時間:2022-09-23 04:48:44
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
引言
混凝土是由水泥、摻和料、外加劑和水配制的膠結材料漿體將分散的砂、石經攪拌粘結在一起的工程材料。硬結的混凝土是一種多元、多相、非勻質的水泥基復合材料,具有較高的彈性模量,較低的抗拉強度,在受約束條件下只要發生少許收縮,產生的拉應力往往會大于該齡期混凝土的抗拉強度,導致混凝土發生裂縫。混凝土在澆注成型后,骨料對漿體產生約束,使混凝土內部從一開始產生微裂縫,在環境溫度、濕度、荷載等因素作用下,這些微裂縫就可能發展為宏觀裂縫。由于混凝土本身材性所導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,內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2%。當施工時溫度高,相對濕度較低時,混凝土內部水分向表面遷移供應不上蒸發量的情況下,表面失水干縮受下面混凝土的約束,表面會出現不規則的塑性收縮裂縫。這種塑性收縮裂縫在混凝土初凝前及時抹壓或二次振搗可以愈合,但是如果不及時處理,可能發展為貫通性有害裂縫。
2、水化收縮及自生干縮裂縫
水泥在水化反應過程中,會產生水化收縮。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生成空隙。水泥在繼續水化過程不斷消耗水分導致毛細孔中自由水減少,濕度降低,在外部養護水供應不充分的情況下,內部產生自干燥現象。由于自干燥作用導致毛細孔內產生負壓,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生自干燥收縮。但是對于高強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,內部溫度可達50~80℃,而混凝土的線膨脹系數約為10×10-6/℃。試驗表面,在標準環境下,混凝土表面溫度和環境溫差大于25℃時,即出現肉眼可見的溫差收縮裂縫。對于大體積混凝土,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,內部的游離水會由表及里逐漸蒸發失水,導致混凝土由表及里逐漸產生干燥收縮。在約束條件下,收縮變形量導致的收縮應力大于混凝土的抗拉強度時,混凝土就會出現由表及里的干燥收縮裂縫。早期的干燥收縮裂縫比較細微,隨著時間推移,混凝土大蒸發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%,這是混凝土結構比較普遍地發生裂縫的主要原因。
5、堿骨料反應膨脹裂縫
堿骨料反應一般需要幾十年的累計,才會使反應產物積累到一定程度出現吸水吸濕膨脹,導致混凝開裂,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導致混凝土產生不同程度的裂縫,針對上述幾種原因,預防裂縫的主要措施除了施工措施外,可以從下面幾個方面作些努力。
(1)混凝土除選擇發熱量低、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,要將強混凝土的保濕養護,控制表面的水分蒸發速度。
前面論述了混凝土裂縫產生的材性原因及其預防措施,但是當裂縫已經發生存在,影響耐久性了,那就要采用修復補救措施來保持結構的正常使用功能。修補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,這里關注修補材料自生的有關性能。
混凝土修補為了達到耐久性目的,必須考慮影響設計和選擇修補措施的諸多因素。選擇修補材料是許多相關的措施之一,無論修補工作如何細心,修補材料的不恰當使用都可能導致修補工作過早失效。
與現澆混凝土結構物相比,修補材料的約束收縮,即通過先澆混凝土基面上的膠結材料產生的約束力是大大增加大多數修補工作復雜性的主要因素。當相對薄的修補段由于修補材料干縮、自身體積變形和溫度變化時,修補材料也產生了收縮拉應力。當這些應力超過修補材料的極限抗拉強度時,裂縫發生了。在大面積較厚的修補中,通過在修補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、無裂縫的修補材料時,應該考慮下述的材料的一些性能。
1、收縮
由于大多數修補是在老混凝土結構上進行的,如果有干縮的話,老混凝土結構干縮也很小。因此,修補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性。無 論任何原因,當以水泥為主的修補材料失去水分時,它會收縮。而且,這種收縮通常被先澆混凝土的基面膠合力所約束。當收縮引起的應變超過修補材料的極限抗拉 強度時便產生裂縫。
修補材料的干縮早在的20世紀80年代已開始引起特別注意。例如,Gurjar 和 Carter (1987)報導了46種通常使用的修補材料中的 85%的收縮值超過了常規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%的水泥在試驗期間收縮基本上是穩定的。在隨后的試驗中,完全不摻水泥,只用少量的石膏與C類粉煤灰,初步試驗結果表明最佳的石膏含量大約是7%,這個配比表明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,大約不到常規混凝土的1/50,抗壓強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一步研究。
2、熱膨脹系數
研究混凝土修復材料的熱相容性在溫度經常有很大變化的環境中是很重要的,特別是在大面積修補和覆蓋中。使用的修補材料如聚合物,有更高的熱膨脹系數,在修補中將經常導致裂縫、剝落和分離。根據聚合物的不同類型,未加填料的聚合物的熱膨脹系數超過混凝土的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仍是混凝土的1.5到 5倍。結果是,含有聚合物的修補材料比混凝土基面更易收縮。當修補材料出現膨脹時,先澆混凝土基面上膠結材料產生的約束力引起的應力能使修補材料裂縫或出現翹曲和剝落。
3、抗拉塑性變形
在混凝土結構物修補中,修補材料的塑性變形應該與混凝土基面塑性變形類似,然而在保護性的修補中,更高塑性變形也有其優點。對于后者,通過抗拉塑性變形釋放的應力減少了裂縫發生的可能性。彈性模量E就工程而言,結構修補材料的彈性模量應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的地方。盡管如此,有較低彈性模量的修補材料將表現出較低的內部應力和較高塑性變形,這減少了非結構性或保護性修補中裂縫和分離產生的可能。
4、拉應力
拉應力是指在沒有形成一條連續的裂縫時修補材料所能承受的最大應變能力。達到極限應力90%的拉應變通常被定義為極限應變。所有測量拉應力(彎曲、直接拉伸和內部約束)的常規方法中的應變速率比在收縮過程中生產的應變速率快很多。一旦超過最大拉應力或者極限應變,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變和最大限度地提高抗拉強度。在實踐中,可能很少選擇材料或修改配比,這樣對所有相關特性都有相當大的影響。比如,在有裂縫傾向的硅酸鹽水泥修補砂漿中加入2種不同的聚合物,與對比組相比,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 %,預期可能產生較高的抗裂能力。但實際不是這么回事,在模擬修補的材料中,使用乙烯基醋酸鹽砂漿產生了裂縫而丙烯酸砂漿不產生裂縫。顯然,丙烯砂漿較低的收縮值、較高的抗拉強度和很低的模量足以抵消較低的塑性變形。擁有較高的抗拉強度和較低模量的丙烯酸砂漿有助于達到較高的抗拉強度。
5、滲透性
滲透性即材料滲透液體或氣體的能力,在許多修補中是重要的材料性能。然而,不顧具體情況,規定采用低滲透性修補材料的趨勢應該避免。同樣,注意到下列事實也 是重要的,即在修補中的產生的一些貫穿裂縫將大大抵消使用很低滲透性修補材料所帶來的好處。因此,在提出耐久性修補時,無裂縫的混凝土修補應該是主要的目標。
6、粘附/膠結
在大多數情況中,在修補材料和先澆混凝土基面之間膠結良好是成功修補的主要要求。準備很好且結實的混凝土基面總能提供足夠的膠結強度。表面準備所達到的標準最能體現出膠結的情況。直接的拉伸膠結試驗是評估修補材料、表面準備和澆筑過程的最佳技術手段。
7、抗壓強度
一般認為修補材料的抗壓強度應該與先澆混凝土基面的抗壓強度相同。通常,修補材料的抗壓強度高于混凝土基面的抗壓強度,不一定就有多少好處。事實上,膠結材 料的較高強度表明其含有過多的水泥,這有助于產生更高的水化熱并增加干縮。另外,與高抗壓強度相聯系的較高的彈性模量將降低塑性變形。
結束語
為達到耐久的修補效果,必須通盤考慮影響設計和選擇修補手段的諸多因素,這里只是略提修補材料所要關注的一些特性。對混凝土使用中的裂縫及其耐久修復問題,我們要了解發生的機理,通過事前預防控制來減少混凝土的裂縫發生,同時通過有效的事后補救來達到保持結構正常使用功能。
參考文獻
關鍵字:水工砼 裂縫成因 修補
中圖分類號: TU37文獻標識碼: 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、活縫和增長縫;按產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部混凝土溫度升高。當水化熱溫升至高峰后,由于環境溫度較低,因此混凝土溫度開始下降。降溫過程中混凝土發生收縮,在約束條件下,當溫降收縮變形大于混凝土極限拉伸變形時,混凝土容易發生裂縫,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外溫差引起的,例如混凝土遭受寒潮侵襲或夏天混凝土經陽光曝曬后突然下雨,都會使混凝土內部與表層產生很大溫差,混凝土表層溫度下降,而內部溫度基本不降,這樣內部混凝土對表層混凝土起約束作用,同樣會導致溫度裂縫。
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,干縮擴散的速度比溫度的擴散速度要慢1 000倍。正因為干縮擴散速度小,混凝土表面已干縮,而其內部不縮,這樣內部混凝土對表面混凝土干縮起約束作用,使混凝土表面產生干縮應力,當混凝土干縮應力大于混凝土抗拉強度時,混凝土就會產生裂縫,稱為干縮裂縫。
1.3鋼筋銹蝕裂縫
混凝土中鋼筋發生銹蝕后,其銹蝕產生的體積比原來增長2~4倍,從而對周圍混凝土產生膨脹應力,當膨脹應力大于混凝土抗拉強度時,混凝土就會產生裂縫,稱為鋼筋銹蝕裂縫。鋼筋銹蝕裂縫一般都為沿鋼筋長度方向發展的順筋裂縫。
1.4堿骨料反應裂縫
堿骨料反應主要有堿―硅酸反應和堿―碳酸鹽反應,它們都是水泥中的堿和骨料中的某些活性物質如活性SiO2以及變形石英等發生反應而生成吸水性較強的凝膠物質,當反應物增加到一定數量,且有充足水時,就會在混凝土中產生較大的膨脹作用,導致混凝土產生裂縫,稱為堿骨料反應裂縫。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,當限制力很小時,常出現地圖狀裂縫,在縫中伴有白色浸出物;當限制力強時則出現順筋裂縫。
1.5超載裂縫
