時(shí)間:2022-09-23 04:48:44
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇混凝土裂縫修補(bǔ),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

關(guān)鍵詞:混凝土裂縫產(chǎn)生原因;裂縫防治措施;修補(bǔ)材料
中圖分類號(hào):TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
混凝土是由水泥、摻和料、外加劑和水配制的膠結(jié)材料漿體將分散的砂、石經(jīng)攪拌粘結(jié)在一起的工程材料。硬結(jié)的混凝土是一種多元、多相、非勻質(zhì)的水泥基復(fù)合材料,具有較高的彈性模量,較低的抗拉強(qiáng)度,在受約束條件下只要發(fā)生少許收縮,產(chǎn)生的拉應(yīng)力往往會(huì)大于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度,導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。混凝土在澆注成型后,骨料對(duì)漿體產(chǎn)生約束,使混凝土內(nèi)部從一開始產(chǎn)生微裂縫,在環(huán)境溫度、濕度、荷載等因素作用下,這些微裂縫就可能發(fā)展為宏觀裂縫。由于混凝土本身材性所導(dǎo)致的裂縫主要有以下幾類:
1、塑性收縮裂縫
混凝土在初凝前由于水分蒸發(fā),內(nèi)部水分不斷向表面遷移,形成混凝土在塑性階段體積收縮。一般混凝土的塑性收縮約為1%,坍落度大的混凝土則可達(dá)2%。當(dāng)施工時(shí)溫度高,相對(duì)濕度較低時(shí),混凝土內(nèi)部水分向表面遷移供應(yīng)不上蒸發(fā)量的情況下,表面失水干縮受下面混凝土的約束,表面會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的塑性收縮裂縫。這種塑性收縮裂縫在混凝土初凝前及時(shí)抹壓或二次振搗可以愈合,但是如果不及時(shí)處理,可能發(fā)展為貫通性有害裂縫。
2、水化收縮及自生干縮裂縫
水泥在水化反應(yīng)過程中,會(huì)產(chǎn)生水化收縮。硅酸鹽水泥的水化收縮量約為1%~2%。水化收縮在初凝前表現(xiàn)為漿體的宏觀體積收縮,初凝后則在已形成的水泥石骨架內(nèi)生成空隙。水泥在繼續(xù)水化過程不斷消耗水分導(dǎo)致毛細(xì)孔中自由水減少,濕度降低,在外部養(yǎng)護(hù)水供應(yīng)不充分的情況下,內(nèi)部產(chǎn)生自干燥現(xiàn)象。由于自干燥作用導(dǎo)致毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,引起混凝土自干燥收縮。由于一般混凝土的水膠比較高所以比較少發(fā)生自干燥收縮。但是對(duì)于高強(qiáng)商品混凝土水膠比可能小于0.35,自干燥收縮則不可忽略。
3、溫差脹縮裂縫
混凝土澆注后,水泥的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高,一般每100kg水泥可以使混凝土溫度升高10℃左右,加入混凝土的入模溫度,在2~3d內(nèi),內(nèi)部溫度可達(dá)50~80℃,而混凝土的線膨脹系數(shù)約為10×10-6/℃。試驗(yàn)表面,在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下,混凝土表面溫度和環(huán)境溫差大于25℃時(shí),即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫。對(duì)于大體積混凝土,溫差脹縮裂縫的影響非常大。
4、干燥收縮裂縫
混凝土在硬化以后,內(nèi)部的游離水會(huì)由表及里逐漸蒸發(fā)失水,導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下,收縮變形量導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫。早期的干燥收縮裂縫比較細(xì)微,隨著時(shí)間推移,混凝土大蒸發(fā)量和干燥收縮量逐漸增大,裂縫逐漸明顯,一般混凝土90d干縮率為0.04~0.06%,這是混凝土結(jié)構(gòu)比較普遍地發(fā)生裂縫的主要原因。
5、堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫
堿骨料反應(yīng)一般需要幾十年的累計(jì),才會(huì)使反應(yīng)產(chǎn)物積累到一定程度出現(xiàn)吸水吸濕膨脹,導(dǎo)致混凝開裂,并加速凍融、鋼筋銹蝕等綜合損壞。
從上面的分析可以看出很多因素都會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生不同程度的裂縫,針對(duì)上述幾種原因,預(yù)防裂縫的主要措施除了施工措施外,可以從下面幾個(gè)方面作些努力。
(1)混凝土除選擇發(fā)熱量低、含堿量低的水泥外,在工作性允許的情況下,在合理的水灰比條件下,減少摻水量,增加粗骨料用量。在合理的水灰比條件下,可以保證充分水化,減少塑性收縮,。減少用水量,這樣導(dǎo)致收縮開裂的漿體也就少了,而且水膠比低的漿體的收縮量較小,有利于防止混凝土裂縫。
(2)為了控制混凝土初凝前的塑性收縮裂縫,要將強(qiáng)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù),控制表面的水分蒸發(fā)速度。
前面論述了混凝土裂縫產(chǎn)生的材性原因及其預(yù)防措施,但是當(dāng)裂縫已經(jīng)發(fā)生存在,影響耐久性了,那就要采用修復(fù)補(bǔ)救措施來保持結(jié)構(gòu)的正常使用功能。修補(bǔ)處理一般采用表面處理、壓力灌漿、填充法等處理方法,具體的操作方法,這里不一一提及了,這里關(guān)注修補(bǔ)材料自生的有關(guān)性能。
混凝土修補(bǔ)為了達(dá)到耐久性目的,必須考慮影響設(shè)計(jì)和選擇修補(bǔ)措施的諸多因素。選擇修補(bǔ)材料是許多相關(guān)的措施之一,無論修補(bǔ)工作如何細(xì)心,修補(bǔ)材料的不恰當(dāng)使用都可能導(dǎo)致修補(bǔ)工作過早失效。
與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)物相比,修補(bǔ)材料的約束收縮,即通過先澆混凝土基面上的膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力是大大增加大多數(shù)修補(bǔ)工作復(fù)雜性的主要因素。當(dāng)相對(duì)薄的修補(bǔ)段由于修補(bǔ)材料干縮、自身體積變形和溫度變化時(shí),修補(bǔ)材料也產(chǎn)生了收縮拉應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過修補(bǔ)材料的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),裂縫發(fā)生了。在大面積較厚的修補(bǔ)中,通過在修補(bǔ)的界面或收縮縫上涂抹防粘劑可使約束作用減到最小。在討論耐久、無裂縫的修補(bǔ)材料時(shí),應(yīng)該考慮下述的材料的一些性能。
1、收縮
由于大多數(shù)修補(bǔ)是在老混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的,如果有干縮的話,老混凝土結(jié)構(gòu)干縮也很小。因此,修補(bǔ)材料基本上也一定要無收縮或即使有收縮但沒有失去粘結(jié)性。無 論任何原因,當(dāng)以水泥為主的修補(bǔ)材料失去水分時(shí),它會(huì)收縮。而且,這種收縮通常被先澆混凝土的基面膠合力所約束。當(dāng)收縮引起的應(yīng)變超過修補(bǔ)材料的極限抗拉 強(qiáng)度時(shí)便產(chǎn)生裂縫。
修補(bǔ)材料的干縮早在的20世紀(jì)80年代已開始引起特別注意。例如,Gurjar 和 Carter (1987)報(bào)導(dǎo)了46種通常使用的修補(bǔ)材料中的 85%的收縮值超過了常規(guī)新澆混凝土的收縮值。使用C類粉煤灰似乎是解決收縮問題的可行方法。在配比中以C類粉煤灰代替50%的水泥在試驗(yàn)期間收縮基本上是穩(wěn)定的。在隨后的試驗(yàn)中,完全不摻水泥,只用少量的石膏與C類粉煤灰,初步試驗(yàn)結(jié)果表明最佳的石膏含量大約是7%,這個(gè)配比表明28天齡期的收縮值不到萬分之一,大約不到硅酸鹽水泥砂漿的1/15,大約不到常規(guī)混凝土的1/50,抗壓強(qiáng)度可與這兩種砂漿相比。C類粉煤灰減少干縮的潛力有待進(jìn)一步研究。
2、熱膨脹系數(shù)
研究混凝土修復(fù)材料的熱相容性在溫度經(jīng)常有很大變化的環(huán)境中是很重要的,特別是在大面積修補(bǔ)和覆蓋中。使用的修補(bǔ)材料如聚合物,有更高的熱膨脹系數(shù),在修補(bǔ)中將經(jīng)常導(dǎo)致裂縫、剝落和分離。根據(jù)聚合物的不同類型,未加填料的聚合物的熱膨脹系數(shù)超過混凝土的6~14倍,在聚合物中增加填料或骨料將使情況有所改善。但是加骨料的聚合物的熱膨脹系數(shù)仍是混凝土的1.5到 5倍。結(jié)果是,含有聚合物的修補(bǔ)材料比混凝土基面更易收縮。當(dāng)修補(bǔ)材料出現(xiàn)膨脹時(shí),先澆混凝土基面上膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力引起的應(yīng)力能使修補(bǔ)材料裂縫或出現(xiàn)翹曲和剝落。
3、抗拉塑性變形
在混凝土結(jié)構(gòu)物修補(bǔ)中,修補(bǔ)材料的塑性變形應(yīng)該與混凝土基面塑性變形類似,然而在保護(hù)性的修補(bǔ)中,更高塑性變形也有其優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于后者,通過抗拉塑性變形釋放的應(yīng)力減少了裂縫發(fā)生的可能性。彈性模量E就工程而言,結(jié)構(gòu)修補(bǔ)材料的彈性模量應(yīng)該與混凝土基面的彈性模量相同,使載荷能均勻地穿過修補(bǔ)的地方。盡管如此,有較低彈性模量的修補(bǔ)材料將表現(xiàn)出較低的內(nèi)部應(yīng)力和較高塑性變形,這減少了非結(jié)構(gòu)性或保護(hù)性修補(bǔ)中裂縫和分離產(chǎn)生的可能。
4、拉應(yīng)力
拉應(yīng)力是指在沒有形成一條連續(xù)的裂縫時(shí)修補(bǔ)材料所能承受的最大應(yīng)變能力。達(dá)到極限應(yīng)力90%的拉應(yīng)變通常被定義為極限應(yīng)變。所有測(cè)量拉應(yīng)力(彎曲、直接拉伸和內(nèi)部約束)的常規(guī)方法中的應(yīng)變速率比在收縮過程中生產(chǎn)的應(yīng)變速率快很多。一旦超過最大拉應(yīng)力或者極限應(yīng)變,混凝土就開裂。
減少裂縫可以通過最大限度地減小干縮引起的應(yīng)變和最大限度地提高抗拉強(qiáng)度。在實(shí)踐中,可能很少選擇材料或修改配比,這樣對(duì)所有相關(guān)特性都有相當(dāng)大的影響。比如,在有裂縫傾向的硅酸鹽水泥修補(bǔ)砂漿中加入2種不同的聚合物,與對(duì)比組相比,乙烯基醋酸鹽砂漿有類似的收縮能力并增加抗拉塑性變形60 %,預(yù)期可能產(chǎn)生較高的抗裂能力。但實(shí)際不是這么回事,在模擬修補(bǔ)的材料中,使用乙烯基醋酸鹽砂漿產(chǎn)生了裂縫而丙烯酸砂漿不產(chǎn)生裂縫。顯然,丙烯砂漿較低的收縮值、較高的抗拉強(qiáng)度和很低的模量足以抵消較低的塑性變形。擁有較高的抗拉強(qiáng)度和較低模量的丙烯酸砂漿有助于達(dá)到較高的抗拉強(qiáng)度。
5、滲透性
滲透性即材料滲透液體或氣體的能力,在許多修補(bǔ)中是重要的材料性能。然而,不顧具體情況,規(guī)定采用低滲透性修補(bǔ)材料的趨勢(shì)應(yīng)該避免。同樣,注意到下列事實(shí)也 是重要的,即在修補(bǔ)中的產(chǎn)生的一些貫穿裂縫將大大抵消使用很低滲透性修補(bǔ)材料所帶來的好處。因此,在提出耐久性修補(bǔ)時(shí),無裂縫的混凝土修補(bǔ)應(yīng)該是主要的目標(biāo)。
6、粘附/膠結(jié)
在大多數(shù)情況中,在修補(bǔ)材料和先澆混凝土基面之間膠結(jié)良好是成功修補(bǔ)的主要要求。準(zhǔn)備很好且結(jié)實(shí)的混凝土基面總能提供足夠的膠結(jié)強(qiáng)度。表面準(zhǔn)備所達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)最能體現(xiàn)出膠結(jié)的情況。直接的拉伸膠結(jié)試驗(yàn)是評(píng)估修補(bǔ)材料、表面準(zhǔn)備和澆筑過程的最佳技術(shù)手段。
7、抗壓強(qiáng)度
一般認(rèn)為修補(bǔ)材料的抗壓強(qiáng)度應(yīng)該與先澆混凝土基面的抗壓強(qiáng)度相同。通常,修補(bǔ)材料的抗壓強(qiáng)度高于混凝土基面的抗壓強(qiáng)度,不一定就有多少好處。事實(shí)上,膠結(jié)材 料的較高強(qiáng)度表明其含有過多的水泥,這有助于產(chǎn)生更高的水化熱并增加干縮。另外,與高抗壓強(qiáng)度相聯(lián)系的較高的彈性模量將降低塑性變形。
結(jié)束語
為達(dá)到耐久的修補(bǔ)效果,必須通盤考慮影響設(shè)計(jì)和選擇修補(bǔ)手段的諸多因素,這里只是略提修補(bǔ)材料所要關(guān)注的一些特性。對(duì)混凝土使用中的裂縫及其耐久修復(fù)問題,我們要了解發(fā)生的機(jī)理,通過事前預(yù)防控制來減少混凝土的裂縫發(fā)生,同時(shí)通過有效的事后補(bǔ)救來達(dá)到保持結(jié)構(gòu)正常使用功能。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵字:水工砼 裂縫成因 修補(bǔ)
中圖分類號(hào): TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1、裂縫的種類
混凝土裂縫按深度不同分為表層裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫;按裂縫開度變化可分為死縫、活縫和增長(zhǎng)縫;按產(chǎn)生原因分為溫度裂縫、干縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、超載裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫、地基不均勻沉陷裂縫等。
1.1溫度裂縫
大體積混凝土澆筑后,由于水泥水化熱使內(nèi)部混凝土溫度升高。當(dāng)水化熱溫升至高峰后,由于環(huán)境溫度較低,因此混凝土溫度開始下降。降溫過程中混凝土發(fā)生收縮,在約束條件下,當(dāng)溫降收縮變形大于混凝土極限拉伸變形時(shí),混凝土容易發(fā)生裂縫,這種裂縫通常稱為溫度裂縫。還有一種溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差引起的,例如混凝土遭受寒潮侵襲或夏天混凝土經(jīng)陽光曝曬后突然下雨,都會(huì)使混凝土內(nèi)部與表層產(chǎn)生很大溫差,混凝土表層溫度下降,而內(nèi)部溫度基本不降,這樣內(nèi)部混凝土對(duì)表層混凝土起約束作用,同樣會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫。
1.2干縮裂縫
置于未飽和空氣中的混凝土因水分散失而引起的體積縮小變形,稱為干縮。干縮僅是混凝土收縮的一種,干縮擴(kuò)散的速度比溫度的擴(kuò)散速度要慢1 000倍。正因?yàn)楦煽s擴(kuò)散速度小,混凝土表面已干縮,而其內(nèi)部不縮,這樣內(nèi)部混凝土對(duì)表面混凝土干縮起約束作用,使混凝土表面產(chǎn)生干縮應(yīng)力,當(dāng)混凝土干縮應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫,稱為干縮裂縫。
1.3鋼筋銹蝕裂縫
混凝土中鋼筋發(fā)生銹蝕后,其銹蝕產(chǎn)生的體積比原來增長(zhǎng)2~4倍,從而對(duì)周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,當(dāng)膨脹應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫,稱為鋼筋銹蝕裂縫。鋼筋銹蝕裂縫一般都為沿鋼筋長(zhǎng)度方向發(fā)展的順筋裂縫。
1.4堿骨料反應(yīng)裂縫
