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混凝土裂缝修补范文1
1、前言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等,严重的将威胁到人民的生命、财产。
2、出现混凝土裂缝的原因
从微观上看,混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体,由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同,混凝土裂缝产生的原因也有很多种:
1、大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大使混凝土的形变超过极限而引起的裂缝:
2、混凝土在硬化的过程中由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂缝的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。
3、在大厚度的构件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制,在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。
4、当有约束时,混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩因为受到约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度较低,容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。(由于太阳曝晒产生裂缝是工程中最常见的现象)
5、混凝土加水拌和后,水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应,析出的胶状碱—硅胶从周围介质中吸水膨胀,体积增大到三倍从而使混凝土胀裂产生裂缝。
6、在炎热或大风天气,混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等,在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。
7、构件承受荷载所产生的裂缝:如、构件在均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝;构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。
8、当结构的基础出现不均匀沉降时,结构构件受到强迫变形,而使结构构件开裂,随着不均匀沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。
9、当钢筋混凝土构件处于不利的环境中,如海洋等时,由于混凝土保护层厚度过薄,特别是混凝土的密实性不良,环境中的氯离子和溶于海水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈生成氧化铁。氧化铁的体积比原来金属的体积大得多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。这种裂缝一般沿钢筋方向,比较容易识别。顺钢筋方向的裂缝发生后,更加速了钢筋锈蚀过程,最后导致保护层成片剥落,这种顺筋裂缝对耐久性的影响较大。
我实习所在工地的地下室外墙板浇捣的混凝土就出现了裂缝。经分析裂缝产生的原因是:
本工程采用C50这样高强度的混凝土,水灰比较大,虽然加入了减水剂,但还是未能有效抵消混凝土的收缩变形;另外该地下室墙板的厚度较厚,达40mm,因而容易产生较大的内外温差。产生温度和收缩变形,长墙结构所产生的温度和收缩变形在高度方向是自由的,但在纵向却受到另一结构地下室底板的约束,在长墙承受降温和收缩作用时,必将产生缩短变形,受到底板的约束,引起拉应力,当拉应力超过抗拉强度时便引起开裂,这时裂缝方向永远垂直于拉应力方向,故为竖向。
此外本工程外墙混凝土浇筑后并没有严格按要求进行养护。一般来说膨胀混凝土淋水养护须7~14D,最少为7D,在混凝土终凝后2D即可开始浇水养护,而混凝土的膨胀值一般要14D才基本稳定。同时,掺膨胀剂的混凝土,水化时需水量大,比普通砼更要加强养护,覆盖淋水,使其表面始终处于潮湿条件。
由于施工队是第一次施工如此高强度的混凝土,施工经验不足,在混凝土养护上并没有采取十分有效的措施养护外墙。同时由于天气炎热,混凝土水灰比控制不稳定;混凝土振捣不到位,振捣不够密实,这些也是促使混凝土收缩变形较大,产生裂缝的原因之一。此外,现场施工人员还告诉我:本工程采用的是商品混凝土,商品混凝土塌落度大,稍加振捣即出现石子下沉,浆体上浮,时常有较多泌水,随着水分的蒸发,表面会出现塑性收缩裂缝。在混凝土拌和物中有多余水量,混凝土硬结后,比较容易出现干燥收缩裂缝。
3、混凝土裂缝的修补方法
问题出现了,解决它的方法自然而然也随之产生。随着施工经验的发展,现在混凝土裂缝修补的方法有很多:如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等,其中灌浆嵌缝封堵法又可分为压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。
低压注浆法适用于宽度为0.2~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理—粘贴注浆咀和封闭裂缝—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
当裂缝数量较多时,先要在预计要贴的裂缝位置贴上医用白胶布,再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷。使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆咀用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆时漏浆。注浆操作一般在粘咀的第二天进行,若气温高的话半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液,插入注浆咀,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆咀压入裂缝,当相邻的咀中流出浆液时,就可以拔出补缝器,堵上铝铆钉。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆咀再次补浆。
涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补,也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理,以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为:清扫—刮腻子—涂刷底层涂料—涂刷主层涂料—涂罩面层。
混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子(混凝土修补胶:粉料=1:1.8~2.0)填充补平,待干后用砂布磨平,再进行底层涂刷(混凝土修补胶:粉料=1:0.7~0.8),涂料在使用前要通过铁窗纱过滤,除去杂质和团块。主层涂料要涂刷三遍,每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂,且两次涂刷方向最好是相互垂直。
开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝,如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为:开槽—涂刷界面处理浆—压抹聚合物砂浆—养护。
先用凿子和扁铲沿裂缝开槽,槽深和宽约3~5cm,呈U型,用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,在界面处理浆尚未硬化之前,将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中,压实抹平。在养护时不需要浇水,在湿空气中即可,养护期间不得淋雨、日晒或风吹,最好覆盖一层塑料薄膜。
这三种方法可以单独使用,也可以同时使用。例如桥梁裂缝的修补可先注浆,在涂膜封闭;而对于路面、墩台的粗大裂缝则采用开槽填补发为宜;为了防止钢筋锈蚀,混凝土受到有害离子的腐蚀,则可以采用涂膜防水处理。
本工程地下室出现的裂缝经研究决定使用SJ-75混凝土裂缝修补剂进行修补,采用的方法是开槽填补法:首先用切割机在裂缝两边出宽×深=1.2cm×1.0cm的小槽,凿除混凝土,清理干净。再直接用水泥与修补剂配成水泥砂浆修补膏进行修补。具体操作如下:用毛笔或小刷子在混凝土裂缝处涂刷SJ-75裂缝修补剂两遍,待以上涂膜干燥后,选用普通硅酸盐水泥,用SJ-75修补剂调成水泥净浆修补膏即可使用。(配比为:修补剂:水泥=1:3.5)裂缝填补分为两次,第一次填补0.5 cm深,第二次填补浆体高出混凝土表面2~3m m。裂缝修补后除采用薄膜覆盖,防止因雨淋等因素降低修补效果外,还要仍按原设计要求对修补出进行SJ防水涂料施工。特别要注意的是修补剂要存放于室内,避免阳光直射和雨淋。施工温度要求在4℃以上,避免在阴雨天气施工。
转贴于 4、小结
虽然现在混凝土裂缝修补的方法越来越多,效果也越来越好,但与其事后补过还不如事前做好预防工作。通过和现场工作人员的交流,我大致总结出以下几点预防混凝土裂缝的建议;
1、设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土施工养护的基本要求,确定外加剂的品种和掺量,确保混凝土收缩与膨胀相抵消;
2、混凝土配合比控制要求严格,计量要准确,坍落度抽检工作要加强,不能流于形式;
3、混凝土振捣要密实,拆模后须挂草帘或麻布浇水养护保持湿润状态两天。
4、施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振,且在第一次振捣后要进行第二次振捣。
5、配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥,如矿渣水泥,此外可掺加膨胀剂,同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖以确保混凝土内外温差小于25℃。
6、对于商品混凝土,则要在满足其可泵性、和易性的前提下尽量减小出机时的塌落度、降低砂率、并严格控制骨料的含泥量等。
混凝土裂缝修补范文2
关键词:事故处理 结构材料
引 言
混凝土是由水泥、掺和料、外加剂和水配制的胶结材料浆体将分散的砂、石经搅拌粘结在一起的工程材料。硬结的混凝土是一种多元、多相、非匀质的水泥基复合材料,具有较高的弹性模量,较低的抗拉强度,在受约束条件下只要发生少许收缩,产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土的抗拉强度,导致混凝土发生裂缝。混凝土在浇注成型后,骨料对浆体产生约束,使混凝土内部从一开始产生微裂缝,在环境温度、湿度、荷载等因素作用下,这些微裂缝就可能发展为宏观裂缝。
混凝土开裂的原因很多,下面仅就材料这方面予以研究。
由于混凝土本身材性所导致的裂缝主要有以下几类。
1、塑性收缩裂缝
混凝土在初凝前由于水分蒸发,内部水分不断向表面迁移,形成混凝土在塑性阶段体积收缩。一般混凝土的塑性收缩约为1%,坍落度大的混凝土则可达2%。当施工时温度高,相对湿度较低时,混凝土内部水分向表面迁移供应不上蒸发量的情况下,表面失水干缩受下面混凝土的约束,表面会出现不规则的塑性收缩裂缝。这种塑性收缩裂缝在混凝土初凝前及时抹压或二次振捣可以愈合,但是如果不及时处理,可能发展为贯通性有害裂缝。
2、水化收缩及自生干缩裂缝
水泥在水化反应过程中,会产生水化收缩。硅酸盐水泥的水化收缩量约为1%~2%。水化收缩在初凝前表现为浆体的宏观体积收缩,初凝后则在已形成的水泥石骨架内生成空隙。水泥在继续水化过程不断消耗水分导致毛细孔中自由水减少,湿度降低,在外部养护水供应不充分的情况下,内部产生自干燥现象。由于自干燥作用导致毛细孔内产生负压,引起混凝土自干燥收缩。由于一般混凝土的水胶比较高所以比较少发生自干燥收缩。但是对于高强商品砼水胶比可能小于0.35,自干燥收缩则不可忽略。
3、温差胀缩裂缝
混凝土浇注后,水泥的水化热使混凝土内部温度升高,一般每100kg水泥可以使混凝土温度升高10℃左右,加入混凝土的入模温度,在2~3d内,内部温度可达50~80℃,而混凝土的线膨胀系数约为10×10-6/℃。试验表面,在标准环境下,混凝土表面温度和环境温差大于25℃时,即出现肉眼可见的温差收缩裂缝。对于大体积混凝土,温差胀缩裂缝的影响非常大。
4、干燥收缩裂缝