當建筑物遭受超載作用時,其結構構件產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雜,往往是多種不利因素綜合作用的結果。據有關統計,施工不規范造成的混凝土裂縫占80%左右,材料質量差或配合比不合理產生的裂縫占15%左右,設計不當引起的裂縫可能占5%。
2.1設計粗糙、建設、監理單位工作隨意性大
由于多方面的原因,勘察設計單位無法深入地開展地質勘探工作,隧道圍巖類別評價及支護結構設計缺乏科學依據,帶有一定的盲目性。個別建設單位限于自身管理和專業技術水平的欠缺,任意變更原設計。少數工程由業主的內部人員組成監理機構,監理工作失去獨立性。
2.2施工工藝或現場操作不規范
(1)混凝土生產時原材料計量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據砂、石料的實際含水率及時調整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。此外,在混凝土運輸及泵送過程中加水的現象也比較普遍。
(2)采用整體式鋼模板臺車施工,混凝土澆筑時不振搗或漏振,混凝土均質性差。
(3)盲目追求施工進度,隨意提前脫模時間,使低強度混凝土過量承受荷載,破壞了混凝土結構。脫模后沒有進行混凝土的潮濕養護。
(4)夏季施工時砂、石料露天堆放,無切實有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬季施工時采取的防寒保溫措施不力。
2.3原材料質量差,配合比設計不合理
水泥品種選擇不當,安定性不良,不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差,含泥量超標,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。
進行配合比設計時,忽視水泥用量增多對混凝土品質的影響,錯誤認為水泥用量越多,混凝土強度越高。對摻合料和外加劑的選用缺乏專業技術人員的指導,往往達不到預期效果。
3裂縫常見的修補方法
裂縫修補除了以恢復防水性和耐久性為主要目的外,也可從結構安全及美觀角度出發而進行修補。在滿足修補目的的前提下,還必須考慮經濟性、明確修補范圍及修補規模等。混凝土裂縫的修補方法很多,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、環氧砂漿、彈性環氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結構中鋼筋已經銹蝕,則將混凝土鑿除到能夠充分處理已經生銹的鋼筋部分,將鋼筋除銹。然后進行防銹處理,再在槽中充填聚合物水泥砂漿或環氧樹脂砂漿等材料。對于活縫,沿裂縫走向開一個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,使其與槽兩側粘結。這樣嵌縫材料沿槽的整個寬度可自由變形,裂縫發生張拉變形時,不會把嵌縫材料拉開。
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的裂縫,而真空注入法是利用真空泵使縫內形成真空,將漿材吸入縫內,該法適用于各種表面裂縫的修補。灌漿材料有水泥漿材、普通環氧漿材、彈性環氧漿材等。
3.3表面覆蓋法
這是一種在微細裂縫(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。這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部,對延伸裂縫難以控制其變化。表面覆蓋法所用材料視修補目的及其建筑物所處環境不同而異,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,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,再用修補材料涂覆表面即可。
【關鍵詞】荷載裂縫;變形裂縫;表面處理法;壓力灌漿法;填充密實法;結構補強法
中圖分類號:TU50
文獻標識碼:A
文章編號:1006-0278(2013)03-150-01
隨著我國混凝土結構的復雜化和多樣化,以及混凝土的高強、高性能化,混凝土結構裂縫出現的幾率大大增加,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構耐久性。掌握混凝土裂縫產生的原因、減少混凝土裂縫、修補混凝土結構有害裂縫對提高建設工程質量有著重要的意義。
一、混凝土裂縫分類
當裂縫已影響到或可能發展到影響結構性能、使用功能或耐久性時稱為有害裂縫。不少情況下,混凝土出現的可見裂縫對結構性能、使用功能或耐久性等不會有大的影響,只是影響結構的外觀,對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計中存在某些缺陷,也應予以關注和改進。裂縫按其產生的原因分類,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、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)荷載裂縫產生的原因
在設計荷載范圍內,超過設計荷載范圍或設計未考慮到的作用;地震、臺風作用等;構件斷面尺寸不足、鋼筋用量不足、配置位置不當;結構物的沉降差異及次應力作用等都是荷載裂縫產生的原因。
(二)溫度裂縫產生的原因
多因溫度收縮(冷縮)引起。溫度收縮主要是混凝土內部溫度由于水泥水化而升高,最后又冷卻到環境溫度時產生的收縮。其大小與混凝土的熱膨脹系數、混凝土內部最高溫度和降溫速率等因素有關。混凝土的熱膨脹系數依集料的熱膨脹系數的不同而不同,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生的彈性拉應力為4.5Mpa。因此冷縮常引起混凝土的開裂。溫度裂縫大多發生在施工的中后期,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護后,在不飽和空氣中失去內部毛細孔和凝膠孔的吸附水水而發生的不可逆收縮,干縮裂縫一般處于結構的表面,尺寸多在0.05~0.20mm之間。
(四)塑性裂縫產生的原因
混凝土在新拌狀態下,拌合物中顆粒間充滿著水,如養護不足,表面失水速率超過內部水向表面遷移的速率時,則會造成毛細管中產生負壓,使漿體產生塑性收縮,進而產生塑性裂縫。一般在澆筑幾小時之后出現在結構表面,形狀不規則,長多在0.2~3m之間,寬多在1~5mm之間。
三、裂縫修補
若新拌混凝土產生塑性裂縫,在裂縫出現時采取對新拌混凝土表面進行拍打至塑性裂縫消失的措施,同時加以養護即可。若是硬化后的混凝土產生裂縫可參照如下方法進行處理。
(一)表面處理法
這是一種在微細裂縫(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,是一種較簡單的裂縫修補方法。通過密封裂縫表面達到防止水分、二氧化碳以及其它有害介質侵入的目的。而一旦表面裂縫貫通底部,并伴有漏水的情況,則可以采用在構件表面貼補防水片的方法進行處理。
(二)填充密實法
對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行修補。例如,裂縫的寬度小于0.3mm,選擇混凝土專用的封堵材料進行填充。
(三)壓力灌漿法
一般適用于開裂較為嚴重的部位,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部的裂縫處,粘結封閉裂縫。這種方法一方面能夠修補面層同時還有補強和加固的作用。這種方法由于處理效果好,目前被廣泛的使用。
(四)結構補強法
對于一些較大的裂縫,例如外荷載超過設計的承載范圍,由于地震、爆炸等因素造成的或者是由于鋼筋被腐蝕導致的裂縫,一般是使用結構補強法。
關鍵字:民用建筑 裂縫 修補
裂縫修補主要以恢復結構材料的防水性及耐久性為目的,也有從維護人身安全及注重美觀的角度而進行修補的。在滿足修補的前提下,必須考慮經濟性來決定修補的范圍及修補的規模等。
一、修補設計
修補設計原則上應根據第四章是否需要修補及補強加固的判定結果,進行恢復己開裂結構件的機能及耐久性的設計,更重要的是要選擇適當的修補材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。
進行修補設計時,應考慮如下事項:
(1)根據是否需要修補的判斷結果,設定修補范圍及規模,還應
按需要再度調查現場。
(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境條件(一般環境、工廠地區、鹽類環境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。
(3)為了明確規定修補目的及恢復目標,考慮(2)中的環境條件,選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法,可按開裂現場及開裂原因參照表6.1所示內容決定。另外,當構筑物處于鹽類等苛刻環境時,應選擇比普通環境條件高一個等級的材料及工法。如有可能,裂縫最好在穩定后再作修補;對隨環境條件變化的溫度裂縫,則宜在裂縫最寬時處理。
混凝土建筑物及構件的修補恢復目標將視竣工時的初期性能、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,可將修補恢復目標分成如下三個階段:
①恢復到與健全構件同等性能。因水泥的水化熱、碳化、千縮而產生的裂縫等,是作為搞清開裂原因而進行修補的對象。希望保修年限定為10-15年。
②恢復到不妨礙使用的程度。當由鋼筋腐蝕、堿性骨料而導致的裂縫及由此產生的劣化度比較明顯時,或者開裂原因是多方面的,又不能將所有原因都搞清楚時,年限定為5-10年。
③恢復到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應急修補工程。
(4)必須充分研究修補作業所必要的機械材料、腳手架及工程現場對周圍人群的安全保障。
二、修補工法及特點
2.1表面修補法
常用的方法為涂覆法,增加整體面層,壓抹環氧膠泥,環氧漿液粘玻璃絲布,表面縫合等。
(1)涂覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時,采用手工或機械噴涂方法,將修補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,厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫濕度變化,介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等,例如,要求耐磨的地坪可選用環氧瀝青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料,不穩定的裂縫修補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:混凝土表面裂縫數量較多,分布面較廣時,常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理。多數情況下,整體面層內應配置雙向鋼絲網。有條件時,宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。
