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淺談混凝土表面裂縫的防治和修補處理的方法?

混凝土因其抗壓強度高,可澆註成各種形狀,並且耐火性好,不易風化,養護費用低,成為當今建築結構中使用最廣泛的建築材料之壹。而隨著商品混凝土的誕生,由於其施工方便快捷,性能穩定,質量可靠,勞動強度低,生產效率高,同時又可減少汙染,保護環境等綜合優點,更加得到廣泛應用。

從事建築的技術人員都知道,普通鋼筋混凝土構件基本上都是帶裂縫工作的,有些裂縫很細,甚至肉眼看不見,壹般對結構的使用和安全無大害,但有些裂縫在使用荷載或外界環境的物理及化學因素作用下,會引起混凝土碳化、保護層剝落及鋼筋銹蝕,使鋼筋混凝土強度和剛度受到削弱,耐久性降低,甚至危害結構的正常使用,必須加以控制, 因此研究商品混凝土裂縫產生的原因及預防措施是非常重要而迫切的。

1.混凝土裂縫類型及成因

實際上,鋼筋混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多,甚至多種因素互相影響,但每壹條裂縫均有其產生的壹種或幾種原因,其中最常見的是混凝土早期裂縫,混凝土早期裂縫有以下幾種:

1)沈塑裂縫

此類裂縫產生的主要原因是由於混凝土骨料沈降時受到阻礙(如鋼筋)而產生的。這種裂縫大多出現在混凝土澆註後0.5小時至3小時之間,混凝土尚處在塑性狀態,混凝土抹面後就會產生,沿著梁及板上面鋼筋的走向出現,主要是混凝土塌落度大、沈陷過多所致。另外在施工過程中如果模板支架強度、剛度不足,造成模板沈陷、位移也會出現此類裂縫。

2)收縮裂縫

這類裂縫多在表面出現,形狀不規則、長短寬窄不壹、呈龜裂狀,深度壹般不超過50mm。此類裂縫產生的主要原因是混凝土澆築後,在塑性狀態時表面水分蒸發過快造成的,主要是混凝土澆註後表面沒有及時覆蓋、養護,特別是平板結構在炎熱或大風天氣中,混凝土表面水分蒸發過快,或者是基礎、模板吸水過快,以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產生收縮,此時混凝土強度很低,不能抵抗這種變形應力而導致開裂。混凝土中蒸發水分的速度越快,塑性收縮裂縫越容易產生,而商品混凝土由於為了滿足可泵性、流動性、出機時混凝土的塌落度比普通混凝土大很多,所以其水分特別容易散失,表面容易形成裂縫。

3)溫度應力裂縫

此類裂縫產生的主要原因是由於混凝土澆築後,聚積在內部的水泥水化熱不易散發,造成混凝土的內部溫度升高,而混凝土表面散熱較快,這樣形成較大的內外溫差,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度,就會引起較大的表面拉應力,此時混凝土的齡期很短,抗拉強度很低,如果溫差產生的表面拉應力,超過此時的混凝土極限抗拉強度,就會在混凝土表面產生表面裂縫。這種裂縫壹般產生很早,多呈不規則狀態,深度較淺,屬表面性質。表面裂縫易產生應力集中,能促使裂縫進壹步開展。

4)施工工藝質量引起的裂縫

在鋼筋混凝土結構澆註過程中,若施工工藝不合理,也可能產生各種形式的裂縫,比較典型且常見的如下:

①混凝土保護層厚度不符合要求 ,混凝土的保護層厚度是根據混凝土所處的環境而定,對於室內正常環境下板和墻的保護層厚度為15MM,梁和柱的保護層厚度為25MM;對於露天或室內高濕度環境的板、墻和梁、柱的保護層厚度分別為25MM、35MM。如果鋼筋混凝土保護層過厚超過設計要求,或亂踩綁紮的上層鋼筋,使承受負彎矩的鋼筋保護層加厚,導致構件的有效高度減小,容易造成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

②混凝土澆註過快,混凝土震搗不密實、不均勻,出現蜂窩、麻面、空洞,導致荷載作用下裂縫的起源點。混凝土流動性較低在硬化前因混凝土振搗不足,硬化後沈實過大,混凝土在完成終凝時,由於水泥的水化作用體積將收縮,容易在澆註數小時後發生裂縫,屬於塑性收縮裂縫。

