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    混凝土裂縫的預(yù)防和處理

    2013-08-15 00:48:59楊俊生
    科學(xué)之友 2013年7期
    關(guān)鍵詞:裂縫鋼筋表面

    楊俊生

    (中鐵三局北京國際工程分公司,北京 010055)

    1 混凝土裂縫

    現(xiàn)代工程建設(shè)中,混凝土作為一種基礎(chǔ)性建設(shè)材料,有著非常廣泛的應(yīng)用,而混凝土裂縫作為一種混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的病害與多發(fā)病害是無所不在的?;炷两Y(jié)構(gòu)施工初級(jí)階段是其病害高發(fā)期,并且產(chǎn)生的原因復(fù)雜多變,具體可以被分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指混凝土內(nèi)部一種肉眼看不到的不連貫性固有裂縫,一般狀態(tài)寬度不超過0.05 mm,在設(shè)計(jì)規(guī)范范圍內(nèi),不出現(xiàn)過載,是無害的。宏觀裂縫則規(guī)定寬度超過0.05mm,且在0.2~0.3 mm之間的無擴(kuò)展裂縫為無害。

    2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及常見裂縫

    混凝土裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜多樣,比較常見的產(chǎn)生裂縫的原因主要包括:水泥干縮造成的裂縫、溫度變化造成的裂縫、應(yīng)力集中造成的裂縫、過載變形造成的裂縫、張拉力造成的裂縫、不均勻沉降造成的裂縫以及施工初期模板不穩(wěn)造成的裂縫等。以下就集中介紹一些比較常見的裂縫。

    2.1 干縮裂縫

    在混凝土養(yǎng)護(hù)和澆筑結(jié)束后的一段時(shí)間,常常會(huì)由于水泥泥漿水分蒸發(fā)而形成一種不可逆性干縮,這就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。其產(chǎn)生原因是:在水分損失的過程中,外部損失比較快、形變明顯,而內(nèi)部則比較慢,發(fā)生不明顯形變,外部干縮變形會(huì)受到內(nèi)部約束的影響而產(chǎn)生拉應(yīng)力,在相對(duì)濕度低、水泥干縮發(fā)生較快時(shí),就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫多以寬度為0.05~0.2 mm的平行線狀與網(wǎng)狀淺細(xì)狀出現(xiàn)在大體積混凝土表面部位,它會(huì)對(duì)混凝土的抗?jié)B性、持久性造成影響,同時(shí)還會(huì)造成鋼筋銹蝕等。

    2.2 溫度裂縫

    在大體積混凝土表面與溫差變化比較大的混凝土結(jié)構(gòu)中,常會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。其產(chǎn)生原因是:混凝土澆筑完成后的硬化期間,混凝土內(nèi)部會(huì)有大量的水化熱聚集在大體積混凝土內(nèi)部,從而造成溫度積累導(dǎo)致溫度上升,而混凝土外部表面散熱則比較快,這就會(huì)使內(nèi)外產(chǎn)生溫差,影響內(nèi)外脹縮,從而產(chǎn)生一定量的拉應(yīng)力,拉應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。在溫差比較大的地區(qū),混凝土裂縫也是由這一原理產(chǎn)生的,此裂縫會(huì)促使混凝土碳化,引起鋼筋銹蝕,影響混凝土的抗?jié)B、抗凍融等能力。

    2.3 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫

    混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫,常常是因?yàn)閴A性骨料反應(yīng)與鋼筋銹蝕造成的。拌和后的混凝土產(chǎn)生的堿離子與混凝土內(nèi)部的部分活性骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)大量失水,從而使混凝土出現(xiàn)酥松、膨脹,產(chǎn)生裂縫。這種裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中危害比較大的一種,一旦出現(xiàn),是沒辦法補(bǔ)救的。

    2.4 沉陷裂縫

    結(jié)構(gòu)地基松軟、土質(zhì)不均勻、浸水等會(huì)造成不均勻沉降,同時(shí)模板不穩(wěn)也是沉降裂縫產(chǎn)生的條件。在冬季,凍土化凍之后會(huì)發(fā)生不均勻沉降,就會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。這些裂縫多沿與地面成30°~45°夾角方向深進(jìn)或貫穿,主要受到混凝土沉降量的影響,與溫度變化關(guān)系較小。

    2.5 塑性收縮裂縫

    在混凝土凝結(jié)前,會(huì)出現(xiàn)快速失水從而發(fā)生塑性收縮,而在大風(fēng)、干熱天氣下,就會(huì)產(chǎn)生塑性收縮裂縫。這種裂縫多以中間寬兩頭細(xì)長且長短不一、無連貫的狀態(tài)存在,短的裂縫一般有20~30 cm,長的裂縫一般為2~3 m,寬度均在1~5 mm。

    3 混凝土裂縫的預(yù)防

    基于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因來分析,對(duì)于混凝土裂縫來說,預(yù)防要比后期補(bǔ)救有效,以下集中歸納了混凝土裂縫的預(yù)防措施。

    3.1 做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該著重考慮一些薄弱易開裂部位以及不均勻沉降可能對(duì)結(jié)構(gòu)造成的影響,從而針對(duì)具體環(huán)節(jié)在結(jié)構(gòu)承載允許的前提下,對(duì)結(jié)構(gòu)配筋作出一定的調(diào)整,以便對(duì)裂縫作出預(yù)防;而鋼筋越細(xì)、間距越小,越能夠有效地預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。