(3)壓抹環氧膠泥:對于數量不多,又不集中,縫寬>0. lmm的裂縫可采用此法處理。
(4)環氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環氧樹脂膠料或環氧焦油膠料,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,用環氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌入孔或槽中錨固,以達到縫合裂縫的目的。
2.2局部修復法
常用的方法有充填法,部分鑿除重新澆筑混凝土、預應力法等。
(1)充填法
用鋼釬、風鎬或高速轉動的切割圓盤將裂縫擴大,最終鑿成V形或梯形槽,分層壓抹環氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環氧砂漿適用于有結構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。
(2)預應力法
用鉆機在構件上鉆孔,注意避開鋼筋,然后穿入螺栓(預應力鋼筋),施加預應力擰緊螺帽,使裂縫減小或閉合。如條件許可時,成孔的方向應與裂縫方向垂直,見圖2.2 ( a)鉆孔方向不與裂縫垂直時,宜采用雙向施加預應力,見圖2.2 (b)。
(3)部分鑿除重新澆筑混凝土
對于鋼筋混凝土預制梁等構件,由于運輸、堆放、吊裝不當而造成裂縫的事故時有發生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土,清洗、充分濕潤后,澆筑強度高一等級的混凝土,養護到規定強度的修補方法。修補后的構件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構件應特別慎重。此外,修補前應檢查鋼筋的實際應力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復工作必須十分仔細認真,否則新老混凝土結合不良將導致失敗。
2.3灌漿法
將水泥或化學漿液灌入混凝土縫內,使其擴散,固化。固化后的漿液具有較高的粘結強度,與混凝土能較好地粘結,從而增強了構件的整體性,使構件恢復使用功能,提高耐久性,達到堵漏防銹補強的目的。
用于結構修補的化學漿液主要有兩類:一類是環氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學漿液主要有: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度。
雖然民用建筑混凝土結構裂縫修補工法多種多樣,但我們不能只知其一、只用其一,而應牢牢掌握每一種方法,以一變應萬變,做到根據不同情況采取不同方法,盡量實現修補最優。
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【關鍵詞】混凝土裂縫、混凝土裂縫產生的原因、混凝土裂縫的修補、混凝土裂縫的防治措施
1 混凝土裂縫產生的原因
從微觀上看,混凝土是由水泥、沙石、空氣和水組成的多相結合體,由于混凝土的組成材料、微觀構造以及所受外界環境影響不同,混凝土裂縫產生的原因有很多種:
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產生裂縫,這種裂縫的寬度有時會很大,甚至會貫穿整個構件。
1.2 混凝土澆筑后,水泥的水化熱使內部溫度升高,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,內部溫度可達50-80℃,而混凝土的線膨脹系數約為10×10-6/℃。試驗表明,在標準環境下,混凝土表面溫度和環境溫差大于25℃時,即出現肉眼可見的溫差收縮裂縫。
1.3 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約束,在澆筑后數小時會發生由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。
1.4 當有約束時,混凝土熱脹冷縮產生體積脹縮,因為受到約束力的限制,在內部產生溫度應力,由于混凝土抗拉強度較低,容易被溫度引起的拉應力拉裂,從而產生溫度裂縫,如:太陽暴曬產生的裂縫。
1.5 堿骨料反應一般需要幾十年的累積,才會使反應物積累到一定程度出現吸水吸濕膨脹,導致混凝土開裂,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,內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2.在炎熱的大風天氣,混凝土表面水分蒸發過快,造成混凝土內部水化熱過高,在混凝土澆筑后數小時仍處于塑性狀態,易產生塑性收縮裂縫。
1.7 構件超載產生的裂縫,如:構件在均布荷載或集中荷載作用下產生內彎矩,出現垂直于構件縱軸的裂縫;構件在較大剪力作用下,產生斜裂縫,并向上、下延伸。
1.8 當結構物的基礎產生不均勻沉降時,結構構件受到強迫變形,而使構件開裂,并隨著不均勻沉陷的發展,裂縫會繼續擴大。
1.9 當鋼筋混凝土構件處于不利環境中,如水中時,由于混凝土保護層厚度過薄,特別是混凝土的密實度不良,環境中的氯離子和溶于水中的氧會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,對周圍混凝土擠壓,使混凝土脹裂。順鋼筋方向的裂縫發生后,更加速了鋼筋的銹蝕過程,最后導致保護層成片剝落。
2 混凝土裂縫的修補
隨著施工經驗的發展,現在混凝土裂縫修補的方法也有很多:如表面修補法、灌漿嵌縫封堵法、結構加固法、混凝土置換法、電化學防護法等。其中灌漿嵌縫封堵法是最常用的裂縫修補方法,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。修補工序如下: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。
當裂縫數量較多時,先要在預計要貼的裂縫位置貼上醫用白膠布,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。固化后周邊可能有裂口,必須反復用漿補上,避免注漿時漏漿。操作時先用補縫器吸取注漿液,插入注漿咀,用手動補縫器活塞,使漿液通過注漿咀壓入裂縫,當相鄰的咀中流出漿液時,就可以拔出補縫器,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注漿。為了保證注漿液充滿,在注漿后大約30分鐘可以對每個注漿咀再次補漿。
2.2 開槽法
開槽法適用于結構允許開槽而寬度較大但數量不多的裂縫,如墩臺或路面混凝土的裂縫。材料的配合比為:采用環氧樹脂:聚硫橡膠:水泥:砂=10:3:12.5:28.工序為:開槽―涂刷界面處理漿―壓抹聚合物砂漿―養護。
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,壓實抹平。在砂漿開始拌合到嵌入U槽,一組砂漿的整個施工過程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養護,在初凝前,用塑料薄膜覆蓋,避免淋雨、日曬或風吹。完全初凝后,開始用水養護。
2.3 涂膜封閉法
涂膜封閉法適用于寬度小于0.2mm的微細裂縫的修補,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層的碳化和有害離子對混凝土的腐蝕。工序為:清掃―刮膩子―涂刷底層涂料―涂刷主層涂料―涂刷面罩。混凝土表面裂縫、氣孔和缺陷先用膩子(混凝土修補膠:粉料=1:1.8-2.0)填充補平,待干后用紗布磨平,在進行底層涂刷(混凝土修補膠:粉料=1:0.7-0.8),涂料在使用前要通過鐵窗紗過濾,除去雜質和團塊。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
雖然現在混凝土裂縫修補的方法越來越多,效果也越來越好,但與其事后補過還不如事前做好預防工作。根據混凝土裂縫產生的原因,裂縫防治措施大致有以下幾種:
3.1 設計單位應該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝土施工養護的基本要求,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
降低原材料進入攪拌機的溫度;夏季,混凝土運輸車加保濕套或對罐體噴淋冷水降溫;混凝土作業面遮陽,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 施工過程中應該經常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況,不能漏振、過振,且在第一次振搗后要進行二次振搗;振搗結束,表面刮平抹壓1-2小時后,即在混凝土初凝前進行二次抹壓,消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮產生的表面裂縫,增加混凝土內部的密實度。
3.5 對于混凝土,則要在滿足其可泵性、和易性,保證混凝土不會離析的前提下,盡量降低砂率、并嚴格控制骨料的含泥量等。
3.6 混凝土養護
保濕養護混凝土表面經過二次抹壓后,立即覆蓋塑料薄膜,防止表面水分蒸發,保持混凝土處于潮濕狀態養護。保濕養護根據混凝土絕熱溫升計算,確定中心最高溫度,按溫控技術措施,確定養護材料及覆蓋厚度和養護時間。養護一般不少于15天。
4 結束語
裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防混凝土裂縫的出現,保證建筑物和構件的安全、穩定的工作。
參考文獻
[1]張吉人, 《房屋建筑裂縫分析與防治》 ,2011.3,中國建筑工業出版社
[2]混凝土研究協會,《混凝土裂縫檢測控制與修補新技術應用手冊》 ,中國科技文化出版社
關鍵詞裂縫化學灌漿修補工藝
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,輕者使內部的鋼筋等材料產生銹蝕,降低鋼筋混凝土結構材料的承載能力、耐久性及抗滲能力等,影響建筑物正常使用功能,重者將威脅人民的生命、財產安全。
廣州新港洗車槽污水沉淀池,為洗車設備配套設施,長12m寬5m深2.5m,池壁厚度為30cm,采用C30現澆鋼筋混凝土,抗滲等級P6。施工完成后池壁發現多條肉眼可見裂縫,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,在混凝土結構中的分布是不規則、不貫通的;宏觀裂縫是由微觀裂縫擴展而來,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調(變形相容性),當鋼筋應變≥混凝土的極限拉伸時引起的混凝土開裂。
2.2.2結構次應力引起的裂縫:由于結構的實際工作狀態與計算假設模型的差異引起的。
2.2.3變形應力引起的裂縫(約占80%):由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結構變形,當變形受到約束時便產生應力,當此應力超過混凝土抗拉強度時就產生裂縫。
3裂縫修補處理方案