③混凝土表面抹面過早,目前普遍使用預拌混凝土,要完成混凝土的輸送,壹般混凝土的塌落度較大,為了改善混凝土的工藝性能預拌混凝土中摻有復合材料,由於某些操作人員不掌握預拌混凝土的終凝時間,不按要求施工,混凝土表面容易產生不規則的幹縮裂縫。

④混凝土攪拌、運輸時間過長,水分蒸發過多,引起混凝土塌落度過低,使得在混凝土表面出現不規則的收縮裂縫。

⑤用泵送混凝土施工時,為保證混凝土的流動性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,導致混凝土凝結硬化時收縮量增加,混凝土表面出現不規則裂縫。

⑥混凝土分層或分段澆註時,接頭部位處理不好,易在新、舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。

⑦混凝土養護不符合規範要求,混凝土的早期養護不但能使強度增長,而且能防止表面失水而發生裂縫。施工單位往往是為了搶趕進度,忽視了混凝土的早期養護,正是由於對混凝土養護不好,表面水分蒸發過快,致使成型後的混凝土產生永久性的表面裂縫。另外,混凝土早期受凍,也會使構件表面出現裂紋、局部剝落,或脫模後出現空鼓現象。

⑧施工時模板剛度不足,在澆註混凝土時,支模架、模板變形,產生與模板變形壹致的裂縫。另外拆模過早,混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。

5)原材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質量不合格,可能導致結構出現裂縫。  ①砂石含泥量超過規定,不僅降低混凝土的強度和抗滲性,還會使混凝土產生不規則的網狀裂縫。砂石的級配差,或砂顆粒過細,用這種材料拌制的混凝土常造成側面裂縫。堿骨料反應,骨料中矽化物質與堿性物質相遇,水、矽反應會生成膨脹的膠質,吸水後造成局部膨脹和拉應力,則構件產生爆裂狀裂縫,在潮濕的地方較為多見。

②拌和用水及外加劑或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應有影響,產生次生裂縫。

2. 裂縫的防治措施

2.1處理好各工種的合理穿插

施工工藝上,做到在鋼筋綁紮完後,按規範和設計要求設置墊塊,上部面筋設置支撐腳筋減少人為踩踏。在澆搗混凝土時有專人負責混凝土的保護層厚度,使混凝土保護層厚度處在有效範圍之中。

2.2沈降裂縫預防措施

①在滿足泵送和施工的前提下盡可能減小混凝土塌落度;

②防止混凝土離析,攪拌運輸卸料前先高速運轉20—30秒,然後反轉卸料;

③確保支模架有足夠的剛度的強度,防止模板變形,混凝土澆搗時不能漏振、過振,使混凝土離析分層,保證混凝土的密實性;

④施工過程中嚴禁隨意加水。

3. 裂縫的修補處理

盡管我們在施工中采取了壹些預防措施,但混凝土終究避免不了裂縫這種缺陷存在,根據以往的施工經驗,處理裂縫的做法是根據構件的使用部位和裂縫寬度及深度來處理。

首先要明確處理的目的,編制專項方案,壹般現澆混凝土表面裂縫的處理方法分為表面封閉處理和結構補強處理。修補前,應卸掉壹切可卸荷載,然後進行修補。裂縫寬度在5毫米以上,采用高強水泥砂漿灌註;裂縫寬度在0.1-5毫米,采用專用化學裂縫灌註膠以低壓慢註射為主,固化打磨修飾平整;裂縫寬度小於等於0.1毫米,采用封縫膠表面封閉。對承受荷重較大部位,裂縫縫內處理後,混凝土表面可采用碳纖維布CFRP粘貼。由於碳纖維布具有高強度,高彈性模量,重量輕,耐高溫,耐酸堿腐蝕,無毒,無味,不易燃易爆等性能,適用於混凝土表面加固。

4.結束語

通過對混凝土表面裂縫的原因分析和防治措施,只要我們按照規範和企業工法要求去施工,在施工過程中加強技術管理,混凝土表面裂縫是可以避免的,至少是可以減到許可範圍內的。

相信經過以上的介紹,大家對混凝土表面裂縫的防治和修補處理的方法也是有了壹定的認識。歡迎登陸中達咨詢,查詢更多相關信息。

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