第一篇:混凝土常見的裂縫及治理措施
混凝土常見的裂縫及防治措施
摘要:在建筑施工過程中經常出現一些質量通病,混凝土裂縫就是其中最常見的其中一種,本文簡要分析了各類混凝土裂縫現象,并提出了相應的治理措施。
關鍵詞:混凝土,裂縫種類,現象,預防措施,治理措施
混凝施工中經常出現一些質量通病,例如蜂窩麻面、漏筋、空洞、裂縫、夾層、表面不平整、混凝土強度不夠,均質性差等,混凝土的裂縫較為普遍,盡管在施工中采取了各種措施,但在工程施工中其仍然存在,現就其混凝土裂縫這一質量問題進行相應的分析。在混凝土施工過程中防治混凝土裂縫,采取相應的措施控制混凝土裂縫對結構的整體性和耐久性具有相當重要的意義。現將施工中混凝土裂縫的成因、現象及治理措施進行相應的介紹:
1、混凝土產生裂縫的原因
混凝土中產生裂縫有多種原因,主要有溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結構不合理、原材料不合格(如堿骨料反應)、模板變形、基礎不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到基礎或老混凝土的約束,又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現裂縫;許多混凝土的內部濕度變化很小或較慢,但表面濕度可能變化較大或劇烈。如養護不周、時干時濕,表面干縮形變受到內部混凝土的約束,也往往導致裂縫;混凝土是一種脆性材料,抗拉強度是抗壓強度的1/10左右,由于原材料不均勻,水灰比不穩定,及運輸和澆筑過程中的離析現象,在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低、易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應力主要是由鋼筋承擔,混凝土只是承受壓應力;在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力,則需依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度,往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其他外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。
2、混凝土產生裂縫的種類及現象
鑒于上述混凝土產生裂縫的原因,混凝土裂縫主要有:混凝土收縮裂縫、混凝土溫度裂縫、混凝土沉陷裂縫、混凝土張抗裂縫、混凝土化學裂縫、混凝土凍脹裂縫等。他們的現象主要是:
混凝土收縮裂縫:裂縫多在新澆筑并暴露于空氣中的結構構件表面出現,有塑態收縮、沉陷收縮、干燥收縮、碳化收縮、凝結收縮等收縮裂縫,這種裂縫不深也不寬。
混凝土溫度裂縫:溫度裂縫走向無規律,大面積結構溫度裂縫往往是縱橫交錯;梁板類溫度裂縫多平行于短邊。貫穿的溫度裂縫,一般與短邊平行或接近平行。裂縫寬度一般在0.5mm以下。表面溫度裂縫多在施工期間出現,貫穿的溫度裂縫在澆筑經2~3個月或更長時間發生,縫寬是冬季寬夏季變細。沿截面高度,裂縫呈上寬下窄多數,個別也有下寬上窄,遇頂部和底部配筋較多的結構,也有中間寬兩端窄的梭形裂縫。
混凝土沉陷裂縫:沉陷裂縫多屬深度或貫穿性裂縫,有的上部,有的在下部,一般與地面垂直或呈30°~45°角方向發展。較大的貫穿性沉陷裂縫,往往上下或左右有一定的錯距,裂縫寬度與荷載大小及不均勻沉降值有關,而與溫度變化關系不大。
混凝土張抗裂縫:常在預應力大型屋面板、墻板、槽形板的上表面或端頭出現裂縫。預應力吊車梁、桁架等多在端頭出現裂縫。板面多為橫向裂縫,在板角部位呈45°角度;端橫肋靠近縱肋部位的裂縫,基本平行于肋高;縱肋端頭裂縫呈斜向。此外,預應力吊車梁、桁架等構件的端頭錨固區,常出現沿預應力筋方向的縱向裂縫,并斷續延伸一定長度,矩形梁有時貫通全梁。桁架端頭有時還出現垂直裂縫,其中拱形桁架上弦往往產生橫向裂縫。
混凝土化學裂縫:(1)在梁、柱表面與鋼筋平行的縱向裂縫;板式構件的板底沿鋼筋位置出現裂縫,縫隙中還夾有斑黃色銹跡。(2)砼表面呈現塊狀崩裂,裂縫無規律性。(3)在澆筑砼后半年或更長時間發生不規則的崩裂,裂縫呈大網格狀,中心突起,向四周擴散。(4)在澆筑砼后兩個月左右出現大小不等的園形或類園形崩裂、剝落,類似“出豆子”,內有白黃色顆粒。
混凝土凍脹裂縫:在結構構件表面沿主筋、箍筋方向出現寬窄不一的裂縫,深度一般到主筋。后張法應力構件,沿預應力筋孔道方向出現縱向裂縫。
3、混凝土產生裂縫的預防措施
3.1減輕溫度應力