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識在混凝土面上,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,以測定混凝土的質量和強度,它具有施工周期短,取得資料全面可靠,經濟效果好等優點。但取芯對混凝土破壞較大,對芯孔的填補比較麻煩,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得裂縫深度。該法操作簡單,成本低,實用性強;但有一定的局限性,不適宜檢測較深的裂縫。
3.1.4 超聲波法:采用超聲波TICO檢測儀可成功的應用于檢測: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,通過檢測超聲波在混凝土中的傳播速率可得到混凝土質量和強度的相關信息。該法檢測全面,信息穩定可靠,且無損于混凝土。但由于成本過高,本工程不采用此方法進行檢測。
3.2裂縫修補方案
本工程在裂縫修補前,用放大鏡認真檢查,對裂縫的分布情況、形狀、出現時間、縫寬和環境條件等進行統計分析,查清裂縫的性質,用縫寬檢測卡片測量裂縫寬度,再用直接觀察法和水跡滲透法檢測裂縫的深度、走向、貫穿情況等,確定修補處理方案,包括:表面修補法、化學灌漿法及嵌縫封堵法。
3.2.1表面修補法是一種簡單、常見的修補方法,適用于對結構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,用毛刷蘸有機溶液(環氧樹脂),把沿裂縫兩側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氧膠泥。
3.2.2化學灌漿法主要適用對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補,它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中,膠結材料硬化后達到較高的強度并與混凝土形成一個整體,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氧砂漿。
4裂縫修補工藝
本工程污水沉淀池拆模后在池壁上發現多條肉眼可見縱向裂縫,長短不一,縫寬為0.05mm~0.2mm,由于本工程對防水及耐久性要求較高,因此在裂縫修補處理中著重采用了化學灌漿法和嵌縫封堵法或二者結合使用以保證修補質量。以下重點介紹了化學灌漿法的施工要點及要求:
4.1材料要求
4.1.1 裂縫修補的化學灌漿材料應符合下列要求:漿液的粘度小,可灌性好漿液固化后的收縮性小,抗滲性好;漿液固化后的抗壓、抗拉強度高,有較高的粘結強度;漿液固化時間可以調節,灌漿工藝簡便;漿液為無毒或低毒材料。
4.1.2本工程修補混凝土裂縫選用具有優良的物理力學性能、耐老化、在水環境中具有優異的滲透性和粘結強度的改性環氧材料,以提高混凝土整體結構的完整性。這種改性環氧材料是以環氧樹脂為主要體系的新型高強度補強防滲材料。由于材料加入復合的改性劑,它具有粘度小,濕潤性好,高滲透力;綜合力學性高,耐老化;無毒,無收縮變形,對水親和的特性,固化后的固結體具有無體型收縮的優異特點。此灌漿材料對混凝土裂縫充填粘接修補后,能使開裂的混凝土重新粘合,達到原設計的強度。該材料已經廣泛運用于水工建筑物、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 化學灌漿材料在應用前應首先進行試配,確保其性能可靠,漿液的可灌性和固化時間應滿足施工需要。灌縫漿液配比、漿液力學性能、漿液物理性能以及封縫膠泥配比如下四表:
4.1.4 施工機具:φ8注漿管、沖擊鉆、手壓注漿泵、RUTH電動泵、鋼絲刷、毛刷、砂輪、棉紗、空壓機、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擦洗干凈并保持潔凈干燥。
4.2.2鉆孔:在裂縫上用電鉆進行鉆孔,孔深2~4cm,作為灌漿孔;對于走向不規則的裂縫,除騎縫鉆孔外,可加鉆斜孔,可擴大灌漿通路,使漿液全面流動,以保證灌漿質量。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,均應鉆孔。鉆孔后應及時清除孔內的碎屑粉塵。
4.2.3鑿槽:沿裂縫用鋼釬鑿成“V”型槽,槽寬與槽深可根據裂縫深度來確定,一般情況下槽寬≤10mm,槽深≤5mm。鑿槽時先沿著裂縫打開,再向兩側加寬,鑿完后用鋼絲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:封縫應根據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(環氧樹脂或快干水泥)等。對于不鑿槽的裂縫可用白膠帶(裂縫兩側各3cm打磨平整)封閉通長裂縫,間隔預留排氣孔。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
4.3.1 項目部對灌漿施工過程的安全規定:
化學灌漿材料屬于易燃品,應密封儲存,遠離火源;配制及使用現場通風良好,操作人員戴乳膠手套、防毒口罩及保護眼鏡,做好保護措施;工地場地嚴禁煙火。
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,在配制時要注意冷卻;緩慢加入固化劑和促進劑,切不可一次倒入,以免材料過熱產生爆漿;混合的順序是:先計量改性環氧漿液,然后添加促進劑攪拌1~3分鐘,在后添加固化劑攪拌1~3分鐘,固化劑及促進劑的添加量應充分考慮施工溫度及混凝土主體溫度后決定。嚴禁同時添加固化劑和固化促進劑進行混合。充分攪拌均勻,不得有水或油污混入,并要求按同一方向攪拌,以免引入氣泡;每次最大配料量不超過5000ml,對大氣溫度大于30℃時,應采用降溫輔助設施進行調配,每次配量應在5小時內施工完畢。
4.3.4 灌漿施工是混凝土修補的重要環節,要確保灌漿質量。待封縫白膠帶凝結后,采用手壓泵或者電動泵進行壓力灌注環氧漿,手壓泵注漿壓力為0.3~0.6MPa,電動泵注漿壓力為0.6~2MPa,分次逐級升壓進行施灌,穩壓10分鐘,然后扎管閉漿。垂直裂縫和傾斜裂縫灌漿應從深到淺、自下而上進行,水平縫則從一端向另一端逐個注漿,同時觀察裂縫周邊混凝土,發現有裂口漏漿時應及時封補。為了保證漿液充滿縫內,應對每個注漿口進行二次甚至三次注漿,并及時檢查裂縫對應面混凝土的情況,若有漿液溢出(貫穿裂縫)還需在對應面溢漿部位處理后封堵灌漿。
4.3.5灌漿結束后,待縫內漿液接近初凝而不外流時,觀察補縫效果和質量,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;修補工序全部完成后,自然養生至漿液完全固化。固化過程中混凝土面不得受到擾動。
5結束語
關鍵詞:橋梁裂縫 混凝土 橋面板 荷載 材料 橋面鋪裝 修補措施
1 前言
在橋梁建造與使用過程中,現澆鋼筋混凝土結構構件出現裂縫,是非常值得關注的問題。裂縫的發展會使結構物產生異常的內部應力或變形,嚴重的可能會危及橋梁的結構安全和正常使用。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。因此對橋面板出現的裂縫,更應盡早發現,盡量提前進行適當的處理。
造成橋面板出現裂縫的原因比較復雜,主要受材料、施工、使用環境以及結構設計等方面因素的影響。裂縫的種類繁多,不同的裂縫對橋梁的危害各有輕重。正確地分析裂縫出現的原因,是克服和控制裂縫、保證橋梁正常使用的關鍵。
2 工程實例
省道S223線K80+780小橋為該二級路改建時新增加的單跨現澆混凝土實心板橋,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,直徑為1米,鉆孔樁基礎,樁徑為1.1米,每邊各二根。樁基持力層為中風化石英巖。板面板及橋臺材料均為C30混凝土,樁基材料為C25混凝土。設計荷載為汽-20、掛-100。
該橋在通車一年后,左側橋面板距路中線約50cm處出現一道較明顯的縱向裂縫,縫寬0.2~0.3mm,局部超過0.3mm,且有繼續發展的趨勢。
為正確地研究橋面板裂縫產生的原因,必須對橋梁的設計、施工過程及使用環境進行詳細地分析,才能采取有效的修補加固措施,確保橋梁的正常使用。
3 橋面板裂縫產生原因分析
3.1 概述
混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多,甚至多種因素相互影響,每一條裂縫均有其產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造上的或與荷載條件有關的種種原因而造成的。導致鋼筋混凝土橋面板裂縫產生的原因,大致可分為以下幾類:
3.1.1 作用的常規靜、動荷載過大或次應力的產生
在設計計算階段,計算模型不合理;設計斷面不足;結構計算時部分荷載漏算;構造處理不當,鋼筋設置偏少或布置錯誤;設計圖紙交代不清等。在施工階段,不加限制地堆放施工機具、材料;不了解預制結構結構受力特點,隨意翻身、起吊、運輸、安裝;不按設計圖紙施工,擅自更改結構施工順序,改變結構受力模式;不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。在橋梁使用階段,超出設計載荷的重型車輛頻繁過橋;受車輛、船舶的接觸、撞擊等。以上幾種情況都會使橋面板在荷載的作用下發生應力集中而出現微裂縫。這種由常規靜、動荷載或次生應力所產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不同的特點,其分布規律是沿主拉應力方向開展,其走向與主拉應力方向垂直。這類裂縫多出現在受拉區、受剪區或振動嚴重部位。
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,當外部環境或結構內部溫度發生變化,混凝土將發生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。
3.1.3 混凝土的干縮
在混凝土中,水以結合水、層間水、物理吸附水和毛細水等狀態存在。當這些水在混凝土硬化過程中失去時,水泥漿體就會收縮,當收縮受到限制產生收縮應力時,就會產生裂縫。混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細,且縱橫交錯,成龜裂狀,形狀沒有任何規律。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
由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結構中產生附加應力,超出混凝土結構的抗拉能力,導致結構開裂產生裂縫。
3.1.5 施工質量不良
在施工過程中,假如混凝土級配不良或施工工藝不合理、施工質量低劣,造成結構構件強度不足,容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫。
3.2 病因分析
3.2.1 現場勘測情況
對該小橋進行詳細地勘測發現,除了左側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其它裂縫,但在橋面板底部同一位置上卻發現存在裂縫,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。對橋面板底部進行細致檢查,發現在其它位置還有多條極細微的裂縫,縫寬小于0.1mm,均呈縱向布置。對橋臺臺帽及錐坡進行檢查,未發現有裂縫。
