0.5m处,距表面20mm、185mm处,布置下表面、下中2个点。图3给出了不同配比灌浆加固材料在不同部位测温点的温度变化规律。表7列出了采用不同配比灌浆加固材料柱子的温度峰值及测点间的最大温差。
从图3可以看出,试验柱在同一截面里中外的温差并不大,而上下截面的温差较大。采用纯灌浆材料加石子作加固材料的柱子内部最高温度及最大温差明显高于掺粉煤灰的灌浆加固材料,构造柱内部最高温度一般出现在浇筑后17~20h。从表7可知,Z-1最高温度达到了58.7℃,最大温差达到了14.7℃,当灌浆加固材料竖向温差较大时,有可能在竖向产生较大的温度拉应力,造成柱子在水平方向出现环状开裂。掺加粉煤灰后,Z-2内部最高温度为50.8℃,最大温差为7.2℃,从而可降低构造柱中的应力,有效防止温差引起的裂缝。
从现场试验结果来看,采用基准配比Z-1的柱和板,出现了开裂现象,而采用优化设计配比Z-2的柱和板均没有出现开裂现象,如图4所示。
黄士元教授[11]从混凝土早期的力学性能分析了早期裂缝的成因。他认为对受约束的混凝土,其开裂条件为:ε=Rp/E>SL,式中:ε为混凝土的应变;Rp为混凝土的抗拉强度;E为混凝土的弹性模量;SL为混凝土的极限应变。即当混凝土所产生的应变大于它的极限应变SL时,混凝土就产生开裂。其认为表征混凝土的开裂参数不是收缩值,而是极限抗拉应变值。
混凝土是一种弹塑黏性体。拌合物成型的最初几小时,还没有形成凝聚结构,此时主要表现为黏塑性;随着水泥水化,塑性减小,弹性增大。成型后4h至8h,弹性模量E从10~102MPa迅速增大到104~105MPa,增加了3个数量级,而在此期间抗压和抗拉强度以正常的速率增长。因此,极限拉应变由2h的4.0×10-3急剧下降,6~8h降到最低值0.04×10-3左右,即极限应变减小到原来的1/100[12]。
目前,市售灌浆材料对早期强度有较高要求,其组成中含有较多早强组分,强度发展较快,若按24h抗压强度达到30MPa、抗拉强度为3.0MPa测算,弹性模量按3.0×104MPa计算,此时极限应变值为10×10-5,灌浆加固材料的热膨胀系数为1.0×10-5/℃,由此可知,当灌浆材料内外温差超过10℃时,就会出现开裂。掺加粉煤灰后,灌浆加固材料最早期强度有明显降低,但其弹性模量的降低幅度更大,按此推论,掺粉煤灰的灌浆加固材料的极限应变值应大于10×10-5,若灌浆加固材料的热膨胀系数还是按1.0×10-5/℃测算,则当灌浆材料内外温差小于10℃时,掺加粉煤灰的灌浆加固材料不会开裂。根据表7,对现场灌浆结构柱温度进行监测,不掺掺合料的灌浆加固材料17.5h时内外温差最大,为14.7℃;掺加15%粉煤灰后,20h时内外温差最大,为7.2℃。从现场加固构件的开裂状况来看,与之前的推论是吻合的。
综上,灌浆加固材料中宜掺加粉煤灰,这样不但可以降低加固材料早期的水化热,防止构造柱因温度应力造成开裂,同时也可以降低加固材料早期的强度及中后期的干燥收缩,可降低其用于墙面加固时因收缩出现开裂的风险;而对灌浆加固材料早期进行保温、保湿养护,可进一步降低构造柱和墙面因温度应力和干燥收缩产生裂纹的风险。
3结论
(1)掺入粉煤灰可明显减小灌浆材料早期的水化放热速率,且掺量越大胶凝材料体系早期水化热降低的效果越明显,掺入矿粉后水化热有所降低,但并不显著。
(2)掺加粉煤灰和矿粉后,灌浆材料的竖向膨胀出现滞后现象,在本文试验条件下,掺加粉煤灰的灌浆材料竖向膨胀率明显大于纯灌浆材料或掺加矿粉的灌浆材料。掺加矿粉后,灌浆加固材料的干燥收缩率有所降低,而掺加粉煤灰后,干燥收缩率大幅降低。
(3)现场试验表明,掺加粉煤灰后,灌浆加固材料的水化放热峰值和最大温差明显降低,早期强度也显著降低;通过优化设计,现场灌浆加固材料的抗裂性能明显改善。
参考文献
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框架结构填充墙抹灰抗裂技术应用 篇3
近几年来采用框架结构的建筑物越来越多, 框架结构被广泛应用于住宅、商业、办公等领域。框架结构具有开间大, 室内空间布置灵活, 外形灵活多变的特点;而填充墙是框架结构必不可少的围护结构, 起着满足使用功能, 美化、保护建筑物主体结构和完善使用功能的作用。
框架结构填充墙近几年来多采用加气混凝土砌块或陶粒混凝土空心砌块, 由于各种因素的影响填充墙抹灰存在着这样或那样的质量通病。其中填充墙抹灰的开裂和空鼓, 给建筑物参建各方及业主造成了不同程度的损失和影响。为了更好地解决这一质量通病, 本文就此问题进行研究和探讨。
2 框架结构填充墙 (轻骨料混凝土空心砌块墙体) 抹灰开裂原因分析
2.1 抹灰用材料
轻骨料混凝土空心砌块 (其中陶粒混凝土和加气混凝土砌块应用极为广泛) 本身具有高收缩性, 砌块成形后贮存时间太短, 砌块收缩未完成立即用于砌筑, 砌块自身收缩形成裂缝。
抹灰砂浆与砌筑砂浆品种不同, 收缩不一致引起抹灰层开裂 (如水泥砂浆与混合砂浆, 水泥砂浆与石膏砂浆等情况) , 粘结不牢引起空鼓开裂。
砂采用细砂或砂的级配不合理, 砂中含泥量超标引起抹灰层表面爆灰开裂。