為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件方面著手。一是控制溫度。措施如下:采用改善骨料級配,用干硬性混凝土、摻混合料、加引氣劑或塑化劑等措施,以減少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻,以降低混凝土的澆筑溫度;熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫;規定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度;施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施。二是改善約束條件。措施如下:合理地分縫、分塊;避免基礎過大起伏;合理地安排施工工序,避免過大的高差和側面長期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養護,防止表面干縮,特別是保證混凝土的質量十分重要,應特別注意避免產生貫穿裂縫,出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的,因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。
3.2適時拆模,注重防護
在混凝土的施工中,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。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應力,出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發,表面引起相當大的拉應力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力疊加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數值,就有導致裂縫的危險,但如果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,對于防止混凝土表面產生過大的拉應力,具有顯著的效果[3-4]。
3.3適量加筋
加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小,因為大體積混凝土的含筋率極低,只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩定的,而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線脹系數與混凝土線脹系數相差很小,在溫度變化時兩者間只發生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當內混凝土應力達到抗拉強度而開裂時,鋼筋的應力將不超過100~200 kg/cm2。因此,在混凝土中要想利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小,而且如果鋼筋的直徑細而間距密時,對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結構的表面常常會發生細而淺的裂縫,其中大多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但其對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。
3.4使用外加劑
為保證混凝土工程質量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑,其主要作用:一是混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發后毛細管中產生毛細管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑,可降低毛細管表面張力,但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在20世紀60年代就已被國際上所確認。二是水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。三是水泥用量也