現場交通量正常,但大型貨車較多,且時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指標均合格,水泥凝結試驗以及摻合料、水、細骨料的試驗結果均屬正常。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,風速較小。橋面板采用整體澆筑,鋼筋布設均按圖施工,但鋼筋搭接恰好處于距路中50cm左右的左側橋面上。
3.2.3 基礎情況
由地質勘察資料分析,該路段地基地質情況較為一致,未有較大的地質差異,且沒有軟弱地質層;鉆孔樁嵌入中風化石英巖。橋臺臺帽及錐坡沒有出現裂縫,因此可排除因地基不均勻沉降所造成的裂縫。
3.2.4 設計情況
根據實際使用荷載進行驗算,發現原設計橋面板配筋量為承載力要求的1.5~1.6倍,偏于安全。但設計圖紙中,橋面鋪裝層采用4cm厚的水泥混凝土,厚度偏薄,且未配置構造鋼筋。
3.2.5 診斷結論
綜上所述,本例中橋面板裂縫不可能是由溫差變化、混凝土干縮及基礎不均勻沉降所引起。造成橋面板開裂的主要原因,應該是橋面鋪裝層過薄,導致橋面板局部沖擊荷載過大,產生應力集中而出現裂縫。我們知道,橋面鋪裝即行車道鋪裝,亦稱橋面保護層,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,保護主梁(橋板)免受雨水侵濕,并對車輛輪重的集中荷載起分布作用,起到聯系各主梁(橋板)共同受力的作用。為使鋪裝層具有足夠的強度和良好的整體性,一般在混凝土中鋪設直徑為4-6mm的鋼筋。
本例中,因為橋面鋪裝層厚度過薄,且未配置構造鋼筋,喪失了保護橋面板的作用,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,由于動荷載的不斷作用而發生應力集中,出現縱向微裂縫;當應力反復作用時,裂縫逐步擴展,從而不斷減小承受應力作用的有效面積,最終在車輪荷載反復作用達到一定次數后導致破壞,橋面板出現裂縫。在這種情況下,裂縫會迅速擴展,最后上下貫通,使橋面板失去整體性,承載力不斷下降,最終導致破壞,危害性較大,必須及時采取有效的修補措施,控制裂縫的發展,增強橋面板的整體性,保證橋梁的正常使用。
4 修補措施
根據橋面板裂縫的成因,可采取以下幾種修補處理措施。
4.1 橋面鋪裝層重新鋪設
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,構造筋采用φ10@120,提高鋪裝層的整體強度。
4.1.2 嚴格控制施工質量,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合,使橋面鋪裝層共同參與受力,同時固定橋面鋪裝鋼筋的位置,采用“植筋”的技術。在橋面板上按1m×1m的間距鉆孔,孔深大于鋼筋錨固長度,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,灌入調配好的環氧樹脂膠液,然后植入Φ18螺紋鋼筋,待膠液固化并達到強度后,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,重新調整搭板厚度,并鋪設構造鋼筋,使其與橋面板及橋兩側路面連接順暢。
4.2 裂縫的修補
4.2.1 對于橋面板中間帶上下貫通的裂縫,其下部采用鋼板粘結施工法進行修補。這種施工法是用環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寬的長條鋼板,順橋方向進行加固。施工時采用液狀環氧樹脂注入施工法,根據橋面板的平整度,用錨固螺栓預先固定鋼板,并使鋼板與橋面板表面間保持2~4mm的間隙,然后用膩子狀環氧樹脂封閉鋼板的邊緣,再從適當設置在封閉線上及鋼板中部的注入口注入環氧樹脂,并保持原狀使其硬化。
4.2.2 對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行處理。沿裂縫7~8cm寬度的范圍內,用砂輪機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 對橋面板下部寬度小于0.2mm的其它裂縫,采用表面處理法進行修補,在混凝土表面沿裂縫涂抹樹脂保護膜。施工時先用鋼絲刷除去混凝土表面的附著物,再用清水清洗,經充分干燥后,用油灰狀樹脂填充混凝土表面的凹癟部分后,再進行必要的涂抹。
關鍵詞:大體積混凝土;裂縫;原因;修補措施
1.引言
從目前建筑工程的實際開展來看,大體積混凝土是重要的施工方案,在實際施工中得到了重要應用。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裂縫,影響了混凝土構件的穩定性,給混凝土構件帶來了安全隱患。為此,我們必須對大體積混凝土裂縫引起足夠的重視,認真分析大體積混凝土裂縫的產生原因,并制定具體的解決措施,有效消除并修補大體積混凝土裂縫,提高大體積混凝土的整體質量,滿足實際施工需要,提高大體積混凝土的整體強度。
2.大體積混凝土裂縫產生的原因分析
經過了解發現,大體積混凝土在施工中容易受到外界因素影響而產生裂縫,從待統計混凝土的實際施工來看,大體積混凝土裂縫產生的原因主要表現為以下幾個方面:
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,會大大增加內外層混凝土溫差,這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應力是由于溫差引起溫度變形而造成的,溫差愈大,溫度應力也愈大。同時,在高溫條件下,大體積混凝土不易散熱,混凝土內部的最高溫度一般可達60℃-65℃,并且有較長的延續時間。因此,應采取溫度控制措施,防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。
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,多余水分的蒸發會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。
由于混凝土中含有一定比例的水分,水分在蒸發過程中會使混凝土發生收縮。如果混凝土收縮比例過大,會直接導致混凝土產生裂縫。基于這一認識,在混凝土澆筑過程中,應對水分進行嚴格控制,應采取具體措施控制水分的蒸發速度和蒸發量,保證混凝土中的水分能夠按照預期速度和預期比例蒸發,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,而大體積混凝土結構斷面較厚,表面系數相對較小,所以水泥產生的熱量聚集在結構內部不易散失。
大體積混凝土中的水泥含量較多,由于混凝土體積較大,水泥在凝結過程中產生的熱量散失較慢,受到周圍氣溫的限制,容易將這部分熱量聚集在混凝土內部,對大體積混凝土的結構產生一定的影響。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生裂縫的主要原因之一,對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,混凝土膨脹受到地基約束會產生壓應力;當后期溫度下降時,混凝土收縮受到地基約束便會產生拉應力。
從實際施工來看,大體積混凝土與地基的連接,會成為約束其形變的重要因素。從這一點來看,大體積混凝土的任何形變都與地基有著必然的聯系。在混凝土凝結過程中,溫度會逐漸發生變化,混凝土整體的形變也呈現非線性變化,由此導致了大體積混凝土的某些部位出現裂縫。所以,我們應對約束條件有足夠的認識和了解,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,對大體積混凝土裂縫進行有效修補,應采取以下具體措施:
3.1科學用料、合理調配
控制含泥量。根據結構斷面最小尺寸和泵送管道內徑,選擇合理的最大粒徑。
再大體積混凝土澆筑施工中,應對混凝土的材料進行認真選擇,并嚴格按照圖紙標準進行配比,保證混凝土的調配滿足實際要求。在材料選擇上,應對水泥、砂漿的規格進行合理選擇,應完善采購程序,選擇固定廠家,保證水泥、砂漿的質量滿足規定要求。
在混凝土配比中,應按照材料復驗規定,先進行試驗澆筑,選取混過凝土試塊,并將試塊送到專門機構進行二次復驗,保證混凝土的配比和性能參數滿足實際需要。在具體配比中,應執行圖紙標準并參照圖紙規定,同時考慮施工現場的現實環境,進行合理調配。
3.2優化澆搗方法
大體積混凝土施工段的劃分及澆筑順序應根據具體工程結構確定,通常按該工程項目劃分表的單元工程進行劃分。
在大體積混凝土澆筑施工中,除了要控制好原材料并進行合理配比之外,還要將振搗工序作為整個澆筑施工的重點。結合大體積混凝土施工實際,在振搗過程中應對澆筑和振搗方法進行優化,應認真分析澆筑振搗流程,總結澆筑振搗經驗,在現有澆筑振搗工序的基礎上,對澆筑振搗方法進行優化,保證澆筑振搗的整體質量滿足實際需要,提高混凝土的密實度,減少混凝土裂縫的產生。通過對澆筑振搗方法的優化,大體積混凝土的整體質量得到了提高。因此,優化澆筑振搗方法可以作為減少及修補大體積混凝土裂縫的重要手段。
3.3加強后期養護
養護是一項十分關鍵的工作,養護主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝土內表溫差,促進混凝土強度的正常發展及防止混凝土裂縫的產生和發展。
從混凝土施工的實際開展來看,混凝土要想提高整體質量,就要將后期養護工作作為重點。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上,應注重后期養護,應采取具體的養護措施,例如:1、計算好混凝土的凝結時間,在混凝土完全凝結之前不進行下一步施工。2、注意觀察環境溫度,如果環境溫度不能達到混凝土凝結條件,應采取周圍加熱的方式保證混凝土的凝結溫度滿足實際需要。3、及時觀察混凝土表面是否出現裂縫,如果出現裂縫要判明類別,對于細小裂縫應采用局部填充的方式解決。如果出現貫通式裂縫,則應及時停止施工,找出裂縫原因。
4.結論
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裂縫進行有效修補,我們應認真分析裂縫的成因,同時從科學用料、合理調配;優化澆搗方法;加強后期養護等方面出發,減少大體積混凝土裂縫,并有效修補裂縫,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量。
參考文獻
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[4]閆華;大體積混凝土裂縫形成原因及預防措施[J];科技致富向導;2011年26期
關鍵詞:橋梁裂縫;修補;技術
1 概述
橋梁運營隨著時間的增長,其受環境侵蝕或超載等各種因素影響,或是原先施工質量問題,橋梁結構都會發生不同程度的病害,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生,充分說明目前的橋梁安全狀況堪憂。
實踐表明,橋梁混凝土結構的所有病害,都首先表現的是出現裂縫。裂縫就像橋梁病害的晴雨表,也好比人類得病外部表現出發燒一樣,都只是病變的一種外部表現。人類得病發燒了,不能一味的去降溫,要因病下藥施治。所以橋梁有病害了,就得對橋梁結構進行調查、檢測和分析入手。分清病害原因、成因后,進行結構改造、維修或是加固等措施。