堿骨料反應(yīng)主要有堿―硅酸反應(yīng)和堿―碳酸鹽反應(yīng),它們都是水泥中的堿和骨料中的某些活性物質(zhì)如活性SiO2以及變形石英等發(fā)生反應(yīng)而生成吸水性較強(qiáng)的凝膠物質(zhì),當(dāng)反應(yīng)物增加到一定數(shù)量,且有充足水時(shí),就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生較大的膨脹作用,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫,稱為堿骨料反應(yīng)裂縫。此裂縫不同于最常見的混凝土干縮裂縫和荷載引起的超載裂縫,這種裂縫形狀及分布與鋼筋限制有關(guān),當(dāng)限制力很小時(shí),常出現(xiàn)地圖狀裂縫,在縫中伴有白色浸出物;當(dāng)限制力強(qiáng)時(shí)則出現(xiàn)順筋裂縫。
1.5超載裂縫
當(dāng)建筑物遭受超載作用時(shí),其結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫稱為超載裂縫。
此外,常見的混凝土裂縫還有地基不均勻沉陷裂縫、地基凍脹裂縫等。
2裂縫形成的原因分析
混凝土裂縫形成的原因非常復(fù)雜,往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì),施工不規(guī)范造成的混凝土裂縫占80%左右,材料質(zhì)量差或配合比不合理產(chǎn)生的裂縫占15%左右,設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的裂縫可能占5%。
2.1設(shè)計(jì)粗糙、建設(shè)、監(jiān)理單位工作隨意性大
由于多方面的原因,勘察設(shè)計(jì)單位無法深入地開展地質(zhì)勘探工作,隧道圍巖類別評(píng)價(jià)及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)依據(jù),帶有一定的盲目性。個(gè)別建設(shè)單位限于自身管理和專業(yè)技術(shù)水平的欠缺,任意變更原設(shè)計(jì)。少數(shù)工程由業(yè)主的內(nèi)部人員組成監(jiān)理機(jī)構(gòu),監(jiān)理工作失去獨(dú)立性。
2.2施工工藝或現(xiàn)場(chǎng)操作不規(guī)范
(1)混凝土生產(chǎn)時(shí)原材料計(jì)量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率及時(shí)調(diào)整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。此外,在混凝土運(yùn)輸及泵送過程中加水的現(xiàn)象也比較普遍。
(2)采用整體式鋼模板臺(tái)車施工,混凝土澆筑時(shí)不振搗或漏振,混凝土均質(zhì)性差。
(3)盲目追求施工進(jìn)度,隨意提前脫模時(shí)間,使低強(qiáng)度混凝土過量承受荷載,破壞了混凝土結(jié)構(gòu)。脫模后沒有進(jìn)行混凝土的潮濕養(yǎng)護(hù)。
(4)夏季施工時(shí)砂、石料露天堆放,無切實(shí)有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬季施工時(shí)采取的防寒保溫措施不力。
2.3原材料質(zhì)量差,配合比設(shè)計(jì)不合理
水泥品種選擇不當(dāng),安定性不良,不同批次的水泥混用。碎石、砂級(jí)配差,含泥量超標(biāo),碎石中石粉含量大,針、片狀物過多,影響了水泥與骨料的膠結(jié)。
進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí),忽視水泥用量增多對(duì)混凝土品質(zhì)的影響,錯(cuò)誤認(rèn)為水泥用量越多,混凝土強(qiáng)度越高。對(duì)摻合料和外加劑的選用缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo),往往達(dá)不到預(yù)期效果。
3裂縫常見的修補(bǔ)方法
裂縫修補(bǔ)除了以恢復(fù)防水性和耐久性為主要目的外,也可從結(jié)構(gòu)安全及美觀角度出發(fā)而進(jìn)行修補(bǔ)。在滿足修補(bǔ)目的的前提下,還必須考慮經(jīng)濟(jì)性、明確修補(bǔ)范圍及修補(bǔ)規(guī)模等。混凝土裂縫的修補(bǔ)方法很多,歸納起來主要有三大類。
3.1充填法
此法適合于修補(bǔ)較寬的裂縫(裂縫寬度大于0.5 mm)。具體做法是沿裂縫處鑿U形或V形槽,槽頂寬約10 cm,在槽中充填密封材料。充填材料可用水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、彈性環(huán)氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋已經(jīng)銹蝕,則將混凝土鑿除到能夠充分處理已經(jīng)生銹的鋼筋部分,將鋼筋除銹。然后進(jìn)行防銹處理,再在槽中充填聚合物水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿等材料。對(duì)于活縫,沿裂縫走向開一個(gè)U形槽,槽底墊一層與混凝土不粘的材料,再填充彈性嵌縫材料,使其與槽兩側(cè)粘結(jié)。這樣嵌縫材料沿槽的整個(gè)寬度可自由變形,裂縫發(fā)生張拉變形時(shí),不會(huì)把嵌縫材料拉開。
3.2注入法
注入法分為壓力注入法與真空吸入法2種。壓力灌漿法適用于較深較細(xì)的裂縫,而真空注入法是利用真空泵使縫內(nèi)形成真空,將漿材吸入縫內(nèi),該法適用于各種表面裂縫的修補(bǔ)。灌漿材料有水泥漿材、普通環(huán)氧漿材、彈性環(huán)氧漿材等。
3.3表面覆蓋法
這是一種在微細(xì)裂縫(一般寬度小于0.2 mm)的表面上涂膜,以提高其防水性及耐久性為目的的修補(bǔ)方法,分為涂覆裂縫部分及全部涂覆2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(duì)延伸裂縫難以控制其變化。表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及其建筑物所處環(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)材料涂覆表面即可。
【關(guān)鍵詞】荷載裂縫;變形裂縫;表面處理法;壓力灌漿法;填充密實(shí)法;結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法
中圖分類號(hào):TU50
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1006-0278(2013)03-150-01
隨著我國混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和多樣化,以及混凝土的高強(qiáng)、高性能化,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的幾率大大增加,不同程度、不同形式的裂縫,不僅影響建筑物的外觀,更危及建筑物的正常使用和結(jié)構(gòu)耐久性。掌握混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、減少混凝土裂縫、修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)有害裂縫對(duì)提高建設(shè)工程質(zhì)量有著重要的意義。
一、混凝土裂縫分類
當(dāng)裂縫已影響到或可能發(fā)展到影響結(jié)構(gòu)性能、使用功能或耐久性時(shí)稱為有害裂縫。不少情況下,混凝土出現(xiàn)的可見裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)性能、使用功能或耐久性等不會(huì)有大的影響,只是影響結(jié)構(gòu)的外觀,對(duì)這些裂縫稱為無害裂縫。雖稱為無害裂縫,但也反映了在原材料、配合比和施工過程中或在設(shè)計(jì)中存在某些缺陷,也應(yīng)予以關(guān)注和改進(jìn)。裂縫按其產(chǎn)生的原因分類,可分為荷載裂縫和變形裂縫。
(一)荷載裂縫
荷載裂縫是指因動(dòng)、靜荷載的直接作用引起的裂縫。
(二)變形裂縫
是指因不均勻沉降、溫、濕度變化、膨脹、收縮、徐變等變形因素引起的裂縫。該類裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上。我們稱這類變形作用為“變形荷載”。
二、裂縫成因
(一)荷載裂縫產(chǎn)生的原因
在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi),超過設(shè)計(jì)荷載范圍或設(shè)計(jì)未考慮到的作用;地震、臺(tái)風(fēng)作用等;構(gòu)件斷面尺寸不足、鋼筋用量不足、配置位置不當(dāng);結(jié)構(gòu)物的沉降差異及次應(yīng)力作用等都是荷載裂縫產(chǎn)生的原因。
(二)溫度裂縫產(chǎn)生的原因
多因溫度收縮(冷縮)引起。溫度收縮主要是混凝土內(nèi)部溫度由于水泥水化而升高,最后又冷卻到環(huán)境溫度時(shí)產(chǎn)生的收縮。其大小與混凝土的熱膨脹系數(shù)、混凝土內(nèi)部最高溫度和降溫速率等因素有關(guān)。混凝土的熱膨脹系數(shù)依集料的熱膨脹系數(shù)的不同而不同,通常為(6~12)×10-6/℃。假定普通混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10-6/℃,則溫度下降15℃造成的冷縮量為150×10-6。如果混凝土的彈性模量為30Gpa,則冷縮受完全約束而產(chǎn)生的彈性拉應(yīng)力為4.5Mpa。因此冷縮常引起混凝土的開裂。溫度裂縫大多發(fā)生在施工的中后期,縫寬受溫度變化影響較明顯。
(三)干縮裂縫產(chǎn)生的原因
干縮裂縫主要由于混凝土干燥收縮引起的。干燥收縮是指混凝土停止養(yǎng)護(hù)后,在不飽和空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水水而發(fā)生的不可逆收縮,干縮裂縫一般處于結(jié)構(gòu)的表面,尺寸多在0.05~0.20mm之間。
(四)塑性裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土在新拌狀態(tài)下,拌合物中顆粒間充滿著水,如養(yǎng)護(hù)不足,表面失水速率超過內(nèi)部水向表面遷移的速率時(shí),則會(huì)造成毛細(xì)管中產(chǎn)生負(fù)壓,使?jié){體產(chǎn)生塑性收縮,進(jìn)而產(chǎn)生塑性裂縫。一般在澆筑幾小時(shí)之后出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面,形狀不規(guī)則,長(zhǎng)多在0.2~3m之間,寬多在1~5mm之間。
三、裂縫修補(bǔ)
若新拌混凝土產(chǎn)生塑性裂縫,在裂縫出現(xiàn)時(shí)采取對(duì)新拌混凝土表面進(jìn)行拍打至塑性裂縫消失的措施,同時(shí)加以養(yǎng)護(hù)即可。若是硬化后的混凝土產(chǎn)生裂縫可參照如下方法進(jìn)行處理。
(一)表面處理法
這是一種在微細(xì)裂縫(寬度一般小于0.2mm)的表面涂膜以提高其防水性及耐久性的方法,是一種較簡(jiǎn)單的裂縫修補(bǔ)方法。通過密封裂縫表面達(dá)到防止水分、二氧化碳以及其它有害介質(zhì)侵入的目的。而一旦表面裂縫貫通底部,并伴有漏水的情況,則可以采用在構(gòu)件表面貼補(bǔ)防水片的方法進(jìn)行處理。
(二)填充密實(shí)法
對(duì)于中寬等的裂縫一般做法:在裂縫地方鑿成凹槽,然后填充合適的材料進(jìn)行修補(bǔ)。例如,裂縫的寬度小于0.3mm,選擇混凝土專用的封堵材料進(jìn)行填充。
(三)壓力灌漿法
一般適用于開裂較為嚴(yán)重的部位,處理的裂縫多為貫通裂縫。通過壓力將注射膠灌注到混凝土的內(nèi)部的裂縫處,粘結(jié)封閉裂縫。這種方法一方面能夠修補(bǔ)面層同時(shí)還有補(bǔ)強(qiáng)和加固的作用。這種方法由于處理效果好,目前被廣泛的使用。
(四)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法
對(duì)于一些較大的裂縫,例如外荷載超過設(shè)計(jì)的承載范圍,由于地震、爆炸等因素造成的或者是由于鋼筋被腐蝕導(dǎo)致的裂縫,一般是使用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。
關(guān)鍵字:民用建筑 裂縫 修補(bǔ)
裂縫修補(bǔ)主要以恢復(fù)結(jié)構(gòu)材料的防水性及耐久性為目的,也有從維護(hù)人身安全及注重美觀的角度而進(jìn)行修補(bǔ)的。在滿足修補(bǔ)的前提下,必須考慮經(jīng)濟(jì)性來決定修補(bǔ)的范圍及修補(bǔ)的規(guī)模等。
一、修補(bǔ)設(shè)計(jì)
修補(bǔ)設(shè)計(jì)原則上應(yīng)根據(jù)第四章是否需要修補(bǔ)及補(bǔ)強(qiáng)加固的判定結(jié)果,進(jìn)行恢復(fù)己開裂結(jié)構(gòu)件的機(jī)能及耐久性的設(shè)計(jì),更重要的是要選擇適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)材料、修補(bǔ)工法以及在選擇修補(bǔ)時(shí)間的基礎(chǔ)上進(jìn)行修補(bǔ)設(shè)計(jì)。
進(jìn)行修補(bǔ)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮如下事項(xiàng):
(1)根據(jù)是否需要修補(bǔ)的判斷結(jié)果,設(shè)定修補(bǔ)范圍及規(guī)模,還應(yīng)
按需要再度調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)。
(2)掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等),建筑物的重要性及環(huán)境條件(一般環(huán)境、工廠地區(qū)、鹽類環(huán)境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。
(3)為了明確規(guī)定修補(bǔ)目的及恢復(fù)目標(biāo),考慮(2)中的環(huán)境條件,選定最適于修補(bǔ)的修補(bǔ)材料、修補(bǔ)工法及修補(bǔ)時(shí)間。選擇修補(bǔ)工法,可按開裂現(xiàn)場(chǎng)及開裂原因參照表6.1所示內(nèi)容決定。另外,當(dāng)構(gòu)筑物處于鹽類等苛刻環(huán)境時(shí),應(yīng)選擇比普通環(huán)境條件高一個(gè)等級(jí)的材料及工法。如有可能,裂縫最好在穩(wěn)定后再作修補(bǔ);對(duì)隨環(huán)境條件變化的溫度裂縫,則宜在裂縫最寬時(shí)處理。
混凝土建筑物及構(gòu)件的修補(bǔ)恢復(fù)目標(biāo)將視竣工時(shí)的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異,另外,保修年限也不盡相同。
通常,可將修補(bǔ)恢復(fù)目標(biāo)分成如下三個(gè)階段:
①恢復(fù)到與健全構(gòu)件同等性能。因水泥的水化熱、碳化、千縮而產(chǎn)生的裂縫等,是作為搞清開裂原因而進(jìn)行修補(bǔ)的對(duì)象。希望保修年限定為10-15年。
②恢復(fù)到不妨礙使用的程度。當(dāng)由鋼筋腐蝕、堿性骨料而導(dǎo)致的裂縫及由此產(chǎn)生的劣化度比較明顯時(shí),或者開裂原因是多方面的,又不能將所有原因都搞清楚時(shí),年限定為5-10年。
③恢復(fù)到能夠確保人身安全的程度。一般針對(duì)以確保人身安全而進(jìn)行的應(yīng)急修補(bǔ)工程。
(4)必須充分研究修補(bǔ)作業(yè)所必要的機(jī)械材料、腳手架及工程現(xiàn)場(chǎng)對(duì)周圍人群的安全保障。
二、修補(bǔ)工法及特點(diǎn)
2.1表面修補(bǔ)法
常用的方法為涂覆法,增加整體面層,壓抹環(huán)氧膠泥,環(huán)氧漿液粘玻璃絲布,表面縫合等。
(1)涂覆法:混凝土表面出現(xiàn)數(shù)量較多的表面裂縫時(shí),采用手工或機(jī)械噴涂方法,將修補(bǔ)材料涂覆于混凝土表面,起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間,厚度大者適應(yīng)裂縫變化能力強(qiáng)。選用修補(bǔ)材料時(shí)應(yīng)考慮使用條件(室內(nèi)、室外、環(huán)境溫濕度變化,介質(zhì)腐蝕情況)以及裂縫活動(dòng)情況等,例如,要求耐磨的地坪可選用環(huán)氧瀝青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料,不穩(wěn)定的裂縫修補(bǔ)可選用聚氨酷彈性體,橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。
