浅析混凝土裂缝成因及修补措施

浅析混凝土裂缝成因及修补措施

胡春琼(徐州中矿大建筑设计咨询研究院有限公司)

摘要:混凝土产生裂缝是工程建设中存在的质量通病,必须采取有效的技术措施控制裂缝,确保工程质量。本文对混凝土裂缝的成因进行分析,并根据工程实践,提出一些处理方法。

关键词:混凝土裂缝修补方法

0引言

混凝土是以胶凝材料(水泥)、细骨料(砂)、粗骨料(石子),需要时掺入外加剂和矿物混合材料,按适当的比例配合,经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。由于混凝土施工、本身变形和约束等各种因素的影响,不可避免的会产生裂缝,混凝土产生裂缝是工程建设中存在的质量通病,必须采取有效的技术措施控制裂缝,确保工程质量。本文对混凝土裂缝的成因进行分析,并根据工程实践,提出一些处理方法。

1裂缝的成因

1.1混凝土的收缩混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小,变形较小,较大的表面收缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。收缩是混凝土的一个主要特性,对混凝土的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展则有可能引起机构物的开裂、变形甚至破坏。

1.2温度影响混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

1.3混凝土材料及配合比配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度,是造成混凝土开裂不可忽视的原因。如:设计中水泥等级或品种选用不当;配合比中水灰比过大、砂率选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离析、泌水、保水性不良;单方水泥用量越大,用水量越高,表现为水泥浆体积越大、塌落度越大,收缩越大;外加剂及掺合料选择不当等。

1.4施工质量混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。

在施工过程中,由于施工工艺不当,致使支座处负筋下陷,保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝;施工中,在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载,造成混凝土楼板的弹性变形,致使砼早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致楼板产生内伤或断裂;大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负穹矩,造成横向裂缝。

2混凝土裂缝的修补方法

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及时处理,以保证建筑物的安全使用。

2.1表面修补法该方法既适用于对承载力没有影响的表面裂缝和深进裂缝的处理,也适用于大面积细裂缝的防渗、防漏处理。

2.1.1表面涂抹水泥砂浆或细石混凝土面层混凝土表面裂缝较多或分布面较广时,通常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土面层的方法进行处理。

①将裂缝附近的混凝土表面凿毛,或沿深进裂缝凿成深15~20mm、宽150~200mm的凹槽,用钢丝刷配以高压水清洗并洒水湿润,然后刷一层水泥砂浆,再用1∶(1~2)水泥砂浆分2~3层涂抹,总厚度控制在10~20mm左右,并用铁抹压密抹光。

②有防水要求时应用水泥净浆(厚度2mm)及1∶2.5的水泥砂浆(厚度4~5mm)交替抹压4~5遍,以形成刚性防水层。

涂抹3~5遍后进行覆盖,并洒水养护。在水泥砂浆中掺入重量为水泥重量的1%~3%的氯化铁防水剂,可起到促凝和提高防水性能的作用。为了使砂浆和混凝土表面结合良好,抹光后的砂浆面上应覆盖塑料薄膜,并使用支撑模板顶紧挤压。

③细石混凝土面层的施工,应配置Φ3mm~Φ4mm、间距100~200mm的钢丝网片,并应配置低流动性的细石混凝土,浇注振实,表面压光。条件允许时,宜采用喷射混凝土施工整体面层。整体面层完成后,应及时养护,防止再次出现干缩裂缝。

④增加整体面层前,应进行设计验算,以防设计自重增加后,导致下部结构出现新问题。

2.1.2表面涂抹环氧胶泥对于数量不多又不集中、缝宽>0.1mm的裂缝可采用此方法处理。待修补裂缝的50~100mm宽范围内应用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并使其干燥,油污可用二甲苯和丙酮擦洗一遍,若表面湿润,应用喷灯烤干燥、预热,以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好,若基层难以干燥,则用环氧煤焦油胶泥(涂料)涂抹。涂抹时,用毛刷或刮板均匀蘸取胶泥,涂刮在裂缝表面。