2 橋梁混凝土裂縫分類及成因
2.1 橋梁結構的裂縫
大多都是由結構內部的初始缺陷、細微裂縫等發展而形成。而且引起裂縫的原因很多,大致可總結為以下兩類:
2.1.1 結構性裂縫: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系很大。常常表現為橋梁結構的承載力不足或是內部有其他嚴重的質量問題。
2.1.2 非結構性裂縫:是材料變形引起的裂縫,比如:空氣溫度變化導致混凝土收縮等因素引起結構變形,當結構變形受到限制時,內部就產生各種應力,而引起混凝土裂縫。但這種裂縫一旦出現,變形釋放后,應力自然消失。
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 內部因素:混凝土結構質量缺陷,比如施工時攪拌不均勻等。結構截面尺寸不足,荷載過大時混凝土受拉區出現拉應力。或是后期的養護不到位等等。
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害影響等等原因。
3 橋梁混凝土裂縫修補技術
對于橋梁裂縫寬度
3.1 涂刷樹脂膠液修復技術
3.1.1 先在裂縫四周各200mm范圍內的結構表面上,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,然后用風機吹凈表面浮塵,并用丙酮涂刷清洗干凈。
3.1.2 按照設計進行環氧樹脂封縫膠配兌,配兌時按比例準確稱量,在攪拌器內均勻攪拌,一次拌合量應控制在規定使用時間內可以用完的量。
3.1.3 用膠輥沾上環氧樹脂膠涂刷于裂縫混凝土表面,利用裂縫毛細作用吸收膠液而滲入裂縫內部。環氧樹脂膠液應分兩次涂刷,縱橫向實施。第二次涂刷時,下層膠液應該成膜或用指壓感覺干燥時才可開始。每次涂刷應細密重疊,不得有空刷。
3.1.4 涂刷后,膠液應不流淌,表面厚度均勻、密實成膜,膜厚度控制在大約2mm厚為宜,并完全封閉裂縫。
3.2 刮涂樹脂膠泥修復技術
3.2.1 先在裂縫四周各200mm范圍內的結構表面上,用砂輪打磨掉表面上的污漬和泥土,直至露出混凝土新面,然后用風機吹凈表面浮塵,并用丙酮涂刷清洗干凈。
3.2.2 按照設計進行環氧樹脂膠泥配兌,配兌時按比例準確稱量,在攪拌器內均勻攪拌。膠泥每次配兌數量應控制在1小時內用完為宜,粘稠度按照方便于施工進行掌握。
3.2.3 施工時,用灰刀和刮板均勻的將膠泥刮抹在裂縫周邊,縱橫向反復刮抹和擠壓,抹壓次數應不小于3次,盡可能多的使膠泥抹壓進裂縫內部,與混凝土粘接牢固。膠泥硬化后,表面應均勻、密實,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 壓注灌縫膠修復技術
3.3.1 先在裂縫四周各100mm范圍內的結構表面上,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,然后用風機吹凈表面浮塵,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,基座中心對準裂縫中心,間距根據情況按照200~400mm布設。基座之間的裂縫表面用環氧樹脂膠泥刮抹或用GF布粘貼封閉,用以防止壓注時灌縫膠從裂縫中溢出,沿縫最后再涂刷一層肥皂水。
3.3.3 按設計要求進行配兌灌縫膠,每次配兌的膠液量應控制在一次壓注完,而且膠液在注射器內不變稠、凝結為限。配兌時應專人負責稱量、攪拌,即配即用。
3.3.4 注射器吸入灌縫膠,用活動卡條固定住后,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部。當任一注射器內膠液注射完畢,立即更換上新吸滿膠液的注射器繼續壓注,直到全部灌滿裂縫為止。
3.3.5 灌縫膠液固化8個小時后,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,應打磨平順、光滑,清掃干凈。
3.4 裂縫注漿修補技術
3.4.1 當橋梁結構裂縫深度小于1米時,注漿嘴直接粘貼、固定于裂縫表面。若裂縫深度為1~2m時,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,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 注漿嘴布設的間距一般控制在200~500mm為宜,最好設置在裂縫交叉點、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,兩注點之間的裂縫表面用環氧樹脂膠泥刮抹或用GF布粘貼封閉,用以防止注漿時漿液從裂縫中溢出,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,應進行設備檢查和試壓,確保漿液流動度和適應性滿足施工。試壓時,若氣壓達到0.5MPa時,還有個別注漿嘴不通氣,則說明該部位未連通好,應重新埋設注漿嘴,或縮短兩注漿嘴之間的距離。若封縫表面肥皂水有小氣泡,則該處封縫不嚴密,應重新封縫。
3.4.5 注漿料配兌前,應按照設計試配小批量注漿料進行試壓,合適后,再大批量配兌。試壓時應對每個壓漿嘴逐個進行壓漿。豎向裂縫壓漿時,按照從下向上順序進行;對薄板有貫穿性裂縫時,宜從下向上注漿。
3.4.6 注漿過程中,若出現出氣孔出漿,則表明裂縫處注漿飽滿,可轉入下一個注漿嘴繼續注漿,直至整條裂縫注滿為止。
3.4.7 裂縫深度很大時,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,應打磨平順、光滑,清掃干凈。
3.5 裂縫填充密封修補技術
3.5.1 按設計和規范規定,人工沿縫鑿成“V”形槽,寬度約5~lOcm,深3~5cm,鑿槽長度延伸過裂縫末端,為避免應力集中,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 根據情況若需設置隔離層時,隔離層應選用不吸潮膨脹材料,且應緊貼槽底。
3.5.3 當活動裂縫還處于發展階段時,彈性密封材料應該宜略低于結構表面。
3.5.4 當用微膨脹水泥砂漿或細石混凝土或聚合物填塞裂縫時,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,并注意保持水分養護,以免表面新出現龜裂。
關鍵詞:公路路面;裂縫;維修;超細水泥灌漿料;注漿
中圖分類號:U416.216
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2008)05-0172-03
1前言
就我國現階段水泥混凝土路面整體建設現狀而言,存在著設計強度低、面板薄、施工質量差的弊端,加之維修不及時,致使混凝土路面使用一段時間后,損壞現象隨處可見,而且日益嚴重。特別是在使用五年以后會出現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、嚴重和復雜,裂縫的表現形式多種多樣,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)、板角斷裂以及化學反應引起的裂縫。每種裂縫表觀形貌不同,形成的原因不同,相應的預防及處治方法也不同。
2路面裂縫修補現狀
國內早期最常使用的水泥混凝土路面修補材料為瀝青質材料,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路面裂縫修補材料的性能要求
水泥混凝土路面不同于其他混凝土結構物,它是在大自然中的帶狀結構,路面不僅要經受輪荷載的重復作用,而且還要經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具備良好的物理性質、化學性質、力學性質及耐久性。通過大量的混凝土路面裂縫和處治效果的調查分析,考慮到水泥混凝土路面結構、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材料,應具備以下性能:
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具有較高的彎拉強度、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,應盡可能與基質混凝土相容,其相容性具體表現在彎拉強度、粘結強度、收縮系數、彈性模量、泊松比、耐久性、熱膨脹系數及化學活性、顏色相近等方面。
由于常用的瀝青類、環氧樹脂、聚氨酯等有機補縫材料,雖具有強度高、粘結力強、吸水率小、化學穩定性好,能經受一般溶劑的侵蝕、熱膨脹系數與體積收縮性低等優點,但與路用混凝土的基本性能相差較大,特別是界面性質相差甚遠。因此,為了保證新舊材料各種性能的相容性,最好應選用無機材料作為路面裂縫修補材料。
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是否成功的關鍵,它包括流動性、可灌性、易密性等。裂縫修補的實質在于膠結,增強與加固,如何將修補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整體,這涉及到漿液的流動與變形性能。
3.3凝結時間
工藝過程完成后,快速凝結硬化是路面裂縫修補的根本要求。作為水泥混凝土路面裂縫修補材料,一旦灌入路面縫隙,要求能盡快的凝結硬化或固化,盡早通車,減少道路運營障礙和經濟損失。
3.4彎拉強度
與通常建筑結構混凝土相比,路面混凝土除車輛靜載作用外,還承受沖擊、振動、疲勞、磨損等作用,而路面裂縫修補材料同樣承受這種作用。因此,修補材料的28d彎拉強度也應符合《公路水泥混凝土路面設計規范》(JTG D40-2002)中規定,即應具有與原水泥混凝土路面相當的抗彎拉強度和抗壓強度,才能與基質混凝土一起承受外來荷載。
3.5界面粘結性能
路面混凝土裂縫修補后,能否與舊混凝土協調一致地工作,其中一個重要的因素是混凝土裂縫修補界面的粘結性能,它關系到修補的成敗以及能否避免二次破壞。工程實踐表明:修補界面往往是修補結構中的薄弱部位,由于界面兩種材料的性能不同,特別是新材料的收縮會削弱接觸面的粘結,而且隨著時間的推移,其粘結性能會不斷劣化,降低路面板的承載力和耐久性,致使新舊界面不能協調工作,達不到預期的修補效果。
3.6收縮性能
裂縫修補材料的收縮性能直接影響到修補界面的粘結性能。在進行裂縫修補時,路面混凝土已完成了收縮,而新注入的裂縫修補材料的收縮剛剛開始,必將在界面上造成剪切和拉應力,在荷載及環境因素作用下,可能使界面出現二次開裂。因此,應盡量降低修補材料的收縮,使其具有較原路面混凝土更低的收縮,甚至產生微膨脹性能,在界面上產生壓應力,以獲得理想的界面粘結,從而使界面的過渡層的密實性能得到改善,以提高裂縫修補質量。
3.7耐久性
同混凝土路面一樣,裂縫修補材料灌入路面縫隙后,仍在大氣中,經受雨水的滲入、陽光的照射、污水的腐蝕以及車輛的反復磨損。以往使用的有機裂縫修補材料,例如瀝青類材料,在溫度、氧氣、陽光和水的綜合作用下,會發生一系列的揮發、氧化、聚合,導致材料組分發生變化,嚴重影響修補效果。因此,要求路面修補材料應具有抵抗這些介質侵入和損害的性能。
4超細水泥灌漿料的性能特點
4.1特性
