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不同工程下,混凝土裂缝产生原因及其应对措施

点击数:发表时间:2017-04-15 19:24:32

不同工程下,混凝土裂缝产生原因及其应对措施

来源:互联网

治理混凝土裂缝算是个老生常谈了,似乎在任何需要混凝土施工的场合,这都是不可避免的问题。


一、混凝土桥梁裂缝

「1」荷载引起的裂缝原因

1.1、设计计算阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不舍理;结构受力假设与实际受力不符:荷载少算或漏算:内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足:钢筋设置偏少或布置错误:结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。

1.2、施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式:不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

1.3、使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。在超载车辆日益增加的今天,对设计荷载较低的桥梁就会造成板底裂缝。


「2」温度变化引起的裂缝

2.1、日照:桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

2.2、水化热:出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况,尽量选择水化热低的水泥品种,限制水泥单位用量,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。


「3」收缩引起的裂缝

3.1、塑性收缩:在施工过程中、混凝土浇筑后4—5小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。

3.2、缩水收缩(干缩):混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。

3.3、自生收缩:自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。


「4」地基础变形引起的裂缝

地质勘察精度不够、试验资料不准;地基地质差异太大:结构荷137载差异太大;结构基础类型差别大;水毁对桥梁基础的冲刷;地基冻胀;桥梁建成以后,原有地基条件变化。


「5」施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、集料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,是导致结构出现裂缝的原因。

5.1、水泥

①水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂;

②当水泥含碱量较高(例如超过0.6%),同时又使用含有碱活性的骨料,可能导致碱骨料反应。

5.2、砂、石、集料砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。

5.3、拌和水及外加剂:拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。


「6」施工工艺质量引起的裂缝

6.1、混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

6.2、混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝,既塑性收缩裂缝。

6.3、混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

6.4、混凝±初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

6.5、混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。采用分段现浇时,先将混凝土接触面凿毛、清洗不好,新旧混凝土之间粘结力小,或后浇混凝土养护不到位,导致混凝土收缩而引起裂缝。

6.6、施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

6.7、施工质量控制差:任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,结果造成混凝土强度不足和其他性能(和易性、密实度)下降,导致结构开裂。


「7」混凝土桥梁裂缝处治方法一“壁可注入法”

第一步表面处理用纲丝刷沿裂缝表面清理宽约5cm范围;用刷子丙酮或清水清除裂缝表面的浮尘并晾干。

第二步粘结注入座和密封裂

①配置封口胶按配合比(101#号的主挤、硬化挤的重量比为7:3)配料拌和均匀;

②布设注入座用抹灰刀将少许封口胶抹在注入座底面的四周,将注入孔对正裂缝中心轻微挤压,并用封口胶将注入座包覆,沿裂缝的走向每隔30—40cm布设一个注入座,裂缝分岔处也应布设注入座;

③封闭裂缝用工具抹灰刀将封口胶沿裂缝的走向5cm宽的范围封闭,封口胶厚度为2mm左右,尽量一次性完成。

第三步封口胶的固化封闭完成后,让封口胶自然固化,固化时间:在正常温度下(6小间一12小间)

第四步注入灌注胶

①可配置封口胶按配合比(主剂、硬化剂的.重量比为.2.1)配料拌和均匀;

②注胶将注入器的连接端牢固地安装在注入座上,将灌注胶装入注入泵黄油枪内,将黄油枪倒置,打开伐门推动活塞排除系统中的空气。将它连接到注入器的注入端,推动黄油枪的活塞,开始注入。

第五步灌注胶的固化让灌注胶自行固化,固化时问:大约24小时,与温度有关。

第六步“壁可注入法”的特点

①灌注胶具有超低粘度性、渗透力.强、粘结力强、具有较高强度;

②可恢复混凝土构件的强度,恢复受损.构件的承载力;

