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混凝土工程中常见裂缝的预防与处理方法

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1 混凝土工程常见裂缝预防

1.1 干缩裂缝及预防措施

一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩也越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时应掺加适量的减水剂。三是严格控制混凝土的搅拌质量和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于设计配合比所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。因混凝土前期强度增长较快同时混凝土内部进行水化作用释放出大量的热,表面水分损失较大。因此适时养护极为重要。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,至少要达到混凝土受冻临界强度后方可撤除保温材料,同时在混凝土表面涂刷养护剂进行养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

1.2 塑性收缩裂缝及预防

一是选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比、严格按设计配合比进行搅拌同时掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水湿透。四是混凝土浇筑完毕后及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,以保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,并及时进行养护。

1.3 沉陷裂缝及预防

一是对松软土、回填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度、刚度和稳定性且支撑牢固,并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能过早,并且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要采取一定的预防措施。

1.4 温度裂缝及预防

一是严格控制混凝土原材料质量和技术标准,选用低水化热水泥,粗细骨料的含泥量应尽量减少(1―1.5%以下)。

优选混凝土各种原材料。在条件许可情况下,应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80―83%,应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂除满足骨料规范要求外,应适当放宽石粉或细粉含量,砂子中石粉比例一般在15―18%之间为宜。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当,烧失量小,含硫量和含碱量低,需水量比小,均可掺用在混凝土中使用。高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用,也是混凝土向高性能化发展不可或缺的重要组分。二是细致分析混凝土集料的配比,控制混凝土的水灰比,减小混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减水剂。三是采用综合措施,控制混凝土的初始温度。混凝土的初始温度可以通过降低骨料的温度(如用水冷却骨料等),还可以通过均匀加大混凝土骨料的表面积,均匀分散水泥水化热等措施控制大体积混凝土早期的水化热温度。另外在考虑经济条件、技术要求均满足的前提下在大体积混凝土中经过热功计算配置水冷却系统是最为有效的方法之一。四是根据工程特点,充分利用混凝土后期强度,可以减少用水量,减少水化热和收缩。五是尽管施工时会考虑减少用水量,但是大体积混凝土的水分挥发时仍旧会产生较大的张力,在已经使用有减水和引气作用的外加剂的同时必须加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度,在最大范围内减少混凝土内部的含水量。六是混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15度以上。如果必须在允许温差范围外拆模则需要制定有针对性的保温措施,如加设保温材料覆盖或通过其他方式提高混凝土周边环境温度等。七是采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性。八是根据具体工程特点,采用UEA补偿收缩混凝土技术。九是对于高强混凝土,应尽量使用中热微膨胀水泥,掺超细矿粉和膨胀剂,使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰,掺量为15―50%。十是为防止大体积混凝土的水化热累计过高产生温度应力,对混凝土的浇筑过程进行合理的分化设计,根据具体的构件尺寸划分浇筑段、层,以此加大散热面积。但是必须有能够确保混凝土整体性的分层浇筑方案配合。十一是对混凝土的泌水和表面要处理好,及时排出混凝土表面的泌水。对混凝土表面进行碾压数遍,同时用木抹子压实抹光。以此来提高混凝土的质量,减少表面裂缝。十二是加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施。十三是加强混凝土养护,混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长混凝土的养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土浇筑后表面应采取保温措施,以防止混凝土受冻。

1.5 化学反应引起的裂缝及预防

主要措施:一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。

2 裂缝处理

裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀。加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的强度和使用寿命。混凝土裂缝的补救措施主要有以下几种方法: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。

2.1 表面修补法

表面修补法是一种最简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2.2 灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中常用的一种方法,它通常是沿着裂缝凿槽,在槽中嵌填塑料或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、下基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

2.3 结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构建的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

2.4 混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除干净,然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土砂浆。

2.5 电化学防护法

电化学防腐是利用施加的电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

3 结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。