(2)增加整體面層:混凝土表面裂縫數(shù)量較多,分布面較廣時(shí),常采用增加一層水泥砂漿或細(xì)石混凝土整體面層的方法處理。多數(shù)情況下,整體面層內(nèi)應(yīng)配置雙向鋼絲網(wǎng)。有條件時(shí),宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。
(3)壓抹環(huán)氧膠泥:對(duì)于數(shù)量不多,又不集中,縫寬>0. lmm的裂縫可采用此法處理。
(4)環(huán)氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環(huán)氧樹脂膠料或環(huán)氧焦油膠料,粘貼1~2層玻璃絲布。
(5)表面縫合:在裂縫兩邊鉆孔或鑿槽,將u形鋼筋或金屬板放入孔或槽中,用環(huán)氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌入孔或槽中錨固,以達(dá)到縫合裂縫的目的。
2.2局部修復(fù)法
常用的方法有充填法,部分鑿除重新澆筑混凝土、預(yù)應(yīng)力法等。
(1)充填法
用鋼釬、風(fēng)鎬或高速轉(zhuǎn)動(dòng)的切割圓盤將裂縫擴(kuò)大,最終鑿成V形或梯形槽,分層壓抹環(huán)氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或?yàn)r青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補(bǔ);梯形槽用于滲水裂縫修補(bǔ);環(huán)氧砂漿適用于有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的修補(bǔ);聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補(bǔ)。
(2)預(yù)應(yīng)力法
用鉆機(jī)在構(gòu)件上鉆孔,注意避開鋼筋,然后穿入螺栓(預(yù)應(yīng)力鋼筋),施加預(yù)應(yīng)力擰緊螺帽,使裂縫減小或閉合。如條件許可時(shí),成孔的方向應(yīng)與裂縫方向垂直,見圖2.2 ( a)鉆孔方向不與裂縫垂直時(shí),宜采用雙向施加預(yù)應(yīng)力,見圖2.2 (b)。
(3)部分鑿除重新澆筑混凝土
對(duì)于鋼筋混凝土預(yù)制梁等構(gòu)件,由于運(yùn)輸、堆放、吊裝不當(dāng)而造成裂縫的事故時(shí)有發(fā)生。這類裂縫有時(shí)可采用鑿除裂縫附近的混凝土,清洗、充分濕潤后,澆筑強(qiáng)度高一等級(jí)的混凝土,養(yǎng)護(hù)到規(guī)定強(qiáng)度的修補(bǔ)方法。修補(bǔ)后的構(gòu)件仍可使用在工程上。用這種方法修補(bǔ)己斷裂的構(gòu)件應(yīng)特別慎重。此外,修補(bǔ)前應(yīng)檢查鋼筋的實(shí)際應(yīng)力和變形狀況。修補(bǔ)混凝土宜用微膨脹型。修復(fù)工作必須十分仔細(xì)認(rèn)真,否則新老混凝土結(jié)合不良將導(dǎo)致失敗。
2.3灌漿法
將水泥或化學(xué)漿液灌入混凝土縫內(nèi),使其擴(kuò)散,固化。固化后的漿液具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度,與混凝土能較好地粘結(jié),從而增強(qiáng)了構(gòu)件的整體性,使構(gòu)件恢復(fù)使用功能,提高耐久性,達(dá)到堵漏防銹補(bǔ)強(qiáng)的目的。
用于結(jié)構(gòu)修補(bǔ)的化學(xué)漿液主要有兩類:一類是環(huán)氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡(jiǎn)稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學(xué)漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙,使之不透水并增加強(qiáng)度。
雖然民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)工法多種多樣,但我們不能只知其一、只用其一,而應(yīng)牢牢掌握每一種方法,以一變應(yīng)萬變,做到根據(jù)不同情況采取不同方法,盡量實(shí)現(xiàn)修補(bǔ)最優(yōu)。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】混凝土裂縫、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、混凝土裂縫的修補(bǔ)、混凝土裂縫的防治措施
1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
從微觀上看,混凝土是由水泥、沙石、空氣和水組成的多相結(jié)合體,由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所受外界環(huán)境影響不同,混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有很多種:
1.1 混凝土在硬化過程中由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生裂縫,這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大,甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。
1.2 混凝土澆筑后,水泥的水化熱使內(nèi)部溫度升高,一般每100KG水泥可以使混凝土溫度升高10℃左右,加入混凝土的入模溫度,在2-3天內(nèi),內(nèi)部溫度可達(dá)50-80℃,而混凝土的線膨脹系數(shù)約為10×10-6/℃。試驗(yàn)表明,在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下,混凝土表面溫度和環(huán)境溫差大于25℃時(shí),即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫。
1.3 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約束,在澆筑后數(shù)小時(shí)會(huì)發(fā)生由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。
1.4 當(dāng)有約束時(shí),混凝土熱脹冷縮產(chǎn)生體積脹縮,因?yàn)槭艿郊s束力的限制,在內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(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,如:太陽暴曬產(chǎn)生的裂縫。
1.5 堿骨料反應(yīng)一般需要幾十年的累積,才會(huì)使反應(yīng)物積累到一定程度出現(xiàn)吸水吸濕膨脹,導(dǎo)致混凝土開裂,并加速凍融、鋼筋銹蝕等綜合損害。
1.6 混凝土在初凝前由于水分蒸發(fā),內(nèi)部水分不斷向表面遷移,形成混凝土在塑性階段體積收縮。一般混凝土的塑性收縮約為1,坍落度大的可達(dá)2.在炎熱的大風(fēng)天氣,混凝土表面水分蒸發(fā)過快,造成混凝土內(nèi)部水化熱過高,在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài),易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
1.7 構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫,如:構(gòu)件在均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)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。
1.8 當(dāng)結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降時(shí),結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形,而使構(gòu)件開裂,并隨著不均勻沉陷的發(fā)展,裂縫會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大。
1.9 當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件處于不利環(huán)境中,如水中時(shí),由于混凝土保護(hù)層厚度過薄,特別是混凝土的密實(shí)度不良,環(huán)境中的氯離子和溶于水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹形成氧化鐵。氧化鐵的體積比原金屬的體積大得多,鐵銹體積膨脹,對(duì)周圍混凝土擠壓,使混凝土脹裂。順鋼筋方向的裂縫發(fā)生后,更加速了鋼筋的銹蝕過程,最后導(dǎo)致保護(hù)層成片剝落。
2 混凝土裂縫的修補(bǔ)
隨著施工經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展,現(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法也有很多:如表面修補(bǔ)法、灌漿嵌縫封堵法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法等。其中灌漿嵌縫封堵法是最常用的裂縫修補(bǔ)方法,它有可以分為壓力注漿法、開槽法、涂膜封閉法三種。
2.1 壓力注漿法
低壓注漿法適用于寬度為0.2-0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下:裂縫清理-粘貼注漿咀和封閉裂縫-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(shí),先要在預(yù)計(jì)要貼的裂縫位置貼上醫(yī)用白膠布,再用窄毛刷將封縫來回涂刷。使裂縫封閉,大約10分鐘后,揭去膠布,露出小縫,粘貼注漿咀用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口,必須反復(fù)用漿補(bǔ)上,避免注漿時(shí)漏漿。操作時(shí)先用補(bǔ)縫器吸取注漿液,插入注漿咀,用手動(dòng)補(bǔ)縫器活塞,使?jié){液通過注漿咀壓入裂縫,當(dāng)相鄰的咀中流出漿液時(shí),就可以拔出補(bǔ)縫器,堵上鋁鉚釘。一般由上向下注漿,水平縫一般從一端向另一端逐個(gè)注漿。為了保證注漿液充滿,在注漿后大約30分鐘可以對(duì)每個(gè)注漿咀再次補(bǔ)漿。
2.2 開槽法
開槽法適用于結(jié)構(gòu)允許開槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫,如墩臺(tái)或路面混凝土的裂縫。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.工序?yàn)椋洪_槽―涂刷界面處理漿―壓抹聚合物砂漿―養(yǎng)護(hù)。
先用鑿子和扁鏟沿裂縫開槽,槽深和寬約3-5cm,呈U型,用刷子在槽底和兩壁均勻涂刷一層界面處理漿,在界面處理漿尚未硬化前,將拌好的聚合物水泥砂漿用抹刀壓入槽中,壓實(shí)抹平。在砂漿開始拌合到嵌入U(xiǎn)槽,一組砂漿的整個(gè)施工過程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養(yǎng)護(hù),在初凝前,用塑料薄膜覆蓋,避免淋雨、日曬或風(fēng)吹。完全初凝后,開始用水養(yǎng)護(hù)。
2.3 涂膜封閉法
涂膜封閉法適用于寬度小于0.2mm的微細(xì)裂縫的修補(bǔ),也可以用于混凝土外表面的裝飾和防水處理,以及防止混凝土保護(hù)層的碳化和有害離子對(duì)混凝土的腐蝕。工序?yàn)椋呵鍜擗D刮膩?zhàn)莹D涂刷底層涂料―涂刷主層涂料―涂刷面罩。混凝土表面裂縫、氣孔和缺陷先用膩?zhàn)樱ɑ炷列扪a(bǔ)膠:粉料=1:1.8-2.0)填充補(bǔ)平,待干后用紗布磨平,在進(jìn)行底層涂刷(混凝土修補(bǔ)膠:粉料=1:0.7-0.8),涂料在使用前要通過鐵窗紗過濾,除去雜質(zhì)和團(tuán)塊。主層涂刷要涂刷3遍,每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂,且兩次涂刷方向最好要相互垂直。
3 裂縫的防治措施
雖然現(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法越來越多,效果也越來越好,但與其事后補(bǔ)過還不如事前做好預(yù)防工作。根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,裂縫防治措施大致有以下幾種:
3.1 設(shè)計(jì)單位應(yīng)該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝土施工養(yǎng)護(hù)的基本要求,確定外加劑的品種和摻量,確保混凝土收縮與膨脹相抵消。
3.2 降低混凝土入模溫度
降低原材料進(jìn)入攪拌機(jī)的溫度;夏季,混凝土運(yùn)輸車加保濕套或?qū)摅w噴淋冷水降溫;混凝土作業(yè)面遮陽,減少混凝土冷量損失。
3.3 配制大體積混凝土宜使用低水化熱水泥,如礦渣水泥,此外可摻加膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑,從而降低混凝土水化熱。
3.4 施工過程中應(yīng)該經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實(shí)情況,不能漏振、過振,且在第一次振搗后要進(jìn)行二次振搗;振搗結(jié)束,表面刮平抹壓1-2小時(shí)后,即在混凝土初凝前進(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。
3.5 對(duì)于混凝土,則要在滿足其可泵性、和易性,保證混凝土不會(huì)離析的前提下,盡量降低砂率、并嚴(yán)格控制骨料的含泥量等。
3.6 混凝土養(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,防止表面水分蒸發(fā),保持混凝土處于潮濕狀態(tài)養(yǎng)護(hù)。保濕養(yǎng)護(hù)根據(jù)混凝土絕熱溫升計(jì)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(shí)間。養(yǎng)護(hù)一般不少于15天。
4 結(jié)束語
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防混凝土裂縫的出現(xiàn),保證建筑物和構(gòu)件的安全、穩(wěn)定的工作。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞裂縫化學(xué)灌漿修補(bǔ)工藝
1前言
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和外部約束等一系列問題,使混凝土裂縫成了土木工程常見的工程病害,輕者使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生銹蝕,降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力等,影響建筑物正常使用功能,重者將威脅人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。
廣州新港洗車槽污水沉淀池,為洗車設(shè)備配套設(shè)施,長(zhǎng)12m寬5m深2.5m,池壁厚度為30cm,采用C30現(xiàn)澆鋼筋混凝土,抗?jié)B等級(jí)P6。施工完成后池壁發(fā)現(xiàn)多條肉眼可見裂縫,因此要采取措施控制混凝土裂縫,保證正常使用功能。
2混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指肉眼看不見的裂縫,在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是不規(guī)則、不貫通的;宏觀裂縫是由微觀裂縫擴(kuò)展而來,范圍不小于0.05mm。
2.1 微觀裂縫:
2.1.1粘裂縫:骨料與水泥石粘和面上的裂縫。
2.1.2水泥石裂縫:水泥石中自身的裂縫。
2.1.3骨料裂縫:骨料自身的裂縫。
2.2宏觀裂縫:
2.2.1荷載作用下的裂縫:混凝土和鋼筋共同作用下的變形協(xié)調(diào)(變形相容性),當(dāng)鋼筋應(yīng)變≥混凝土的極限拉伸時(shí)引起的混凝土開裂。
2.2.2結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫:由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與計(jì)算假設(shè)模型的差異引起的。
