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[摘要]蜗壳混凝土裂缝的产生是一种普遍存在的现象,裂缝的产生不仅会降低蜗壳的抗渗能力,还会影响建筑物的使用功能,并且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。
[关键词]混凝土裂缝;原因;预防措施;处理方法
[中图分类号]TU528.0[文献标识码]A [文章编号]1727-5123(2011)03-028-01
1 混凝土裂缝的分类
一般来说,混凝土产生裂缝主要有以下几种类型:
按裂缝产生的原因划分有:由外荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝;由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝;由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)引起的裂缝。
按裂缝的方向、形状划分有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。厂房蜗壳的裂缝走向为围绕椎管成放射状。
按裂缝深度划分有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。厂房蜗壳为交叉贯穿裂缝及表面裂缝,无深层裂缝。
2 混凝土产生裂缝的因素
混凝土产生裂缝的因素有以下几种:①大体积混凝土水泥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引起裂缝。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在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。④当有约束时,混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩,因为受约束力的限制,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。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。⑤混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大,从而使混凝土涨裂产生裂缝。⑥在炎热的大风天气,混凝土表面蒸发较过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。⑦当结构的基础出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。
依据以上几点,经过对裂缝调查资料的讨论、分析,该浇筑仓块的原材料控制、配合比控制、浇筑工艺、砼入仓强度、气温条件、养生状况等应属正常,认为裂缝产生的原因是多方面的,水泥温度过高、新老砼约束力强烈,常态砼和泵送砼水灰比、坍落度、早期强度不一致等。综合考虑施工环境、施IT艺及混凝土拌和物质量和入仓间歇时间等因素,参建四方一致认为,蜗壳混凝土产生裂缝的主要原因是由于新老混凝土的约束引起的,但同时不排除施工工艺方面的原因。
3 蜗壳混凝土裂缝的防止措施
为预防蜗壳混凝土裂缝的再次发生,我们采取了如下措施:①优化配合比,采用最新的聚羧酸高效减水剂,减水率达到20%以上,且在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量和一级灰)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。②拌制混凝土时,聚丙烯纤维掺量由原设计的0.9kg/m3提高为1.1 kg/m3。③控制坍落度,要求拌合楼生产的混凝土坍落度达到14~18cm,同时,采用专用搅拌车运料,以减少混凝土坍落度的运输损失。④混凝土浇筑过程中,安排专人挑捡超粒径(大于4cm)的骨料;同时严禁在现场往混凝土里面加水。⑤改进混凝土入仓方式,调整混凝土浇筑时段。在蜗壳混凝土后续施工过程中,根据现场实情,采用两台泵机配合安装间桥机平仓浇筑,严格控制入仓秩序。对泵送混凝土,则要在满足其可泵性、和易性的前提下,尽量减小出机时的坍落度、降低砂率,确保混凝土入仓强度,并尽量选在17:oo以后开仓浇筑。⑥加强现场值班及现场技术管理,及时处理施工中出现的各种技术问题,同时作好砼浇筑过程中的施工详细记录。⑦加强混凝土浇筑后的养生,要求用棉胎覆盖,流水养护。⑧加块备仓速度,尽量缩短混凝土层间间歇时间,减小新旧混凝土间的约束力。⑨在混凝土浇筑层面满铺防裂钢筋网,防裂钢筋直径Ф22,间排距200mm。
通过采取以上一系列措施,后续浇筑的蜗壳混凝土裂缝得到了有效控制。
4 蜗壳混凝土裂缝修补