抹灰水泥品种及强度等级选用不当, 使用了收缩率大的矿渣水泥或火山灰水泥或使用的普通硅酸盐水泥强度过高引起开裂;抹灰时选用石灰熟化不充分;选用的石膏砂浆硬化快, 操作难度大, 不易控制, 留下质量隐患, 造成抹灰层空鼓开裂。
钢板网防锈层不合格、网格布耐碱性差, 时间稍长因锈蚀、腐蚀造成断裂引起抹灰层开裂、空鼓;加强网设置位置、固定措施不合理起不到加强作用反而引起抹灰层开裂。
抹灰材料 (水泥砂浆、石膏砂浆、混合砂浆等) 均为脆性材料, 受材料本身特性限制及温度影响, 抹灰层表面形成龟裂。
界面剂选用不合理, 掺加量过多、过少、涂刷不均匀无法形成有效粘结力, 反而形成隔离层引起抹灰层空鼓开裂。
2.2 机械、机具
砂浆搅拌机械老化, 砂浆搅拌不均匀, 存在干性粉料, 抹灰后养护期间吸水收缩引起抹灰层开裂;水平垂直运输机械运转不正常, 砂浆运至施工地点后已经失去活性或已经开始硬化, 强行抹灰造成隐患引起开裂空鼓。
2.3 人员
操作人员质量意识差, 操作未按技术交底操作;管理人员检查不到位, 留下质量隐患造成抹灰层开裂。
2.4 环境
环境温度高, 气候干燥, 养护不及时, 造成开裂;雨季施工未保护, 抹灰层终凝前受雨水冲刷表面强度降低;冬施期间抹灰层未保温、未采取防冻措施, 抹灰层受冻害造成开裂;终凝前和养护期间被大风直吹, 形成风裂;抹灰层受到碰撞晃动引起开裂。
2.5 施工工艺
填充墙砌筑:填充墙砌筑速度快, 每日砌筑高度超过规范规定, 墙体沉降没有完全完成, 即进行抹灰, 因墙体沉降引起裂缝;拉墙筋规格数量间距设置不合理, 未通长设置, 墙拉筋与主体连接不牢固;板带、构造柱等构造措施设置不合理, 墙体刚度不足;墙体顶部未顶紧斜砌或顶部混凝土不密实;砌筑砂浆不饱满等均会对抹灰层造成影响, 引起不同部位不同程度的抹灰层开裂。
抹灰基层:现阶段混凝土表面很光滑, 未进行毛化处理或毛化处理不当;基层抹灰前未湿润, 未将油污、养护液、浮尘等杂物清理干净, 未随刷结合层随抹灰;不同基体交接处及施工临时间断甩槎处未采取加强措施, 加强措施设置不合理;冲筋打点与抹灰层接触处处理不当;墙体孔洞未提前堵塞密实;基层与抹灰层强度相差较大等均会造成抹灰层开裂。
抹灰工艺:未分层或分层抹灰时分层太厚, 抹灰厚度超过35 mm未加钉钢板网加强;未用木抹子抹压密实, 平整;水泥砂浆配合比控制不当, 抹灰层强度与基层强度相差太大;抹灰临时间断甩槎处处置不合理;未随刷水泥胶浆或结合层随抹灰;养护时间把握不当;压光时撒素水泥面收光等均会造成抹灰层开裂。
3 框架结构填充墙 (轻骨料混凝土空心砌块墙体) 抹灰抗裂技术措施
3.1 开裂主要原因汇总
开裂主要原因汇总 (如图1) 。
3.2 抹灰开裂防治措施
3.2.1 人员
执行“样板引路”制度, 用实物对工人及管理人员进行交底, 明确操作工艺、流程、注意事项及验收标准, 强化技术交底和技术培训, 使相关人员掌握各项要求;加强从搅拌、基层处理到抹灰养护的全过程检查, 发现问题及时改正、返工。
3.2.2 机械
对搅拌机、龙门架等机械加强验收与维护保养, 确保搅拌均匀合格的抹灰材料及时运至施工作业面。
3.2.3 环境
雨季施工及时养护避免快干, 失水并在终凝前防止雨水冲刷;大风天对新抹灰面采取挡风措施, 避免形成风裂;抹灰层加强成品保护, 避免碰撞, 晃动及后凿等破坏性活动。
3.2.4 材料
(1) 砌块成型后储存至少28 d后方可用于砌筑; (2) 砌筑砂浆与抹灰砂浆采用同种材料; (3) 水泥砂浆采用强度等级32.5的普通硅酸盐水泥, 水泥砂浆配合比∶底灰1∶3、面灰1∶2.5 (体积比) , 砂采取中砂 (最好过水冲洗) , 泥量、泥块含量均不宜超过3%, 必须过筛, 并将风化砂粒、泥块等清除; (4) 钢板网网丝宽面不小于1.4 mm, 网眼直径不大于15 mm, 网眼形状宜采用菱形网, 钢板网网丝对折10次不应断折;网格布采用耐碱玻纤网格布;纤维采用环保型纤维 (如杜拉纤维) , 耐碱性好。
3.2.5 施工工艺
填充墙:墙体砌筑 (包括顶部斜砌顶紧) 至少7 d后方可进行抹灰层施工;墙体拉墙筋不低于2根Φ8 (每200厚填充墙) 间距400 mm, 且沿墙体通长设置;构造板带每1400 mm～1600 mm设置一道, 厚度宜为100 mm, 配筋2根Φ10 (每200厚墙体) , 板带采用细石C20混凝土振捣密实;构造柱每4 m一道, 且与主体牢固连接, 柱240 mm宽, 与墙体同厚, C20混凝土振捣密实, 配筋为4根Φ14, 箍筋Φ6@200 mm, 柱端加密箍筋间距100 mm;过梁梁端深入墙体不少于250 mm或按设计要求;墙拉筋、板带钢筋、构造柱钢筋必须与预埋在主体结构中的预埋件牢固固定。
基层:清理油污、浮尘、养护液 (清除用火碱溶液) 、残余砂浆等杂物, 抹灰前刷水润湿, 用水泥素浆 (或掺加界面剂的水泥浆) 随刷随抹 (抹灰前水泥浆未干) ;钢板网固定混凝土面采用射钉垫1 mm厚的铁板块的方法固定, 填充墙用水泥钢钉钉于砌块灰缝中, 钢板网绷紧钉牢铺平;钢板网覆盖不同基面均不少于100 mm、基面冲刷后检查发现抹灰厚度大于35 mm处, 提前埋设固定 (用混凝土) Φ10钢筋, 以备分层挂钢板网;预埋管线应在抹灰前在管线处砌体表面加钉钢板网。