是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來補充。四是減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。五是提高水泥漿與骨料的粘結力,提高混凝土抗裂性能。六是混凝土在收縮時受到約束產生拉應力,當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效提高混凝土抗拉強度,大幅提高混凝土的抗裂性能。七是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,減少碳化收縮。八是摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當,在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。九是摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發,減少干燥收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,在工程實踐中應多進行這方面的試驗,比單純地靠改善外部條件,會更加簡捷、經濟。
3.5混凝土的早期養護
混凝土早期養護的主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達到如下效果:一是使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮;實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應力觀點出發,保溫應達到下述要求:防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫;防止混凝土超冷,應該設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度;防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。二是使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關聯的,混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求。但由于蒸發等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利的影響。因此,混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期,在施工中應切實重視該時期的養護。
4、混凝土產生裂縫的治理措施 混凝土收縮裂縫:(1)如混凝土仍有塑性,可采取壓抹一遍或重新振搗的辦法,并加強養護。(2)如砼已硬化,可向裂縫內散入干水泥粉,然后加水潤濕,或在表面抹薄層水泥砂漿。(3)也可在裂縫表面涂環氧膠泥或粘貼環氧玻璃布進行封閉處理。
混凝土溫度裂縫: 對表面裂縫,可采取涂兩遍環氧膠泥或貼環氧玻璃布,以及抹、噴水泥砂漿等方法進行表面封閉處理。對防水防滲的結構,大于0.1mm寬度的貫穿性裂縫,采用灌水泥漿或環氧漿液進行裂縫修補,或者灌漿與表面封閉同時采用。小于0.1mm的裂縫,可不處理或只作表面處理。
混凝土沉陷裂縫: 會同設計等有關部門對結構進行適當的加固處理。混凝土張抗裂縫: 輕微的張拉裂縫,可不作任何處理或采取涂刷環氧膠泥、粘貼環氧玻璃布等方法進行封閉處理。嚴重的裂縫將明顯降低結構剛度,采取預應力加固或用鋼筋砼圍套、鋼套箍等方法處理。
混凝土化學裂縫: 鋼筋銹蝕膨脹裂縫,應鑿除主筋周圍含鹽砼,鐵銹用噴砂法清除,然后用噴漿或加圍套方法修補。
混凝土凍脹裂縫: 對一般裂縫可用環氧膠泥封閉;對較寬較深裂縫,用環氧砂漿補縫或再加貼環氧玻璃布處理;對較嚴重的裂縫,將剝落疏松砼鑿去,加焊鋼絲后,再重新澆筑一層細石砼并加強養護。
參考文獻
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戚立榮.混凝土裂縫成因及防治措施[J].水利建設與管理,2010(6):52-54。
2004施工工藝 施工手冊
第二篇:混凝土結構體裂縫及滲漏水治理措施方案
混凝土結構體裂縫及滲漏水治理措施方案(2007/12/08 17:57)
(引用地址:中國防水施工網)
混凝土是一種多孔膠凝人造石材,屬剛性體,主要特點抗壓強度高、抗拉強度低、延伸率微小、易產生收縮裂縫。混凝土工程裂縫最常見出現問題是由于收縮變形受到約束引發的收縮裂縫和由外部荷載作用引發荷載(受力)裂縫。混凝土的裂縫出現是很難避免的,但是能預防和治理的。出現裂縫后根治理裂縫是本次需要解決的問題。
一、混凝土裂縫分類及裂縫出現收集的資料
根據地下工程和防水混凝土的防水要求,對混凝土裂縫而言,可分為有害裂縫和無害裂縫。混凝土的裂縫產生主要是限制條件變形作用引起的,變形作用包括溫度變形(水化熱、氣溫、生產熱、太陽熱)、溫度變形(自生收縮、失水干縮、碳化收縮、塑性收縮等)。
1、有害裂縫的基本概念
(1)混凝土結構產生的裂縫對耐久性受到影響;
(2)裂縫有滲漏水;
(3)裂縫貫穿結構層;
(4)混凝土結構的冷縫明顯且有滲漏水;
(5)裂縫的深度與構造鋼筋相連,形成鋼筋串水;
(6)裂縫的寬度大于0.2mm,且不能自愈;
(7)裂縫密度呈網狀;