2.2.3變形應(yīng)力引起的裂縫(約占80%):由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結(jié)構(gòu)變形,當(dāng)變形受到約束時(shí)便產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。
3裂縫修補(bǔ)處理方案
3.1裂縫檢查方法
3.1.1直接觀察法:拆模后,用清水把混凝土表面沖洗干凈,直接用肉眼觀察裂縫的位置,用粉筆或者油漆筆直接標(biāo)識(shí)在混凝土面上,使各裂縫逐條清晰的顯露出來。
3.1.2 鉆孔取芯法:從混凝土中鉆取芯樣,以測(cè)定混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度,它具有施工周期短,取得資料全面可靠,經(jīng)濟(jì)效果好等優(yōu)點(diǎn)。但取芯對(duì)混凝土破壞較大,對(duì)芯孔的填補(bǔ)比較麻煩,所以本工程基本不采用該法。
3.1.3 水跡滲透法:用水緩緩滲入裂縫中,鑿除裂縫,可以用沖擊鉆或人工將裂縫鑿除,至看不見水跡(即裂縫僅深入到此處)為止,再量至混凝土表面可測(cè)得裂縫深度。該法操作簡(jiǎn)單,成本低,實(shí)用性強(qiáng);但有一定的局限性,不適宜檢測(cè)較深的裂縫。
3.1.4 超聲波法:采用超聲波TICO檢測(cè)儀可成功的應(yīng)用于檢測(cè):混凝土的均勻性、凹坑、裂縫、火燒或霜凍引起的缺陷、彈性模量及混凝土強(qiáng)度。超聲波脈沖在材料中的傳播速度依賴于材料的密度和彈性性質(zhì),通過檢測(cè)超聲波在混凝土中的傳播速率可得到混凝土質(zhì)量和強(qiáng)度的相關(guān)信息。該法檢測(cè)全面,信息穩(wěn)定可靠,且無損于混凝土。但由于成本過高,本工程不采用此方法進(jìn)行檢測(cè)。
3.2裂縫修補(bǔ)方案
本工程在裂縫修補(bǔ)前,用放大鏡認(rèn)真檢查,對(duì)裂縫的分布情況、形狀、出現(xiàn)時(shí)間、縫寬和環(huán)境條件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,查清裂縫的性質(zhì),用縫寬檢測(cè)卡片測(cè)量裂縫寬度,再用直接觀察法和水跡滲透法檢測(cè)裂縫的深度、走向、貫穿情況等,確定修補(bǔ)處理方案,包括:表面修補(bǔ)法、化學(xué)灌漿法及嵌縫封堵法。
3.2.1表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見的修補(bǔ)方法,適用于對(duì)結(jié)構(gòu)使用功能及耐久性沒有影響的微觀裂縫和表面裂縫。處理的方法可用鋼絲刷清除裂縫表面灰塵、浮渣及松散層等污物,用毛刷蘸有機(jī)溶液(環(huán)氧樹脂),把沿裂縫兩側(cè)20~30mm處擦洗干凈并保持干燥后直接在裂縫的表面涂抹水泥漿或環(huán)氧膠泥。
3.2.2化學(xué)灌漿法主要適用對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ),它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后達(dá)到較高的強(qiáng)度并與混凝土形成一個(gè)整體,從而起到防滲、加固的目的。
3.2.3嵌縫封堵法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填各種止水材料,以達(dá)到封閉裂縫的目的。本工程中主要使用的止水材料為快硬水泥和環(huán)氧砂漿。
4裂縫修補(bǔ)工藝
本工程污水沉淀池拆模后在池壁上發(fā)現(xiàn)多條肉眼可見縱向裂縫,長(zhǎng)短不一,縫寬為0.05mm~0.2mm,由于本工程對(duì)防水及耐久性要求較高,因此在裂縫修補(bǔ)處理中著重采用了化學(xué)灌漿法和嵌縫封堵法或二者結(jié)合使用以保證修補(bǔ)質(zhì)量。以下重點(diǎn)介紹了化學(xué)灌漿法的施工要點(diǎn)及要求:
4.1材料要求
4.1.1 裂縫修補(bǔ)的化學(xué)灌漿材料應(yīng)符合下列要求:漿液的粘度小,可灌性好漿液固化后的收縮性小,抗?jié)B性好;漿液固化后的抗壓、抗拉強(qiáng)度高,有較高的粘結(jié)強(qiáng)度;漿液固化時(shí)間可以調(diào)節(jié),灌漿工藝簡(jiǎn)便;漿液為無毒或低毒材料。
4.1.2本工程修補(bǔ)混凝土裂縫選用具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能、耐老化、在水環(huán)境中具有優(yōu)異的滲透性和粘結(jié)強(qiáng)度的改性環(huán)氧材料,以提高混凝土整體結(jié)構(gòu)的完整性。這種改性環(huán)氧材料是以環(huán)氧樹脂為主要體系的新型高強(qiáng)度補(bǔ)強(qiáng)防滲材料。由于材料加入復(fù)合的改性劑,它具有粘度小,濕潤性好,高滲透力;綜合力學(xué)性高,耐老化;無毒,無收縮變形,對(duì)水親和的特性,固化后的固結(jié)體具有無體型收縮的優(yōu)異特點(diǎn)。此灌漿材料對(duì)混凝土裂縫充填粘接修補(bǔ)后,能使開裂的混凝土重新粘合,達(dá)到原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度。該材料已經(jīng)廣泛運(yùn)用于水工建筑物、市政橋梁、道路、地鐵、隧道、工民建等工程的混凝土裂縫處理。
4.1.3 化學(xué)灌漿材料在應(yīng)用前應(yīng)首先進(jìn)行試配,確保其性能可靠,漿液的可灌性和固化時(shí)間應(yīng)滿足施工需要。灌縫漿液配比、漿液力學(xué)性能、漿液物理性能以及封縫膠泥配比如下四表:
4.1.4 施工機(jī)具:φ8注漿管、沖擊鉆、手壓注漿泵、RUTH電動(dòng)泵、鋼絲刷、毛刷、砂輪、棉紗、空壓機(jī)、灰刀、灰桶、扳手、手鉗等。
4.2灌漿前裂縫處理
4.2.1表面清理:可用鋼絲刷或水沖洗的方法沿裂縫兩側(cè)擦洗干凈并保持潔凈干燥。
4.2.2鉆孔:在裂縫上用電鉆進(jìn)行鉆孔,孔深2~4cm,作為灌漿孔;對(duì)于走向不規(guī)則的裂縫,除騎縫鉆孔外,可加鉆斜孔,可擴(kuò)大灌漿通路,使?jié){液全面流動(dòng),以保證灌漿質(zhì)量。孔位間距:5~8cm。在裂縫交叉處、較寬處、端部以及裂縫的貫穿處,均應(yīng)鉆孔。鉆孔后應(yīng)及時(shí)清除孔內(nèi)的碎屑粉塵。
4.2.3鑿槽:沿裂縫用鋼釬鑿成“V”型槽,槽寬與槽深可根據(jù)裂縫深度來確定,一般情況下槽寬≤10mm,槽深≤5mm。鑿槽時(shí)先沿著裂縫打開,再向兩側(cè)加寬,鑿?fù)旰笥娩摻z刷和壓縮空氣將混凝土碎屑粉塵清除干凈,以待封縫灌漿。
4.2.4封縫:封縫應(yīng)根據(jù)不同裂縫情況及灌漿要求確定,封縫的目的在于保持灌漿壓力,保證灌漿效果。本工程中封縫選用的材料有白膠帶、玻璃膠(半透明膠體)、配制膠泥(環(huán)氧樹脂或快干水泥)等。對(duì)于不鑿槽的裂縫可用白膠帶(裂縫兩側(cè)各3cm打磨平整)封閉通長(zhǎng)裂縫,間隔預(yù)留排氣孔。灌漿孔用膠泥埋置注漿管,待完全固化后才可注漿。
4.3灌漿施工要點(diǎn)
4.3.1 項(xiàng)目部對(duì)灌漿施工過程的安全規(guī)定:
化學(xué)灌漿材料屬于易燃品,應(yīng)密封儲(chǔ)存,遠(yuǎn)離火源;配制及使用現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)良好,操作人員戴乳膠手套、防毒口罩及保護(hù)眼鏡,做好保護(hù)措施;工地場(chǎng)地嚴(yán)禁煙火。
4.3.2 灌漿施工工藝流程:
裂縫處理鉆灌漿孔并清理(鑿槽并清理)埋置灌漿管封縫密封檢查配制漿液灌漿灌漿后表面處理檢查。
4.3.3 灌漿前按照配比配制漿材,在配制時(shí)要注意冷卻;緩慢加入固化劑和促進(jìn)劑,切不可一次倒入,以免材料過熱產(chǎn)生爆漿;混合的順序是:先計(jì)量改性環(huán)氧漿液,然后添加促進(jìn)劑攪拌1~3分鐘,在后添加固化劑攪拌1~3分鐘,固化劑及促進(jìn)劑的添加量應(yīng)充分考慮施工溫度及混凝土主體溫度后決定。嚴(yán)禁同時(shí)添加固化劑和固化促進(jìn)劑進(jìn)行混合。充分?jǐn)嚢杈鶆颍坏糜兴蛴臀刍烊耄⒁蟀赐环较驍嚢瑁悦庖霘馀荩幻看巫畲笈淞狭坎怀^5000ml,對(duì)大氣溫度大于30℃時(shí),應(yīng)采用降溫輔助設(shè)施進(jìn)行調(diào)配,每次配量應(yīng)在5小時(shí)內(nèi)施工完畢。
4.3.4 灌漿施工是混凝土修補(bǔ)的重要環(huán)節(jié),要確保灌漿質(zhì)量。待封縫白膠帶凝結(jié)后,采用手壓泵或者電動(dòng)泵進(jìn)行壓力灌注環(huán)氧漿,手壓泵注漿壓力為0.3~0.6MPa,電動(dòng)泵注漿壓力為0.6~2MPa,分次逐級(jí)升壓進(jìn)行施灌,穩(wěn)壓10分鐘,然后扎管閉漿。垂直裂縫和傾斜裂縫灌漿應(yīng)從深到淺、自下而上進(jìn)行,水平縫則從一端向另一端逐個(gè)注漿,同時(shí)觀察裂縫周邊混凝土,發(fā)現(xiàn)有裂口漏漿時(shí)應(yīng)及時(shí)封補(bǔ)。為了保證漿液充滿縫內(nèi),應(yīng)對(duì)每個(gè)注漿口進(jìn)行二次甚至三次注漿,并及時(shí)檢查裂縫對(duì)應(yīng)面混凝土的情況,若有漿液溢出(貫穿裂縫)還需在對(duì)應(yīng)面溢漿部位處理后封堵灌漿。
4.3.5灌漿結(jié)束后,待縫內(nèi)漿液接近初凝而不外流時(shí),觀察補(bǔ)縫效果和質(zhì)量,無問題后拆除灌漿用具。最后可在注漿孔和裂縫上灑布水泥粉覆蓋避光;修補(bǔ)工序全部完成后,自然養(yǎng)生至漿液完全固化。固化過程中混凝土面不得受到擾動(dòng)。
5結(jié)束語
關(guān)鍵詞:橋梁裂縫 混凝土 橋面板 荷載 材料 橋面鋪裝 修補(bǔ)措施
1 前言
在橋梁建造與使用過程中,現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)裂縫,是非常值得關(guān)注的問題。裂縫的發(fā)展會(huì)使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生異常的內(nèi)部應(yīng)力或變形,嚴(yán)重的可能會(huì)危及橋梁的結(jié)構(gòu)安全和正常使用。由于橋面板直接受到車輪荷載的影響,一旦開裂容易迅速惡化。因此對(duì)橋面板出現(xiàn)的裂縫,更應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn),盡量提前進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>
造成橋面板出現(xiàn)裂縫的原因比較復(fù)雜,主要受材料、施工、使用環(huán)境以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面因素的影響。裂縫的種類繁多,不同的裂縫對(duì)橋梁的危害各有輕重。正確地分析裂縫出現(xiàn)的原因,是克服和控制裂縫、保證橋梁正常使用的關(guān)鍵。
2 工程實(shí)例
省道S223線K80+780小橋?yàn)樵摱?jí)路改建時(shí)新增加的單跨現(xiàn)澆混凝土實(shí)心板橋,跨度為1×8米,寬度為8.5米。橋面板厚40厘米,采用柱式橋臺(tái),直徑為1米,鉆孔樁基礎(chǔ),樁徑為1.1米,每邊各二根。樁基持力層為中風(fēng)化石英巖。板面板及橋臺(tái)材料均為C30混凝土,樁基材料為C25混凝土。設(shè)計(jì)荷載為汽-20、掛-100。
該橋在通車一年后,左側(cè)橋面板距路中線約50cm處出現(xiàn)一道較明顯的縱向裂縫,縫寬0.2~0.3mm,局部超過0.3mm,且有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。
為正確地研究橋面板裂縫產(chǎn)生的原因,必須對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)、施工過程及使用環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)地分析,才能采取有效的修補(bǔ)加固措施,確保橋梁的正常使用。
3 橋面板裂縫產(chǎn)生原因分析
3.1 概述
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多,甚至多種因素相互影響,每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種原因。在鋼筋混凝土橋面板上所看到的損傷都是由于構(gòu)造上的或與荷載條件有關(guān)的種種原因而造成的。導(dǎo)致鋼筋混凝土橋面板裂縫產(chǎn)生的原因,大致可分為以下幾類:
3.1.1 作用的常規(guī)靜、動(dòng)荷載過大或次應(yīng)力的產(chǎn)生
在設(shè)計(jì)計(jì)算階段,計(jì)算模型不合理;設(shè)計(jì)斷面不足;結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)部分荷載漏算;構(gòu)造處理不當(dāng),鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)誤;設(shè)計(jì)圖紙交代不清等。在施工階段,不加限制地堆放施工機(jī)具、材料;不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝;不按設(shè)計(jì)圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序,改變結(jié)構(gòu)受力模式;不對(duì)結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。在橋梁使用階段,超出設(shè)計(jì)載荷的重型車輛頻繁過橋;受車輛、船舶的接觸、撞擊等。以上幾種情況都會(huì)使橋面板在荷載的作用下發(fā)生應(yīng)力集中而出現(xiàn)微裂縫。這種由常規(guī)靜、動(dòng)荷載或次生應(yīng)力所產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫。荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點(diǎn),其分布規(guī)律是沿主拉應(yīng)力方向開展,其走向與主拉應(yīng)力方向垂直。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動(dòng)嚴(yán)重部位。
3.1.2 溫度變化頻繁或溫差過大
混凝土具有熱脹冷縮的性能,當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。
3.1.3 混凝土的干縮
在混凝土中,水以結(jié)合水、層間水、物理吸附水和毛細(xì)水等狀態(tài)存在。當(dāng)這些水在混凝土硬化過程中失去時(shí),水泥漿體就會(huì)收縮,當(dāng)收縮受到限制產(chǎn)生收縮應(yīng)力時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。混凝土收縮裂縫的特點(diǎn)是大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細(xì),且縱橫交錯(cuò),成龜裂狀,形狀沒有任何規(guī)律。橋梁工程中,由于混凝土的干縮所引起的干縮裂縫是最常見的。
3.1.4 地基變形
由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力,超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂產(chǎn)生裂縫。
3.1.5 施工質(zhì)量不良
在施工過程中,假如混凝土級(jí)配不良或施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣,造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度不足,容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫。
3.2 病因分析
3.2.1 現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)情況
對(duì)該小橋進(jìn)行詳細(xì)地勘測(cè)發(fā)現(xiàn),除了左側(cè)橋面板靠近路中線處的那道縱向裂縫外,橋面板上表面未出現(xiàn)其它裂縫,但在橋面板底部同一位置上卻發(fā)現(xiàn)存在裂縫,縫寬0.2~0.3mm,也呈縱向布置,由此可判斷該裂縫是上下貫通的。對(duì)橋面板底部進(jìn)行細(xì)致檢查,發(fā)現(xiàn)在其它位置還有多條極細(xì)微的裂縫,縫寬小于0.1mm,均呈縱向布置。對(duì)橋臺(tái)臺(tái)帽及錐坡進(jìn)行檢查,未發(fā)現(xiàn)有裂縫。
現(xiàn)場(chǎng)交通量正常,但大型貨車較多,且時(shí)有超載的違章車輛通過。
3.2.2 施工情況