混凝土在硬化以后,内部的游离水会由表及里逐渐蒸发失水,导致混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩。在约束条件下,收缩变形量导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。早期的干燥收缩裂缝比较细微,随着时间推移,混凝土大蒸发量和干燥收缩量逐渐增大,裂缝逐渐明显,一般混凝土90d干缩率为0.04~0.06%,这是混凝土结构比较普遍地发生裂缝的主要原因。
5、碱骨料反应膨胀裂缝
碱骨料反应一般需要几十年的累计,才会使反应产物积累到一定程度出现吸水吸湿膨胀,导致混凝开裂,并加速冻融、钢筋锈蚀等综合损坏。
从上面的分析可以看出很多因素都会导致混凝土产生不同程度的裂缝,针对上述几种原因,预防裂缝的主要措施除了施工措施外,可以从下面几个方面作些努力。
(1)
凝土除选择发热量低、含碱量低的水泥外,在工作性允许的情况下,在合
理的水灰比条件下,减少掺水量,增加粗骨料用量。在合理的水灰比条件下,可以保证充分水化,减少塑性收缩,。减少用水量,这样导致收缩开裂的浆体也就少了,而且水胶比低的浆体的收缩量较小,有利于防止混凝土裂缝。
(2)为了控制混凝土初凝前的塑性收缩裂缝,要将强混凝土的保湿养护,控制表面的水分蒸发速度。
前面论述了混凝土裂缝产生的材性原因及其预防措施,但是当裂缝已经发生存在,影响耐久性了,那就要采用修复补救措施来保持结构的正常使用功能。修补处理一般采用表面处理、压力灌浆、填充法等处理方法,具体的操作方法,这里不一一提及了,这里关注修补材料自生的有关性能。
混凝土修补为了达到耐久性目的,必须考虑影响设计和选择修补措施的诸多因素。选择修补材料是许多相关的措施之一,无论修补工作如何细心,修补材料的不恰当使用都可能导致修补工作过早失效。
与现浇混凝土结构物相比,修补材料的约束收缩,即通过先浇混凝土基面上的胶结材料产生的约束力是大大增加大多数修补工作复杂性的主要因素。当相对薄的修补段由于修补材料干缩、自身体积变形和温度变化时,修补材料也产生了收缩拉应力。当这些应力超过修补材料的极限抗拉强度时,裂缝发生了。在大面积较厚的修补中,通过在修补的界面或收缩缝上涂抹防粘剂可使约束作用减到最小。
在讨论耐久、无裂缝的修补材料时,应该考虑下述的材料的一些性能。
1、 收缩
由于大多数修补是在老混凝土结构上进行的,如果有干缩的话,老混凝土结构干缩也很小。因此,修补材料基本上也一定要无收缩或即使有收缩但没有失去粘结性。无论任何原因,当以水泥为主的修补材料失去水分时,它会收缩。而且,这种收缩通常被先浇混凝土的基面胶合力所约束。当收缩引起的应变超过修补材料的极限抗拉强度时便产生裂缝。
修补材料的干缩早在的20世纪80年代已开始引起特别注意。例如,Gurjar 和 Carter (1987)报导了46种通常使用的修补材料中的 85%的收缩值超过了常规新浇混凝土的收缩值。使用C类粉煤灰似乎是解决收缩问题的可行方法。在配比中以C类粉煤灰代替50%的水泥在试验期间收缩基本上是稳定的。在随后的试验中,完全不掺水泥,只用少量的石膏与C类粉煤灰,初步试验结果表明最佳的石膏含量大约是7%,这个配比表明28天龄期的收缩值不到万分之一,大约不到硅酸盐水泥砂浆的1/15,大约不到常规混凝土的1/50,抗压强度可与这两种砂浆相比。C类粉煤灰减少干缩的潜力有待进一步研究。
2、热膨胀系数
研究混凝土修复材料的热相容性在温度经常有很大变化的环境中是很重要的,特别是在大面积修补和覆盖中。使用的修补材料如聚合物,有更高的热膨胀系数,在修补中将经常导致裂缝、剥落和分离。根据聚合物的不同类型,未加填料的聚合物的热膨胀系数超过混凝土的6~14倍,在聚合物中增加填料或骨料将使情况有所改善。但是加骨料的聚合物的热膨胀系数仍是混凝土的1.5到 5倍。结果是,含有聚合物的修补材料比混凝土基面更易收缩。当修补材料出现膨胀时,先浇混凝土基面上胶结材料产生的约束力引起的应力能使修补材料裂缝或出现翘曲和剥落。
3 、抗拉塑性变形
在混凝土结构物修补中,修补材料的塑性变形应该与混凝土基面塑性变形类似,然而在保护性的修补中,更高塑性变形也有其优点。对于后者,通过抗拉塑性变形释放的应力减少了裂缝发生的可能性。弹性模量E就工程而言,结构修补材料的弹性模量应该与混凝土基面的弹性模量相同,使载荷能均匀地穿过修补的地方。尽管如此,有较低弹性模量的修补材料将表现出较低的内部应力和较高塑性变形,这减少了非结构性或保护性修补中裂缝和分离产生的可能。
4、拉应力
拉应力是指在没有形成一条连续的裂缝时修补材料所能承受的最大应变能力。达到极限应力90%的拉应变通常被定义为极限应变。所有测量拉应力(弯曲、直接拉伸和内部约束)的常规方法中的应变速率比在收缩过程中生产的应变速率快很多。一旦超过最大拉应力或者极限应变,混凝土就开裂。
减少裂缝可以通过最大限度地减小干缩引起的应变和最大限度地提高抗拉强度。在实践中,可能很少选择材料或修改配比,这样对所有相关特性都有相当大的影响。比如,在有裂缝倾向的硅酸盐水泥修补砂浆中加入2种不同的聚合物,与对比组相比,乙烯基醋酸盐砂浆有类似的收缩能力并增加抗拉塑性变形60 %,预期可能产生较高的抗裂能力。但实际不是这么回事,在模拟修补的材料中,使用乙烯基醋酸盐砂浆产生了裂缝而丙烯酸砂浆不产生裂缝。显然,丙烯砂浆较低的收缩值、较高的抗拉强度和很低的模量足以抵消较低的塑性变形。拥有较高的抗拉强度和较低模量的丙烯酸砂浆有助于达到较高的抗拉强度。
5、渗透性
渗透性即材料渗透液体或气体的能力,在许多修补中是重要的材料性能。然而,不顾具体情况,规定采用低渗透性修补材料的趋势应该避免。同样,注意到下列事实也是重要的,即在修补中的产生的一些贯穿裂缝将大大抵消使用很低渗透性修补材料所带来的好处。因此,在提出耐久性修补时,无裂缝的混凝土修补应该是主要的目标。
6、粘附 /胶结
在大多数情况中,在修补材料和先浇混凝土基面之间胶结良好是成功修补的主要要求。准备很好且结实的混凝土基面总能提供足够的胶结强度。表面准备所达到的标准最能体现出胶结的情况。直接的拉伸胶结试验是评估修补材料、表面准备和浇筑过程的最佳技术手段。
7、抗压强度
一般认为修补材料的抗压强度应该与先浇混凝土基面的抗压强度相同。通常,修补材料的抗压强度高于混凝土基面的抗压强度,不一定就有多少好处。事实上,胶结材料的较高强度表明其含有过多的水泥,这有助于产生更高的水化热并增加干缩。另外,与高抗压强度相联系的较高的弹性模量将降低塑性变形。
混凝土裂缝修补范文3
福建联美建设集团有限公司 邮编:364000 黄继峰
关键词:混凝土;裂缝;成因;修补方法
Abstract: this paper analyses the causes of cracks of concrete structure, and puts forward the concrete crack repair methods.