抹灰:分层抹压密实平整, 分层厚度5 mm～7 mm;底灰搓毛 (搓毛需用力呈圆形揉搓抹灰面) , 面灰搓毛压光。抹灰临时间断处 (间断超过2 h) 加耐碱玻纤网格布加强, 网格布嵌固于抹灰层中, 间断处底灰与面灰错开至少100 mm;在阴阳角处及截面变化处罩面灰中嵌固耐碱玻纤网格布加强;在窗台两边过梁两端应力集中处加设玻纤网格布;为减少温度裂缝在砂浆中掺加耐碱纤维 (工程实践应用中杜拉纤维应用效果较好) ;压光时间掌握:分两遍压光, 头遍压光在稍显抹纹不下陷时进行, 二遍压光在不显抹纹但可以压出浆时进行。压光采用原浆压光, 不得在抹灰层表面刮素灰压光。
养护:在分层抹灰任一层抹灰完成后8 h (夏季) 或终凝后2 h开始喷水养护;喷水采用喷头, 不应直对抹灰面喷水, 向高处喷水使水下落后润湿抹灰面;养护保持抹灰面呈湿润状态为准, 养护时间不少于7 d。
墙面剔凿及开洞:剔凿与开洞尽量在砌体阶段完成, 如确需在抹灰后开洞、剔凿, 应先在抹灰面上准确弹出洞口线槽位置, 用云石机沿线开槽后, 沿槽用扁平凿子和小锤轻轻剔凿, 避免震动其他抹灰层造成空鼓裂缝;剔凿后对周围抹灰层进行检查有无空鼓开裂, 随时处理。
构造简图, 见图2、图3、图4、图5。
4 应用效果分析
北京市回龙观龙泽苑综合楼工程 (建筑面积10479m2) 及北京市育荣实验学校教学楼工程 (建筑面积10672 m2) 均为框架结构陶粒混凝土空心砌块填充墙水泥砂浆抹灰。
抹灰完成后经综合测算, 北京市回龙观龙泽苑综合楼工程未采取本文所述的技术措施 (除规范要求必须加设的钢板网外) , 抹灰空鼓和开裂占总抹灰面积的5%, 因空鼓开裂返工引起的费用增加为2.40元/m2 (包括直接费、返工费) ;北京市育荣实验学校教学楼工程填充墙抹灰采取了本文所述的技术措施后, 抹灰空鼓和开裂占总抹灰面积的0.5%, 因空鼓开裂返工引起的费用增加为0.24元/m2 (包括直接费、返工费) , 采取技术措施增加费为1.6元/m2, 合计费用为1.84元/m2。
综合“3.1”与“3.2”所述, 采取技术措施后, 填充墙抹灰可节约2.4-1.84=0.56元/m2, 北京市育荣实验学校教学楼工程抹灰总面积为30692 m2, 则共可节约0.56×30692=17187.52元, 取得了良好的经济效益和社会效益。
5 结语
填充墙的收缩与变形是填充墙抹灰层的空鼓开裂重要影响因素, 新型低收缩低膨胀砌块应成为今后填充墙砌块的发展方向。
开发低成本高效能的弹性抹灰材料及罩面材料应具有良好的市场前景。
浅谈地下室抗裂防渗技术措施 篇4
关键词：地下室,裂缝,抗裂,防渗
1. 概述
钢筋混凝土结构是当今地下室工程采用的主要结构形式。由于混凝土在浇筑及成型硬化过程中受外界环境、施工方法、人员素质、机械性能、材料质量等因素影响较大, 施工过程中任一环节出现偏差, 均容易出现裂缝、蜂窝、麻面及露筋等质量问题, 特别是混凝土的裂缝问题, 一直是建筑工程最常见也是遭投诉最多的质量问题。由于混凝土裂缝往往会伴随着产生和加速渗漏, 从而锈蚀钢筋, 缩短结构使用寿命。特别是地下室等地下工程渗漏一直是个棘手的质量问题, 因为一旦出现裂缝产生渗漏, 往往比地上工程更难以采取补救措施, 即使进行了处理, 效果也可能不如人意, 所以要本着以预防为主, 时时处处把提高质量意识放在首位。在工作实践中吸取教训, 从预防措施和处理方法中找到经验。尤为重要的是要严格把好混凝土施工的各道工序关, 做到事前预防、事中有效控制, 尽可能的避免和减少混凝土裂缝的产生, 以确保工程质量。本文从漳州市香格里拉——观园二期地下室工程的施工实践中所采取的一些防止产生结构裂缝和渗漏的技术措施与管理方法作些介绍。
2. 工程概况
本工程位于福建省漳州市市区南昌路中段, 紧邻市区内河浦头港, 常年地下水位高, 施工场地狭小。该工程地下结构均为一层, 总建筑面积12586.5m2, 上部结构为5栋12层至19层住宅楼工程, 总建筑面积为60134.76m2, 桩基采用PHC-500-125A高强预应力管桩, 主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构, 箱形基础, 地下室基础、底板及顶板混凝土设计强度等级为C30、抗渗等级P6, 框架柱与剪力墙混凝土设计强度等级为C40、抗渗等级P6, 防水采用xy-01水泥基渗透结晶型防水涂料, 地下室结构采用超长无缝设计, 40米以内设置后浇带, 后浇带宽800 mm, 混凝土内掺加8%的FS抗裂膨胀剂, 后浇带混凝土内掺加12%的FS抗裂膨胀剂, 底板厚度为300mm, 顶板厚度为250mm, 剪力墙厚度为300mm。
3. 裂缝及渗漏产生原因
从宏观的角度出发, 裂缝产生的主要原因为材料的质量、设计、施工及竣工后不合理使用等, 而渗漏的产生一般是由混凝土裂缝或混凝土浇捣不密实造成。通常施工中产生裂缝及渗漏的直接原因一般有以下几种原因:
3.1 结构设计不合理而引起的裂缝
荷载及温度应力是引起构件裂缝的主要原因, 在荷载效应弯矩、剪力、扭矩、拉力及其组合作用下, 各类受力构件均容易产生开裂。但是往往在结构设计过程中, 由于遗漏某些荷载或实际使用过程中与设计的荷载有出入, 都会使混凝土结构产生裂缝, 特别是温度应力的计算比较复杂, 首先, 混凝土内外侧受温度变化的影响是不均匀的, 其次, 一年四季温度变化是一个漫长的波动的过程, 因此设计计算不能完全表示结构的真实受力。而且对于基础的不均匀沉降, 结构设计时一般都没有考虑, 但是实际上它对混凝土结构带来的危害是很大的。由于不均匀沉降, 混凝土结构内部产生很大的内应力, 而且一边受拉, 所以就会导致裂缝的产生。
3.2 施工方法
3.2.1 在混凝土运输及浇捣过
程中, 不按操作规程及施工组织设计要求施工, 工人操作随意性大, 经常造成施工缝留置随意, 混凝土浇捣不密实, 在振捣底板及顶板混凝土时经常认为不用插入式振动器, 只采用平板振动器就能把混凝土振捣密实, 但是, 平板振动器有效作用厚度一般在150mm左右, 而地下室混凝土构件厚度均比较厚, 虽然混凝土表面看似密实, 但由于混凝土下部未振捣这样就容易形成混凝土浇捣不密实。或者工人虽采用插入式振动器, 但振动器插入点间距过大或漏振, 从而导致部分混凝土浇捣不密实, 降低混凝土强度等级。
3.2.2 在施工过程中, 经常存
在施工人员随意踩踏钢筋, 造成钢筋凌乱, 位置不正确及下沉, 或者没有做好钢筋的保护工作, 致使钢筋受力有效高度减少, 从而影响结构受力性能, 产生结构性裂缝。
3.2.3 混凝土是由各种材料按
一定比例经搅拌机拌制而成, 混凝土质量与搅拌机的机械性能有密切的关系, 混凝土经常因搅拌不均匀产生离析现象, 降低混凝土强度。还有因选用振捣机械不符合实际要求而导致混凝土浇捣不密实等现象。
3.2.4 混凝土在运输及浇捣
成形初期, 由于石子、沙等比重较大的物质会因受重力影响自然向下移动, 同时促使水等比重小的物质向上运动, 施工中还经常因振捣时间过长, 加剧材料间相对运动, 产生离析现象, 影响混凝土强度, 同时容易产生收缩龟裂。
3.2.5 后浇带留置未做保护措
施, 施工中水及垃圾土头掉入量大, 在清理后浇带时浪费大量的人力物力, 又不一定清理得干, 给工程抗裂防渗留下隐患。
3.2.6 剪力墙模板安装加固采
用的穿墙钢筋未设置止水环, 或虽设置止水环, 但由于在混凝土未达到一定强度就进行拆模等, 造成止水环松动。这样就容易产生由于混凝土与穿墙钢筋发生松动产生渗水。
3.3 气候环境影响
由于混凝土浇捣一般均处于室外环境中, 受浇捣时温度及风雨影响较大。漳州地区冬暖夏热, 又属多雨地区。夏季温度变化对混凝土质量影响较大, 由于夏季白天温度经常达到400℃左右, 昼夜温差又大, 混凝土中水分蒸发快, 容易因水分减少而降低混凝土强度。另外, 下雨天浇捣混凝土容易因混凝土中水泥等胶结材料流失, 也会造成混凝土强度降低, 从而产生裂缝及渗漏问题。
3.4 材料质量
普通混凝土一般由水、水泥、沙、石子组成, 由于组成材料的质量导致混凝土强度降低经常发生, 如沙子过细, 其细度模数小于2.5, 或含泥量超过2%;石子级配不均匀, 含泥量超过1%;采用含有害物质的水;所采用水泥水化热较大、含碱量高或者安定性差等。
4. 采用的抗裂防渗措施与方法
针对以上容易产生裂缝及渗漏的原因, 结合以往工程经验, 工程技术部组织了参与本工程施工的有关技术人员进行研究与探讨, 提出以下防止措施:
(1) 为防止混凝土在运输及浇捣成型过程中产生石子、沙等比重较大的物质下沉, 水分等比重较轻的物质上浮, 产生离析现象, 在征得设计同意情况下, 采用在混凝土拌制时, 在掺加FS抗裂剂基础上每立方混凝土中加入约0.9kg的聚丙烯纤维, 以限制混凝土中比重大的材料下沉, 避免产生离析现象。同时, 由于聚丙烯纤维亲水性好, 具有耐碱性、耐水性, 其抗拉强度高, 延伸能力强, 有较好的抗拉变形能力, 在混凝土内能均匀分布, 保证混凝土凝固后密度均匀, 可明显提高混凝土抗拉及抗折强度, 从而产生显著的阻裂效应, 抑制混凝土硬化过程中产生收缩龟裂, 有效的抵抗温度变形和外力引起的裂缝, 防止和延缓因裂缝造成的渗漏对钢筋的锈蚀。
(2) 本工程为抗伸缩设计采用后浇带, 但以往工程施工中后浇带内钢筋通常是未断开的, 这样对已浇捣完的两侧混凝土具有一定的约束力。为此, 本工程在征得设计同意情况下, 后浇带部位钢筋在绑扎安装时先断开搭接, 在浇捣后浇带时再进行焊接。
(3) 在施工缝留设位置是混凝土浇捣质量比较薄弱的地方, 特别是在地下室底板与剪力墙交接的地方, 由于反口处混凝土经常出现浇捣不密实, 在本工程施工中要求在交接部位混凝土浇筑时, 先浇筑至反口底部, 待底部混凝土开始初凝时再浇捣剪力墙反口部分300mm高的混凝土, 反口混凝土浇捣后及时清理止水带卫生, 在安装剪力墙模板前及时进行止水带除锈工作, 剔除交接部位松动不密实部分混凝土并清洗干净。