4.1.1高效性和可靠性。MFC-GM是由超細水泥、無機超細微料及少量有機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,具有比有機化學灌漿液更高的強度及耐久性,不存在老化現象。
4.1.2安全無污染性。MFC-GM由無毒無害的無機材料組成,其化學組成決定了其對水、土壤、空氣等周圍環境無污染,相對于其它灌漿材料而言,具有更高的安全性,屬于綠色環保型建材產品。
4.1.3較高的經濟性能。MFC-GM顆粒超細,更達到次納米級,突破一般水泥的性能,具有高流動性、高強度、高滲透性等優越性能。
4.2成份與物理性能
4.2.1 MFC-GM的化學成分
MFC-GM主要由氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等組成,并復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技術指標與性能
4.3.1MFC-GM的凝結時間
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的時間作為MFC-GM凝結時間。MFC-GM凝結時間隨著水灰比的加大而延長。
4.3.2 GFC-GM的強度性能
在相同水灰比時較普通硅酸鹽水泥具有更高的強度。
MFC-GM與普通硅酸鹽水泥砂漿的抗壓、抗折強度對比(W/C/S=0.485/1/2.75)
4.3.3 GFC-GM的粒度分布
GFC-GM系采用獨特粉磨工藝加工而成,顆粒超細。GFC-GM7000型中位粒徑D50約8 m,最大粒徑Dmax100 m,可滲透入∮0.2mm細小縫隙中。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,達到次納米級,可滲透入入非常細小的空間(如粉砂層空隙或混凝土微裂縫中),其顆粒細度已達到或超過國外同類產品的水平。
4.3.4GFC-GM漿體的滲透性能
GFC-GM顆粒非常細小,因而其漿體具有優良的滲透性能,可灌入各類土質的地下基礎及非常細微的縫隙結構中,然后固結,達到加固目的。
隨著水灰比的加大,GFC-GM漿體越接近于液態,單位體積內的GFC-GM顆粒數量越少,通過細微空間時的阻力越小,通過細微空間的能力(滲透性能)越強。
4.3.5GFC-GM漿體的穩定性(抗沉淀性能)
GFC-GM漿體具有良好的穩定性(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構均勻一致。
當然min漿體的穩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漿體的流動性
GFC-GM漿體與普通硅酸鹽水泥漿體相比,具有更好的流動性,可灌性更佳。GFC-GM流動性隨水灰比增加而增大。
5混凝土路面裂縫修補施工工藝
任何混凝土結構缺陷修補的成功,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環境的適應性能;另一個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雜,自然條件苛刻,對修補材料和施工工藝的要求較高,針對這種現實情況,必須確定出合理的施工工藝。
5.1目前主要通用的修補工藝
混凝土路面的裂縫情況比較復雜,修補時都是根據具體情況采取相應的措施,一般來說,主要分為兩大類:一是先破損再修復;二是直接修復法。而目前比較通用的具體修補方法有壓注灌漿法、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,從而達到修補裂縫的一種工藝。壓注灌漿法屬于先破損再修復類修補工藝。
5.1.2擴縫灌漿法
針對局部性裂縫且縫口較寬時,可采用擴縫灌漿法,其實質是沿著裂縫使用工具將縫口擴寬,再除去雜物,然后填入修補材料,從而使裂縫得到修補的方法。擴縫灌漿也屬于第一類修復。
5.1.3直接注漿法
清除縫內雜物,直接漿漿體填入裂縫內的修補方法,屬于第二類直接修復工藝。
5.1.4條帶罩面法
對貫穿全厚的較寬裂縫,采用此法修補,該方法的實質是通過在裂縫上表面鋪設一層快硬混凝土而達到修補目的修補方法,屬于第一類先破損再修補的修復工藝。
一般來講,行車對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,對路面平整度提出了更高的要求,所以在修補時應盡量不要破壞原有路面。
本文選用超細水泥灌漿料的粒度要遠遠小于裂縫的尺寸,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路面進行任何破損處理。
5.2直接注漿法
該方法主要依靠修補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。
采用的工具設備主要有:空氣壓縮機(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產生的高壓氣流清理裂縫內雜物,然后用螺絲刀和錘子清除掉裂縫兩側松動的混凝土;
(2)現場配置砂漿,并將砂漿沿裂縫兩側堆設,形成護圍;
(3)使用天平、滴管、量筒稱量相應的各種原材料,現場攪拌成漿體;
(4)攪拌好的漿體立即倒入作好的護圍的裂縫內,使其依靠重力滲入裂縫;
(5)觀察漿體滲入情況,隨時注意填加漿料,整個注漿過程保證在漿體攪拌好后10min以內完成;
(6)30min~1h后,待漿體基本凝結后,拆除護圍,并鏟去高出路面的材料,注意保持路面整體的平整;
(7)清除修補過程中造成的雜物,修補結束。
5.3擴縫注漿法
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重的裂縫。
該試驗采用的工具設備主要有:手提式小型混凝土切割機、空氣壓縮機(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沿著裂縫兩側,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產生的高壓氣流清理裂縫內雜物;
(3)現場配置砂漿,并將砂漿沿裂縫兩側堆設,形成護圍;
(4)使用天平、滴管、量筒稱量相應的各種原材料,現場攪拌成漿體;
(5)攪拌好的漿體立即倒入作好的護圍的裂縫內,使其依靠重力滲入裂縫;
(6)觀察漿體滲入情況,隨時注意填加漿料,整個注漿過程保證在漿體攪拌好后10min以內完成;
(7)30min~1h后,待漿體基本凝結后,拆除護圍,并鏟去高出路面的材料,注意保持路面整體的平整;
(8)清除修補過程中造成的雜物,修補結束。
5.4修補施工應注意的問題
由于裂縫的形成和處理比較復雜,所以應注意到修補的各個細節,爭取做到一次修補成功,因為不成功的修補相當于對路面的人工二次破壞,在修補時應加以注意。
(1)所有的注漿工藝的實現,都要與空氣壓縮機、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松動的小混凝土塊,否則這里又是下一個破損的開始;
(3)未處理裂縫前,應以“治標先治本”的方針,先了解形成裂縫的原因,并合理處理之,然后進行裂縫修補,效果才可能顯著;
(4)路面裂縫較為復雜,要具體情況具體對待。
6結論
因此,混凝土路面早期裂縫修補現多采用改性環氧樹脂及聚胺酯,或直接灌入瀝青,這些有機材料不僅與路面混凝土相容性差、對修補界面要求苛刻、而且造價高、不利于環保。本文深入地分析了水泥混凝土路面裂縫修補材料應具有的特殊性質,詳細地介紹了超細水泥灌漿料特性、成分與物理性能以及技術指標與性能,它是一種具有良好的力學性能及路用性能、施工方便、經濟環保的水泥混凝土路面微縫修補材料。
參考文獻:
【關鍵詞】水利工程;混凝土;裂縫;施工;種類;原因;修補方法
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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、活縫和增長縫;按產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生的原因
混凝土裂縫形成的原因非常復雜,往往是多種不利因素綜合作用的結果。據有關統計,施工不規范造成的混凝土裂縫占80%左右,材料質量差或配合比不合理產生的裂縫占15%左右,設計不當引起的裂縫可能占5%。
2.1設計粗糙,建設、監理單位工作隨意性大
由于多方面的原因,勘察設計單位無法深入地開展地質勘探工作,隧道圍巖類別評價及支護結構設計缺乏科學依據,帶有一定的盲目性。個別建設單位限于自身管理和專業技術水平的欠缺,任意變更原設計。少數工程由業主的內部人員組成監理機構,監理工作失去獨立性。
2.2施工工藝或現場操作不規范
2.2.1混凝土生產時原材料計量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據砂、石料的實際含水率及時調整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。此外,在混凝土運輸及泵送過程中加水的現象也比較普遍。
2.2.2采用整體式鋼模板臺車施工,混凝土澆筑時不振搗或漏振,混凝土均質性差。
2.2.3盲目追求施工進度,隨意提前脫模時間,使低強度混凝土過量承受荷載,破壞了混凝土結構。脫模后沒有進行混凝土的潮濕養護。
2.2.4夏季施工時砂、石料露天堆放,無切實有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬季施工時采取的防寒保溫措施不力。
2.3原材料質量差,配合比設計不合理
水泥品種選擇不當,安定性不良,不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差,含泥量超標,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。
進行配合比設計時,忽視水泥用量增多對混凝土品質的影響,錯誤認為水泥用量越多,混凝土強度越高。對摻合料和外加劑的選用缺乏專業技術人員的指導,往往達不到預期效果。
3水利施工中砼裂縫常見修補方法
裂縫修補除了以恢復防水性和耐久性為主要目的外,也可從結構安全及美觀角度出發而進行修補。在滿足修補目的的前提下,還必須考慮經濟性、明確修補范圍及修補規模等。混凝土裂縫的修補方法很多,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、環氧砂漿、彈性環氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結構中鋼筋已經銹蝕,則將混凝土鑿除到能夠充分處理已經生銹的鋼筋部分,將鋼筋除銹。然后進行防銹處理,再在槽中充填聚合物水泥砂漿或環氧樹脂砂漿等材料。對于活縫,沿裂縫走向開一個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,使其與槽兩側粘結。這樣嵌縫材料沿槽的整個寬度可自由變形,裂縫發生張拉變形時,不會把嵌縫材料拉開。
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的裂縫,而真空注入法是利用真空泵使縫內形成真空,將漿材吸入縫內,該法適用于各種表面裂縫的修補。灌漿材料有水泥漿材、普通環氧漿材、彈性環氧漿材等。
3.3表面覆蓋法