Fujian league beauty construction group Co., LTD, zip code: 364000 HuangJiFeng
Keywords: concrete; Crack; Cause; Repair methods
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
硬结的混凝土是一种多元、 多相、 非匀质的水泥基复合材料,具有较高的弹性模量, 较低的抗拉强度。由于混凝土施工和本身变形、 约束等一系列问题, 硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、 气穴和微裂缝, 正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、 防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、 温差、 湿度等因素影响之后, 微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝, 也就是混凝土工程中常见的裂缝。
一、混凝土结构裂缝成因
根据大量的工程现场检测和分析,可将钢筋混凝土结构裂缝的成因分为以下几种:
1、施工质量引起的裂缝
钢筋混凝土结构在浇筑、 拆模、 运输及吊装过程中,若施工工艺不合理,施工队伍技术水平低, 可能引起各种形式的裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。裂缝出现的部位和走向、 裂缝宽度等因产生原因而异,比较常见的如下:
(1)钢筋混凝土保护层过厚, 或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
(2)混凝土振捣不密实、 不均匀,出现蜂窝、 空洞,导致钢筋锈蚀或形成裂缝。
(3)混凝土搅拌、 运输时间过长, 水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低, 使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。
(4)用泵送混凝土施工时, 为保证混凝土的流动性, 增加水和水泥用量, 或因其它原因加大了水灰比, 导致混凝土凝结硬化时收缩量增加,混凝土表面出现不规则裂缝。
(5)混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落。
(6)施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形, 产生与模板变形一致的裂缝。
(7)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。
2、原材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、 砂、 骨料、 拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝,砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。
3、混凝土塑性沉降引起的裂缝
此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍(如钢筋、 模板 )而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土刚浇筑完,尚处在塑性状态时期,因混凝土表面水分散失或混凝土塌落、 沉陷而产生,大多沿着梁板上面钢筋的走向出现。另外在施工过程中如果模板松动,也会出现此类裂缝。
4、混凝土塑性收缩引起的裂缝
此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后,在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的, 多在表面出现,形状不规则、 长短宽窄不一。主要是因为早期养护不良(特别是混凝土浇筑后未覆盖养护 )使混凝土内水分急剧蒸发而引起剧烈收缩, 此时混凝土强度趋近于零, 不能抵抗这种变形应力而导致开裂。混凝土中蒸发水分的速度越快,塑性收缩裂缝越容易产生,而混凝土由于为了满足流动性,出机时混凝土的塌落度比普通混凝土大很多, 早期强度低所以其水分特别容易散失,表面容易形成裂缝。
5、结构荷载方面。 结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多,施工中或使用中都可能出现。 较为常见的是钢筋混凝土梁、 板等受弯构件, 在使用荷载作用下,出现不同程度的裂缝。
6、温度应力裂缝。混凝土与一般物质一样, 具有热胀冷缩的物理性质, 其线膨胀系数约为 1×10-5/℃,当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,在构件受到约束不能自由变形时,构件内就会产生附加应力, 当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,必将出现裂缝。常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝,大体积混凝土表面裂缝、 烟囱外壁的竖向裂缝等。
7、湿度变形裂缝。普通混凝土在空气中硬结时,体积会发生收缩, 由此而在构件内产生拉应力, 在早期混凝土强度较低时,混凝土收缩值最大。这类裂缝,在现浇剪力墙、 水池底、 壁等工程结构中最为常见。
二、裂缝的修补方法
上面是混凝土及结构构件裂缝的成因,我们可以根据其成因加于控制。解决方法归纳如下:
1、表面封闭法。这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝,通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。
2、灌浆法。(1)普通水泥灌浆:大体积水坝、厚混凝土墙或者水工结构的岩石基础上的裂缝,有时通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。(2)聚合物灌注:基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料,与水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料,起到封闭裂缝的作用,可在潮湿环境中使用。
3、钻孔嵌塞法。这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。如果要求密封防水,孔中应填入柔性沥青来代替砂浆;如果灌注栓塞的作用比较重要,孔中则要灌注环氧树脂。