(4) 在每次混凝土浇捣前, 提前通知混凝土搅拌站备足质量好的石子、沙, 要求采用粒径为5-20CM、含泥量不得大于1%的碎石;采用细度模数大于2.5、含泥量量小于2%的中粗河沙;采用水化热较低、含碱量较低、收缩小的普通水泥Po42.5;采用不含有害物质的洁净水;严格控制外加剂的掺加量, 做好原材料的试验试配工作, 对安定性不合格的水泥严禁使用, 避免因使用不合格材料, 降低混凝土强度, 或混凝土硬化时散发出的大量热量导致混凝土开裂。同时在保证混凝土强度等级及和易性前提下, 尽量减小水灰比, 防止因水分过多蒸发导致混凝土内部孔隙增多, 降低混凝土的抗渗能力。
(5) 要求现场及搅拌站机修人员提前做好机械检修工作, 防止出现故障导致施工缝留置位置不符合要求。
(6) 在安装地下室剪力墙外围模板采用穿墙钢筋要设置密封良好的止水环, 地下室混凝土浇捣完凝固后不要急以拆除墙体模板, 要加强剪力墙混凝土浇水养护, 待混凝土强度达到设计强度70%以后方可拆除模板, 拆模板时尽量不要用力过猛, 防止穿墙钢筋松动。
(7) 在每次混凝土浇捣前, 对现场管理人员及混凝土浇捣工人, 特别是振捣混凝土操作人员进行班前技术交底, 要求在现场行走中注意不得踩踏钢筋, 同时要求现场管理人员及护筋人员做好钢筋的保护工作, 垫好马凳筋, 同时在混凝土入模前调整好钢筋的位置, 确保钢筋的有效高度。
(8) 混凝土振捣时, 要求现场旁站管理人员密切注意操作人员操作, 及时提醒工人按要求施工, 振动器插入点间距要均匀并小于30CM, 插入式振动器插入时间不宜过长, 防止骨料加速下沉表面产生浮浆, 从而避免混凝土结构出现裂缝。如果浇筑过程中发现有骨料偏少或表面浮浆, 应及时加入经冲洗干净的与设计配合比砼级配的石子后再重新振捣。
(9) 在混凝土终凝后应及时进行浇水养护, 本工程在浇捣混凝土过程中适逢8、9月份, 正值炎热多雨季节, 在每次混凝土浇捣完后终凝时采用带孔塑料薄膜保护, 并派专人浇水进行养护7天, 防止水分过量蒸发导致混凝土强度下降。
(10) 地下室底板及顶板混凝土浇捣后, 顶板在后浇带两侧采用砖砌挡水, 阴角部分采用1:1水泥砂浆做成R=50mm弧角, 以防止施工中产生的污水流入后浇带, 同时采用塑料薄膜及九合板临时封盖, 防止建筑垃圾掉入后浇带内, 便于浇筑后浇带混凝土前清理后浇带卫生。在浇捣后浇带时, 将后浇带两侧混凝土松动部分剔除, 剪力墙后浇带在地下室外墙外侧适当加宽加厚并增设双向钢筋网Φ6@100。
5. 结束语
由于本工程从施工准备到施工过程中进行严格控制, 采取一系列技术措施和方法, 提高参建人员质量意识, 严格按照施工组织设计及强制性标准进行施工, 加强对职工培训教育及班前技术交底工作。同时定期组织有关技术人员及班组长进行讨论, 增强技术人员与工人间的交流, 提高整体协同意识, 大大提高工程抗裂防渗效果, 本工程于2006年5月开工, 于2006年12月地下室顶板混凝土全部浇筑完成, 至今已有一年多, 尚未发现有结构裂缝及渗水现象, 取得很好的经济效益和社会效益。
参考文献
【1】黄建军赵俊德等。浅谈商品混凝土裂缝的控制。山西建筑2002, 28 (8) .-116-117
【2】曹国雄孙晋峰。混凝土结构不同时期裂缝产生原因分析及预防。混凝土.1998, (5) .-43-48
【3】 (德) F.莱昂哈特。钢筋混凝土结构裂缝与变形的验算。水利电力出版社
综合抗裂技术 篇5
1 水利施工中大体积混凝土结构裂缝的成因
1.1 混凝土自身的因素影响
混凝土材料是由水泥、水、砂石、外加剂等按照一定的比例配合,经过搅拌处理形成的复合型材料,在这一过程中,如果配比设计不合理、会导致混凝土材料的各项力学性能难以达到满足要求,此外混凝土混合料在搅拌过程中搅拌不均匀、掺水量过多,都会导致混凝土施工过程中出现收缩性裂缝。综上分析可知自身因素导致混凝土产生裂缝的原因主要是:(1)混凝土配置过程中各项材料的配比与设计要求不相符,难以达到施工要求,从而导致的裂缝。(2)水泥的收缩量的大小与要求不相符,不同的施工项目,对于混凝土的收缩率要求不同,当实际收缩量与设计不相符时,极容易产生质量问题。(3)在配制混凝土的过程中水灰比设置是否合理。(4)材料配比设计之后,搅拌过程中是否在要求的时间和温度下进行搅拌工序。上述因素都会影响混凝土质量,当混凝土质量无法达到设计要求时,混凝土内部的水分蒸发较快,产生较大的收缩应力,最终导致导致混凝土表面产生收缩裂缝。
1.2 外界因素的影响