(8)裂縫對結構安全性、穩定性有危害程度。
混凝土制作應有預防措施,防止產生有害裂縫的出現。出現有害裂縫后,應認真進行治理,清除有害裂縫,保證混凝土結構的安全性、穩定性、耐久性和無滲漏水。
2、無害裂縫的基本概念
(1)裂縫的出現對結構耐久性、安全性、穩定性無影響;
(2)裂縫無滲漏水,且不貫通;
(3)裂縫寬度小于0.2mm,且不滲漏水;
(4)裂縫可自愈。
3、混凝土裂縫治理應收集的資料
(1)混凝土材料資料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外摻料(粉煤灰和外加劑);
(2)混凝土施工資料:施工時環境條件、氣象條件、氣溫條件、澆注混凝土順序,商品混凝土質量,坍落度損失,降低水化熱措施、拆模時間,拆模時間,拆模順序,混凝土的養護措施;
(3)溫度控制資料:入模溫度(入模溫度=原材料溫度+混凝土攪拌時的溫升+混凝土運輸中的溫度)、混凝土水化熱最高內溫、混凝土內溫與表溫差,混凝土溫降梯度;
(4)結構設計資料:控制混凝土開裂的具體措施,附加防水層設置,施工縫、變形縫、后澆帶等的設置、配筋方式等。
4、混凝土裂縫調查資料
(1)裂縫出現的部位(拱、墻、底)裂縫的方向(垂直、斜交、水平),裂縫的寬度、深度、長度和延伸方向;
(2)裂縫開裂時間,有無發展;
(3)裂縫滲漏水現狀(雨季和旱季)。
5、裂縫評價
(1)裂縫的定性,應從裂縫對結構的危害程度,安全度、滲漏水情況確定;
(2)裂縫有無擴展的可能性,自愈的可能性;
(3)裂縫的分類及標準。
6、混凝土裂縫產生的原因(在此不論述)
混凝土裂縫產生主要是溫度變形和濕度變形的影響產生的裂縫。混凝土制作過程中,只有從原材料,配制、攪拌、運輸、澆灌、養生、綜合考濾,才能控制混凝土不出現或少出現裂縫,做到不裂不滲。
二、混凝土裂縫治理
混凝土裂縫治理方法按無害裂縫和有害裂縫進行治理,本文重點簡介有害裂縫的治理。
1、無害裂縫治理
無害裂縫治理原則上只進行表面修補,常用的方法在混凝土出現裂縫的表面涂刷一層無機防水涂料。無機涂料涂刷后不得開裂,但粘結力強,耐水性好。
2、有害裂縫治理
(1)有害裂縫治理原則
①混凝土結構的強度達到設計要求,結構變形處于穩定狀態,裂縫無發展,才能治理有害裂縫;
②裂縫處理與防水處理相結合,裂縫處理與結構的穩定性和耐久性處理相結合;
③在治理裂縫過程中,不得破壞原結構;
④裂縫治理應采用注漿和封縫相結合,注漿材料和封縫材料應滿足防水耐久性的要求,應采用經過檢測。并經實踐檢驗,質量可靠的材料;
⑤方案合理選材得當、施工可靠、管理到位。
(2)有害裂縫治理基本要求
①提供治理裂縫的基本資料;②有害裂縫滲漏水情況和產生裂縫的原因;③提供封縫材料,注漿材料的技術標準、技術要求,注漿設備情況;④編寫施工組及質量檢查標準等。
3、有害裂縫治理方法
先開槽封縫,后鉆孔注漿、采用封縫和注漿相結合的治理裂縫的方法。
①沿裂縫開槽:采用破縫機開槽,然后用人工沿槽縫鑿除縫間混凝土,機械破縫寬度2cm、深度2~3cm,開槽長度沿裂縫兩端各延長40~60cm;
②清洗槽體,做到槽體規范(深度與寬度)干凈;
③充分濕潤槽體;
④槽體涂刮嵌縫料:要求嵌縫材料能在潮濕基面施工,嵌縫料與槽縫間混凝土有牢固的粘結力,耐久性好,不開裂、材料中不得含有溶出物,無污染環境,無腐蝕功能(嵌縫料內容后述);
⑤應加強濕養護(一般72h保持嵌縫料濕潤);
⑥鉆孔:孔要求深而細,鉆斜孔:孔徑?8~?18孔深為混凝土厚度1/2~2/3,斜孔α=350~450;
注:d—混凝土厚度:單位mm
⑦注漿設備選型:應選用高壓電動注漿機,要求注漿壓力不小于40mpa,機具體積小,便于操作及攜帶,產品采用模組化設計,便于組裝拆卸及保養(注漿設備選型內容后述);
一般選用改性環氧樹脂灌漿料:國產質量較優的有廣州金科有限公司生產的sjk高滲透性改性環氧灌漿料,廣州市泰利斯固結構補強工程有限公司生產的eaa環氧注漿料;
⑩安裝注漿嘴;
○11采用r1型堵漏材料封堵注漿嘴,防止注漿料從注漿嘴周圍滲出;
○12做壓水試驗,檢查注漿嘴孔口有無滲漏水和提供裂縫注漿進漿壓力,試壓不得小于4~8mpa;
○13注漿時,采用正壓與負壓并舉的方式進行;
○14注漿時進漿壓力從低到高、直到壓力穩定、進漿壓力發生突變時,停止注漿,相隔8h后進行三次注漿、注漿方法與第一次注漿方法相同;
○15最后一次注漿約48h后(一般3d),再進行注漿檢查,注漿檢查的壓力達10mpa不進漿,注漿成功;
○16拆管封管、注漿結束。
3、裂縫治理采用的防水材料、注漿及注漿設備介紹
(1)嵌縫料
①原材料組成:普通42.5級的硅酸鹽水泥、1萬目纖維素、粘稠劑、石英粉、調色劑等材料組成;
②產品特點
a、能帶水作業,凝固時間可調;
b、耐久性好與混凝土縫間粘結力強,抗滲抗裂性好;
c、嵌縫材料中不含溶出物質,耐腐蝕性防腐蝕性好,無毒無味,屬環保材料;
d、施工高效快捷。