4、树脂灌注法。环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度,并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀,树脂可以灌入到0.05mm的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外,当裂缝是活动的、有渗漏的、或者裂缝数量极多时,通常不易采用树脂灌注法。
5、聚合物侵入法
聚合物侵入法分为重力渗入法和真空渗入法两种。
⑴重力渗入法。低粘度的液态树脂可用来密封路面、桥面的不小于0.1mm的裂缝。将树脂涂刷到表面上,或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的围堤,使树脂溢于裂缝表面。
(2)真空渗入法。更适合封闭多重无规则表面裂缝。先将裂缝表面密封,抽去真空,使裂缝中和孔隙中的空气全部排除。再在大气压力下用纯环氧树脂浆
料注入裂缝表面中。
6、柔性密封法。通常将活动裂缝转变为运动节缝,是比较适宜的办法。可沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。节缝底部使用隔离层。
7、钉合法。当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时,使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。用相对薄而长的金属“缝合U 型钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中,用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。
8、粘贴法。当运动不止作用于一个平面时,或者过度的运动已超过一个普通尺寸的凹槽所允许的范围时,或者不可以切割出槽时可使用这个方法。用柔性的密封带盖住裂缝,仅将带的边缘部分粘住。
9、附加钢筋法。(1)普通钢筋:首先将裂缝密闭,然后贯穿裂缝平面大约90°的方向钻孔,将环氧树脂注入孔内,再将钢筋插入孔中使之粘合成整体。(2)外部施加预应力:通过后张法施加应力,来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。
10、迭合面层法。当结构表面存在大量的裂缝,而且采用其它办法单独处理各个裂缝过于昂贵时,用这个方法来密闭、覆盖(不是修复)裂缝非常有效。对于偶然出现大面积网状裂缝,使用该法很有效。
11、自闭合法。混凝土依靠自身合拢裂缝称为“自闭合”,这是在存在湿气并且没有拉应力作用时发生的一种化学现象。整个自闭合时期必须连续保持水饱和。
12、干嵌填法。用手工将低水灰比的砂浆连续嵌入裂缝,形成与原有混凝土结构紧密连接的密实砂浆。先在裂缝表面开槽,大约25mm宽、25mm深,清理后涂刷界面剂、连续嵌入低水灰比的砂浆。
13、涂层及其它表面处理法。修复开裂的混凝土结构,可以使用范围很广的表面浸渍密封剂和涂料;如果混凝土开裂已经稳定,则可通过涂料获得成功地修补,但不适合低温区域操作。
裂缝的存在改变了混凝土结构的受力条件, 降低了混凝土结构的耐久性, 使局部甚至整体结构可能发生破坏, 因此, 在实际工程施工中必须对混凝土裂缝认真进行分析、 研究, 找出产生裂缝的原因, 提出预防措施, 对产生的裂缝运用合理的方法进行处理, 确保人民群众生命财产安全及建筑物安全、 稳定地运行。
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混凝土裂缝修补范文4
【关键词】 裂缝;耐久性;分析;控制措施;修补方法
1 概述
近年来,随着公路交通量不断增加,桥梁的负荷压力日益加重,在役桥梁结构随着使用时间的延续,不断出现各种各样的病害,由于维修工作的滞后,很多桥梁带病超负荷工作,结构的损伤不断累积导致结构性能过早劣化,承载力下降和耐久性降低。国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土桥梁结构耐久性设计的重要性,由此导致的经济损失是巨大的。因此,混凝土桥梁结构的耐久性问题也受到国内外土木工程界的高度重视。
实践表明,混凝土结构的任何损伤和破坏,一般都是首先在混凝土结构中出现裂缝,裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表。不论何种原因产生的裂缝,都会对混凝土结构的耐久性造成影响。
2 混凝土桥梁裂缝分析
对混凝土桥梁结构裂缝进行分析,包括裂缝产生原因、裂缝的危害性评定,然后根据分析结果对裂缝进行修补和加固。如果对裂缝不经分析研究就盲目进行处理,不仅达不到预期的修补效果,还可能潜藏着突发性事故的危险。
2.1 裂缝产生原因
混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、微裂缝的扩展而引起的。除了混凝土材料自身特性和所处环境的影响外,混凝土结构的设计和施工质量、使用条件和防护措施、后期养护措施等都是直接影响因素。引起裂缝的原因和因素很多,可归纳为两类:
(1)非结构性裂缝
非结构性裂缝是由变形引起的裂缝,比如混凝土结构变形产生的收缩裂缝和温度裂缝。在混凝土收缩、温度变化等因素的作用下,混凝土结构的变形收到限制时,在结构内部就会产生自应力,当自应力达到混凝土抗拉强度极限值时,就会引起混凝土裂缝。裂缝一旦出现,变形得以释放,自应力也就消失了。
收缩裂缝:混凝土凝固时,由于水泥化产物的体积比反应前物质的总体积要小,因而产生收缩;混凝土在硬化过程忠随着水分的逐渐蒸发,体积逐渐缩小,称为干缩。当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。
温度裂缝:混凝土在运营过程中受阳光照射、大气及周围温度等因素影响,而出现冷热变化时,将发生收缩和膨胀,产生温度应力,温度应力超过混凝土强度时,即产生温度裂缝。
钢筋锈胀裂缝:又称顺筋裂缝。钢筋混凝土结构的裂缝与钢筋腐蚀是相互作用的。裂缝的存在会增加混凝土的渗透性,使钢筋的腐蚀加重;另一方面钢筋腐蚀后,腐蚀产物体积膨胀,使混凝土的保护层沿钢筋方向出现裂缝,严重者混凝土保护层会完全脱落。
(2)结构性裂缝
结构性裂缝又称受力裂缝,即在荷载作用下产生的裂缝,如弯曲裂缝、剪切裂缝、断开裂缝、扭曲裂缝和局部应力引起的裂缝等,裂缝的分布和宽度与外荷载有关。这类裂缝的出现,预示结构承载力不足或存在其他严重问题。
弯曲裂缝:车辆荷载在混凝土梁上施加弯矩时,将产生弯曲裂缝。
剪切裂缝:剪切裂缝也称作斜裂缝。首先发生在剪力最大的部位。对收弯构件和压弯构件,往往发生在支座负筋,由下部开始,沿着轴线成25°~50°左右的角度裂开。剪切裂缝一旦出现,就应该加强观察,视具体情况及时予以必要的加固处理。