影响混凝土施工质量的外界因素包括收缩、温度、后期养护等,以下针对这三方面因素对混凝土质量的影响分别阐述。(1)收缩的影响。在配制混凝土的过程中,需要掺入适量的水,在一次成型浇筑过程中,混凝土的水分不断蒸发,带走了大部分热量,混凝土收缩强度加大,产生较大的收缩应力,当收缩应力大于混凝土的承受能力时产生裂缝[2]。一般情况下,混凝土能够承受这种收缩力,实际施工过程中,由于温度差的存在,致使收缩应力相叠加,从而使得混凝土的实际承重力加大,导致混凝土产生裂缝。(2)温度的影响。温度是混凝土产生裂缝的直接原因。浇筑混凝土施工工序时,由于水泥水化热导致混凝土外部和内部之间存在温度差,当温度差较大时,会导致混凝土表面出现裂缝。此外水利施工大体积混凝土结构通常采用一次成型浇筑,由于混凝土体积较大,内部水泥水化热量大量聚集,难以及时向外散发释放,导致混凝土内部温度远大于外部温度,根据热胀冷缩的原理可知水泥会发生膨胀或者收缩,混凝土表面出现裂缝。(3)后期养护的影响。后期养护措施采用不当也是混凝土表面产生裂缝的另一原因。为了保证混凝土质量在浇筑工序完成12h内,为了避免热量的大量散失,需要在混凝土土体表面加上覆盖层,并保湿养护,如果未采取这些措施,尤其是在温度较高的夏季,凝土内部的水分被迅速蒸发掉,从而混凝土表面产生裂缝。
2 水利施工中大体积混凝土的抗裂技术
2.1 温差裂缝治理技术
温差裂缝是导致混凝土结构产生裂缝的主要原因,所以加强温差裂缝的防治技术具有十分重要的意义。此处温差是指混凝土结构内部和外界温度的差值,差值较大主要是由于各项材料的配比设计不合理造成的,所以在实际施工过程中要做好相关质量和控制工作。
2.1.1 混凝土浇筑速度和浇筑厚度的质量控制
水利施工中大体积的混凝土浇筑施工施工方案主要斜面封层、分段分层、全面分层三种[3]。选用不同的浇筑方式,混凝土的强度要求也不尽相同。例如采用全面分层法,对于混凝土强度要求最大。选择浇筑方式时,根据施工结构物的尺寸,混凝土的供应能力,混凝土的捣实情况确定。当前水利施工过程中,斜面分层浇筑法使用较为广泛。
2.1.2 混凝土密实度的控制
控制混凝土密实度主要是为了保证混凝土的质量,避免因温度差异出现裂缝。在浇筑混凝土过程中,需要将混凝土捣实。混凝土灌注入模后,要将混凝土铺满整个模板,并多次振捣。以排出其内部的水分和空气,从而满足密实度的要求。
2.1.3 混凝土的初始温度控制
控制初始温度,防止在拌合过程中混凝土用温度过高,导致混凝土成型后内部温度较高,从而混凝土内外温差过大而产生裂缝。在混凝土浇筑时,做好混凝土拌合物和出料口的温度控制工作,在夏季温度较高,尤其要做好混凝土的降温工作,一般采用冷水喷淋、水利工程坝体内埋设冷水管,风冷骨料等措施。
2.1.4 混凝土拆模时间的控制
混凝土成型后,在条件允许下,为提升混凝土强度,拆模时间越晚越好。拆模之后还需要进行混凝土表面的温度控制工作,一般情况下表面温度控制在15℃左右。
2.2 收缩裂缝治理技术
2.2.1 水泥质量的控制措施
为了保证水利施工的施工质量,一般选择塑性和强度优良,发热量低的混凝土,对于特殊施工环境还需要使用特质水泥,水化速率,收缩体积、水化热、土体强度等作为混凝土性能的判断指标,要跟据施工要求控制在合理范围内,在水泥进入施工现场之前做好质量检测工作。
2.2.2 水泥用量的控制
控制水泥用量以防止收缩裂缝的产生。水灰比的配制要按照标准进行配比,此外还要在满足混凝土流动性的条件下,做好水分控制工作。其具体使用量可以参照表1进行。
2.2.3 砂石骨料质量控制
砂石骨料是混凝土的主要成分之一,骨料选择过程中,要选择膨胀系数较小、弹模低,表面清洁的骨料。并将砂石骨料汇中的石灰粉用量控制在16%左右。
2.2.4 掺和料和外加剂
在混凝土中添加适量的掺和料和外加剂以提高混凝土强度,掺和料一般要求在粉煤灰的含硫量、含碱量、含水量较低。混凝土中掺入粉煤灰可大大提高混凝土的抗渗性、耐久性,可有效防止收缩裂缝的产生。混凝土搅拌过程中添加适量的引气剂或者减水剂,可以在混凝土经过硬化后仍具有较高的抗裂性能和耐久性。
3 结束语
水利工程施工过程中,由于混凝土自身因素和外界环境的影响会导致大体积混凝土结构表面出现裂缝,影响整体施工质量。施工单位要质量控制工作,防止裂缝的产生。
参考文献
[1]雪刚,赵娜.水利施工中大体积混凝土抗裂技术的应用[J].企业技术开发,2014(06):46-47.
[2]张瑞芳,魏武强.大体积混凝土抗裂技术在水利施工中的应用[J].河南科技,2012(07):84.
综合抗裂技术 篇6
1 大体积混凝土出现裂缝的影响因素
1.1 内外温差
由于混凝土内部和外部温度差导致的裂缝一般情况下会在浇筑完成后的第3天开始生成, 之所以会存温度差是因为水泥的水化热会释放一定热量, 但这种热量释放会受到一些因素的干扰而出现延迟。实际施工当中浇筑有一次性特点的同时, 也呈现出总体性的特征。浇筑结束之后, 水泥与水会发生物理或化学反应, 混凝土内里就会发生水化热凝聚的情况。浇筑的工作量较大, 在内里发生的水化热就不能很快地释放到外部环境之中, 但是混凝土外部也出现这种水化热的情况, 由于和空气直接产生联系, 热量就会以很快地速度扩散到空气之中。这种情况下就造成混凝土内外出现温度差。当温差扩大到一定水平, 内部承受应力持续增强, 外部应力也随之共同变大, 如果外边的应力超出混凝土本身所能承受的范围, 外表就会在这样的情况下出现裂缝。假如自然环境的温度减少, 混凝土遇冷收缩, 内部出现各种物质, 导致混凝土收缩能力增大, 拉应力也会在此时出现, 导致裂缝。
1.2 温度降低和干燥