    3.2 做好施工方案

    要想控制裂縫的發(fā)生,就必須有一套良好的施工方案,包括對(duì)混凝土的澆筑量、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸、振搗等的確定。同時(shí)還要注意,如果是在溫差變化比較大的情況下進(jìn)行施工,應(yīng)該注意入模溫度。

    3.3 注意施工質(zhì)量

    95%以上的裂縫產(chǎn)生都是因?yàn)槭┕べ|(zhì)量造成的,在施工階段很好地對(duì)裂縫進(jìn)行控制,能夠大大降低其在使用時(shí)出現(xiàn)裂縫的可能性。在要求使用適宜的混凝土配合比的同時(shí),還要要求混凝土配合比的設(shè)計(jì)不僅僅只是滿足強(qiáng)度要求,還應(yīng)該能夠有效地控制裂縫的產(chǎn)生。最后應(yīng)該做好鋼筋成型、模板安裝工作,要嚴(yán)格按要求進(jìn)行振搗、澆筑。

    3.4 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

    為了使混凝土能夠很好地硬化,保證其強(qiáng)度地增長,同時(shí)不被外界因素干擾,應(yīng)該做好養(yǎng)護(hù)工作。需要重點(diǎn)注意的是混凝土的降溫,應(yīng)該使其溫度與外界溫度接近,同時(shí)減少降溫過程中溫差的出現(xiàn),這樣能夠有效地降低溫度應(yīng)力的產(chǎn)生,從而減少阻力裂縫的發(fā)生。最為常見的方法就是噴水,噴水能夠有效地降低混凝土表面積收縮,防止龜裂的發(fā)生。同時(shí)還要注意拆模時(shí)間,一般標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)為28 d,同條件養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長,其強(qiáng)度值就越高。

    4 混凝土裂縫的處理方法

    4.1 表面處理法

    作為一種簡(jiǎn)單、方便、快捷的常見修補(bǔ)方法,表面處理法主要分為表面涂抹與貼補(bǔ)兩種。其主要適用范圍是對(duì)結(jié)構(gòu)沒有影響的混凝土表面及深井裂縫。對(duì)于難以灌入漿材的細(xì)、淺型裂縫,以及未深入至鋼筋表面的發(fā)絲縫,不漏水、不伸縮縫等不會(huì)再出現(xiàn)變化的裂縫,一般常用表面涂抹法。而對(duì)于已出現(xiàn)大面積漏水的抗?jié)B堵漏,則使用土工膜或者防水材料進(jìn)行表面貼補(bǔ)。

    4.2 灌漿法

    將膠結(jié)材料利用壓力設(shè)備灌入混凝土裂縫中,待到膠結(jié)材料硬化與混凝土結(jié)合成一個(gè)整體,從而實(shí)現(xiàn)加固補(bǔ)縫的目的就是灌漿法的運(yùn)用原理。灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響和有比較高抗?jié)B要求的混凝土裂縫修補(bǔ),一般膠結(jié)材料有水泥漿、甲基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂等,該方法是一種運(yùn)用范圍比較廣泛的方法,并且效果比較顯著。

    4.3 嵌縫填充法

    首先沿裂縫鑿槽,然后將塑性、剛性防水材料嵌填在槽內(nèi),從而對(duì)裂縫進(jìn)行封閉,這就是嵌縫填充法。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等,而剛性止水材料則為聚合物水泥砂漿。此方法一般適用于寬度較大的裂縫,具有操作簡(jiǎn)便、成本耗費(fèi)低的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于灌漿法不能夠解決的、寬度在0.3 mm以下的較淺裂縫,以及裂縫中有填充物的情況,都可以運(yùn)用此方法。

    4.4 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

    當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)受到裂縫的影響時(shí),要著重考慮結(jié)構(gòu)的整體性,應(yīng)該對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。針對(duì)不同的情況,加固的要點(diǎn)也不相同,主要包括增加混凝土結(jié)構(gòu)的橫截面積、黏貼鋼板加固、增生支點(diǎn)、角部外包型鋼、預(yù)應(yīng)力加固等方法。

    5 結(jié)束語

    通過以上介紹可以知道,造成混凝土裂縫的原因有很多,主要包括:水泥干縮造成的裂縫、溫度變化造成的裂縫、應(yīng)力集中造成的裂縫、過載變形造成的裂縫、張拉力造成的裂縫、不均勻沉降造成的裂縫以及施工初期模板不穩(wěn)造成的裂縫等。因這些原因造成的裂縫在混凝土應(yīng)用、施工中是不可避免的,而有效地預(yù)防裂縫的發(fā)生,要比后期對(duì)裂縫的治理效果好。本文筆者提出了混凝土裂縫的預(yù)防措施與治理方法,希望可以讓更多的專業(yè)人士對(duì)混凝土裂縫這一課題給予關(guān)注,以便我國的建筑建設(shè)事業(yè)能夠更好地發(fā)展壯大。

    [1]呂輝.渠道襯砌混凝土的泌水現(xiàn)象分析[J].山西建筑,2010(24).

    [2]郝樂友,王樹豐,張會(huì)競(jìng).淺析水工混凝土裂縫的預(yù)防與處理[J].黑龍江科技信息,2010(02).

    [3]鄒縣明.水利工程中混凝土裂縫的防治措施探討[J].陜西水利.2010(03).

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