断开裂缝:钢筋混凝土构件受拉时,进入整个截面的裂缝称为断开裂缝。
扭曲裂缝:钢筋混凝土构件受扭转与弯曲同时作用而产生的裂缝称为扭曲裂缝。该裂缝一般呈45°倾斜方向。
局部应力引起的裂缝:局部应力引起的裂缝主要表现在墩台或梁板支座位置受到较大局部压力处、构件突然受到冲击荷载直接作用处、以及位于构件受力角隅处。
这两类裂缝有明显的区别,危害效果也不相同。调查资料表明,在两类裂缝中以变形引起的裂缝占主导的约占80%,以荷载引起的裂缝占主导的约占20%,有时两类裂缝交融在一起。
2.2 裂缝状态判断
钢筋混凝土结构在使用状态下出现裂缝属于正常现象。但理论和大量试验表明结构的破坏又往往从裂缝开始,因此可以把桥上的裂缝分为“有害裂缝”和“无害裂缝”。
“有害裂缝”主要指:对桥梁结构的承载能力、变形、节点构造的牢固程度等有直接影响或严重影响的裂缝,如由于墩台不均匀沉降、倾斜造成的结构裂缝;由于主筋腐蚀而膨胀所引起的顺钢筋向裂缝;承重构件受荷载作用后,展开宽度超过规范要求限值的裂缝。“有害裂缝”必须采用相应的措施进行维修,以限制其进一步发展;因结构承载力不足而产生的“有害裂缝”,还需要对结构承载力进行补强。
“无害裂缝”主要指:暂时对桥梁结构不致产生安全方面的不利影响,但也不能认为是绝对无害的裂缝,待其发展到一定程度、结合其它方面的因素,也可能对桥梁结构安全产生威胁。需要长期观察记录该裂缝发展情况并加以分析,以采取相应措施。
3 裂缝控制措施
由于裂缝的产生的原因是多种多样的,并且裂缝的存在直接影响着混凝土桥梁结构的耐久性、安全性及可靠性。因此,对混凝土桥梁结构的裂缝进行分析研究,并根据导致裂缝产生的因素来控制结构的裂缝是十分必要的。
3.1 材料选用
混凝土主要由水泥、砂、骨料、水及外加剂组成。配置混凝土时选材不当或用料配合比不合理都可能导致结构产生裂缝。首先需选择质量合格的材料,配合比设计时应尽量采用低水灰比、低水泥用量、合理级配的集料,并且投料计量应准确,搅拌时间应保证,严禁任意更改水泥用量。
混凝土结构中的钢筋对混凝土的收缩有一定的约束作用,因此,钢筋也是裂缝控制的重要因素。合理的配筋,特别是构造配筋,细一点密一点可提高混凝土的极限抗拉能力,可有效避免构造性裂缝的产生,改善混凝土结构的抗裂性能。
3.2 设计方面
(1)根据桥梁跨径,选择合理的桥梁结构类型及结构尺寸。合理采用预应力结构,保证结构不出现拉应力或把拉应力控制在允许范围。
(2)根据结构所处的环境,选择合理的保护层厚度。
(3)合理布置构造钢筋,适当增加构造配筋可以防裂或控制裂缝宽度。
(4)由于温度变化的温差会引起结构的内应力或约束应力,结构计算时的温差取值、设计应力控制也是控制结构裂缝的一个重要因素。
3.3 施工措施
(1)严格控制材料质量,主要是混凝土的水灰比及塌落度。
(2)合理安排施工工序,控制施工工艺,特别是混凝土的拌合、运输及振捣控制,防止支架、模板变形过大,保证施工质量。
(3)选择适当的拆模时间。拆模过早,混凝土未达到一定强度容易开裂;拆模过晚,错过混凝土水化热峰值,影响结构的养护。
(4)加强混凝土的养护工作,减小混凝土收缩变形。
4 裂缝修补方法
裂缝的出现会降低混凝土结构的耐久性,引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化,从而影响结构的整体刚度及强度,降低结构的使用性能。因此,根据裂缝的特点,选择适当的修补措施,及时对裂缝进行处理是非常必要的。
混凝土桥梁结构的裂缝分为结构性裂缝和非结构性裂缝,对于收缩裂缝、温度裂缝和钢筋锈胀裂缝等非结构裂缝,可对裂缝进行封闭处理;对于由承载力不足等原因引起的结构裂缝,除对裂缝进行封闭处理外,还应选择适当的加固措施对结构进行补强。
4.1 封闭修补法
维修混凝土裂缝类病害,在桥梁构件承载力满足要求的条件下,仅需要考虑增加混凝土构件耐久性的需求,即对裂缝进行封闭处理,目的在于防止水气进入裂缝而造成钢筋锈蚀。目前,根据裂缝宽度的不同,最常用的裂缝封闭修补方法为表面涂抹封闭法和压力灌浆法。
4.1.1 表面涂抹封闭法
表面涂抹封闭法适用于裂缝宽度w<0.15mm且裂缝深度较浅密集型的细小裂缝,如:上部构造梁板裂缝、盖梁、台帽裂缝等。除了采用裂缝修补胶进行裂缝封闭外,还推荐采用水泥基渗透结晶型防水涂料——简称“赛柏斯”进行涂抹。“塞柏斯”含有特殊的活性物质,是一种催化剂,能渗透到混凝土内部产生结晶后与混凝土结构结合成一个整体,渗透深度通常达到10cm以上,超过环氧类防水涂料;并和混凝土的膨胀系数一致,不易产生裂缝;如产生新裂缝,它又可自愈,结晶进一步渗透,防水作用是永久的;而且不怕砸,不怕碰,不怕植物根系渗透,抗腐蚀、耐高低温;同时也是一种无毒、无公害环保型防水材料。另外,它的颜色和混凝土能保持一致,维修后景观效果较好;施工方法简便,维修成本较低。因此,对混凝土结构裂缝封闭防水效果良好。
4.1.2 压力灌浆法
压力灌浆法适用于裂缝宽度w≥0.15mm的裂缝,如:桥梁上部构造最大弯矩区通长裂缝、最大剪力区斜裂缝、沿受力主筋纵向裂缝;桥梁下部构造墩台竖向裂缝、斜裂缝等。压力灌浆法包括水泥灌浆修补和化学灌浆修补,两者的区别是灌浆材料的不同。化学灌浆是通过专业设备向裂缝中注入高分子化学浆材,经聚合、交联等化学反应生成高聚物,使被处理的部位胶结、增强、加固并形成整体,达到防渗、堵漏等目的。
4.2 凿槽嵌补法
在表面涂抹封闭处理不能充分修补的情况下,可采用在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽口,然后用环氧树脂或环氧砂浆充填修补。填补前要用钢丝刷清除凿除后已浮动的混凝土碎片,对钢筋进行除锈防锈处理,对钢筋腐蚀程度超过10%的,加焊相同直径的钢筋;在槽面涂以改性环氧树脂胶液等粘结剂,涂抹改性环氧砂浆嵌补。
4.3 表面喷浆修补法
表面喷浆修补时在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且高强度的水泥砂浆保护层来封闭裂缝。根据裂缝的部位、性质和修补要求与条件,可采用无筋喷浆或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。
4.4 粘贴钢板(或FRP)加固法
对于由承载力不足等原因引起的结构裂缝,应选择适当的加固措施对结构进行补强,从而达到修补裂缝的目的。粘贴钢板加固法是将钢板粘贴在待修补的裂缝位置上,使其与原有的混凝土结构形成整体,从而提高结构对活载的抵抗能力,改善结构的受力性能。
5 结论
在工程实践中,裂缝是混凝土结构中普遍存在的现象,它的出现不仅会降低桥梁结构的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响桥梁结构的承载能力。因此严格按规程、规范要求施工,严把质量关,防患于未来,尽可能的采取各种有效措施来预防或降低混凝土裂缝的出现和发展。