該小橋所使用的混凝土和鋼筋各項(xiàng)指標(biāo)均合格,水泥凝結(jié)試驗(yàn)以及摻合料、水、細(xì)骨料的試驗(yàn)結(jié)果均屬正常。施工期間氣象條件良好,平均氣溫24℃,濕度60~85%,混凝土澆灌過程中,天氣睛朗,風(fēng)速較小。橋面板采用整體澆筑,鋼筋布設(shè)均按圖施工,但鋼筋搭接恰好處于距路中50cm左右的左側(cè)橋面上。
3.2.3 基礎(chǔ)情況
由地質(zhì)勘察資料分析,該路段地基地質(zhì)情況較為一致,未有較大的地質(zhì)差異,且沒有軟弱地質(zhì)層;鉆孔樁嵌入中風(fēng)化石英巖。橋臺(tái)臺(tái)帽及錐坡沒有出現(xiàn)裂縫,因此可排除因地基不均勻沉降所造成的裂縫。
3.2.4 設(shè)計(jì)情況
根據(jù)實(shí)際使用荷載進(jìn)行驗(yàn)算,發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)橋面板配筋量為承載力要求的1.5~1.6倍,偏于安全。但設(shè)計(jì)圖紙中,橋面鋪裝層采用4cm厚的水泥混凝土,厚度偏薄,且未配置構(gòu)造鋼筋。
3.2.5 診斷結(jié)論
綜上所述,本例中橋面板裂縫不可能是由溫差變化、混凝土干縮及基礎(chǔ)不均勻沉降所引起。造成橋面板開裂的主要原因,應(yīng)該是橋面鋪裝層過薄,導(dǎo)致橋面板局部沖擊荷載過大,產(chǎn)生應(yīng)力集中而出現(xiàn)裂縫。我們知道,橋面鋪裝即行車道鋪裝,亦稱橋面保護(hù)層,它是車輪直接作用的部分。橋面鋪裝層的作用在于防止車輛輪胎或履帶直接磨耗行車道板,保護(hù)主梁(橋板)免受雨水侵濕,并對(duì)車輛輪重的集中荷載起分布作用,起到聯(lián)系各主梁(橋板)共同受力的作用。為使鋪裝層具有足夠的強(qiáng)度和良好的整體性,一般在混凝土中鋪設(shè)直徑為4-6mm的鋼筋。
本例中,因?yàn)闃蛎驿佈b層厚度過薄,且未配置構(gòu)造鋼筋,喪失了保護(hù)橋面板的作用,使橋面板直接承受車輪荷載的沖擊作用。在車輪荷載頻繁沖擊的板帶,由于動(dòng)荷載的不斷作用而發(fā)生應(yīng)力集中,出現(xiàn)縱向微裂縫;當(dāng)應(yīng)力反復(fù)作用時(shí),裂縫逐步擴(kuò)展,從而不斷減小承受應(yīng)力作用的有效面積,最終在車輪荷載反復(fù)作用達(dá)到一定次數(shù)后導(dǎo)致破壞,橋面板出現(xiàn)裂縫。在這種情況下,裂縫會(huì)迅速擴(kuò)展,最后上下貫通,使橋面板失去整體性,承載力不斷下降,最終導(dǎo)致破壞,危害性較大,必須及時(shí)采取有效的修補(bǔ)措施,控制裂縫的發(fā)展,增強(qiáng)橋面板的整體性,保證橋梁的正常使用。
4 修補(bǔ)措施
根據(jù)橋面板裂縫的成因,可采取以下幾種修補(bǔ)處理措施。
4.1 橋面鋪裝層重新鋪設(shè)
4.1.1 橋面鋪裝層采用C40防水混凝土,路線中心處厚度為13.6cm,路邊緣處厚度為8cm,構(gòu)造筋采用φ10@120,提高鋪裝層的整體強(qiáng)度。
4.1.2 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,橋面板頂面鑿毛至露出骨料3~5mm,并用高壓氣泵或水槍清理干凈;嚴(yán)格控制混凝土的配合比和坍落度,使混合料具有良好的和易性;混凝土采用低收縮配方,減少收縮開裂。
4.1.3 為使橋面鋪裝層與橋面板緊密結(jié)合,使橋面鋪裝層共同參與受力,同時(shí)固定橋面鋪裝鋼筋的位置,采用“植筋”的技術(shù)。在橋面板上按1m×1m的間距鉆孔,孔深大于鋼筋錨固長(zhǎng)度,孔徑略大于鋼筋直徑,前后排孔的布置成梅花狀;用高壓氣泵將孔清理干凈后,灌入調(diào)配好的環(huán)氧樹脂膠液,然后植入Φ18螺紋鋼筋,待膠液固化并達(dá)到強(qiáng)度后,將植入的鋼筋與橋面鋪裝鋼筋牢固焊接后,再澆筑防水混凝土。
4.1.4 鑿開橋頭搭板,重新調(diào)整搭板厚度,并鋪設(shè)構(gòu)造鋼筋,使其與橋面板及橋兩側(cè)路面連接順暢。
4.2 裂縫的修補(bǔ)
4.2.1 對(duì)于橋面板中間帶上下貫通的裂縫,其下部采用鋼板粘結(jié)施工法進(jìn)行修補(bǔ)。這種施工法是用環(huán)氧樹脂把鋼板粘貼在橋面板混凝土受拉緣的外表面,使其與原橋面形成整體化,在活載的作用下可作為鋼筋來使用。本工程采用6mm厚、100mm寬的長(zhǎng)條鋼板,順橋方向進(jìn)行加固。施工時(shí)采用液狀環(huán)氧樹脂注入施工法,根據(jù)橋面板的平整度,用錨固螺栓預(yù)先固定鋼板,并使鋼板與橋面板表面間保持2~4mm的間隙,然后用膩?zhàn)訝瞽h(huán)氧樹脂封閉鋼板的邊緣,再從適當(dāng)設(shè)置在封閉線上及鋼板中部的注入口注入環(huán)氧樹脂,并保持原狀使其硬化。
4.2.2 對(duì)于橋面板中間帶上下貫通的裂縫,其上部采用注入施工法進(jìn)行處理。沿裂縫7~8cm寬度的范圍內(nèi),用砂輪機(jī)和鋼絲刷去混凝土表面的游離石灰和灰塵等,并用洗凈劑清洗,然后加壓注入具有滲透性和粘著性的環(huán)氧樹脂,以此來填充混凝土裂縫,提高橋面板的防水性,防止鋼筋銹蝕及混凝土老化。
4.2.3 對(duì)橋面板下部寬度小于0.2mm的其它裂縫,采用表面處理法進(jìn)行修補(bǔ),在混凝土表面沿裂縫涂抹樹脂保護(hù)膜。施工時(shí)先用鋼絲刷除去混凝土表面的附著物,再用清水清洗,經(jīng)充分干燥后,用油灰狀樹脂填充混凝土表面的凹癟部分后,再進(jìn)行必要的涂抹。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;裂縫;原因;修補(bǔ)措施
1.引言
從目前建筑工程的實(shí)際開展來看,大體積混凝土是重要的施工方案,在實(shí)際施工中得到了重要應(yīng)用。但是從大體積混凝土的具體施工來看,受到多種因素的制約,大體積混凝土在澆筑成型后容易出現(xiàn)裂縫,影響了混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定性,給混凝土構(gòu)件帶來了安全隱患。為此,我們必須對(duì)大體積混凝土裂縫引起足夠的重視,認(rèn)真分析大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因,并制定具體的解決措施,有效消除并修補(bǔ)大體積混凝土裂縫,提高大體積混凝土的整體質(zhì)量,滿足實(shí)際施工需要,提高大體積混凝土的整體強(qiáng)度。
2.大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析
經(jīng)過了解發(fā)現(xiàn),大體積混凝土在施工中容易受到外界因素影響而產(chǎn)生裂縫,從待統(tǒng)計(jì)混凝土的實(shí)際施工來看,大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
2.1外界氣溫變化
大體積混凝土在施工階段,它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降,會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差,這對(duì)大體積混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形而造成的,溫差愈大,溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí),在高溫條件下,大體積混凝土不易散熱,混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60℃-65℃,并且有較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間。因此,應(yīng)采取溫度控制措施,防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。
2.2混凝土的收縮
混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必需的,而約80%的水分要蒸發(fā),多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。
由于混凝土中含有一定比例的水分,水分在蒸發(fā)過程中會(huì)使混凝土發(fā)生收縮。如果混凝土收縮比例過大,會(huì)直接導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。基于這一認(rèn)識(shí),在混凝土澆筑過程中,應(yīng)對(duì)水分進(jìn)行嚴(yán)格控制,應(yīng)采取具體措施控制水分的蒸發(fā)速度和蒸發(fā)量,保證混凝土中的水分能夠按照預(yù)期速度和預(yù)期比例蒸發(fā),最大程度減少混凝土的收縮。
2.3水泥水化熱
水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量,而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚,表面系數(shù)相對(duì)較小,所以水泥產(chǎn)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。
大體積混凝土中的水泥含量較多,由于混凝土體積較大,水泥在凝結(jié)過程中產(chǎn)生的熱量散失較慢,受到周圍氣溫的限制,容易將這部分熱量聚集在混凝土內(nèi)部,對(duì)大體積混凝土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。從目前大體積混凝土的澆筑來看,水泥水熱化是造成混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因之一,對(duì)此我們必須引起足夠的重視。
2.4約束條件
大體積混凝土與地基澆在一起,早期混凝土溫度上升時(shí),混凝土膨脹受到地基約束會(huì)產(chǎn)生壓應(yīng)力;當(dāng)后期溫度下降時(shí),混凝土收縮受到地基約束便會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。
從實(shí)際施工來看,大體積混凝土與地基的連接,會(huì)成為約束其形變的重要因素。從這一點(diǎn)來看,大體積混凝土的任何形變都與地基有著必然的聯(lián)系。在混凝土凝結(jié)過程中,溫度會(huì)逐漸發(fā)生變化,混凝土整體的形變也呈現(xiàn)非線性變化,由此導(dǎo)致了大體積混凝土的某些部位出現(xiàn)裂縫。所以,我們應(yīng)對(duì)約束條件有足夠的認(rèn)識(shí)和了解,努力消除約束條件帶來的影響。
3.大體積混凝土裂縫修補(bǔ)的具體措施分析
目前來看,要想有效解決大體積混凝土裂縫問題,對(duì)大體積混凝土裂縫進(jìn)行有效修補(bǔ),應(yīng)采取以下具體措施:
3.1科學(xué)用料、合理調(diào)配
控制含泥量。根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸和泵送管道內(nèi)徑,選擇合理的最大粒徑。
再大體積混凝土澆筑施工中,應(yīng)對(duì)混凝土的材料進(jìn)行認(rèn)真選擇,并嚴(yán)格按照?qǐng)D紙標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比,保證混凝土的調(diào)配滿足實(shí)際要求。在材料選擇上,應(yīng)對(duì)水泥、砂漿的規(guī)格進(jìn)行合理選擇,應(yīng)完善采購程序,選擇固定廠家,保證水泥、砂漿的質(zhì)量滿足規(guī)定要求。
在混凝土配比中,應(yīng)按照材料復(fù)驗(yàn)規(guī)定,先進(jìn)行試驗(yàn)澆筑,選取混過凝土試塊,并將試塊送到專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行二次復(fù)驗(yàn),保證混凝土的配比和性能參數(shù)滿足實(shí)際需要。在具體配比中,應(yīng)執(zhí)行圖紙標(biāo)準(zhǔn)并參照?qǐng)D紙規(guī)定,同時(shí)考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境,進(jìn)行合理調(diào)配。
3.2優(yōu)化澆搗方法
大體積混凝土施工段的劃分及澆筑順序應(yīng)根據(jù)具體工程結(jié)構(gòu)確定,通常按該工程項(xiàng)目劃分表的單元工程進(jìn)行劃分。
在大體積混凝土澆筑施工中,除了要控制好原材料并進(jìn)行合理配比之外,還要將振搗工序作為整個(gè)澆筑施工的重點(diǎn)。結(jié)合大體積混凝土施工實(shí)際,在振搗過程中應(yīng)對(duì)澆筑和振搗方法進(jìn)行優(yōu)化,應(yīng)認(rèn)真分析澆筑振搗流程,總結(jié)澆筑振搗經(jīng)驗(yàn),在現(xiàn)有澆筑振搗工序的基礎(chǔ)上,對(duì)澆筑振搗方法進(jìn)行優(yōu)化,保證澆筑振搗的整體質(zhì)量滿足實(shí)際需要,提高混凝土的密實(shí)度,減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。通過對(duì)澆筑振搗方法的優(yōu)化,大體積混凝土的整體質(zhì)量得到了提高。因此,優(yōu)化澆筑振搗方法可以作為減少及修補(bǔ)大體積混凝土裂縫的重要手段。
3.3加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)
養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作,養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝土內(nèi)表溫差,促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
從混凝土施工的實(shí)際開展來看,混凝土要想提高整體質(zhì)量,就要將后期養(yǎng)護(hù)工作作為重點(diǎn)。考慮到大體積混凝土整體澆筑的特殊性,在前期澆筑攪拌的基礎(chǔ)上,應(yīng)注重后期養(yǎng)護(hù),應(yīng)采取具體的養(yǎng)護(hù)措施,例如:1、計(jì)算好混凝土的凝結(jié)時(shí)間,在混凝土完全凝結(jié)之前不進(jìn)行下一步施工。2、注意觀察環(huán)境溫度,如果環(huán)境溫度不能達(dá)到混凝土凝結(jié)條件,應(yīng)采取周圍加熱的方式保證混凝土的凝結(jié)溫度滿足實(shí)際需要。3、及時(shí)觀察混凝土表面是否出現(xiàn)裂縫,如果出現(xiàn)裂縫要判明類別,對(duì)于細(xì)小裂縫應(yīng)采用局部填充的方式解決。如果出現(xiàn)貫通式裂縫,則應(yīng)及時(shí)停止施工,找出裂縫原因。
4.結(jié)論
通過本文的分析可知,在大體積混凝土施工過程中,裂縫是主要的缺陷之一,為了有效減少裂縫并對(duì)裂縫進(jìn)行有效修補(bǔ),我們應(yīng)認(rèn)真分析裂縫的成因,同時(shí)從科學(xué)用料、合理調(diào)配;優(yōu)化澆搗方法;加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)等方面出發(fā),減少大體積混凝土裂縫,并有效修補(bǔ)裂縫,滿足大體積混凝土的施工需要,提高大體積混凝土的整體質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:橋梁裂縫;修補(bǔ);技術(shù)
1 概述
橋梁運(yùn)營隨著時(shí)間的增長(zhǎng),其受環(huán)境侵蝕或超載等各種因素影響,或是原先施工質(zhì)量問題,橋梁結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生不同程度的病害,致使橋梁使用性能退化或完全喪失。從最近幾年橋梁大面積垮塌事件的發(fā)生,充分說明目前的橋梁安全狀況堪憂。
實(shí)踐表明,橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的所有病害,都首先表現(xiàn)的是出現(xiàn)裂縫。裂縫就像橋梁病害的晴雨表,也好比人類得病外部表現(xiàn)出發(fā)燒一樣,都只是病變的一種外部表現(xiàn)。人類得病發(fā)燒了,不能一味的去降溫,要因病下藥施治。所以橋梁有病害了,就得對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查、檢測(cè)和分析入手。分清病害原因、成因后,進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造、維修或是加固等措施。
2 橋梁混凝土裂縫分類及成因
2.1 橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫
大多都是由結(jié)構(gòu)內(nèi)部的初始缺陷、細(xì)微裂縫等發(fā)展而形成。而且引起裂縫的原因很多,大致可總結(jié)為以下兩類:
2.1.1 結(jié)構(gòu)性裂縫:是外部荷載引起的裂縫,也叫受力裂縫,它的分布及寬度與外部荷載關(guān)系很大。常常表現(xiàn)為橋梁結(jié)構(gòu)的承載力不足或是內(nèi)部有其他嚴(yán)重的質(zhì)量問題。
2.1.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫:是材料變形引起的裂縫,比如:空氣溫度變化導(dǎo)致混凝土收縮等因素引起結(jié)構(gòu)變形,當(dāng)結(jié)構(gòu)變形受到限制時(shí),內(nèi)部就產(chǎn)生各種應(yīng)力,而引起混凝土裂縫。但這種裂縫一旦出現(xiàn),變形釋放后,應(yīng)力自然消失。
2.2 橋梁裂縫成因分析
橋梁裂縫生成因素很多,但主要有兩方面原因:
2.2.1 內(nèi)部因素:混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷,比如施工時(shí)攪拌不均勻等。結(jié)構(gòu)截面尺寸不足,荷載過大時(shí)混凝土受拉區(qū)出現(xiàn)拉應(yīng)力。或是后期的養(yǎng)護(hù)不到位等等。
2.2.2 外部因素:車輛超載目前是最大因素,伸縮縫受堵的位移約束影響或自然災(zāi)害影響等等原因。
3 橋梁混凝土裂縫修補(bǔ)技術(shù)
對(duì)于橋梁裂縫寬度
3.1 涂刷樹脂膠液修復(fù)技術(shù)
3.1.1 先在裂縫四周各200mm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)表面上,用砂輪打磨掉表面上的污漬和泥土,直至露出新鮮的混凝土面,然后用風(fēng)機(jī)吹凈表面浮塵,并用丙酮涂刷清洗干凈。
3.1.2 按照設(shè)計(jì)進(jìn)行環(huán)氧樹脂封縫膠配兌,配兌時(shí)按比例準(zhǔn)確稱量,在攪拌器內(nèi)均勻攪拌,一次拌合量應(yīng)控制在規(guī)定使用時(shí)間內(nèi)可以用完的量。
3.1.3 用膠輥沾上環(huán)氧樹脂膠涂刷于裂縫混凝土表面,利用裂縫毛細(xì)作用吸收膠液而滲入裂縫內(nèi)部。環(huán)氧樹脂膠液應(yīng)分兩次涂刷,縱橫向?qū)嵤5诙瓮克r(shí),下層膠液應(yīng)該成膜或用指壓感覺干燥時(shí)才可開始。每次涂刷應(yīng)細(xì)密重疊,不得有空刷。
3.1.4 涂刷后,膠液應(yīng)不流淌,表面厚度均勻、密實(shí)成膜,膜厚度控制在大約2mm厚為宜,并完全封閉裂縫。
3.2 刮涂樹脂膠泥修復(fù)技術(shù)
3.2.1 先在裂縫四周各200mm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)表面上,用砂輪打磨掉表面上的污漬和泥土,直至露出混凝土新面,然后用風(fēng)機(jī)吹凈表面浮塵,并用丙酮涂刷清洗干凈。
3.2.2 按照設(shè)計(jì)進(jìn)行環(huán)氧樹脂膠泥配兌,配兌時(shí)按比例準(zhǔn)確稱量,在攪拌器內(nèi)均勻攪拌。膠泥每次配兌數(shù)量應(yīng)控制在1小時(shí)內(nèi)用完為宜,粘稠度按照方便于施工進(jìn)行掌握。
3.2.3 施工時(shí),用灰刀和刮板均勻的將膠泥刮抹在裂縫周邊,縱橫向反復(fù)刮抹和擠壓,抹壓次數(shù)應(yīng)不小于3次,盡可能多的使膠泥抹壓進(jìn)裂縫內(nèi)部,與混凝土粘接牢固。膠泥硬化后,表面應(yīng)均勻、密實(shí),無裂縫和孔洞。
3.2.4 膠泥完全硬化后,用砂輪將表面打磨平順、光滑。
3.3 壓注灌縫膠修復(fù)技術(shù)
3.3.1 先在裂縫四周各100mm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)表面上,用砂輪打磨掉表面上的污漬和泥土,直至露出新鮮的混凝土面,然后用風(fēng)機(jī)吹凈表面浮塵,并用丙酮涂刷清洗干凈。
3.3.2 將專用注射器基座騎縫粘貼、固定于裂縫上,基座中心對(duì)準(zhǔn)裂縫中心,間距根據(jù)情況按照200~400mm布設(shè)。基座之間的裂縫表面用環(huán)氧樹脂膠泥刮抹或用GF布粘貼封閉,用以防止壓注時(shí)灌縫膠從裂縫中溢出,沿縫最后再涂刷一層肥皂水。
3.3.3 按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配兌灌縫膠,每次配兌的膠液量應(yīng)控制在一次壓注完,而且膠液在注射器內(nèi)不變稠、凝結(jié)為限。配兌時(shí)應(yīng)專人負(fù)責(zé)稱量、攪拌,即配即用。
3.3.4 注射器吸入灌縫膠,用活動(dòng)卡條固定住后,安裝到基座上。所有的注射器安裝完成,并檢查固定、牢靠后,分別松開固定卡條。注射器在橡膠筋拉力下低速、低壓徐徐將灌縫膠液壓入裂縫內(nèi)部。當(dāng)任一注射器內(nèi)膠液注射完畢,立即更換上新吸滿膠液的注射器繼續(xù)壓注,直到全部灌滿裂縫為止。
3.3.5 灌縫膠液固化8個(gè)小時(shí)后,才可拆除注射器,打磨封縫膠泥或鏟除封縫布。灌注后裂縫表面,應(yīng)打磨平順、光滑,清掃干凈。
3.4 裂縫注漿修補(bǔ)技術(shù)
3.4.1 當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)裂縫深度小于1米時(shí),注漿嘴直接粘貼、固定于裂縫表面。若裂縫深度為1~2m時(shí),則采用鉆孔埋管;鉆孔埋管方式又分為騎縫孔和穿縫斜孔兩種,后者適用于混凝土深層裂縫。
3.4.2 鉆孔埋管時(shí),鉆孔孔徑宜為Φ20mm,孔深宜為100~150mm。為避免鉆孔的孔底偏離裂縫,埋管時(shí)管底距孔底保留1/3的距離,即灌漿管只埋入孔深的2/3左右深度。
3.4.3 注漿嘴布設(shè)的間距一般控制在200~500mm為宜,最好設(shè)置在裂縫交叉點(diǎn)、縫較寬或裂縫端部位置處,以便照顧到所有裂縫。注漿嘴固定好后,兩注點(diǎn)之間的裂縫表面用環(huán)氧樹脂膠泥刮抹或用GF布粘貼封閉,用以防止注漿時(shí)漿液從裂縫中溢出,沿縫最后再涂刷一層肥皂水。
3.4.4 封縫膠泥或GF布固化后壓漿前,應(yīng)進(jìn)行設(shè)備檢查和試壓,確保漿液流動(dòng)度和適應(yīng)性滿足施工。試壓時(shí),若氣壓達(dá)到0.5MPa時(shí),還有個(gè)別注漿嘴不通氣,則說明該部位未連通好,應(yīng)重新埋設(shè)注漿嘴,或縮短兩注漿嘴之間的距離。若封縫表面肥皂水有小氣泡,則該處封縫不嚴(yán)密,應(yīng)重新封縫。
3.4.5 注漿料配兌前,應(yīng)按照設(shè)計(jì)試配小批量注漿料進(jìn)行試壓,合適后,再大批量配兌。試壓時(shí)應(yīng)對(duì)每個(gè)壓漿嘴逐個(gè)進(jìn)行壓漿。豎向裂縫壓漿時(shí),按照從下向上順序進(jìn)行;對(duì)薄板有貫穿性裂縫時(shí),宜從下向上注漿。
3.4.6 注漿過程中,若出現(xiàn)出氣孔出漿,則表明裂縫處注漿飽滿,可轉(zhuǎn)入下一個(gè)注漿嘴繼續(xù)注漿,直至整條裂縫注滿為止。
3.4.7 裂縫深度很大時(shí),一般采用騎縫孔和穿縫斜孔兩種鉆孔并用注漿。可將騎縫孔先作排氣孔用,待穿縫斜孔灌注飽滿后,再灌注騎縫孔。
3.4.8 裂縫內(nèi)的注漿料全部凝固后,才可拆除壓漿嘴和GF布。灌注后裂縫表面,應(yīng)打磨平順、光滑,清掃干凈。
3.5 裂縫填充密封修補(bǔ)技術(shù)
3.5.1 按設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定,人工沿縫鑿成“V”形槽,寬度約5~lOcm,深3~5cm,鑿槽長(zhǎng)度延伸過裂縫末端,為避免應(yīng)力集中,鑿槽的端頭一般做成弧形。鑿槽完成后,用高壓空氣吹凈表面浮塵,使其不讓灰渣阻塞,然后用丙酮涂刷、擦洗清除裂縫周圍的油污。
3.5.2 根據(jù)情況若需設(shè)置隔離層時(shí),隔離層應(yīng)選用不吸潮膨脹材料,且應(yīng)緊貼槽底。
3.5.3 當(dāng)活動(dòng)裂縫還處于發(fā)展階段時(shí),彈性密封材料應(yīng)該宜略低于結(jié)構(gòu)表面。
3.5.4 當(dāng)用微膨脹水泥砂漿或細(xì)石混凝土或聚合物填塞裂縫時(shí),最好先用水濕潤V槽周邊,然后再填灌縫材料,直至全部填充完畢。填充表面再用刮刀抹壓平整,并注意保持水分養(yǎng)護(hù),以免表面新出現(xiàn)龜裂。
關(guān)鍵詞:公路路面;裂縫;維修;超細(xì)水泥灌漿料;注漿
中圖分類號(hào):U416.216
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1008-0422(2008)05-0172-03
1前言
就我國現(xiàn)階段水泥混凝土路面整體建設(shè)現(xiàn)狀而言,存在著設(shè)計(jì)強(qiáng)度低、面板薄、施工質(zhì)量差的弊端,加之維修不及時(shí),致使混凝土路面使用一段時(shí)間后,損壞現(xiàn)象隨處可見,而且日益嚴(yán)重。特別是在使用五年以后會(huì)出現(xiàn)各種不同程度的損壞,裂縫類病害在路面病害中所占的比例較大。混凝土路面損壞形式多種多樣,主要有:裂縫類、變形類、接縫損壞類以及表面損壞類。水泥混凝土路面病害中,裂縫破損最為普遍、嚴(yán)重和復(fù)雜,裂縫的表現(xiàn)形式多種多樣,例如表面裂縫(包括龜裂)、貫穿裂縫(橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫)、板角斷裂以及化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫。每種裂縫表觀形貌不同,形成的原因不同,相應(yīng)的預(yù)防及處治方法也不同。
2路面裂縫修補(bǔ)現(xiàn)狀
國內(nèi)早期最常使用的水泥混凝土路面修補(bǔ)材料為瀝青質(zhì)材料,即在路面板與裂縫、斷板處灌以瀝青,以起到封閉裂縫的作用。這種方法只是一種應(yīng)急措施,不能從根本上解決混凝土路面裂縫的問題。
3路面裂縫修補(bǔ)材料的性能要求
水泥混凝土路面不同于其他混凝土結(jié)構(gòu)物,它是在大自然中的帶狀結(jié)構(gòu),路面不僅要經(jīng)受輪荷載的重復(fù)作用,而且還要經(jīng)受大氣溫度周期性變化的影響。因此,嵌入路面裂縫的材料應(yīng)具備良好的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及耐久性。通過大量的混凝土路面裂縫和處治效果的調(diào)查分析,考慮到水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)、材料及施工等方面的主要影響因素,作為理想的路面早期裂縫修補(bǔ)材料,應(yīng)具備以下性能:
3.1與舊混凝土有良好的相容性
通常要求混凝土路面板應(yīng)具有較高的彎拉強(qiáng)度、表面平整、抗滑和耐磨。作為混凝土裂縫,特別是早期裂縫的灌縫材料,應(yīng)盡可能與基質(zhì)混凝土相容,其相容性具體表現(xiàn)在彎拉強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、收縮系數(shù)、彈性模量、泊松比、耐久性、熱膨脹系數(shù)及化學(xué)活性、顏色相近等方面。
由于常用的瀝青類、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等有機(jī)補(bǔ)縫材料,雖具有強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、吸水率小、化學(xué)穩(wěn)定性好,能經(jīng)受一般溶劑的侵蝕、熱膨脹系數(shù)與體積收縮性低等優(yōu)點(diǎn),但與路用混凝土的基本性能相差較大,特別是界面性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)。因此,為了保證新舊材料各種性能的相容性,最好應(yīng)選用無機(jī)材料作為路面裂縫修補(bǔ)材料。
3.2良好的工作性能
良好的工作性能是保證混凝土路面裂縫修補(bǔ)是否成功的關(guān)鍵,它包括流動(dòng)性、可灌性、易密性等。裂縫修補(bǔ)的實(shí)質(zhì)在于膠結(jié),增強(qiáng)與加固,如何將修補(bǔ)漿液通過灌漿工藝完全注入裂縫,使帶有裂縫的混凝土路面板變成一個(gè)整體,這涉及到漿液的流動(dòng)與變形性能。
3.3凝結(jié)時(shí)間
工藝過程完成后,快速凝結(jié)硬化是路面裂縫修補(bǔ)的根本要求。作為水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料,一旦灌入路面縫隙,要求能盡快的凝結(jié)硬化或固化,盡早通車,減少道路運(yùn)營障礙和經(jīng)濟(jì)損失。
3.4彎拉強(qiáng)度
與通常建筑結(jié)構(gòu)混凝土相比,路面混凝土除車輛靜載作用外,還承受沖擊、振動(dòng)、疲勞、磨損等作用,而路面裂縫修補(bǔ)材料同樣承受這種作用。因此,修補(bǔ)材料的28d彎拉強(qiáng)度也應(yīng)符合《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D40-2002)中規(guī)定,即應(yīng)具有與原水泥混凝土路面相當(dāng)?shù)目箯澙瓘?qiáng)度和抗壓強(qiáng)度,才能與基質(zhì)混凝土一起承受外來荷載。
3.5界面粘結(jié)性能
路面混凝土裂縫修補(bǔ)后,能否與舊混凝土協(xié)調(diào)一致地工作,其中一個(gè)重要的因素是混凝土裂縫修補(bǔ)界面的粘結(jié)性能,它關(guān)系到修補(bǔ)的成敗以及能否避免二次破壞。工程實(shí)踐表明:修補(bǔ)界面往往是修補(bǔ)結(jié)構(gòu)中的薄弱部位,由于界面兩種材料的性能不同,特別是新材料的收縮會(huì)削弱接觸面的粘結(jié),而且隨著時(shí)間的推移,其粘結(jié)性能會(huì)不斷劣化,降低路面板的承載力和耐久性,致使新舊界面不能協(xié)調(diào)工作,達(dá)不到預(yù)期的修補(bǔ)效果。
3.6收縮性能
裂縫修補(bǔ)材料的收縮性能直接影響到修補(bǔ)界面的粘結(jié)性能。在進(jìn)行裂縫修補(bǔ)時(shí),路面混凝土已完成了收縮,而新注入的裂縫修補(bǔ)材料的收縮剛剛開始,必將在界面上造成剪切和拉應(yīng)力,在荷載及環(huán)境因素作用下,可能使界面出現(xiàn)二次開裂。因此,應(yīng)盡量降低修補(bǔ)材料的收縮,使其具有較原路面混凝土更低的收縮,甚至產(chǎn)生微膨脹性能,在界面上產(chǎn)生壓應(yīng)力,以獲得理想的界面粘結(jié),從而使界面的過渡層的密實(shí)性能得到改善,以提高裂縫修補(bǔ)質(zhì)量。
3.7耐久性
同混凝土路面一樣,裂縫修補(bǔ)材料灌入路面縫隙后,仍在大氣中,經(jīng)受雨水的滲入、陽光的照射、污水的腐蝕以及車輛的反復(fù)磨損。以往使用的有機(jī)裂縫修補(bǔ)材料,例如瀝青類材料,在溫度、氧氣、陽光和水的綜合作用下,會(huì)發(fā)生一系列的揮發(fā)、氧化、聚合,導(dǎo)致材料組分發(fā)生變化,嚴(yán)重影響修補(bǔ)效果。因此,要求路面修補(bǔ)材料應(yīng)具有抵抗這些介質(zhì)侵入和損害的性能。
4超細(xì)水泥灌漿料的性能特點(diǎn)
4.1特性
4.1.1高效性和可靠性。MFC-GM是由超細(xì)水泥、無機(jī)超細(xì)微料及少量有機(jī)高分子聚合物組成的高性能灌漿材料,這具有良好的滲透性及可灌性,具有比有機(jī)化學(xué)灌漿液更高的強(qiáng)度及耐久性,不存在老化現(xiàn)象。
4.1.2安全無污染性。MFC-GM由無毒無害的無機(jī)材料組成,其化學(xué)組成決定了其對(duì)水、土壤、空氣等周圍環(huán)境無污染,相對(duì)于其它灌漿材料而言,具有更高的安全性,屬于綠色環(huán)保型建材產(chǎn)品。
4.1.3較高的經(jīng)濟(jì)性能。MFC-GM顆粒超細(xì),更達(dá)到次納米級(jí),突破一般水泥的性能,具有高流動(dòng)性、高強(qiáng)度、高滲透性等優(yōu)越性能。
4.2成份與物理性能
4.2.1 MFC-GM的化學(xué)成分
MFC-GM主要由氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等組成,并復(fù)合有一定量的高分子聚合物添加劑。
4.2.2 MFC-GM的物理性能
4.3技術(shù)指標(biāo)與性能
4.3.1MFC-GM的凝結(jié)時(shí)間
MFC-GM在不同水灰比下成型的試件,以從成型到手指輕壓無指印時(shí)的時(shí)間作為MFC-GM凝結(jié)時(shí)間。MFC-GM凝結(jié)時(shí)間隨著水灰比的加大而延長(zhǎng)。
4.3.2 GFC-GM的強(qiáng)度性能
在相同水灰比時(shí)較普通硅酸鹽水泥具有更高的強(qiáng)度。
MFC-GM與普通硅酸鹽水泥砂漿的抗壓、抗折強(qiáng)度對(duì)比(W/C/S=0.485/1/2.75)
4.3.3 GFC-GM的粒度分布
