淺談混凝土裂縫施工原因及防治
關(guān)鍵詞:混凝土,裂縫,原因,防治
混凝土工程施工過程中,經(jīng)常發(fā)生出現(xiàn)一些裂縫,影響結(jié)構(gòu)的安全和美觀,如何最大限度的防止和處理裂縫,是工程管理人員急需掌握的。本文對混凝土施工裂縫原因進行分析,并就其防治談一些體會。
一、裂縫的原因分析
1、而在施工過程中,我們最為常見的多是因溫度而引起的裂縫。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā),導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內(nèi)外的較大溫差,較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力(實踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達到25℃~26℃時,混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應(yīng)力)。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降,而產(chǎn)生收縮,表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。
2、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。
3、混凝土在硬化期間水泥產(chǎn)生大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在混凝土表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束,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。
4、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。
5、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。
6、混凝土加水拌和后,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)中吸水膨漲,體積增大三倍,從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。
7、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)護不當(dāng)、時干時濕,表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土體的約束,也往往產(chǎn)生裂縫。
8、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。
9、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,隨著沉陷的進一步發(fā)展,裂縫會進一步擴大。
10、當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中,例如:侵蝕性水,由于混凝土保護層厚度有限,特別是當(dāng)混凝土密實性不良,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。
11、由于原材料質(zhì)地不均勻、水灰比不穩(wěn)定以及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象,在同一塊體混凝土中其抗拉強度也是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。
二、防止裂縫的措施
1、溫度的控制
。1)采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。
。2)拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。
。3)熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱。
。4)在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫。
(5)規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。
(6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施。
2、施工工藝的控制
合理地分縫分塊;避免基礎(chǔ)過大起伏;合理的安排施工工序,避免過大的高差和側(cè)面長期暴露;改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養(yǎng)護,防止表面干縮,特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要,應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。
3、拆模時間的控制。
在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險,但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。
4、采用加筋措施
在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩(wěn)定的,而與應(yīng)力狀態(tài)、時間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達到抗拉強度而開裂時,鋼筋的應(yīng)力將不超過100~200kg/cm2。因此,在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現(xiàn)很困難,但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時,對提高混凝土抗裂性的效果較好;炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細而淺的裂縫,其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結(jié)構(gòu)的強度和耐久性仍有一定的影響。
5、正確使用外加劑
為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實踐中應(yīng)多進行這方面的實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經(jīng)濟。
二、裂縫的處理方法
1、化學(xué)灌漿法
化學(xué)灌漿處理方法,一般是對漏水較為嚴(yán)重的部位,它們的裂縫一般均是貫通性的,在堵漏處理上是比較困難的一種滲、漏,為此需要采取化學(xué)灌漿的辦法進行堵漏,堵漏時,先將滲、漏水的裂縫部位予以確定,研究處理的方法,然后確定堵漏方案,對該種裂縫漏水的處理方法如下:
。1)在漏水處鑿出一道“V”型槽,用摻入速凝劑的水泥凈漿埋設(shè)灌漿嘴,用聚合物水泥砂漿PCCM封縫;
。2)對混凝土基層面用鋼絲刷清理浮灰,并用清水沖洗干凈;
。3)在混凝土基層表面無浮水時,噴涂5mm厚的PCCM——聚合物水泥砂漿。PCCM聚合物水泥砂漿主要力學(xué)性能見表2;
。4)對噴涂的聚合物養(yǎng)護5d后,用LW水溶性聚氨脂漿液進行化學(xué)灌漿,灌漿的壓力一般為0.3(MPa),防止在灌漿時的壓力過大,造成進塑料管的爆裂。
2、嵌縫堵漏法
采用該種處理方法,一般是混凝土表面只出現(xiàn)映水現(xiàn)象,在長時間后,能把混凝土墻面映濕成大片的水跡和地下存有積水,如果不處理,將會影響整個表面的美觀及室內(nèi)的使用效果,為此,本辦法對滲水的處理應(yīng)采用嵌縫的方法進行,嵌縫的處理方法是:
(1)沿著混凝土滲水的縫隙鑿出“v”型槽,清除槽內(nèi)的雜物,然后用清水沖洗干凈。
(2)在清潔、干燥的縫面上均勻涂刷SR塑料止水材料專用基液。
。3)在基液實干前,嵌填SR塑性止水材料。
(4)修理及保護:密封膠在表面干燥以前,用小刮刀等工具抹平,將表面修理平整。
。5)在經(jīng)過嵌縫的縫面上用噴水壺撤上水,保持縫面的潮濕。
。6)將按比例配制的PCCM砂漿用刮刀將其嵌入縫中,并用抹刀將其抹平。
。7)待PCCM砂漿凝結(jié)后,采用潮濕的辦法養(yǎng)護3~5d。
。8)按比例配制HK——964增厚型環(huán)氧涂料,反復(fù)攪拌均勻后使用。
。9)在干燥、平整的縫表面上,均勻涂刷964彈性涂料二道,要一刷壓一刷操作,防止漏刷。
。10)在整個堵漏工作完畢后,對所使用SR、964涂料的工具,要及時用溶劑清洗干凈待用。
3、封堵處理法
該種處理的方法,主要是應(yīng)用在水下或地下混凝土在涌水的條件下的孔隙、孔洞和裂縫的快速封堵。在封堵這樣的漏水部位,往往要比其它的滲、漏要困難得多,且堵水效果要略差一些,但只要在處理時按要求操作,可保證混凝土表面不摻水。
采用本辦法堵漏時一定先把基底處理干凈,在混凝土表面不得留有混凝土雜物和粉末,若是點涌水,先把漏水處鑿一個直徑為80~150mm深50~80mm的工作坑,在坑中的漏水處預(yù)放一個導(dǎo)水管,作為排水之用,待先抹上去的聚合物混凝土(或砂漿)達到一定的強度后,再用聚合物砂漿用力給堵上。在處理滲漏時,一般要根據(jù)漏水的流水量的大小來采取不同的堵漏方法,若是有水向外踴,可采取上述方法進行。若漏水量很小,可以在漏水處按上述的辦法先鑿除一個堵漏工作坑,用清水沖洗干凈后,立即用聚合物混凝土或聚合物砂漿一次封堵,并用力將聚合物混凝土或聚合物砂漿壓實(這種聚合物拌入混凝土或水泥砂漿后,其凝結(jié)時間一般在3~5分鐘),待混凝土或砂漿凝結(jié)硬化后,在其表面用高標(biāo)號砂漿抹平,在5d內(nèi)保持表面潮濕即可。
4、涂膜(布)處理法
涂膜處理法是將混凝土結(jié)構(gòu)物表面有滲漏的地方經(jīng)過處理后,直接在其表面上進行防水處理。這種方法一般適用于混凝土結(jié)構(gòu)在施工時振搗不密實,有的是漏振而形成的混凝土內(nèi)部不密實而造成的大面積滲水情況,這種滲水現(xiàn)象一般無法用壓力灌漿和嵌入法解決,只能用涂膜法進行表面防水處理。這種處理方法比較簡單,但在操作時要求較嚴(yán)格,一般都要求混凝土結(jié)構(gòu)表面沒有浮灰和雜物,否則將會影響混凝土面與涂膜的粘結(jié)力,影響防水效果。
四、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)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),防患于未來,盡可能地防止混凝土裂縫的出現(xiàn)。對混凝土裂縫進行認(rèn)真研究、區(qū)別對待,采用合理的方法進行處理,并在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。