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論析建筑施工混凝土裂縫的預防與控制措施
混凝土裂縫是由于混凝土結構由于內外因素的作用而產(chǎn)生的物理結構變化,而裂縫是混凝土結構物承載能力、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,但對于具體的預防和改善措施意見(jiàn)還是比較統一,同時(shí)在實(shí)踐中的應用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀(guān)察、多比較,出現問(wèn)題后多分析、多總結,結合多種預防處理措施,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,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。后期在降溫過(guò)程中,由于受到基礎或老混凝上的約束,又會(huì )在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會(huì )在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時(shí),即會(huì )出現裂縫。許多混凝土的內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。如養護不周、時(shí)干時(shí)濕,表面干縮形變受到內部混凝土的約束,也往往導致裂縫。
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(guān)構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(guò)程中,由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì )很大,甚至會(huì )貫穿整個(gè)構件。大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā),導致混凝土內外溫差較大,使混凝土的形變超過(guò)極限引起裂縫。在厚度較大的構件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,在澆搗后數小時(shí)會(huì )發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。當有約束時(shí),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,在內部產(chǎn)生了溫度應力,由于混凝土抗拉強度較低,容易被溫度引起的拉應力拉裂,從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽(yáng)暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見(jiàn)的現象;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,析出的膠狀堿―硅膠從周?chē)橘|(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(guò)快,造成混凝土內部水化熱過(guò)高,在混凝土澆筑數小時(shí)后仍處于塑性狀態(tài),易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。構件超載產(chǎn)生的裂縫,例如:構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內力彎矩,出現垂直于構件縱軸的裂縫,構件在較大剪力作用下,產(chǎn)生斜裂縫,并向上、下延伸。當結構的基礎出現不均勻沉陷,就有可能會(huì )產(chǎn)生裂縫,隨著(zhù)沉陷的進(jìn)一步發(fā)展,裂縫會(huì )進(jìn)一步擴大。當鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中,例如:侵蝕性水,由于混凝土保護層厚度有限,特別是當混凝土密實(shí)性不良,環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會(huì )使混凝土中的鋼筋生銹,生成氧化鐵,氧化鐵的體積比原來(lái)金屬的體積大的多,鐵銹體積膨脹,對周?chē)炷翑D壓,使混凝土脹裂。
二、建筑施工混凝土裂縫的預防措施
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力是導致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此,為防治水化熱引起的裂縫,施工前應計算升溫峰值、內外溫差及降溫速率,制定相應的技術(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)入攪拌機的溫度如夏季在水箱內加冰塊,降低水溫;粗骨料遮陽(yáng)防曬,并灑冷水降溫;細骨料遮陽(yáng)防曬;散裝水泥提前儲備,避免新出廠(chǎng)水泥溫度過(guò)高。采取以上措施最大限度降低混凝土出機溫度。夏季,混凝土運輸車(chē)加保溫套或對罐體噴淋冷水降溫;炷帘盟凸艿勒陉(yáng)防曬;炷翝仓鳂I(yè)面遮陽(yáng),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(shí)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,增加混凝土內部的密實(shí)度。但是,二次抹壓時(shí)間必須掌握恰當,過(guò)早抹壓沒(méi)有效果;過(guò)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的裂縫。
4、混凝土自然養護
保濕養護混凝土表面經(jīng)過(guò)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)下養護。保濕養護根據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,確定養護材料及覆蓋厚度和養護時(shí)間。保溫養護的目的:減少混凝土表面熱擴散,減少內外溫度;延緩散熱時(shí)間,控制降溫速率,有利于混凝土強度增長(cháng)和應力松馳,避免產(chǎn)生貫穿裂縫。養護一般不少于15天。在常溫季節混凝土終凝后也可采取蓄水養護的辦法,替代前兩種保濕保溫養護辦法。根據混凝土內外溫差數據,及時(shí)調整蓄水高度,也能收到預期效果。
三、建筑施工混凝土裂縫的控制措施
1、開(kāi)槽法修補裂縫
該法適合于修補較寬裂縫大于0.5mm,材料的配合比為:采用環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入己拌好的砂、水泥當中,再用人工繼續攪拌。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(shí)將己拌好的改性環(huán)氧樹(shù)脂砂漿用橡膠桶裝到己鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內進(jìn)行嵌入。從砂漿開(kāi)始拌和到嵌入混凝土縫內,一組砂漿的整個(gè)施工過(guò)程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養護即砂漿嵌入縫槽內處理好后兩小時(shí)以?xún)燃皶r(shí)用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂砂漿進(jìn)行覆蓋,待完全初凝后,開(kāi)始用水養護。
2、低壓注漿法修補裂縫
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。修補工序如下:裂縫清理、試漏、配制注漿液、壓力注漿、二次注漿、清理表面。當裂縫數量較多時(shí),先要在裂縫位置上貼醫用白膠布,再用窄毛刷沽漿沿裂縫來(lái)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。固化后周邊可能有裂口,必須反復用漿補上,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(huà),半天就可注漿。操作時(shí)先用補縫器吸取注漿液,插入注漿嘴,用手推動(dòng)補縫器活塞,使漿液通過(guò)注漿嘴壓入裂縫,當相鄰的嘴中流出漿液時(shí),就可拔出補縫器,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(gè)注漿。為了保證漿液充滿(mǎn),在注漿后約半小時(shí)可以對每個(gè)注漿嘴再次補漿。
3、表面覆蓋法修補裂縫
這是一種在微細裂縫(一般寬度小于0.2mm)的表面上涂膜,以達到修補混凝土微細裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法,這種方法的缺點(diǎn)是修補工作無(wú)法深入到裂縫內部,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(shí),首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛,清除表面附著(zhù)物,用水沖洗干凈后充分干燥,然后用樹(shù)脂充填混凝土表面的氣孔,再用修補材料涂覆表面。
綜上所述,由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問(wèn)題,使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見(jiàn)的工程病害。由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì )使內部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力,影響建筑物的外觀(guān)、使用壽命,嚴重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)安全。
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