GFC-GM系采用獨(dú)特粉磨工藝加工而成,顆粒超細(xì)。GFC-GM7000型中位粒徑D50約8 m,最大粒徑Dmax100 m,可滲透入∮0.2mm細(xì)小縫隙中。GFC-GM8000、GFC-GM9000型中位粒徑D50約0.2~2 m,最大粒徑Dmax分別20 m和15 m,達(dá)到次納米級(jí),可滲透入入非常細(xì)小的空間(如粉砂層空隙或混凝土微裂縫中),其顆粒細(xì)度已達(dá)到或超過國外同類產(chǎn)品的水平。
4.3.4GFC-GM漿體的滲透性能
GFC-GM顆粒非常細(xì)小,因而其漿體具有優(yōu)良的滲透性能,可灌入各類土質(zhì)的地下基礎(chǔ)及非常細(xì)微的縫隙結(jié)構(gòu)中,然后固結(jié),達(dá)到加固目的。
隨著水灰比的加大,GFC-GM漿體越接近于液態(tài),單位體積內(nèi)的GFC-GM顆粒數(shù)量越少,通過細(xì)微空間時(shí)的阻力越小,通過細(xì)微空間的能力(滲透性能)越強(qiáng)。
4.3.5GFC-GM漿體的穩(wěn)定性(抗沉淀性能)
GFC-GM漿體具有良好的穩(wěn)定性(抗沉淀性能),即使在較高水灰比下,其分層離析也較少,能確保漿體固化后的結(jié)構(gòu)均勻一致。
當(dāng)然min漿體的穩(wěn)定性隨著水灰比的加大而有所下降,所以在滿足可灌性的前提下,漿體水灰比不宜太大。
4.3.6 GFC-GM漿體的流動(dòng)性
GFC-GM漿體與普通硅酸鹽水泥漿體相比,具有更好的流動(dòng)性,可灌性更佳。GFC-GM流動(dòng)性隨水灰比增加而增大。
5混凝土路面裂縫修補(bǔ)施工工藝
任何混凝土結(jié)構(gòu)缺陷修補(bǔ)的成功,都取決于兩方面的因素,一方面所使用的材料必須具備良好的路用性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性能;另一個(gè)方面施工工藝必須合理、操作必須精心,二者缺一不可。
水泥混凝土路面裂縫破壞類型復(fù)雜,自然條件苛刻,對(duì)修補(bǔ)材料和施工工藝的要求較高,針對(duì)這種現(xiàn)實(shí)情況,必須確定出合理的施工工藝。
5.1目前主要通用的修補(bǔ)工藝
混凝土路面的裂縫情況比較復(fù)雜,修補(bǔ)時(shí)都是根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施,一般來說,主要分為兩大類:一是先破損再修復(fù);二是直接修復(fù)法。而目前比較通用的具體修補(bǔ)方法有壓注灌漿法、直接灌漿法和條帶罩面法。
5.1.1壓注灌漿法
清除縫隙內(nèi)泥土雜物,通過安置注漿嘴和封閉裂縫上表面用壓力注入漿體,從而達(dá)到修補(bǔ)裂縫的一種工藝。壓注灌漿法屬于先破損再修復(fù)類修補(bǔ)工藝。
5.1.2擴(kuò)縫灌漿法
針對(duì)局部性裂縫且縫口較寬時(shí),可采用擴(kuò)縫灌漿法,其實(shí)質(zhì)是沿著裂縫使用工具將縫口擴(kuò)寬,再除去雜物,然后填入修補(bǔ)材料,從而使裂縫得到修補(bǔ)的方法。擴(kuò)縫灌漿也屬于第一類修復(fù)。
5.1.3直接注漿法
清除縫內(nèi)雜物,直接漿漿體填入裂縫內(nèi)的修補(bǔ)方法,屬于第二類直接修復(fù)工藝。
5.1.4條帶罩面法
對(duì)貫穿全厚的較寬裂縫,采用此法修補(bǔ),該方法的實(shí)質(zhì)是通過在裂縫上表面鋪設(shè)一層快硬混凝土而達(dá)到修補(bǔ)目的修補(bǔ)方法,屬于第一類先破損再修補(bǔ)的修復(fù)工藝。
一般來講,行車對(duì)路面的平整度要求較高,特別是水泥混凝土路面作為高速路面,對(duì)路面平整度提出了更高的要求,所以在修補(bǔ)時(shí)應(yīng)盡量不要破壞原有路面。
本文選用超細(xì)水泥灌漿料的粒度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于裂縫的尺寸,即使多粒并存,也不可能大于裂縫尺寸,所以在工藝方面不需對(duì)路面進(jìn)行任何破損處理。
5.2直接注漿法
該方法主要依靠修補(bǔ)材料自身良好的滲透性能,適用于未受泥土侵入或者泥土影響甚微的裂縫。
采用的工具設(shè)備主要有:空氣壓縮機(jī)(氣壓≥0.7MPa)、鋼絲刷、螺絲刀、錘子、量筒、鏟刀、攪拌鍋、天平、滴管。具體操作法如下:
(1)用鋼絲刷和空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓氣流清理裂縫內(nèi)雜物,然后用螺絲刀和錘子清除掉裂縫兩側(cè)松動(dòng)的混凝土;
(2)現(xiàn)場(chǎng)配置砂漿,并將砂漿沿裂縫兩側(cè)堆設(shè),形成護(hù)圍;
(3)使用天平、滴管、量筒稱量相應(yīng)的各種原材料,現(xiàn)場(chǎng)攪拌成漿體;
(4)攪拌好的漿體立即倒入作好的護(hù)圍的裂縫內(nèi),使其依靠重力滲入裂縫;
(5)觀察漿體滲入情況,隨時(shí)注意填加漿料,整個(gè)注漿過程保證在漿體攪拌好后10min以內(nèi)完成;
(6)30min~1h后,待漿體基本凝結(jié)后,拆除護(hù)圍,并鏟去高出路面的材料,注意保持路面整體的平整;
(7)清除修補(bǔ)過程中造成的雜物,修補(bǔ)結(jié)束。
5.3擴(kuò)縫注漿法
該方法主要依靠材料自身的滲透性能,但是要求不如“直接注漿法”那么高,主要適用于受泥土雜物侵入較為嚴(yán)重的裂縫。
該試驗(yàn)采用的工具設(shè)備主要有:手提式小型混凝土切割機(jī)、空氣壓縮機(jī)(氣壓≥0.7MPa)、鋼絲刷、螺絲刀、錘子、量筒、鏟刀、攪拌鍋、天平、滴管。具體操作法如下:
(1)使用手提式小型混凝土切割機(jī)沿著裂縫兩側(cè),切出一條上寬10mm~15mm、深5mm~10mm的V型小槽;
(2)用鋼絲刷和空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓氣流清理裂縫內(nèi)雜物;
(3)現(xiàn)場(chǎng)配置砂漿,并將砂漿沿裂縫兩側(cè)堆設(shè),形成護(hù)圍;
(4)使用天平、滴管、量筒稱量相應(yīng)的各種原材料,現(xiàn)場(chǎng)攪拌成漿體;
(5)攪拌好的漿體立即倒入作好的護(hù)圍的裂縫內(nèi),使其依靠重力滲入裂縫;
(6)觀察漿體滲入情況,隨時(shí)注意填加漿料,整個(gè)注漿過程保證在漿體攪拌好后10min以內(nèi)完成;
(7)30min~1h后,待漿體基本凝結(jié)后,拆除護(hù)圍,并鏟去高出路面的材料,注意保持路面整體的平整;
(8)清除修補(bǔ)過程中造成的雜物,修補(bǔ)結(jié)束。
5.4修補(bǔ)施工應(yīng)注意的問題
由于裂縫的形成和處理比較復(fù)雜,所以應(yīng)注意到修補(bǔ)的各個(gè)細(xì)節(jié),爭(zhēng)取做到一次修補(bǔ)成功,因?yàn)椴怀晒Φ男扪a(bǔ)相當(dāng)于對(duì)路面的人工二次破壞,在修補(bǔ)時(shí)應(yīng)加以注意。
(1)所有的注漿工藝的實(shí)現(xiàn),都要與空氣壓縮機(jī)、螺絲刀、錘子和鏟刀等必備工具和儀器相配合;
(2)一定要清除裂縫兩側(cè)松動(dòng)的小混凝土塊,否則這里又是下一個(gè)破損的開始;
(3)未處理裂縫前,應(yīng)以“治標(biāo)先治本”的方針,先了解形成裂縫的原因,并合理處理之,然后進(jìn)行裂縫修補(bǔ),效果才可能顯著;
(4)路面裂縫較為復(fù)雜,要具體情況具體對(duì)待。
6結(jié)論
因此,混凝土路面早期裂縫修補(bǔ)現(xiàn)多采用改性環(huán)氧樹脂及聚胺酯,或直接灌入瀝青,這些有機(jī)材料不僅與路面混凝土相容性差、對(duì)修補(bǔ)界面要求苛刻、而且造價(jià)高、不利于環(huán)保。本文深入地分析了水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料應(yīng)具有的特殊性質(zhì),詳細(xì)地介紹了超細(xì)水泥灌漿料特性、成分與物理性能以及技術(shù)指標(biāo)與性能,它是一種具有良好的力學(xué)性能及路用性能、施工方便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的水泥混凝土路面微縫修補(bǔ)材料。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】水利工程;混凝土;裂縫;施工;種類;原因;修補(bǔ)方法
中圖分類號(hào):TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1裂縫的種類
混凝土裂縫按深度不同分為表層裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫;按裂縫開度變化可分為死縫、活縫和增長(zhǎng)縫;按產(chǎn)生原因分為塑性收縮裂縫 、溫差裂縫、安定性裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫、超載裂縫、地基不均勻沉陷裂縫等。
2水利施工中砼裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土裂縫形成的原因非常復(fù)雜,往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì),施工不規(guī)范造成的混凝土裂縫占80%左右,材料質(zhì)量差或配合比不合理產(chǎn)生的裂縫占15%左右,設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的裂縫可能占5%。
2.1設(shè)計(jì)粗糙,建設(shè)、監(jiān)理單位工作隨意性大
由于多方面的原因,勘察設(shè)計(jì)單位無法深入地開展地質(zhì)勘探工作,隧道圍巖類別評(píng)價(jià)及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)依據(jù),帶有一定的盲目性。個(gè)別建設(shè)單位限于自身管理和專業(yè)技術(shù)水平的欠缺,任意變更原設(shè)計(jì)。少數(shù)工程由業(yè)主的內(nèi)部人員組成監(jiān)理機(jī)構(gòu),監(jiān)理工作失去獨(dú)立性。
2.2施工工藝或現(xiàn)場(chǎng)操作不規(guī)范
2.2.1混凝土生產(chǎn)時(shí)原材料計(jì)量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率及時(shí)調(diào)整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。此外,在混凝土運(yùn)輸及泵送過程中加水的現(xiàn)象也比較普遍。
2.2.2采用整體式鋼模板臺(tái)車施工,混凝土澆筑時(shí)不振搗或漏振,混凝土均質(zhì)性差。
2.2.3盲目追求施工進(jìn)度,隨意提前脫模時(shí)間,使低強(qiáng)度混凝土過量承受荷載,破壞了混凝土結(jié)構(gòu)。脫模后沒有進(jìn)行混凝土的潮濕養(yǎng)護(hù)。
2.2.4夏季施工時(shí)砂、石料露天堆放,無切實(shí)有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬季施工時(shí)采取的防寒保溫措施不力。
2.3原材料質(zhì)量差,配合比設(shè)計(jì)不合理
水泥品種選擇不當(dāng),安定性不良,不同批次的水泥混用。碎石、砂級(jí)配差,含泥量超標(biāo),碎石中石粉含量大,針、片狀物過多,影響了水泥與骨料的膠結(jié)。
進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí),忽視水泥用量增多對(duì)混凝土品質(zhì)的影響,錯(cuò)誤認(rèn)為水泥用量越多,混凝土強(qiáng)度越高。對(duì)摻合料和外加劑的選用缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo),往往達(dá)不到預(yù)期效果。
3水利施工中砼裂縫常見修補(bǔ)方法
裂縫修補(bǔ)除了以恢復(fù)防水性和耐久性為主要目的外,也可從結(jié)構(gòu)安全及美觀角度出發(fā)而進(jìn)行修補(bǔ)。在滿足修補(bǔ)目的的前提下,還必須考慮經(jīng)濟(jì)性、明確修補(bǔ)范圍及修補(bǔ)規(guī)模等。混凝土裂縫的修補(bǔ)方法很多,歸納起來主要有三大類。
3.1充填法
此法適合于修補(bǔ)較寬的裂縫(裂縫寬度大于0.5mm)。具體做法是沿裂縫處鑿U形或V形槽,槽頂寬約10cm,在槽中充填密封材料。充填材料可用水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、彈性環(huán)氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋已經(jīng)銹蝕,則將混凝土鑿除到能夠充分處理已經(jīng)生銹的鋼筋部分,將鋼筋除銹。然后進(jìn)行防銹處理,再在槽中充填聚合物水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿等材料。對(duì)于活縫,沿裂縫走向開一個(gè)U形槽,槽底墊一層與混凝土不粘的材料,再填充彈性嵌縫材料,使其與槽兩側(cè)粘結(jié)。這樣嵌縫材料沿槽的整個(gè)寬度可自由變形,裂縫發(fā)生張拉變形時(shí),不會(huì)把嵌縫材料拉開。
3.2注入法
注入法分為壓力注入法與真空吸入法2種。壓力灌漿法適用于較深較細(xì)的裂縫,而真空注入法是利用真空泵使縫內(nèi)形成真空,將漿材吸入縫內(nèi),該法適用于各種表面裂縫的修補(bǔ)。灌漿材料有水泥漿材、普通環(huán)氧漿材、彈性環(huán)氧漿材等。
3.3表面覆蓋法
這是一種在微細(xì)裂縫(一般寬度小于0.2mm)的表面上涂膜,以提高其防水性及耐久性為目的的修補(bǔ)方法,分為涂覆裂縫部分及全部涂覆2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(duì)延伸裂縫難以控制其變化。表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及其建筑物所處環(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。
4水利施工中砼裂縫產(chǎn)生的防治措施
4.1優(yōu)化混凝土的設(shè)計(jì)配合比
采集原材料進(jìn)行試拌,盡可能地減少水泥用量,添加I級(jí)粉煤灰,將水膠比控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi),粗骨料采用二級(jí)配。摻入適量的粉煤灰對(duì)改善混凝土的和易性、降低溫升、減少收縮、提高抗侵蝕具有良好的作用。在裂縫易發(fā)生部位如孔洞周圍以及轉(zhuǎn)角處布置一些斜筋,從而讓鋼筋代替混凝土承擔(dān)拉應(yīng)力,這樣可以有效的控制裂縫的發(fā)展。為了避免裂縫的出現(xiàn),在設(shè)計(jì)中利用中低強(qiáng)度底水泥充分利用混凝土的后期強(qiáng)度。在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要特別注意降低結(jié)構(gòu)的約束度。對(duì)于混凝土中鋼筋保護(hù)層的厚度應(yīng)當(dāng)盡量取較小值,因?yàn)楸Wo(hù)層的厚度愈大愈容易發(fā)生裂縫。
4.2加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)措施
在混凝土拆模后要掛草簾或鋪草澆水,以便養(yǎng)護(hù)保濕。初澆注的混凝土就好像初生嬰兒,要加倍的關(guān)心和愛護(hù)。混凝土的保養(yǎng)不僅是為了預(yù)防初期產(chǎn)生裂縫,還能促進(jìn)混凝土后期的穩(wěn)定,保障其承壓能力和強(qiáng)韌度。對(duì)于混凝土的養(yǎng)護(hù),在現(xiàn)代水利工程施工中,都需要得到充分的認(rèn)識(shí)和重視。由于鋼筋銹蝕是氧化反應(yīng),氧化是產(chǎn)生銹的主要原因,因此,加強(qiáng)混凝土的密實(shí)度,防止空氣進(jìn)入,加強(qiáng)混凝土表面的保護(hù)層厚度,預(yù)防氧化。在混凝土表面噴涂或涂刷聚合水泥砂漿、瀝青、環(huán)氧樹脂等防腐層。選擇抗腐蝕性強(qiáng)的鋼筋材料和混凝土材料,避免使用堿骨料等措施,對(duì)防止混凝土裂縫有較好的效果。堿骨料化學(xué)反應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響很大,為控制堿骨料的化學(xué)反應(yīng),最好選擇優(yōu)質(zhì)骨料和低含堿量的水泥以及中性拌和水,在提高混凝土密實(shí)度的同時(shí)合理降低水灰比。
4.3避免混凝土基礎(chǔ)不均勻沉降
解決方法有減輕結(jié)構(gòu)的重量,合理安排施工的工序,改善混凝土結(jié)構(gòu)等。如果只簡(jiǎn)單的依靠減輕結(jié)構(gòu)重量來控制沉降,只會(huì)使整個(gè)結(jié)構(gòu)的自身重量加大,穩(wěn)定性不強(qiáng),會(huì)加重不均勻的沉降。在工程實(shí)踐中,應(yīng)以抵抗不均勻沉降為主要保護(hù)措施。