参考文献
[1] 张树仁,王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].人民交通出版社2006
混凝土裂缝修补范文5
【关键词】:裂缝成因;裂缝;修补
中图分类号:TU973+.254文献标识码: A 文章编号:
1、前 言
近年来,我国经济建设迅速发展,公路运输事业突飞猛进,高等级公路里程快速增长,水泥混凝土路面作为主要的路面结构形式。水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、使用耐久和日常养护工作量小等优点。从长期投资看,它优于沥青路面,因而在一些城市道路、工矿道路、机场跑道的建造中都已大量修建了水泥混凝土路面,部分高等级公路也修筑了水泥混凝土路面。加之近年来全球性的资源、能源危机,导致石油产品的供不应求,沥青价格飞涨,这也进一步促进了水泥混凝土道路的迅猛发展,加大了对用于水泥混凝土路面的水泥的需求。我国是世界上第一大水泥生产国,具有全世界最富足的水泥资源,目前全国水泥产量已超过12亿吨。随着我国社会、经济和交通事业的迅速发展,水泥凝土路面将会得到更加广泛的应用。但道路早期病害也日益增多,尤其是道路早期出现裂缝,一直是困扰公路养护部门的一大难题。因此如何消除和防治裂缝的产生的病害,对道路工作者来说是一项必须努力攻克的课题。
2、道路裂缝的种类及成因
2.1、道路裂缝种类
道路裂缝根据不同的分类准则可以划分为不同的种类,根据本人多年的工作经验,现对裂缝分类如下:第一,按裂缝在厚度方向发生的程度可分为表面裂缝和贯穿裂缝。其中表面裂缝主要由砼混合料的早期过快失水干缩引起的厚度方向未完全断裂的裂缝;贯穿裂缝是由表面裂缝发展而产生的已完全折断成两块以上的裂缝(断板);第二,按裂缝发生的方向不同可分为垂直于行车道方向的有规则的横向裂缝、顺路方向出现的纵向裂缝、不平行于顺路方向及不垂直于行车方向的斜向裂缝以及两条或两条以上相互交错的交叉裂缝;第三,按裂缝发生的时期可分为分早期裂缝(施工裂缝)和使用期裂缝(后期裂缝);第四,按路面破损类型可分为角隅断裂,纵向、横向和斜向裂缝以及破碎板或交叉裂缝三类;另外,按裂缝损坏程度可分为分:角隅断裂,纵向、横向和斜向裂缝及破碎板或交叉裂缝均分为轻微、中等、严重三个等级。
2.2、道路裂缝形成的原因分析
本人认为裂缝产生根本原因主要有以下两个方面:第一,温度应力与荷载应力超过砼的抗拉强度,砼面板会产生裂缝并发展成板块断裂。有的由于砼早期收缩产生的收缩应力而引起的横向裂缝,有时由于板块尺寸过大所产生的温度翘曲应力超过砼抗弯拉强度而引起的横向裂缝,或由于地基不均匀沉降或地基受浸蚀而使板底出现脱空后,致使应力增加而引起的纵、横向或角隅断裂;由于车辆荷载的重复作用,所产生的重复荷载应力超过砼疲劳强度而引起的纵、横向裂缝; 第二,砼自身收缩(干缩或温度收缩)及其与基层间的强大摩阻力,因此减少或改善砼自身收缩及其与基层间的摩阻力,就能有效地防止开裂。
3、裂缝的处理与修复
嵌入路面裂缝的材料应具备良好的物理性质、化学性质、力学性质及耐久性。通过大量的混凝土路面裂缝病害和处治效果的调查分析,考虑到水泥混凝土路面结构、材料及施工等方面的主要影响因素,作为理想的路面早期裂缝修补材料,应具备与旧混凝土具有良好的相容性、较大的弯拉强度、良好的界面粘结性能、一定的收缩性能、耐久性好、变形能力强等特性。下面作者就主要采取的三种裂缝修复措施进行阐述。
3.1、灌浆法修补裂缝
当路面由于裂缝造成强度不足时,采用补强材料(如环氧树脂类材料);当路面仅出现贯穿裂缝,面板强度能满足要求时,采用密封修补材料(如聚氨脂类灌浆材料、环氧灌浆材料、水泥基类灌浆材料)。对于混凝土路面早期裂缝,化学灌浆是最常用的方法之一,也是一种非常有效的路面修复方法,能够使路面结构的强度得到一定恢复。目前,比较通用的灌浆修补法主要包括压力灌浆法、扩缝灌浆法、直接灌浆法和表面喷涂法。如图3-1 所示
图3-1 灌浆修补法示意图
常用的灌浆修补材料主要有环氧树脂及各种改性环氧树脂、酚醛及各种改性酚醛树脂以及各种改性环氧树脂及甲基丙烯酯、氨基甲酸酯等。环氧树脂本体延伸率低,脆性大,当与混凝土胶结时,胶结面承受外力很快会开裂。因此,必 须对环氧树脂添加一些低分子液体改性剂、增柔剂、增韧剂等进行改性。这样既充分利用环氧树脂本身强度高、粘附力强的优点,又降低了其脆性,提高延伸率。对于不适宜灌浆的细缝,可采用扩缝灌浆法或表面喷涂法。表面喷涂法一般用于修补不再发展的小于0.2mm的细裂缝,特别是裂缝区域面积较大时。修补材料大多采用具有密封性、不透水性,耐碱性和耐候性的防水涂料进行表面涂膜处理,且其收缩膨胀性应与被修补混凝土相近。
3.2、开槽修补法
开槽修补法是将路面裂缝区域的混凝土凿成规则形状的槽,然后用水泥类或树脂类材料将其填平,经养护后达到路面使用要求的修补方法,常用与边角破损和较宽裂缝的修补。开槽修补的关键在于原有混凝土路面与修补材料的良好粘结,以及修补材料自身的不裂,常用的修补材料主要有掺修补剂的普通硅酸盐和硫铝酸盐水泥的细石混凝土以及各种专业修补类混凝土和环氧树脂砂浆。修补的主要工序包括开槽凿毛清理、涂刷界面处理剂、填筑振捣养护等。
3.3、整块板更换
对于严重断裂,裂缝处有严重剥落,板被分割成3块以上,有错台或裂块已开始活动的断板,采取换板措施。先处理好路基和基层,然后用快凝材料重新浇筑砼板,或采用砼预制块、条块石换补。对于路基稳定性差,沉降没有完全结束的段落,宜采用预制块换补,对基层要求采用水泥稳定地构层,修补块的缝隙宜用水泥砂浆或沥青橡胶填满,以防渗水破坏。
4、结尾
水泥砼路面裂缝的产生,其内因与外部条件,非常复杂。既有单一因素,也有综合因素。因此我们对某一种裂缝的产生,也不应看到孤立,应综合进行分析研究。设计、施工时做好预防工作,发现裂缝时及时处理,处理时应根据现场实际情况,选用合适的修补施工材料和施工工艺,对防止公路病害的扩展、延长公路的使用寿命、节约维修费用具有十分重要的意义。
参考文献:
[1]《水泥混凝土路面施工及新技术》吴初航等,人民交通出版社
混凝土裂缝修补范文6
【关键词】:混凝土;裂缝灌浆;施工应用
借着建筑业新技术的快速前进,商品混凝土大量在工程中选用。这种集中计量、集中搅拌的方式以及采用高新技术程序化管理,具有独特的优势,质量保证系数大大增加,施工速度快,环境污染、噪声大大减低。但也存在不利因素:其流动性大、早期强度增长过快、表层硬化快、掺入外加剂品种较多,加大了施工过程控制及施工操作的难度;由于施工单位目前对预拌混凝土的认识不深,施工管理跟不上,加上设计存在的缺陷以及本地区的地理环境变化,很容易造成现浇混凝土裂缝,直接影响建筑物的使用功能。
而混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物,经一定时间硬化而成的人造石材,是一种非均质脆性材料。原于混凝土施工等各方面问题,故而建筑结构产生裂缝是很普遍的现象。