本工程裂缝多发于蜗壳混凝土浇筑完成、下一仓混凝土仓位准备期。裂缝的出现,引起了业主、设计、监理及施工四方的高度重视,四方召开联席会议并共同研究决定:对已出现的蜗壳混凝土裂缝,若宽度小于0.2mm,采用开槽法、用环氧砂浆嵌缝处理,然后在缝面上布Ф25@200的并缝钢筋,垂直缝面的钢筋自缝面向外长度为3m;若宽度大于等于0.2mm,则在前述处理措施基础上,沿裂缝两侧斜向设置Ф50、间距1000mm的灌浆孔进行化学灌浆,灌浆孔孔深以不伤害尾水管钢里衬和渗漏排水廊道为前提尽量深植。
由于蜗壳裂缝出现的位置不在流道附近,且用读数显微镜查得其宽度小于0.2mm,根据四方联席会议决议,对裂缝采用开槽法、用环氧砂浆嵌缝处理,具体实施如下: 4.1 将拟修补用砂筛洗晒干,将环氧树脂和EP固化剂按配比拌匀;然后掺入备用砂搅拌均匀;随即将已拌好的环氧砂浆嵌入已凿好并洗净吹干后的混凝土凿槽内,分层夯实压平;砂浆嵌缝完毕两小时以内及时用毛毡、麻袋覆盖,初凝后洒水养护。嵌缝时,从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内,一组砂浆的施工全过程不超过30分钟。
4.2 在蜗壳流道壁上涂刷JS复合防水涂料。此材料粘结强度高,既起到防水作用,又有利于饰面粘贴。涂层坚韧、耐水、耐腐蚀、耐久性优越,最适合于无明水的潮湿基层直接施工,并且是一种绿色环保材料。
JS复合防水涂料施IT艺过程为:基层清理一底涂一中涂一(无纺布)一中涂(根据设计要求厚度确定涂刷遍数)一饰面(保护层)。
JS复合防水涂料的配合比:底涂,液料:粉料:水=1:1:0.3~0.7;中涂,液料:粉料:水=1:1:0.3~0.7。中间涂层加水量根据气温定,斜面或立面施工不加或少量加水,以确保平面涂抹平整。配料要过称,搅拌均匀无粉粒。
具体施工时,首先将基面清理干净,使其平整、无明水、无渗漏、不存在凸凹不平和起砂现象;其次,涂刷应薄而均匀,间隔时间以前一遍涂膜固化不粘手为准,之后才允许涂下一层。根据《地下工程防水技术规范》及设计要求,蜗壳流道壁JS复合防水涂料的基本厚度为1.5~2.0mm。
5 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,影响建筑物的承载能力。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再次出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献
1 水工混凝土的温控与防裂.中国水利水电出版社,1999.5
2 混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术,2002.7
3 《地下工程防水技术规范》
[关键词]混凝土裂缝;原因;预防措施;处理方法
[中图分类号]TU528.0[文献标识码]A [文章编号]1727-5123(2011)03-028-01
1 混凝土裂缝的分类
一般来说,混凝土产生裂缝主要有以下几种类型:
按裂缝产生的原因划分有:由外荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝;由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝;由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)引起的裂缝。
按裂缝的方向、形状划分有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。厂房蜗壳的裂缝走向为围绕椎管成放射状。
按裂缝深度划分有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。厂房蜗壳为交叉贯穿裂缝及表面裂缝,无深层裂缝。
2 混凝土产生裂缝的因素
混凝土产生裂缝的因素有以下几种:①大体积混凝土水泥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引起裂缝。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在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。④当有约束时,混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩,因为受约束力的限制,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。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。⑤混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大,从而使混凝土涨裂产生裂缝。⑥在炎热的大风天气,混凝土表面蒸发较过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂缝。⑦当结构的基础出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。