2.1.3采用环氧浆液粘贴玻璃丝布

①一般采用环氧树脂胶或环氧焦油胶料,粘贴1~2层玻璃丝布。裂缝表面应清洁、干燥,面层应坚实。玻璃丝布使用前应在碱水中煮30~60min,除去油蜡,以保证粘结效果。

②在基层表面均匀涂刷环氧打底料,自然固化12h后,对基层凹凸不平处用腻子料修补填平,随即涂刷第二遍底料。打底均匀后-不得有漏涂、流坠等缺陷。

③第二遍打底自然固化24h后,均匀涂刷一层衬布料,随即铺放一层玻璃丝布,并贴实,再在其上均匀涂刷一层衬布料(玻璃丝布应浸透)。如需贴两层玻璃丝布,则可紧贴着铺衬一层布压实,其上再均匀涂刷一层布料。第二层布的周边应比第一层宽10~12mm,以便压边。

2.2内部修补法

2.2.1水泥灌浆水泥灌浆一般用于大体积混凝土结构的修补,其施工程序为:钻孔→冲洗→止浆→堵漏→埋管→试水→灌浆。①钻孔:采用风钻或打眼机进行,孔距1~1.5m,除浅孔采用骑缝孔外,一般钻孔轴线与裂缝呈30°~40°斜角,孔深应穿过裂缝表面0.5mm以上,当有两排或两排以上的孔时,宜交错或呈梅花形布置,但应防止沿裂缝钻孔。②冲洗:在每条裂缝钻孔完毕后进行,其顺序应按竖向排列自上而下逐孔冲洗。③止浆及堵缝:是指缝面冲洗干净后,在裂隙表面用1∶(1~2)的水泥砂浆(环氧胶)涂抹。④埋管:一般采用直径19~38mm的钢管作灌浆管,钢管上部加工丝扣。安装前,应在外壁裹上旧棉絮并用麻绳缠紧,然后旋入孔中,孔口管壁周围的空隙用旧棉絮或其他材料塞紧,并用水泥砂浆或硫酸砂浆封堵,防止冒浆或灌浆管从孔中脱出。⑤试水:用0.098~0.196MPa压力水作渗水试验,采用灌浆孔压水、排气孔排水的方法,检查裂缝和管路畅通情况,然后关闭排气孔,检查止浆堵漏效果,并湿润缝面,以利于粘结。⑥灌浆:采用P·O42.5水泥,其细度要用80μm的标准筛过筛,筛余量在2%以下,可使用2∶1、1∶1等几种水灰比的水泥净浆,或使用1∶0.45∶0.3(即水泥∶粉煤灰∶水)的水泥粉煤灰浆,灌浆压力一般为0.294~0.491MPa,压浆完毕时浆孔内应充满灰浆,并填入湿净砂,用棒捣实,每条裂缝应按压浆顺序依次进行,当出现大量渗漏情况时应立即停止泵堵漏,然后继续压浆。

2.2.2化学灌浆化学灌浆能控制凝结时间,有较高粘结强度和一定的弹性恢复力,结构整体性效果好,适用于各种情况下的裂缝修补、堵漏及防渗处理。灌浆材料应根据裂缝性质、裂缝宽度和干燥情况等选用。常用的灌浆材料有环氧树脂浆液(能修补缝宽<0.2mm的干燥裂缝)、甲凝(能灌0.03~0.1mm的干燥细微裂缝)、丙凝(用于堵水、止漏及渗水裂缝的修补,能灌<0.1mm的细裂缝)等。环氧树脂浆液具有粘结强度高、施工操作方便、成本低等优点,在工程建设过程中得到了较为广泛的应用。

灌浆的主要工序为:表面处理(布置灌浆嘴和试气)、灌浆、封孔。一般采取骑缝直接用灌浆嘴施喷,不另设钻孔。配置环氧浆液时,应根据气温控制材料温度和浆液的初凝时间(1h左右)。灌浆时操作人员要戴上防毒口罩,以防中毒。在实践中,应根据裂缝的不同特点采用不同的治理方法,以减少裂缝对构件或结构的危害。

3结语

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。只要我们施工人员本着一颗认真负责的心,严格按规定要求施工,严把质量关,是可以避免和减少混凝土裂缝的产生和发展。

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