③利用注入器“橡胶管”膨胀后产生恒压力,将胶液自动注入到裂缝深处,持续的低压能避免产生气阻,保证修补质量;

④施工工艺简便,易操作使用,节省人工,安全环保。


二、房建混凝土裂缝

「1」类型

对于房屋建筑,通常有地下室底板裂缝;地下室外墙裂缝;地下室顶板裂缝;楼层裂缝;屋面顶板裂缝;室内墙柱裂缝等。其中楼层裂缝又包括厨房、卫生问裂缝,阳台裂缝和其他功能房间裂缝等。

「2」裂缝成因分析

2.1、一般裂缝成因

混凝土裂缝产生的原因有两种:

①由外荷载引起,由于结构承载力不足而产生;

②结构因温差、收缩徐变、不均匀沉降等因素引起。据统计,在工程实践中,地.下室结构混凝土裂缝大多数是由于变形荷载引起的。


2.2、楼层裂缝成因

楼层中的裂缝主要是由于施工过程中的因素引起的,包括混凝土原材料不合格,混凝土配合比产生偏差,混凝土浇筑工艺不合理(主要是振捣不密实),混凝土强度尚未达到要求就过早施加荷载(包括在楼面上堆码钢筋、模板等材料以及搭设满堂脚手架等),以及混凝土浇筑后养护不及时等。

引起楼层裂缝的原因还包括温差应力和收缩徐变。楼层如果在混凝土浇筑后6~15d之内出现表面裂缝,则是养护期问气温骤降,引起较大的温度应力所致。混凝土硬化和强度增长过程中内部温度急剧上升,由于混凝土表面散热条件较好,热量可以向大气散发传递,其表面温度上升不多,而混凝土内部热量不易向外部散发,所以温度上升很大。混凝土内部温度高、表面温度低,则形成温度梯度,使混凝土内部产生压应力,而表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。楼层如果在混凝土浇筑后615d之内出现贯通裂缝,则是材料收缩所致。


「3」裂缝处理

3.1、混凝土裂缝修补材料

目前用于混凝土修补的材料主要有三类:无机修补材料,主要是指普通水泥和集料配制的砂浆和混凝土及使用特种水泥配制的水泥基修补材料;有机材料与无机材料复合的聚合物修补材料,主要有聚合物改性砂浆及混凝土等;有机高分子材料,如环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸等各种树脂材料。

目前,防水补强使用较多的材料主要是有机高分子材料。根据防水补强的目的和用途,有机高分子材料可分为两大类:

①补强固结灌浆材料,如环氧树脂类灌浆材料、甲基丙烯酸酯类灌浆材料等;

②防渗堵漏灌浆材料,如丙烯酸胺类灌浆材料、木质素类灌浆材料等有机高分子材料的特点是:粘度低,可灌性好,渗透力强,充填密实,防水性好,浆材固结后强度高,且固化时间可以任意调节,能够保证灌浆操作顺利进行。

3.2、混凝土裂缝通常处理方法

裂缝的修补方法主要有表面处理和灌浆加固两种。表面处理法主要适用于表层裂缝和较浅的裂缝,通常先沿缝凿槽,用乳胶砂浆、环氧砂浆、密封膏等材料充填即可。化学灌浆法是将浆液灌入裂缝内部并在硬化后具有一定的粘结强度,能较好地恢复混凝土结构的整体性,起到固结、防渗、改善应力传递以提高承载和抗变形能力等作用的方法。


「4」工程实例

4.1、工程概况

某工程是一高档住宅项目,进入楼层粗装修阶段,在做楼层厨房、卫生问、阳台和花池处防水层之前,先做结构闭水试验。在做结构闭水试验时,发现上述部位不同程度地存在渗漏水现象。所谓渗水,就是在渗水部位只能看到巴掌大的水印,却看不到水滴:所谓漏水,就是在渗水部位能看到较大范围的水印,甚至能看到水滴形成,严重的能看到水滴往下掉。