依据以上几点,经过对裂缝调查资料的讨论、分析,该浇筑仓块的原材料控制、配合比控制、浇筑工艺、砼入仓强度、气温条件、养生状况等应属正常,认为裂缝产生的原因是多方面的,水泥温度过高、新老砼约束力强烈,常态砼和泵送砼水灰比、坍落度、早期强度不一致等。综合考虑施工环境、施IT艺及混凝土拌和物质量和入仓间歇时间等因素,参建四方一致认为,蜗壳混凝土产生裂缝的主要原因是由于新老混凝土的约束引起的,但同时不排除施工工艺方面的原因。
3 蜗壳混凝土裂缝的防止措施
为预防蜗壳混凝土裂缝的再次发生,我们采取了如下措施:①优化配合比,采用最新的聚羧酸高效减水剂,减水率达到20%以上,且在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能的降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量和一级灰)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。②拌制混凝土时,聚丙烯纤维掺量由原设计的0.9kg/m3提高为1.1 kg/m3。③控制坍落度,要求拌合楼生产的混凝土坍落度达到14~18cm,同时,采用专用搅拌车运料,以减少混凝土坍落度的运输损失。④混凝土浇筑过程中,安排专人挑捡超粒径(大于4cm)的骨料;同时严禁在现场往混凝土里面加水。⑤改进混凝土入仓方式,调整混凝土浇筑时段。在蜗壳混凝土后续施工过程中,根据现场实情,采用两台泵机配合安装间桥机平仓浇筑,严格控制入仓秩序。对泵送混凝土,则要在满足其可泵性、和易性的前提下,尽量减小出机时的坍落度、降低砂率,确保混凝土入仓强度,并尽量选在17:oo以后开仓浇筑。⑥加强现场值班及现场技术管理,及时处理施工中出现的各种技术问题,同时作好砼浇筑过程中的施工详细记录。⑦加强混凝土浇筑后的养生,要求用棉胎覆盖,流水养护。⑧加块备仓速度,尽量缩短混凝土层间间歇时间,减小新旧混凝土间的约束力。⑨在混凝土浇筑层面满铺防裂钢筋网,防裂钢筋直径Ф22,间排距200mm。
通过采取以上一系列措施,后续浇筑的蜗壳混凝土裂缝得到了有效控制。
4 蜗壳混凝土裂缝修补
本工程裂缝多发于蜗壳混凝土浇筑完成、下一仓混凝土仓位准备期。裂缝的出现,引起了业主、设计、监理及施工四方的高度重视,四方召开联席会议并共同研究决定:对已出现的蜗壳混凝土裂缝,若宽度小于0.2mm,采用开槽法、用环氧砂浆嵌缝处理,然后在缝面上布Ф25@200的并缝钢筋,垂直缝面的钢筋自缝面向外长度为3m;若宽度大于等于0.2mm,则在前述处理措施基础上,沿裂缝两侧斜向设置Ф50、间距1000mm的灌浆孔进行化学灌浆,灌浆孔孔深以不伤害尾水管钢里衬和渗漏排水廊道为前提尽量深植。
由于蜗壳裂缝出现的位置不在流道附近,且用读数显微镜查得其宽度小于0.2mm,根据四方联席会议决议,对裂缝采用开槽法、用环氧砂浆嵌缝处理,具体实施如下: 4.1 将拟修补用砂筛洗晒干,将环氧树脂和EP固化剂按配比拌匀;然后掺入备用砂搅拌均匀;随即将已拌好的环氧砂浆嵌入已凿好并洗净吹干后的混凝土凿槽内,分层夯实压平;砂浆嵌缝完毕两小时以内及时用毛毡、麻袋覆盖,初凝后洒水养护。嵌缝时,从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内,一组砂浆的施工全过程不超过30分钟。
4.2 在蜗壳流道壁上涂刷JS复合防水涂料。此材料粘结强度高,既起到防水作用,又有利于饰面粘贴。涂层坚韧、耐水、耐腐蚀、耐久性优越,最适合于无明水的潮湿基层直接施工,并且是一种绿色环保材料。
JS复合防水涂料施IT艺过程为:基层清理一底涂一中涂一(无纺布)一中涂(根据设计要求厚度确定涂刷遍数)一饰面(保护层)。
JS复合防水涂料的配合比:底涂,液料:粉料:水=1:1:0.3~0.7;中涂,液料:粉料:水=1:1:0.3~0.7。中间涂层加水量根据气温定,斜面或立面施工不加或少量加水,以确保平面涂抹平整。配料要过称,搅拌均匀无粉粒。
具体施工时,首先将基面清理干净,使其平整、无明水、无渗漏、不存在凸凹不平和起砂现象;其次,涂刷应薄而均匀,间隔时间以前一遍涂膜固化不粘手为准,之后才允许涂下一层。根据《地下工程防水技术规范》及设计要求,蜗壳流道壁JS复合防水涂料的基本厚度为1.5~2.0mm。
5 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,影响建筑物的承载能力。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再次出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献
1 水工混凝土的温控与防裂.中国水利水电出版社,1999.5
2 混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术,2002.7
3 《地下工程防水技术规范》