這是一種在微細裂縫(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。這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部,對延伸裂縫難以控制其變化。表面覆蓋法所用材料視修補目的及其建筑物所處環境不同而異,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,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,再用修補材料涂覆表面。
4水利施工中砼裂縫產生的防治措施
4.1優化混凝土的設計配合比
采集原材料進行試拌,盡可能地減少水泥用量,添加I級粉煤灰,將水膠比控制在規范允許的范圍內,粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對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。在裂縫易發生部位如孔洞周圍以及轉角處布置一些斜筋,從而讓鋼筋代替混凝土承擔拉應力,這樣可以有效的控制裂縫的發展。為了避免裂縫的出現,在設計中利用中低強度底水泥充分利用混凝土的后期強度。在工程結構設計中要特別注意降低結構的約束度。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應當盡量取較小值,因為保護層的厚度愈大愈容易發生裂縫。
4.2加強混凝土養護措施
在混凝土拆模后要掛草簾或鋪草澆水,以便養護保濕。初澆注的混凝土就好像初生嬰兒,要加倍的關心和愛護。混凝土的保養不僅是為了預防初期產生裂縫,還能促進混凝土后期的穩定,保障其承壓能力和強韌度。對于混凝土的養護,在現代水利工程施工中,都需要得到充分的認識和重視。由于鋼筋銹蝕是氧化反應,氧化是產生銹的主要原因,因此,加強混凝土的密實度,防止空氣進入,加強混凝土表面的保護層厚度,預防氧化。在混凝土表面噴涂或涂刷聚合水泥砂漿、瀝青、環氧樹脂等防腐層。選擇抗腐蝕性強的鋼筋材料和混凝土材料,避免使用堿骨料等措施,對防止混凝土裂縫有較好的效果。堿骨料化學反應對結構的耐久性影響很大,為控制堿骨料的化學反應,最好選擇優質骨料和低含堿量的水泥以及中性拌和水,在提高混凝土密實度的同時合理降低水灰比。
4.3避免混凝土基礎不均勻沉降
解決方法有減輕結構的重量,合理安排施工的工序,改善混凝土結構等。如果只簡單的依靠減輕結構重量來控制沉降,只會使整個結構的自身重量加大,穩定性不強,會加重不均勻的沉降。在工程實踐中,應以抵抗不均勻沉降為主要保護措施。
4.4塑性收縮裂縫的預防措施
首先是要選擇合適的材料,一般選用干縮值較小、強度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴格控制水灰比例,摻加高效減水劑來增加混凝土的強度,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護劑等進行養護。如果在高溫和大風天氣施工的話,最好設置防風和遮陽的設施,積極保護混凝土結構。
4.5沉陷裂縫的預防措施
要保證地基的穩定,對松軟土的地質結構在施工前要進行必要的夯實和加固。要保證模板有足夠的強度和剛度,有較強的支撐力,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間以內,還要注意拆模的先后順序。在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。
4.6施工管理措施
首先,要增加技術含量,加強技術管理。技術是貫徹整個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至關重要,可以影響到整個工程的質量及安全。因此,技術管理在施工中具有重要作用。要建立技術交底責任制,并加強施工質量檢驗、監督和管理,從而提高質量;嚴格依照施工技術規范及質量標準進行檢驗,建立健全質量檢測機構和檢驗制度。其次,實行全面的質量管理,全面提高工程質量。在全面質量管理中,質量和全部管理目標的實現有關,它把過去的以事后檢驗和把關為主轉變為以預防為主;從過去的就事論事、分散管理,轉變為以系統的觀點為指導進行全面的綜合治理,突出以質量為中心,圍繞質量開展全員的工作,從而提高工程質量。
參考文獻
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關鍵詞:民用建筑;混凝土結構;裂縫鑒定修補
在土木工程建設中,混凝土的應用還是占據主導的地位,但是混凝土結構都會在各種因素的影響下產生不同程度的裂縫,這些裂縫會隨著時間的推進不斷的增加。所以在建筑工程建設中一直都存在一個普遍的問題就是建筑物的裂縫問題。對民用建筑混凝土結構裂縫進行治理工作,會消耗大量的人力以及物力的投入。作為民用建筑的消費者對混凝土出現裂縫問題極為敏感,所以要對混凝土的裂縫問題要進行嚴格的處理。混凝土裂縫問題已經成為生產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構出現裂縫的原因
(1)建筑材料使用不當成為民用建筑混凝土結構出現裂縫的主要原因,在建筑材料中由于骨料、水泥水化熱過高、添加劑使用不當、混凝土材料配比不合理等都能夠造成民用建筑混凝土結構出現裂縫,其中因為選料不當造成的化學缺陷也是導致混凝土結構出現裂縫的原因。
(2)由于在施工的過程中進行違規操作也會使民用建筑混凝土結構出現裂縫,模板支架設置不穩,在前期養護不當,澆筑時間過短,運輸時間過長,這些情況的出現都會導致民用建筑混凝土結構在物理作用下出現裂縫。
(3)構件在受力情況下內應力的作用大于材料的強度,例如扭轉、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構出現裂縫。環境因素的影響也是對民用建筑混凝土結構產生裂縫的原因之一,常見的環境因素主要有,地震、混凝受冷熱不均造成的現象,濕度的差異等。這些導致民用建筑混凝土結構出現裂縫的物理原因或是化學作用都是主要的原因。
2 對混凝土結構的鑒定工作
危及到民用建筑的主要因素有承載力的大小、結構本身的剛性、混凝土的穩定性以及相關的原材料的可靠性等。民用建筑混凝土結構出現裂縫的主要原因為溫度的差異造成的裂縫,但是這種情況出現的混凝土裂縫一般是不會危及到建筑物本身的安全,所以要加強對建筑物裂縫種類的區別,對不同的混凝土裂縫進行正確的鑒定。通過了解混凝土的裂縫種類對混凝土的可靠性進行鑒定工作。對混凝土裂縫進行區分能夠增強對混凝土裂縫的處理工作的開展。
2.1 對構件的安全性進行的鑒定工作
對混凝土的安全性進行鑒定工作,要從混凝土的承載力等方面開展工作。并且對鑒定的構件設定等級,將最低一級作為構件安全性的最佳等級。
2.2 構件正常性的使用鑒定
構件使用的正常性要經過對施工現場的細致調查,以檢測的結果為使用的依據。但是當出現特殊情況時就要按照一般的狀態對其進行分析計算與試驗。對檢測的結果進行計算這樣才能取得正確的數據。通過對數據進行計算分析,改變建筑物的用途,并且依據相關的條件進行鑒定。在試驗的過程中要對構件的彈性剪切性進行物理性對比分析,對鑒定的結果進行系統的評價分別出材料的品種與強度的等級,對現行的數值進行采集工作。試驗所得出的結果可以依據相關現行的標準,范圍數值在在限值內進行等級評定。如果試驗的結果合格,就可以根據實際情況評定為AS或是BS級。如果試驗的結果不合格,就可以評定為CS級。如果出現試驗的結果與觀察到的現象不符,還要對施工中存在的問題進行檢查分析,找出其中的差別。對混凝土結構裂縫正常性進行鑒定,應該注重對位移以及裂縫兩個方面進行分析,對出現的裂縫進行分別的評定等級,并選取較低的等級做為構件的使用等級。
2.3 結構出現位移進行的檢查評定
根據物體受力產生的撓度進行的檢測結果評定的等級。如果經過檢測所得的數值小于計算所得的數值,并且在現行的計算數值的范圍之內時,就可以評定為AS級。如果經過檢測所得的數值大于經過計算得出的數值,但是在現行計算規范的限值之內,可以評價為BS級。如果檢測出的數值在大于計算數值的范圍之內就可以評定為CS級。對于一般的構件當檢測出的數值在范圍數值之間時,可以不做驗算,根據實際情況可以直接鑒定為AS或是BS級別。
2.4 裂縫寬度項目的評定方法
對裂縫使用的正常性評定可以使用下面方法進行判定。經過檢驗如果檢測的數值小于通過計算所得出的數值,并且在計算數值的規范限值中,就可以評價為AS級。如果經過檢驗所得的數值大于或等于經過計算的數值,但是要小于現行數值的范圍,可以評定為BS級。如果經過檢驗的數值大于現行的計算范圍時可以評定為CS級。沿著主筋出現的銹蝕,應該評定為CS級。如果在同一個構件上出現兩種裂縫,要分別進行評定工作,裂縫的等級取構件的較低一級為裂縫等級。
2.5 對構件的可靠性進行鑒定工作
根據構件的安全性對構件的可靠性進行鑒定,當構件的安全性低于其他項目的B級時,就要依據安全性進行判斷。在明確鑒定對象的重要性時,就可以對鑒定結果調整為大一級,可以不用考慮可靠性的等級,并且可以直接列舉出相應的安全性實用性等級。
3 常見的修補方法
3.1 涂覆法
混凝土的表面會出現過多的裂縫,采用噴涂的方法將涂料涂覆在混凝土的表面,這樣能夠起到對混凝土的表面進行封閉。涂料的厚度在0.3~2.5mm之間,厚度過大能夠增強對裂縫的應變力。選用的材料要不受環境的影響產生變化。
3.2 填充法
利用高速旋轉的圓盤將裂縫進行切割工作,擴大裂縫,這時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,使其擴散,然后固化。經過固化之后的漿液具有較強的粘度,使混凝土能夠更好的粘結在一起,這樣就能夠增強混凝土的整體性,使混凝土恢復使用功能,提升耐久度,達到補漏的目的。用于灌漿法的化學物質主要有兩種一種是環氧樹脂漿,另外一種就是甲基丙烯酸甲酷液。用于堵漏的化學漿液的主要有聚氨酷等。這些化學物質都能夠達到增強混凝土強度的目的。
3.4 對修補之后的確認
在施工過程中可以加強對質量的檢查,這樣就能夠通過對混凝土裂縫進行修補檢查是否達到預期的效果。在裂縫修補之后,就可以通過這種辦法檢查產生的實際效果。
3.5 對外觀進行檢查效果
我們可以通過對混凝土的外觀進行觀察,這樣能夠很快的確認混凝土修補之后的效果,如果再修補之后沒有再次出現裂縫,就能夠確定修補情況的良好。利用灌漿的方法對混凝土的裂縫進行修補工作,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。采用壓力機測試混凝土的強度,最后就可以確定混凝土裂縫情況了。進行壓水實驗。針對混凝土出現過多的裂縫,在澆筑固化之后就可以對檢測孔進行壓水實驗,如果混凝土這時候沒有進水或是不滲漏,就可以認為合格。
4 結束語
隨著經濟的不斷發展,基礎設施建筑越來越多,民用建筑中各種原因出現的混凝土結構裂縫也越來越多。對民用建筑混凝土結構出現裂縫的原因進行深入的探討工作,采取及時有效的方法進行補救,根據實際情況采用不同的方法進行補救。這樣才能達成最好的效果,保證民用建筑混凝土結構的完整性。貴州省的城市建設相對同期水平發展較快,城市建設的速度也較快,盡管混凝土的應用不如其他地區多,但是在防裂縫的技術上并不落后,屬于國家的先進發展水平,經濟刺激措施的實行,能夠加快貴州的發展速度,加快各項事業的全面進步。
參考文獻
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