③施工方法
a、縫槽沖洗干凈,并充分濕潤;
b、配合比:粉料:水=1:0.3攪拌均勻成膩子(不得含生料或團粒);
c、將膩子用刮刀嵌入槽縫,上料時稍用力壓實平順;
d、涂層硬化后進行濕養護3d。
④注意事項
a、拌制材料隨用隨配,攪拌好的料必須在凝結前用完;
b、盡量避開烈日大風下施工,若在烈日高溫下施工,應有防曬措施和濕養,0℃以下施工應有防凍措施,一般不得在0℃以下施工;
c、原材料應存放在干燥環境中,不得與雨水接觸。
(2)堵漏封口防水材料—(r-1型料)
①產品簡介:
r系列堵漏防水材料r-1型為堵漏和防水材料,產品以特種水泥、改性纖維、石英粉、增稠劑、分散劑、穩定劑、密實劑、抗收縮劑等組成。是速凝、抗滲、抗裂和耐久性好的防水材料;
②產品特點:
a、能帶水堵漏和防水,凝固時間可調(3~15min均可);
b、耐久性好、無溶出物、耐腐蝕性好、無腐蝕性、無毒無味、屬環保材料;
c、抗滲抗裂性好、粘結力強,是粘帖帖瓷磚、馬賽克和大理石優質材料;
d、施工方便、工期短、高效快捷;
e、使用范圍廣,適用于新舊混凝土和磚石結構的滲漏水修繕和防水,廣泛應用于各種地下室、隧道、地鐵、蓄水池、水塔、衛生間、輸水管道等的堵漏和防水。
③技術指標:
序號檢驗項目技術指標
凝結時間(20±2)℃
初凝,min≥2~<10 終凝,min≤152 抗壓強度,mpa,≥1h 4.53d 15.03 抗折強度,mpa,≥1h 1.53d 4.04 抗滲壓力,mpa,7d,≥,試塊1.55粘結強度,mpa,7d,≥1.26 耐熱性,100℃,5h無開裂、起皮、脫落7
凍融循環,(-15℃~20℃)20次無開裂、起皮、脫落
④方法
a、面處理
堵漏:用鑿子或沖擊鉆將漏水部位打孔并將孔眼用水沖洗干凈;
抹面:基面必須充分濕潤,并要求基面堅固、潔凈、平順、不平之處先用雙快補強r-6型材料找平。滲漏水嚴重處,應打孔引水。
b、材料配合比
方式配合比=粉:水厚度,(mm)用料,(kg/m2)要求堵漏1:0.3捏面料團抹面1:0.4 2~3 3.2~4.8拌制均勻、細膩
c、施工方法
堵漏:用鑿子或沖擊鉆將滲水部位打成4~5cm深,直徑2~3cm的孔洞,用于沖洗干凈后,r-1型材料加水(灰:水=1:0.3)攪拌均勻,捏成料團(料團大小與孔洞相近),手掌感覺發熱,迅速將料團塞于孔中,并用手掌壓住幾分鐘,手掌感到發硬后,松開手掌,再用木板壓平。15min后進行濕養護;
抹面:基面清理干凈,充分濕潤后,r-1型材料加水(灰:水=1:0.4)攪拌均勻(不得含生料或團粒)成膩子狀,用抹子或刮板迅速上第一層料(厚度1mm),涂層硬化后噴水濕養護,再上第二層料(厚度1mm),上料時稍用力使涂層密實。若還有局部滲水或有濕漬,只需在滲水或濕漬部位再加涂一層,直到不滲不濕。并注意搭接,每次配料不要太多(每次攪拌應在凝結前用完),以免造成浪費。涂層硬化后要進行濕養護3d。
d、注意事項:拌制材料隨用隨配,攪拌好料必須在凝結前用完;盡量避開烈日下施工,若在烈日下施工涂層凝固后,應及時加遮曬措施和濕養護,0℃以下施工要添加防凍劑;材料貯存時,應置于室內干燥處。材料袋裝拆線后,余料應扎緊口,勿受潮。
(3)超早強自流平水泥基灌漿料超早強自流平水泥基灌漿料新產品,是一種水泥基,凝結時間可調的水硬化灌漿材料,其特點是具有超早強、高強、微膨脹和自密實、自流平、可灌性好、施工簡單。
該產品為粉狀材料,使用方便,按0.35~0.45的水泥比直接加水,攪拌均勻后即可使用。灌注后,不需振搗
該產品特別適用于緊急搶修工程,如鐵路基床病整治工程(不影響列車運營的情況下)、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注漿堵漏工程(高寒區)、云南白虎山隧道、上海局外復線苔井隧道等十余座隧道的注漿堵漏工程進行了成功應用,在武漢鋼鐵廠4#高爐的快速搶修中,采用研制的超早強灌漿料配制的超早強自流平混凝土,6h混凝土強度達到c30以上,應用效果非常好,節約了維修時間,減少了停產維修所帶來的巨大損失。
該技術產品已通過部級技術鑒定,部分性能指標達到國際領先水平。
①產品的主要特點
a、水灰比為0.35~0.45時,凈漿的流動度大于240mm,料漿初凝10~20min,料漿終凝12~25 min。(流動性保持時間和凝結時間可調,根據用戶需要,可縮短或延長料漿的流動性保持時間和凝結時間)。料漿的初凝與終凝時間間隔短(2~4min)。
b、從加水攪拌起,常溫下,凈漿試體30min的抗壓強度可達8~15mpa,1h抗壓強度可達12~25mpa,1d抗壓強度可達25~45mpa,28d抗壓強度可達50mpa以上,具有顯著的超早強、高強的特點。后期強度持續增長,一年達60mpa以上;
c、產品具有良好的微膨脹性,水灰比為0.4時,凈漿試體的水中自由膨脹率為1d6.6/萬,3d17/萬,7d17.9/萬,14d17.9/萬。可以看出,試體的微膨脹在7d已趨于穩定;