散热与硬化过程完毕之后混凝土就会逐渐稳固, 这个过程中混凝土可能会出现收缩的现象。热量散发时, 内部温度持续增长到极限之后, 水泥会出现水化现象, 大量水分在这个过程中别消耗殆尽, 随后温度就会呈现一定幅度的降低, 混凝土外形开始出现缩小;浇筑过程通常使用泵送方式实现, 泵送方式应用时会带着水分, 而且水分是运动的, 硬化正式开始后, 这些正在运动中的水分就会逐步蒸发掉, 水分短缺的情况也就随之出现, 混凝土开始干燥并开始收缩。以上两种收缩的力道集合在一起, 就会形成具备拉扯作用的应力, 原来状态相对稳定的混凝土在这种拉扯之下就会逐渐无法承受, 最终导致裂缝出现。这种情况刚发生不久, 拉扯的作用力非常集中, 甚至直接作用在一个点上, 随着拉扯时间的延长, 这种拉扯的强度也逐步增强, 裂缝也就越来越大。
1.3 混凝土性能缺陷
此类裂缝也叫安定性裂缝, 主要是由于混凝土本身的性能达不到标准导致的裂缝。这类施工中主要使用的材料有煤灰、石子、砂、水泥等。加入煤灰可以在某种程度上减少水泥的消耗, 也可以实现混凝土形变的防控。通过分析可知, 混凝土各个方面的性能与材料存在直接联系。当煤灰与砂石的使用量较大的时候, 使用的水泥也就相应的减少, 导致混凝土出现水化和收缩形变。水泥类型也与水化热有关, 也会影响其使用量。在浇筑的时候, 各种类型的裂缝都需要处理, 如此才能实现防水效果。
2 水利施工中大体积混凝土抗裂技术应用分析
2.1 原料的选用
温度应力是造成裂缝出现的重要成因, 混凝土温升和水泥的水化热存在直接联系, 为了阻止温升导致的雷锋, 水泥的选择十分重要。在选择水泥之前应对整个工程的实际情况进行全面调查, 可以选用水热化比较低的水泥, 比如矿渣硅酸盐水泥等。有研究表明, 随着水泥用量的增加, 其水化热作用就会让混凝土提升相应的温度, 因此在工程施工之中尽量减少水泥的使用量。要根据实际情况持续调整骨料的级配, 增加最大骨料粒径。在选用石子时, 要保证其含泥量被控制低于1%, 砂子含泥量至少控制在低于2%的水平, 对于混凝土的配置和添加料也要实施细致的控制, 从各个环节入手, 有效杜绝裂缝的出现。
2.2 修补裂缝表面
补强灌浆技术是应对裂缝的重要手段, 这个技术在实际应用中发挥非常有效的作用。灌浆操作流程务必正确, 灌江口的那排要按照逐级加密的方式进行, 具体就是在出现裂缝的混凝土上钻孔, 然后将补强浆注入到混凝土结构之中, 让结构保持较为稳定的状态。混凝土结构出现裂缝或强度不足等状况会导致混凝土结构本身受到比较复杂的负面影响。这种情况下如果使用灌浆技术不能有效进行处理, 可以将混凝土结构全部移除, 然后再次回填施工, 这个过程中需要关注施工的温度应力和施工质量, 使其与原本的混凝土实现有效结合。
2.3 灌浆嵌缝充填
如果裂缝已经对结构整体的承载性能和安全性都形成负面影响时, 或混凝土防渗性能要求很高时, 通常使用这种方法。通常有可以具体分为压力注浆法、涂抹封闭及开槽填补法等三种方法。前者主要用在维护宽度在0.2到0.3mm之间的裂缝。具体来说, 将混凝土表面清理干净, 尤其是裂缝四周, 将注浆嘴粘在密闭裂缝上, 开展试漏试验, 搅拌好注浆液, 在压力机的支持下进行两次灌浆, 注浆完成之后, 将混凝土表面处理干净。如果混凝土外表的裂纹非常多, 一般方法难以奏效。第二种方法主要被用在宽度低于0.2mm的裂缝, 使用这种方式可以起到防水作用, 同样也可以组织装饰层的碳化, 还能低于一些腐蚀离子的侵害。最后一种方法具体来说, 使用锤子与扁铲沿着缝隙凿除一个U型槽, 这个槽的深度与宽度都保持在40mm左右, 在槽内的各个面涂上浆液, 将事先搅拌好的水泥砂浆填充到槽中, 使用抹刀压匀, 并修理凭证。养护过程开始之后不能淋雨、风吹日晒, 使用塑料薄膜覆盖混凝土的方式能达到最佳效果。
2.4 振捣技术
当浇筑面具有一定坡度时, 使用三道振捣的方式进行处理可以有效缓解裂缝造成的负面作用。首道程序开展的位置是坡角, 第二道在坡的中间段, 第三道则需设定在坡顶。为了确保动能达到足够的水平, 在每道上安置两个振捣器。正式开始振捣时, 做好三道振捣的配合工作, 保证坡面整体都能得到良好的振捣。同时振捣棒进入下层混凝土的深度要超过50mm, 也要开展400mm左右的横移。使用振捣棒需要按照快插慢拨的准则进行, 如果出现泛浆的情况, 表明振捣发挥的作用较佳。振捣完毕之后, 使用刮杠对结构整体实施整理, 同时铺上随时, 最后使用木抹压实, 并修理平整。
3 总结
大体积混凝土对水利工程的质量产生重要影响, 也是整个工程顺利发挥作用的关键, 对整个工程的安全性和耐久性均有重要意义。因此, 有关工作人员应对各种因素进行考虑, 制定合理的施工方案, 防范裂缝出现, 增强工程质量。最好在工程正式开始之前就对可能造成裂缝出现的各种隐患进行清除, 将裂缝出现的可能性降到最低限度。
参考文献
[1]付岩, 张健, 张立真.大体积混凝土抗裂技术在水利工程施工中的应用[J].河南科技月刊, 2012, 25 (07) :84-84.
[2]潘亨禹.水工大体积混凝土施工中的常见病害及预防措施[J].黑龙江水利科技, 2013, 11 (41) :226-228.