针对现浇混凝土裂缝的近况,谈谈对混凝土裂缝灌浆修补处理的技术手段。
1 出现混凝土裂缝的原因
(1)混凝土浇筑振捣表面抹平后,未及时覆盖及混凝土养护不到位,风吹日晒,表面水分散失过快而内部湿度变化小,表面干缩变形受内部混凝土的约束,产生较大的拉应力而引起裂缝。
(2)钢筋表面污染、保护层过小或过大,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
(3)混凝土过量使用外加剂,或水灰比、坍落度过大,稍加振捣即出现石子下沉,浆体上浮,时常有较多泌水,随着水分的蒸发,表面会出现塑性收缩裂缝。在混凝土拌和物中有多余水量,混凝土硬结后,比较容易出现干燥收缩裂缝。
(4)混凝土浇筑结束后,还没有达到充足的强度,就急不可待地操作和堆放材料,使其产生过大的变形,导致裂缝产生。
(5)现浇板在未满足规定的拆模强度时,拆除模板或支架,此时楼板的承载能力低于设计同意荷载,使楼板在不寻常的情况下受荷载产生裂缝。
2 混凝土裂缝的修补方法
随着施工技术的进步,现在混凝土裂缝修补的方法有很多,如表面修补法、灌浆嵌缝封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等等。下面仅就灌浆嵌缝封堵法进行说明。
裂缝灌浆修补是利用注浆器或压力灌浆机将配制好的化学浆液注入砼梁板等结构密封的缝隙内,由于化学浆液固化后粘结性和优越的粘结强度,从而达到修补裂缝并使混凝土恢复整体受力状态。裂缝灌浆修补操作直观,质量更易确保,完成了传统工艺灌注不满、不密实等不足之处,首要用于裂缝宽度在 0.05 mm以上的裂缝灌浆修补。灌浆嵌缝封堵法又分压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法3种。
2.1 低压注浆法
低压注浆法适用于宽度为 0.2~0.3 mm 的混凝土裂缝修补,不需打凿,无噪音,污染小。修补工序如下:表面处理―埋置灌浆嘴―封闭裂缝―配置胶液―注浆―封口。
2.1.1 表面处理
(1)清除裂缝两侧各 50 mm 的浮浆、残留砂浆、油渍及松散杂物,并将粉尘、浮灰清理干净。
(2)清洗:用高纯度洗涤剂(丙酮等有机溶液)沿裂缝开口两边清洗,使缝中粉尘挥发,保持干燥。
2.1.2 埋置灌浆嘴
埋置时,先在灌浆嘴角抹上一层约 1 mm 的环氧胶泥封闭胶,将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在缝中心。根据裂缝的大小,其灌浆嘴的间距一般为 150~300 mm。对于贯穿裂缝,当梁、板、墙厚度>150 mm 时,应在裂缝的两侧错开埋置灌浆嘴。
2.1.3 封闭裂缝
封闭裂缝应根据不同裂缝情况及注浆要求确定。用环氧胶泥封闭胶在裂缝两侧宽 20 mm 涂抹一层厚约 1 mm 的封闭胶将裂缝封闭。当裂缝度>1 mm 时,应在裂缝处粘贴一层耐碱玻璃纤维布。
2.1.4 配置胶液
注浆浆液可运用专业生产厂家生产的环氧基类专用高强灌浆材料。
2.1.5 注浆
(1)将专用灌浆材料浆液拌匀,装入灌浆的气囊,拧紧压力筒。
(2)将压力灌浆器紧扣已粘结好灌浆嘴,由左向右(右口出浆,再扣第二个灌浆口)逐一灌注,稳压 3~5 min,使缝内浆液达到初凝而不外流时,可卸下灌浆嘴,换上堵头。
(3)浆液一般在 30 min 达到表面初凝后可拆下预埋的灌浆嘴,再用速凝封闭胶,将灌浆嘴处封堵平整,即为压力灌浆完毕。
2.1.6 封口
(1)用钢砂纸打磨封口封闭胶,用高效洗涤剂(丙酮)清洗干净。
(2)在裂缝处涂抹环氧基液浆,粘帖玻璃纤维布一层,再涂环氧基浆液,即封口完毕。
2.2 涂膜封闭法
涂膜封闭法适用于宽度<0.2 mm 的微细裂缝的修补,也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理,以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。工序为:清扫―刮腻子―涂刷底层涂料―涂刷主层涂料―涂罩面层。
(1)清扫:混凝土表层的浮浆和起砂层要用砂轮打磨机磨去,
并清扫或冲洗干净。
(2)刮腻子:混凝土表面裂缝、气孔和缺陷应用腻子填充补平,待干后用砂布磨平。腻子配方如下:混凝土修补胶∶粉料=1∶1.8~2.0。
(3)涂刷底层涂料。配方:混凝土修补胶∶粉料=1∶0.7~0.8。
可用羊毛辊子辊涂,也可用刷涂,或者边辊边刷,涂刷 1 遍。涂料在使用前要通过铁窗纱过滤,除去杂质和团块。
(4)涂刷主层涂料。主层涂料配方如下:混凝土修补胶∶粉料=1∶0.8~1。
采用刷涂和辊涂方法涂刷 3 遍,每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂。另外,两次涂刷方向最好是互相垂直。
(5)涂罩面层:在主层涂料干后,在外罩涂 1~2 层罩面胶。
2.3 开槽填补法
开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度裂缝>0.5 mm,但数量不多的裂缝。工序为:开槽―涂刷界面处理浆―压抹聚合物砂浆―养护。
(1)开槽:用钢凿子和扁铲沿裂缝开槽,槽宽和深约 3~5 cm,呈 U 型。槽内的碎屑和粉尘要清除干净。
(2)涂刷界面处理浆:用刷子在槽的底部和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,配方:水泥(修补粉料)∶混凝土修补胶=1∶1。
(3)压抹聚合物砂浆。聚合物水泥砂浆参考配合比(重量比)采用环氧树脂∶聚硫橡胶∶水泥∶砂=10∶3∶12.5∶28。
在界面处理浆尚未硬化前,将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中,压实抹平。
(4)养护:嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后 2 h以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖,待完全初凝后,开始养护,聚合物水泥砂浆不需浇水养护,在湿空气中养护即可。养护期间不得淋雨、日晒或风吹,最好覆盖一层塑料薄膜。
2.4 检查验收
灌浆结束后,及时检查灌浆修补的效果和质量,发现缺陷应及时补救,确保工程质量。这 3 种方法可以单独使用,也可以同时使用。
2.5 质量控制措施
(1)根据裂缝区域大小,裂缝修补可由一端到另一端。
(2)注浆采用低压低速,化学浆液的灌浆压力控制在0.2 MPa。
(3)在注浆过程中要认真注意观察浆液在裂缝中的流动情况。
(4)修补材料应符合《混凝土结构加固技术规范》的标准要求。
(5)有裂缝的混凝土梁板结构经修补后,一般要在 7 d 后方可加载使用。