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論析建筑施工混凝土裂縫的預(yù)防與控制措施
混凝土裂縫是由于混凝土結(jié)構(gòu)由于內(nèi)外因素的作用而產(chǎn)生的物理結(jié)構(gòu)變化,而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。
摘要:雖然目前學(xué)術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論,但對于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一,同時在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的。
關(guān)鍵詞:建筑施工;預(yù)防與控制措施;混凝土裂縫
混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束,又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時干時濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫。
一、建筑施工混凝土裂縫情況概述
由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所受外界影響的不同,混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,水工建筑物產(chǎn)生裂縫主要有以下幾種:混凝土在硬化的過程中,由于干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫的寬度有時會很大,甚至?xí)灤┱麄構(gòu)件。大體積混凝土水化時產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大,使混凝土的形變超過極限引起裂縫。在厚度較大的構(gòu)件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,在澆搗后數(shù)小時會發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。當(dāng)有約束時,混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮,因為受到約束力的限制,在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力,由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低,容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂,從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象;炷良铀韬秃,水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng),析出的膠狀堿―硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨脹,體積增大三倍,從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。在炎熱的大風(fēng)天氣,混凝土表面水分蒸發(fā)較過快,造成混凝土內(nèi)部水化熱過高,在混凝土澆筑數(shù)小時后仍處于塑性狀態(tài),易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫,例如:構(gòu)件在超出設(shè)計的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩,出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫,構(gòu)件在較大剪力作用下,產(chǎn)生斜裂縫,并向上、下延伸。當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷,就有可能會產(chǎn)生裂縫,隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展,裂縫會進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中,例如:侵蝕性水,由于混凝土保護(hù)層厚度有限,特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良,環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹,生成氧化鐵,氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多,鐵銹體積膨脹,對周圍混凝土擠壓,使混凝土脹裂。
二、建筑施工混凝土裂縫的預(yù)防措施
由于水化熱產(chǎn)生的升溫較高、降溫幅度大、速率快,使混凝土產(chǎn)生較大的溫度和收縮應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此,為防治水化熱引起的裂縫,施工前應(yīng)計算升溫峰值、內(nèi)外溫差及降溫速率,制定相應(yīng)的技術(shù)措施,防止和控制溫度裂縫,確保工程質(zhì)量。
1、降低混凝土入模溫度
降低原材料進(jìn)入攪拌機(jī)的溫度如夏季在水箱內(nèi)加冰塊,降低水溫;粗骨料遮陽防曬,并灑冷水降溫;細(xì)骨料遮陽防曬;散裝水泥提前儲備,避免新出廠水泥溫度過高。采取以上措施最大限度降低混凝土出機(jī)溫度。夏季,混凝土運(yùn)輸車加保溫套或?qū)摅w噴淋冷水降溫。混凝土泵送管道遮陽防曬;炷翝仓鳂I(yè)面遮陽,減少混凝土冷量損失。
2、降低混凝土水化熱
選擇中低熱品種水泥,優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥。摻入一定比例的粉煤灰。摻入高效減水劑。摻加緩凝劑。
3、采用二次抹壓技術(shù)
混凝土大模振搗,表層刮平抹壓1至2小時后,即在混凝土初凝前在混凝土表面進(jìn)行二次抹壓,消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮產(chǎn)生的表面裂縫,增加混凝土內(nèi)部的密實(shí)度。但是,二次抹壓時間必須掌握恰當(dāng),過早抹壓沒有效果;過晚抹壓混凝土己進(jìn)入初凝狀態(tài),失去塑性,消除不了混凝土表面己出現(xiàn)的裂縫。
4、混凝土自然養(yǎng)護(hù)
保濕養(yǎng)護(hù)混凝土表面經(jīng)過二次抹壓后,立即覆蓋塑料薄膜,防止表面水份蒸發(fā),保持混凝上處于潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)。保濕養(yǎng)護(hù)根據(jù)混凝土絕熱溫升計算,確定中心最高溫度,按溫控技術(shù)措施,確定養(yǎng)護(hù)材料及覆蓋厚度和養(yǎng)護(hù)時間。保溫養(yǎng)護(hù)的目的:減少混凝土表面熱擴(kuò)散,減少內(nèi)外溫度;延緩散熱時間,控制降溫速率,有利于混凝土強(qiáng)度增長和應(yīng)力松馳,避免產(chǎn)生貫穿裂縫。養(yǎng)護(hù)一般不少于15天。在常溫季節(jié)混凝土終凝后也可采取蓄水養(yǎng)護(hù)的辦法,替代前兩種保濕保溫養(yǎng)護(hù)辦法。根據(jù)混凝土內(nèi)外溫差數(shù)據(jù),及時調(diào)整蓄水高度,也能收到預(yù)期效果。
三、建筑施工混凝土裂縫的控制措施
1、開槽法修補(bǔ)裂縫
該法適合于修補(bǔ)較寬裂縫大于0.5mm,材料的配合比為:采用環(huán)氧樹脂:聚硫橡膠:水泥:砂=10:3:12.5:28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后,將環(huán)氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入己拌好的砂、水泥當(dāng)中,再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將己拌好的砂漿稀釋到適中稠度(約0、 4斤丙酮就可以了)。及時將己拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到己鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內(nèi),一組砂漿的整個施工過程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養(yǎng)護(hù)即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時以內(nèi)及時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行覆蓋,待完全初凝后,開始用水養(yǎng)護(hù)。
2、低壓注漿法修補(bǔ)裂縫
低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm-0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下:裂縫清理、試漏、配制注漿液、壓力注漿、二次注漿、清理表面。當(dāng)裂縫數(shù)量較多時,先要在裂縫位置上貼醫(yī)用白膠布,再用窄毛刷沽漿沿裂縫來回涂刷封縫,使裂縫封閉,大約10分鐘后,揭去膠布條,露出小縫,粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口,必須反復(fù)用漿補(bǔ)上,以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行,若氣溫高的話,半天就可注漿。操作時先用補(bǔ)縫器吸取注漿液,插入注漿嘴,用手推動補(bǔ)縫器活塞,使?jié){液通過注漿嘴壓入裂縫,當(dāng)相鄰的嘴中流出漿液時,就可拔出補(bǔ)縫器,堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿,水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿,在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補(bǔ)漿。
3、表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫
這是一種在微細(xì)裂縫(一般寬度小于0.2mm)的表面上涂膜,以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法,這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無法深入到裂縫內(nèi)部,對延伸裂縫難以追蹤其變化。表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及建筑物所處環(huán)境不同而異,通常采用彈性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘貼)等。施工時,首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛,清除表面附著物,用水沖洗干凈后充分干燥,然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔,再用修補(bǔ)材料涂覆表面。
綜上所述,由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題,使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。由于裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)安全。
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