综合抗裂技术 篇7
关键词：外墙保温,裂缝,立生原因,抗裂技术
外墙外保温裂缝是节能建筑工程质量通病, 防裂缝是墙体保温体系要解决的主要技术, 介绍一下近几年在设计、施工、采购等方面存在的原因。
1 外墙外保温在构造设计方面存在不足
1.1 外保温是将保温体系置于外墙外侧, 直接承受自然界种种
因素影响, 如太阳辐射及周围环境变化对其影响, 在保温层面。层的抗裂防护层只有3~20mm, 而且保温材料具有较大热阻, 因此抗裂防护层的柔韧性和耐候性对外保温体系的抗裂性能起关键作用, 外保温构造设计应考虑热应力, 风、雨、雪、火及地震力的影响。
1.2 聚苯板薄抹灰外保温构造设计存在的不足。
1.3 抗裂防护层受热应力因素影响来看, 抗裂砂浆复合网格布
仅3mm, 而膨胀聚苯板的导热系数与抗裂砂浆的导热系数相差20多倍, 因此温度变化对抹面砂浆柔韧性和网格布的耐久性提出了更高的要求, 当聚苯板温度超过700℃时, 就会产生逆热收缩变形造成开裂。
2 面砖饰面外保温体系设计存在不足
2.1 温度变形。面砖饰面通常有成片脱落或一掉一趟, 多发生在
墙面边缘和顶层建筑女儿墙与屋面板交接处, 这是因为受温度影响, 产生应力将边缘部分面砖挤掉或中间部分挤成空鼓而造成的。
2.2 反复冻融循环, 造成面砖粘结层破坏引起脱落。
2.3 外力引起面砖脱落, 如地基不均匀沉降。
2.4 钢丝网架聚苯板外墙外保温饰面粘贴体系, 由于20~30mm厚水泥砂浆找平层开裂及自重, 降低了整体安全性。
2.5 由于水泥砂浆收缩或厚度不均, 温差应力不均容易引起裂缝和面砖脱落。
2.6 单面钢丝网架构造设计不合理引起裂缝。正负风压、热胀冷
缩、湿胀干缩等均产生两个方向的作用力, 单面钢丝网架在水泥砂浆中的位置抵抗外正面的压力效果良好, 但平行墙面或苯板内侧作用效果不好, 从而产生裂缝。
3 材料外保温隔热体系
3.1 由于保温层松软无防护, 抗冲击及承受荷载能力差, 过于高强的保温层自身柔韧性差易开裂。
3.2 聚苯板密度过低。采用18kg/m3以下的聚苯板作为墙体保温层材料, 由于密度低, 易变形, 抗冲击性差, 易造成保温墙体开裂。
3.3 陈化时间不够, 聚苯板应经自然条件陈化42d或600℃蒸汽
中陈化5d, 但为了赶工期, 生产出来就运到工地上墙, 在墙上完成继续收缩变形, 引起保温墙面开裂。
4 挤塑聚苯板, 除了与膨胀苯板薄抹灰外墙外保温体系类似开裂原因外, 还有以下原因
4.1 整个体系材料不配套, 未经大型耐候性试验验证。
4.2 挤塑聚苯板具有更小导热系数, 与面层砂浆的导热系数相差越大, 温度变化时, 导致发生形变量差越大, 易产生裂缝。
4.3 挤塑聚苯板比膨胀聚苯板密度大, 强度高由于自身变形及
温度差而产生的变形应力也大, 相对于每条板缝来说, 相临两块板的应力变化是反向的, 对板缝处进行挤或拉造成接缝处开裂。
4.4 保温材料, 以珍珠岩为主要原料的保温材料具有强度高, 变
形性差, 易空鼓开裂, 尤其是温湿变化会对其产生较大影响, 而聚苯颗粒为主要原料的保温材料变形小, 抗裂性能好, 并具有良好的耐候性。
5 防护层由抹面砂浆与增强网构成的防护层对整个体系的抗裂性能起着关键作用
5.1 抗裂砂浆层过厚, 砂浆层收缩大, 易开裂。
5.2 使用不合格的玻纤网格布, 由于断裂强度低, 耐碱强力保留
率低, 断裂应变大等原因造成起不到长期有效分散应力的作用, 引起防护层裂缝。
6 面砖饰面层材料, 引起面砖饰面层开裂, 脱落的原因
6.1 以玻纤网为增强材料的抗裂防护层上粘贴面砖, 由于玻纤
网网孔小, 与砂浆握裹不好, 玻纤网会形成隔离层, 易引起面砖饰面层开裂、脱落。
6.2 使用水泥砂浆或达不到要求的聚合物砂浆粘贴面砖, 砂浆
柔韧性小, 满足不了柔性渐变释放的应力的原则, 面砖饰面层易开裂, 空鼓脱落。
6.3 使用水泥砂浆或达不到要求的聚合物砂浆进行面砖勾缝,
砂浆柔韧性小, 无法释放面砖及砂浆本身由于温湿变化产生变形应力, 勾缝砂浆处也可能开裂, 从而造成环境水或雨、雪水渗漏, 使面砖饰面层空鼓、脱落。
6.4 使用吸水率大的面砖, 吸水后易遭受冻融破坏, 引起开裂, 空鼓, 脱落。
7 施工由于外墙外保温隔热通常是在施工现场完成, 施工的质量对外墙外保温隔热体系质量的保证是非常重要的
7.1 基层处理及保温层在基层上的粘贴、固定基层表面平整度
偏差过大或有妨碍粘贴的物质, 所用胶粘剂或锚固施工符合设计规范要求, 粘结面积过小, 基层墙面过干或过湿都是造成裂缝的原因。
7.2 面砖饰面外保温隔热施工因素, 由于施工因素造成面砖饰
面层开裂脱落的原因有:基体未清理干净, 表面光滑, 有脱膜剂, 墙体表面垂直度、平整度偏差过大, 粘结前需要面砖浸水而未浸水, 由于需要浸水的面砖浸水后粘结前未擦干, 粘结面形成水膜, 当采用密缝粘贴面砖时, 由于面砖饰面层受热应力因素影响而产生的变形应力得不到释放, 易发生空鼓开裂。
7.3 涂料饰面外保温隔热施工因素, 网格布搭接不够, 网格布设
置位置贴近保温隔热层, 门窗洞口的四角处沿45°加铺网格布, 当面层的材料为钢丝网时, 没有采用抗裂砂浆做面层抹灰材料, 依然采用普通水泥砂浆或仅掺加纤维的水泥砂浆做为面层抹灰材料, 施工面层时在曝晒下进行或在高温天气下面层保水性能不足;在腻子层尚未干燥或刚淋过雨的情况下, 直接在上面涂刷透气较差的高弹性面层涂料也是开裂的原因。
针对外墙外保温面的裂缝控制, 提出以下几项措施:
a.加强保温截止部位材质变换处的密封措施。
b.充分考虑各层材料相容性及匹配性。
c.应尽量选择涂料处饰面外保温体系。
d.所有外保温体系经过大型体系耐候性试验验证抗裂性措施。
e.防护层的抗裂问题是控制裂缝的主要矛盾。
f.无空腔构造, 提高体系稳定性措施。
g.普通水泥砂浆不应作为保温体系表面的找平层及保护层材料的措施。
h.逐层渐变柔性释放应力“抗裂技术”措施。