d、產品的抗滲性、抗凍性和耐硫酸鹽侵蝕性良好;
e、產品堿含量低、無氯;
f、產品可配制超早強混凝土、噴射混凝土。
②主要技術指標(檢驗依據q/ltf06-2004)檢驗項目 標準值
該產品特別適用于緊急搶修工程,如鐵路基床病整治工程(不影響列車運營的情況下)、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注漿堵漏工程(高寒區)、云南白虎山隧道、上海局外復線苔井隧道等十余座隧道的注漿堵漏工程進行了成功應用,在武漢鋼鐵廠4#高爐的快速搶修中,采用研制的超早強灌漿料配制的超早強自流平混凝土,6h混凝土強度達到c30以上,應用效果非常好,節約了維修時間,減少了停產維修所帶來的巨大損失。
該技術產品已通過部級技術鑒定,部分性能指標達到國際領先水平。
①產品的主要特點
a、水灰比為0.35~0.45時,凈漿的流動度大于240mm,料漿初凝10~20min,料漿終凝12~25 min。(流動性保持時間和凝結時間可調,根據用戶需要,可縮短或延長料漿的流動性保持時間和凝結時間)。料漿的初凝與終凝時間間隔短(2~4min)。
b、從加水攪拌起,常溫下,凈漿試體30min的抗壓強度可達8~15mpa,1h抗壓強度可達12~25mpa,1d抗壓強度可達25~45mpa,28d抗壓強度可達50mpa以上,具有顯著的超早強、高強的特點。后期強度持續增長,一年達60mpa以上; c、產品具有良好的微膨脹性,水灰比為0.4時,凈漿試體的水中自由膨脹率為1d6.6/萬,3d17/萬,7d17.9/萬,14d17.9/萬。可以看出,試體的微膨脹在7d已趨于穩定;
d、產品的抗滲性、抗凍性和耐硫酸鹽侵蝕性良好;
e、產品堿含量低、無氯;
f、產品可配制超早強混凝土、噴射混凝土。
②主要技術指標(檢驗依據q/ltf06-2004)檢驗項目 標準值
漿流動度,(mm),≥2202 流動度保持時間,(min),≥83
凝結時間,(min),(10℃~7℃)
初凝,≥10 終凝,≤20
初、終凝結間隔,≤54 抗壓強度,(mpa)
塊養護,(40min),≥6 試塊養護,(1d),≥23 試塊養護,(3d),≥30 試塊養護,(7d),≥36 試塊養護,(28d),≥425
試件膨脹率,% 水中,(7d),≥0.05 水中,(28d),≥0.2 干空,(28d),≥-0.02 ③施工方法
a、鉆孔:布孔的原則是先疏后密,中插孔,并用壓風機沖孔,將孔內沉碴、淤泥徹底清理干凈,通過沖孔可了解孔位之間的連通關系,從而確定壓漿孔和通氣孔;
b、灌漿:灌漿以前,應先進行注水試驗,以檢查孔洞是否暢通,然后將超早強自流平水泥基灌漿料按灰水比1:0.4的比例,用攪拌機制漿,將制好的漿放入貯漿桶后,通過壓力泵由管線送漿液至工作面而進行壓漿,壓漿工序可視漿液的凝結時間而定,以保證其結石強度。
④注意事項
a、產品宜在16℃~28℃的環境穩定下使用,在其它溫度下使用產品的凝結時間會有較大的變化,故用戶采用時,應加以說明,我們會提供低溫或高溫下的產品;
b、產品應在干燥環境下存放,保質期6個月時,應經試驗合格后使用。
(4)改性環氧樹脂灌漿材料
改性環氧樹脂灌漿材料是利用環氧樹脂的高強度,粘結力強的特點,改性它在潮濕接觸面有較好的耐久粘結力,遇水分散,可灌性好的性能,是改善混凝土密實性、補縫、補強防水的優質灌漿材料。
①改性環氧樹脂灌漿材料應符合如下條件才能選用
a、可灌好、凝固后不收縮、無溶出物質,可灌k=10-6~10-8cm/s,地層中可灌入0.01mm裂縫中;
b、粘結力強,可以粘結縫、濕縫、水下縫,可以粘結被油,有機物灰塵等污染的裂縫;
c、綜合力學性能和物理性能好、強度、粘結力、抗拉強度、剪切應力等指標高,能適應動荷載下施工(如高壓水頭堵水加固、地鐵和公路道床加固,房屋地基加固,橋梁補強,混凝土結構和堵水補縫補強等);
d、材料中不含溶出物質,無收縮,對環境無污染,耐腐蝕無腐蝕固結體無毒,耐久性好(粘結力),②主要技術指標
外觀:無結塊,顏色一致,無分層;固化時間:15~48h;
抗壓強度:≥50mpa;
抗拉強度:≥8mpa;
粘結強度:干燥基面≥1.5mpa;潮濕基面≥(1.5×0.8)mpa;
彎曲強度:≥25mpa 收縮率:≤0.3%;
③改性環氧灌堵漏補強工程施工工藝
a、用切縫機開縫,人工治縫開槽,槽寬20mm,槽深20~30mm,槽長向縫兩端頭各延長100mm;
b、用清水將打鑿好的滲漏水縫、滲漏水點清洗干凈;
c、埋設注漿咀,注漿咀一般埋設在滲漏水較大或裂縫較寬的部位,注漿咀間距一般為30~50cm,滲漏水點注漿咀埋設在滲漏水部位;
d、用封堵材料把注漿咀固定并把“u”型縫封平;
e、在注漿咀處套1根約12cm長、?10mm的高壓膠管,用鐵絲把高壓膠管扎緊;