4.4塑性收縮裂縫的預(yù)防措施
首先是要選擇合適的材料,一般選用干縮值較小、強(qiáng)度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴(yán)格控制水灰比例,摻加高效減水劑來增加混凝土的強(qiáng)度,減少水和水泥的分量。在澆注混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。要及時(shí)在混凝土的表面覆蓋一層薄膜,保證混凝土的濕度,或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。如果在高溫和大風(fēng)天氣施工的話,最好設(shè)置防風(fēng)和遮陽的設(shè)施,積極保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)。
4.5沉陷裂縫的預(yù)防措施
要保證地基的穩(wěn)定,對(duì)松軟土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)在施工前要進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。要保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度,有較強(qiáng)的支撐力,保證地基的受力均勻。混凝土在澆注的過程中不能被水浸泡,模板的拆除要控制在一定的時(shí)間以內(nèi),還要注意拆模的先后順序。在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。
4.6施工管理措施
首先,要增加技術(shù)含量,加強(qiáng)技術(shù)管理。技術(shù)是貫徹整個(gè)施工工藝流程的重要工作。在混凝土澆筑施工過程中的施工技術(shù)至關(guān)重要,可以影響到整個(gè)工程的質(zhì)量及安全。因此,技術(shù)管理在施工中具有重要作用。要建立技術(shù)交底責(zé)任制,并加強(qiáng)施工質(zhì)量檢驗(yàn)、監(jiān)督和管理,從而提高質(zhì)量;嚴(yán)格依照施工技術(shù)規(guī)范及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn),建立健全質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)和檢驗(yàn)制度。其次,實(shí)行全面的質(zhì)量管理,全面提高工程質(zhì)量。在全面質(zhì)量管理中,質(zhì)量和全部管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有關(guān),它把過去的以事后檢驗(yàn)和把關(guān)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐灶A(yù)防為主;從過去的就事論事、分散管理,轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵到y(tǒng)的觀點(diǎn)為指導(dǎo)進(jìn)行全面的綜合治理,突出以質(zhì)量為中心,圍繞質(zhì)量開展全員的工作,從而提高工程質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:民用建筑;混凝土結(jié)構(gòu);裂縫鑒定修補(bǔ)
在土木工程建設(shè)中,混凝土的應(yīng)用還是占據(jù)主導(dǎo)的地位,但是混凝土結(jié)構(gòu)都會(huì)在各種因素的影響下產(chǎn)生不同程度的裂縫,這些裂縫會(huì)隨著時(shí)間的推進(jìn)不斷的增加。所以在建筑工程建設(shè)中一直都存在一個(gè)普遍的問題就是建筑物的裂縫問題。對(duì)民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行治理工作,會(huì)消耗大量的人力以及物力的投入。作為民用建筑的消費(fèi)者對(duì)混凝土出現(xiàn)裂縫問題極為敏感,所以要對(duì)混凝土的裂縫問題要進(jìn)行嚴(yán)格的處理。混凝土裂縫問題已經(jīng)成為生產(chǎn)使用過程中使用者矛盾的所在。
1 貴州省民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因
(1)建筑材料使用不當(dāng)成為民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因,在建筑材料中由于骨料、水泥水化熱過高、添加劑使用不當(dāng)、混凝土材料配比不合理等都能夠造成民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,其中因?yàn)檫x料不當(dāng)造成的化學(xué)缺陷也是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因。
(2)由于在施工的過程中進(jìn)行違規(guī)操作也會(huì)使民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,模板支架設(shè)置不穩(wěn),在前期養(yǎng)護(hù)不當(dāng),澆筑時(shí)間過短,運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng),這些情況的出現(xiàn)都會(huì)導(dǎo)致民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)在物理作用下出現(xiàn)裂縫。
(3)構(gòu)件在受力情況下內(nèi)應(yīng)力的作用大于材料的強(qiáng)度,例如扭轉(zhuǎn)、壓縮、剪切、在溫度的作用下變形受到約束等,這些原因都造成民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。環(huán)境因素的影響也是對(duì)民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因之一,常見的環(huán)境因素主要有,地震、混凝受冷熱不均造成的現(xiàn)象,濕度的差異等。這些導(dǎo)致民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的物理原因或是化學(xué)作用都是主要的原因。
2 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的鑒定工作
危及到民用建筑的主要因素有承載力的大小、結(jié)構(gòu)本身的剛性、混凝土的穩(wěn)定性以及相關(guān)的原材料的可靠性等。民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因?yàn)闇囟鹊牟町愒斐傻牧芽p,但是這種情況出現(xiàn)的混凝土裂縫一般是不會(huì)危及到建筑物本身的安全,所以要加強(qiáng)對(duì)建筑物裂縫種類的區(qū)別,對(duì)不同的混凝土裂縫進(jìn)行正確的鑒定。通過了解混凝土的裂縫種類對(duì)混凝土的可靠性進(jìn)行鑒定工作。對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行區(qū)分能夠增強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫的處理工作的開展。
2.1 對(duì)構(gòu)件的安全性進(jìn)行的鑒定工作
對(duì)混凝土的安全性進(jìn)行鑒定工作,要從混凝土的承載力等方面開展工作。并且對(duì)鑒定的構(gòu)件設(shè)定等級(jí),將最低一級(jí)作為構(gòu)件安全性的最佳等級(jí)。
2.2 構(gòu)件正常性的使用鑒定
構(gòu)件使用的正常性要經(jīng)過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的細(xì)致調(diào)查,以檢測(cè)的結(jié)果為使用的依據(jù)。但是當(dāng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)就要按照一般的狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算與試驗(yàn)。對(duì)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算這樣才能取得正確的數(shù)據(jù)。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析,改變建筑物的用途,并且依據(jù)相關(guān)的條件進(jìn)行鑒定。在試驗(yàn)的過程中要對(duì)構(gòu)件的彈性剪切性進(jìn)行物理性對(duì)比分析,對(duì)鑒定的結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià)分別出材料的品種與強(qiáng)度的等級(jí),對(duì)現(xiàn)行的數(shù)值進(jìn)行采集工作。試驗(yàn)所得出的結(jié)果可以依據(jù)相關(guān)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn),范圍數(shù)值在在限值內(nèi)進(jìn)行等級(jí)評(píng)定。如果試驗(yàn)的結(jié)果合格,就可以根據(jù)實(shí)際情況評(píng)定為AS或是BS級(jí)。如果試驗(yàn)的結(jié)果不合格,就可以評(píng)定為CS級(jí)。如果出現(xiàn)試驗(yàn)的結(jié)果與觀察到的現(xiàn)象不符,還要對(duì)施工中存在的問題進(jìn)行檢查分析,找出其中的差別。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫正常性進(jìn)行鑒定,應(yīng)該注重對(duì)位移以及裂縫兩個(gè)方面進(jìn)行分析,對(duì)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行分別的評(píng)定等級(jí),并選取較低的等級(jí)做為構(gòu)件的使用等級(jí)。
2.3 結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移進(jìn)行的檢查評(píng)定
根據(jù)物體受力產(chǎn)生的撓度進(jìn)行的檢測(cè)結(jié)果評(píng)定的等級(jí)。如果經(jīng)過檢測(cè)所得的數(shù)值小于計(jì)算所得的數(shù)值,并且在現(xiàn)行的計(jì)算數(shù)值的范圍之內(nèi)時(shí),就可以評(píng)定為AS級(jí)。如果經(jīng)過檢測(cè)所得的數(shù)值大于經(jīng)過計(jì)算得出的數(shù)值,但是在現(xiàn)行計(jì)算規(guī)范的限值之內(nèi),可以評(píng)價(jià)為BS級(jí)。如果檢測(cè)出的數(shù)值在大于計(jì)算數(shù)值的范圍之內(nèi)就可以評(píng)定為CS級(jí)。對(duì)于一般的構(gòu)件當(dāng)檢測(cè)出的數(shù)值在范圍數(shù)值之間時(shí),可以不做驗(yàn)算,根據(jù)實(shí)際情況可以直接鑒定為AS或是BS級(jí)別。
2.4 裂縫寬度項(xiàng)目的評(píng)定方法
對(duì)裂縫使用的正常性評(píng)定可以使用下面方法進(jìn)行判定。經(jīng)過檢驗(yàn)如果檢測(cè)的數(shù)值小于通過計(jì)算所得出的數(shù)值,并且在計(jì)算數(shù)值的規(guī)范限值中,就可以評(píng)價(jià)為AS級(jí)。如果經(jīng)過檢驗(yàn)所得的數(shù)值大于或等于經(jīng)過計(jì)算的數(shù)值,但是要小于現(xiàn)行數(shù)值的范圍,可以評(píng)定為BS級(jí)。如果經(jīng)過檢驗(yàn)的數(shù)值大于現(xiàn)行的計(jì)算范圍時(shí)可以評(píng)定為CS級(jí)。沿著主筋出現(xiàn)的銹蝕,應(yīng)該評(píng)定為CS級(jí)。如果在同一個(gè)構(gòu)件上出現(xiàn)兩種裂縫,要分別進(jìn)行評(píng)定工作,裂縫的等級(jí)取構(gòu)件的較低一級(jí)為裂縫等級(jí)。
2.5 對(duì)構(gòu)件的可靠性進(jìn)行鑒定工作
根據(jù)構(gòu)件的安全性對(duì)構(gòu)件的可靠性進(jìn)行鑒定,當(dāng)構(gòu)件的安全性低于其他項(xiàng)目的B級(jí)時(shí),就要依據(jù)安全性進(jìn)行判斷。在明確鑒定對(duì)象的重要性時(shí),就可以對(duì)鑒定結(jié)果調(diào)整為大一級(jí),可以不用考慮可靠性的等級(jí),并且可以直接列舉出相應(yīng)的安全性實(shí)用性等級(jí)。
3 常見的修補(bǔ)方法
3.1 涂覆法
混凝土的表面會(huì)出現(xiàn)過多的裂縫,采用噴涂的方法將涂料涂覆在混凝土的表面,這樣能夠起到對(duì)混凝土的表面進(jìn)行封閉。涂料的厚度在0.3~2.5mm之間,厚度過大能夠增強(qiáng)對(duì)裂縫的應(yīng)變力。選用的材料要不受環(huán)境的影響產(chǎn)生變化。
3.2 填充法
利用高速旋轉(zhuǎn)的圓盤將裂縫進(jìn)行切割工作,擴(kuò)大裂縫,這時(shí)候在裂縫中填充瀝青等材料,用來封閉裂縫。
3.3 灌漿法
將水泥等漿水物灌送到混凝土的裂縫中,使其擴(kuò)散,然后固化。經(jīng)過固化之后的漿液具有較強(qiáng)的粘度,使混凝土能夠更好的粘結(jié)在一起,這樣就能夠增強(qiáng)混凝土的整體性,使混凝土恢復(fù)使用功能,提升耐久度,達(dá)到補(bǔ)漏的目的。用于灌漿法的化學(xué)物質(zhì)主要有兩種一種是環(huán)氧樹脂漿,另外一種就是甲基丙烯酸甲酷液。用于堵漏的化學(xué)漿液的主要有聚氨酷等。這些化學(xué)物質(zhì)都能夠達(dá)到增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的目的。
3.4 對(duì)修補(bǔ)之后的確認(rèn)
在施工過程中可以加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量的檢查,這樣就能夠通過對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行修補(bǔ)檢查是否達(dá)到預(yù)期的效果。在裂縫修補(bǔ)之后,就可以通過這種辦法檢查產(chǎn)生的實(shí)際效果。
3.5 對(duì)外觀進(jìn)行檢查效果
我們可以通過對(duì)混凝土的外觀進(jìn)行觀察,這樣能夠很快的確認(rèn)混凝土修補(bǔ)之后的效果,如果再修補(bǔ)之后沒有再次出現(xiàn)裂縫,就能夠確定修補(bǔ)情況的良好。利用灌漿的方法對(duì)混凝土的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)工作,在漿液固化之后,就可以提取混凝土的土芯這樣就能夠觀察漿液的滲透情況以及分布狀況。采用壓力機(jī)測(cè)試混凝土的強(qiáng)度,最后就可以確定混凝土裂縫情況了。進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)。針對(duì)混凝土出現(xiàn)過多的裂縫,在澆筑固化之后就可以對(duì)檢測(cè)孔進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn),如果混凝土這時(shí)候沒有進(jìn)水或是不滲漏,就可以認(rèn)為合格。
4 結(jié)束語
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建筑越來越多,民用建筑中各種原因出現(xiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫也越來越多。對(duì)民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行深入的探討工作,采取及時(shí)有效的方法進(jìn)行補(bǔ)救,根據(jù)實(shí)際情況采用不同的方法進(jìn)行補(bǔ)救。這樣才能達(dá)成最好的效果,保證民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的完整性。貴州省的城市建設(shè)相對(duì)同期水平發(fā)展較快,城市建設(shè)的速度也較快,盡管混凝土的應(yīng)用不如其他地區(qū)多,但是在防裂縫的技術(shù)上并不落后,屬于國家的先進(jìn)發(fā)展水平,經(jīng)濟(jì)刺激措施的實(shí)行,能夠加快貴州的發(fā)展速度,加快各項(xiàng)事業(yè)的全面進(jìn)步。
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