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    混凝土裂縫防范措施

    2018-6-22 5:35:56??????點擊:
       混凝土是由水泥、摻合料、細骨料、粗骨料、水和外加劑按照一定比例拌和而成的非勻質脆性材料,是水利施工中必不可少的建筑材料?;炷聊Y硬化過程中產生的裂縫不僅給工程質量留下隱患,還影響了美觀。施工中必須采取合理的工程技術措施,控制和減少混凝土中裂縫的數量和寬度。 1混凝土裂縫的種類 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。 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。 
       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1000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。 
       鋼筋銹蝕裂縫 :混凝土中鋼筋發生銹蝕后,其銹蝕產生的體積膨脹比原來增長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。 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,并在縫中伴有白色浸出物;當限制力強時則出現順筋裂縫。 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混凝土裂縫防范措施 混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關。在施工時,可充分利用混凝土后期強度,或是改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱?;炷恋母稍锸湛s受用水量的影響最大,因此,應嚴格控制混凝土的用水量,即在混凝土配合比設計中,應盡可能降低單方混凝土用水量。 
       摻加摻合料大量試驗研究和工程實踐表明,混凝土中摻入一定數量優質的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應,起到潤滑作用,可改善混凝土拌和物的流動性、粘聚性和保水性,從而改善了可泵性?;炷猎?~28天齡期內,添加粉煤灰的百分數大致就是溫度和水化熱降低的百分數,即摻加20%粉煤灰的水泥混凝土,其溫升和水化熱約為未摻粉煤灰的水泥混凝土的80%,可見添加粉煤灰對降低混凝土的水化熱和溫升的效果是非常顯著的。 
       選用合理的粗細骨料。粗骨料:根據結構最小斷面尺寸,選擇合理的最大粒徑,盡可能選用較大的粒徑。實驗表明:粗骨料5~40mm粒徑可比5~25mm粒徑的碎石或卵石混凝土可減少用水量6~8kg/rn3,降低水泥用量15kg/m3,因而可減少泌水、收縮和水化熱;細骨料:以級配良好的中砂為宜,采用細度模數2.8的中砂比采用細度模數2.3的中砂,可減少用水量20~25kg/m3,可降低水泥用量28~35kg/m3,因而降低了水泥水化熱、混凝土溫升和收縮。所以選用合理砂率是必要的。如果砂率過大,就會影響混凝土的工作性和強度,而且能增大混凝土的收縮和裂縫。 
       在混凝土中添加具有減水、增塑、緩凝、引氣的外加劑,可以改善混凝土拌和物的流動性、粘聚性和保水性。同時,摻加外加劑,可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,可改善水泥漿的稠度,可提高水泥漿與骨料的粘結力,并可有效地提高的混凝土抗拉強度,提高其耐久性。但在選用外加劑時,須注意的是,必須選用干燥收縮小的減水劑。 
       改善攪拌工藝,采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝,可以有效地防止水份聚集在水泥砂漿和石子的界面上,使硬化后界面過渡層結構致密、粘結力增大,從而提高混凝土強度10%或節約水泥5%,并進一步減少水化熱和裂縫。另外,混凝土攪拌時間要適當,攪拌時間過短、過長,都會造成拌和物均勻性變壞。 
       嚴格控制和改善澆筑工藝合理安排施工工藝,分層、分塊澆筑,以利于散熱?;炷翝仓?,應根據結構物結構尺寸、澆注面積等合理進行混凝土澆筑的工作面劃分,保證分層分塊滿足設計及規范要求;大體積混凝土分層分塊不宜過厚過大,以避免產生溫度裂縫;振搗時間以10~15s/次為宜。對已澆筑的混凝土,在混凝土澆筑1~1.5h后,在終凝前進行二次振搗,表面壓實,可排除混凝土因泌水,在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,提高粘結力和抗拉強度,并減少內部裂縫與氣孔,提高抗裂性。為了控制混凝土的總溫升,減少大體積工程構件的內外溫差,控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度也是一個重要措施。根據(DLT5144-2001)《水工混凝土施工規范》中的規定:高溫季節施工時,混凝土最高澆筑溫度應≤28℃?;蛟谏笆褕龃钤O簡易遮陽棚并采用地垅供料,必要時可向料堆噴水,在攪拌混凝土時加冰塊拌和,對降低混凝土入倉溫度十分重要?;炷翝仓r,下料不宜太快,防止堆積或振搗不充分。 
       規定合理的拆模時間,及時進行表面保溫在泵送混凝土的施工中,為了提高模板的周轉率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于外界氣溫時應適當考慮推遲拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。同時,在拆模時,為避免表面溫度驟降而引起溫度梯度,可在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海綿等,從而防止混凝土表面產生過大的拉應力,防止裂縫的產生。 
       注重澆筑完畢后養護,主要是保溫和保濕,以減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差,減少混凝土的干燥收縮,防止表面裂縫。必要時可以埋管在混凝土內通水冷卻降溫,效果十分明顯。在寒冷季節,混凝土表面應設置保溫措施,以防止寒潮襲擊。 
       3混凝土裂縫常見修補方法 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?;炷亮芽p的修補方法很多,歸納起來主要有三大類。 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。 灌漿法:灌漿法分為壓力灌漿法與真空吸入灌漿法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。 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。 
       水工混凝土產生裂縫的潛在危險較大,應引起足夠重視。為此,在施工時,應選用適宜的水泥品種、減小水泥用量、選用合理的粗細骨料、摻加摻合劑、改善攪拌工藝、嚴格控制和改善澆筑工藝、規定合理的拆模時間及注重澆筑完畢后養護等,以提高混凝土的密實性和抗拉強度,防止裂縫的產生。
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