f、待封縫材料固結后,采取從裂縫左邊至右邊(或右至左)或由下至上的方式,用灌漿泵把化學漿從灌漿咀處灌入,灌漿壓力需緩慢增加,當灌漿壓力上升到1~8mpa后,在沒有加壓的前提下,若灌漿泵的壓力表指示針在2~3min內基本不下滑,即可停止該咀灌漿,移至下一咀續灌。在灌縫過程中,若出現灌漿咀通漿情況,即將通漿咀封閉(用鐵線扎緊高壓膠管口),若出現封縫部位漏漿,即應停止灌漿,用封漏材料將部位堵位;
g、封管,灌漿完畢后,用鐵絲扎緊套在灌漿咀上的高壓膠管口;
h、將漿液固化后(一般3d),切除注漿咀;
i、檢查注漿效果,若個別部位仍有滲漏現象,必須重灌,直至不滲不漏為止。
④汗滲部位的化灌堵漏處理
a、在汗滲部位布置注漿孔,孔距一般為30~50cm,孔徑約12mm,孔深約40cm(或根據工程具體情況而定);
b、用高壓水槍(水壓1mpa左右)將注漿孔清洗干凈;
c、埋設注漿管,管深約10cm;
d、封管,用微膨脹速凝材料將注漿管與混凝土孔隙封實,管壁周邊再用改性環氧漿泥密封,范圍約?10mm;
e、待封管材料固結后,作灌漿防滲處理。灌漿壓力根據進漿情況確定;
f、灌漿時,采用正壓與負壓并舉的方式進行。
(5)高壓灌注機設備簡介
①機具介紹
a、機具:高壓灌漿機,灌注壓力可達8000~10000磅,可進入0.02mm以上的發絲裂縫。
機具體積小,便于操作及攜帶(重量7kg)。產品采用模組化設計,便于組裝、拆卸及保養。
可切換進料方式:除一般傳統置料方式外,本機另可切換至吸料管進料,可節省倒料時間及節省材料。并可以避免材料二次污染;
高壓注漿堵漏—工法特性:高壓灌注機所產生的巨大壓力,將堵漏劑送至壁體裂縫的中間部位,使堵漏劑以裂縫中間部位為中心向四周擴散。堵漏劑與水快速反應硬化后,將裂縫永久性堵住,尤其是對厚度大于20cm以上的混凝土壁體,使用本工法堵漏更是快速且有效。
本工法所使用之高壓注漿機,灌注壓力高、流量大,可快速止水,確為有效的堵水工法。尤其是對量涌水的漏水點,本工法更有神奇之處。
適用范圍:地鐵、隧道、涵洞、地盤改善、水庫、港灣工程、頂板、裂縫、施工縫、伸縮縫、地下室發絲狀裂縫等止漏工程。
b、零配件
配件名稱規格或說明
止水針頭長針頭15cm用于松散結構:短針頭8.5cm,10cm用于密實結構。并可定制其他規格。
鉆頭各種長度。(15×210mm,14×310mm,14×450mm)。
牛頭油 進口
開關閥門 國產 連接桿 進口
高壓管 進口
②高壓灌注堵漏裂縫施工工藝
a、前期施工步驟
尋找裂縫:對于潮濕基層,先清掃結水,待基層全部清理干凈、表面稍干時,仔細尋找裂縫,用色筆或粉筆沿裂縫作好記號:對于干燥基層清,清理后可用氣泵或吹風機吹除表面灰塵;
鉆孔:按混凝土結厚度,距離裂縫約150~250mm,沿裂縫方向兩例交叉鉆孔。孔距應按現場實際情況而定,以兩孔注漿后漿液在裂縫處能交匯機為原則,一般剛開始時孔距宜為300mm;孔徑的大小,應按配套的止水針頭大上而定,采用的為非標的13mm鉆頭。孔與裂縫斷面應成450~600交叉,并交叉在底板中部1/3范圍。
埋止水針頭:止水針頭為配套部件,是漿液注入裂縫內的連接件,埋設時應用工具緊固,并保證針頭的橡膠部分及孔壁在未使用前干燥,否則在緊固時容易引起打滑。
b、前期施工應注意的問題
在尋找裂縫前,首先應對裂縫進行分析,并按裂縫寬度、長度的不同分別取芯,以確定裂縫深度發展規律。如非貫穿裂縫且深度較淺,可以作表面處理。
c、裂縫修補
灌注漿液應從第一枚針頭開始(結構立面由下往上灌注),當漿液從裂縫處冒出,應立即停止,移入第二枚繼續灌注,依次向前進行。在灌注過程中,如果漿液已灌滿相鄰針頭位置,可以跳開不注:如注漿后發現裂縫兩端仍有裂縫延伸,或有裂縫與其交叉,應在該位置補孔,重新注漿。這樣,整條裂縫的第一次注漿才算結束。
為使裂縫完全灌滿漿液,應進行二次注漿。第二次灌注應與第一次間隔一段時間,但必須在漿液凝固前完成。如二次灌注后,漿液仍不能愈合,應在該位置重新鉆孔注漿。
d、注漿時應注意的問題
當一枚針頭在灌注較長時間后(約5min后),漿液仍未從裂縫內冒出,應停止灌注,間隔一段時間后再進行,如仍未灌滿,應檢查鉆孔是否與埋管線交叉,底板是否有孔洞等情況,待查明原因后再進行。
灌注時應嚴密注視灌注機的工作壓力表,如超過額定壓力(35mpa以上),應停機再進行,如壓力仍居高不下,應檢查鉆孔是否與裂縫完全交叉。
聚氨酯是遇水膨脹材料,工作時應穿戴好防護器具如手套、護目鏡,如不慎濺入眼睛,應立即送醫院。
e、表面清理及設備維護
待漿液凝固后,表面應及時清理。
灌注機連續使用最多不超過10h,如中途停止工作超過30min,應及時清洗機械,清洗可用專用清洗劑或丙酮等。
灌注機使用前應經常檢查,發現異常,立即予以維修,以防發生事故。
③裂縫修補檢測
對已修補完成的裂縫,用鉆孔機進行取芯檢測。檢測結果應該是混凝土表面光滑、密實,漿液全部灌滿裂縫,并對芯樣進行混凝土強度抗壓試驗,達到原設計值
回答者:lyg0909-助理 三級 3-15 21:58 具體情況最好詳細說明:裂縫明顯嗎? 多大的口子 多長的裂縫?