4.2、渗水裂缝处理

渗水裂缝采用表面处理法处理。首先是裂缝查找,把漏水部位擦干,立即在漏水处撒上薄薄一层干水泥。表面出现的湿点处或湿线就是漏水的孔或缝。

将沿着裂缝展开部位,凿一条30mm宽、15mm深的凹槽,然后用1:2防水水泥砂浆封堵,在水泥砂浆快要凝固前快速填塞进凹槽并挤压密实。当裂缝较长时,可以分段封堵。从凹槽两边各延伸200mm的宽度内,防水涂料比其他地方多刷一道加强。对于防水要求较高的工程部位,凿开的凹槽可采用密封膏封堵,其密闭性比防水水泥砂浆要好。


4.3、漏水裂缝处理

漏水裂缝采用化学灌浆法处理。本工程拟采用的灌浆材料是改性环氧树脂,它具有强度高、粘结力强、收缩率小、化学稳定性好、可以室温固化等特点,是一种应用较为广泛的补强加固材料。该灌浆材料起始粘度6~8MPas,可灌性好,适合灌入开度为005mm以上的细微裂缝缝隙,用于混凝土裂缝加固的同时,还可以渗入混凝土裂缝两侧细小气孔内,起到浸渍加固作用。


「5」防止裂缝产生的主要措施

5.1、施工图设计把关

楼板钢筋宜采用小直径钢筋小间距摆放。楼板负筋配置合理,楼板阳角应配置放射状抗裂钢筋。


5.2、混凝土原材料的把关

砂、石、水泥等材料均要按规范要求送检,不合格材料坚决不用。混凝土外加剂的品种和掺量要严格控制。在混凝土搅拌站试验室的配合下,采用正交法进行配合比的筛选,经过试块的抗压和抗渗试验,选定一个最佳的配合比。


5.3、混凝土施工质量的把关

混凝土浇筑应避开高温天气,可以选择早上或傍晚开始浇筑,以防止混凝土表面水分蒸发过快而产生板面龟裂。混凝土供应必须保证连续性,楼面混凝土浇筑时,要根据泵送能力,严格控制浇筑宽度,防止混凝土出现施工冷缝。

浇筑楼板混凝土时,必须要采用平板振捣器来保证混凝土振捣质量,严禁采用振捣棒振捣楼板混凝土。加强成型楼板混凝土的养护,强化养护是防止混凝土开裂的必需条件。设专人负责,坚持按规范要求进行养护。


5.4、楼面上荷载的时间控制

楼层混凝土浇筑完毕后,应等到其强度达到12MPa后,方可允许上人。混凝土浇筑完毕36h后,方可允许上其他荷载,包括在上面搭设满堂脚手架和堆放施工材料。


5.5、混凝土养护

养护问题一直是施工单位容易忽视的问题。随着混凝土强度等级的不断提高,粉煤灰在泵送混凝土中的广泛应用,养护问题就变得越来越重要。现在施工现场的养护方法一般是在混凝土终凝后喷水养护,几乎没有覆盖,且喷水间隔过长,养护龄期过短,甚至有的仅为2~3d,这与国家验收规范规定的养护方法相差甚远。

本项目严格控制养护时间,因掺用减水剂,因此,应制定合理的养护制度,注意混凝土表面的覆盖,保证混凝土表面湿润,且必须按规定养护14d。


5.6、严格控制拆模及加荷时间

泵送混凝土一般均掺入外加剂及粉煤灰,因此,混凝土的初凝时间比往现场搅拌混凝土要长得多,早期强度较低,而施工单位为了赶工期和节约模板支撑,往往凭经验就拆除柱边或墙边的板底支撑,过早上荷载,导致梁板裂缝的产生。


5.7、细节处理

穿线管道位置增设钢筋网,交叉布线处可采用接线盒,线管不宜立体交叉穿越,预埋管线处应增设钢筋网。

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