可以解決的方案很多,參照具體情況選擇使用:用添加了防漏劑的水泥灌縫、用補漏材料涂抹(一般是外部墻壁)。用PVP覆蓋。(替代傳統瀝青的新材料,一般用于屋頂大面積)
回答者:
混凝土裂縫常見的修補方法
l 混凝土裂縫修補的常見方法:
1.樹脂灌注法;
2.表面封閉法;
3.鉆孔嵌塞法;
4.柔性封閉法;
5.表面附加鋼筋法;
6.灌漿法;
7.干嵌填法;
8.釘合法;
9.聚合物浸入法(重力滲入和真空滲入);
10.迭合面層和表面處理法等等。
l 修補方法的選擇一般要考慮的因素:
1.判斷裂縫是活動的還是靜止的?
2.修補的主要目的是什么?是減少過多的滲漏、使裂縫處完全水?
是否需要加固處理?
3.裂縫產生的主要原因是什么?
4.裂縫未來的變化(數值和方向)如何?
l 常見的混凝土裂縫修補原理的基本要點:
1.樹脂灌注法 環氧樹脂是最常見的裂縫灌注材料。它具有較高的機械強度,并能抵抗混凝土所遇到的大多數化學侵蝕,樹脂可以灌入到0.05㎜的裂縫。除某些特殊的環氧樹脂之外,當裂縫是活動的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數量極多時,通常不易采用樹脂灌注法。北京冶建工程裂縫處理中心開發的具有國際領先水平的YJ—自動壓力灌漿技術是樹脂灌注法的最佳工法之一。
2.聚合物浸入法
2.1重力滲入法 低粘度的液態樹脂可用來密封路面、橋面的不小于0.1㎜的裂縫。將樹脂涂刷到表面上,或者在水平表面上沿裂縫構筑臨時的圍堤,使樹脂溢于裂縫表面。
2.2 真空滲入法 更適合封閉多重無規則表面裂縫。先將裂縫表面密封,抽去真空,使裂縫中和孔隙中的空氣全部排除。再在大氣壓力下用純環氧樹脂漿料注入裂縫表面中。
3.釘合法 當必須恢復主裂縫斷面的抗拉強度時,使用釘合法比較適宜。特別比較適宜在不會損壞周圍結構的場合下用來鎖閉活動裂縫。用相對薄而長的金屬“縫合U型釘”跨過裂縫嵌入事先開好的槽溝中,用無收縮砂漿或者環氧樹脂基粘合劑來固定。
4.表面封閉法 這是最簡單和最普通的裂縫修補方法。用于修補對結構影響不大的靜止裂縫,通過密封裂縫來防止水汽、化學物質和二氧化碳的侵入。
5.灌漿法
5.1普通水泥灌漿 大體積水壩、厚混凝土墻、或者水工結構的巖石基礎上的裂縫,有時通過注入硅酸鹽水泥砂漿來密閉。
5.2聚合物灌注 基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料,和水反應后形成固態沉淀物或泡沫材料,起到封閉裂縫的作用。可在潮濕環境中使用。
6.鉆孔嵌塞法 這種方法通常用來灌注墻體中的裂縫。如果要求密封防水,孔中應填入柔性瀝青來代替砂漿;如果灌注栓塞的作用比較重要,孔中則要灌注環氧樹脂。
7.柔性密封法 通常將活動裂縫轉變為運動節縫是比較適宜的辦法。沿裂縫邊緣開一凹槽并填入適當的柔性材料。節縫底部使用隔離層。
8.粘貼法 當運動不止作用于一個平面時,或者過度的運動已超過一個普通尺寸的凹槽所允許的范圍時,或者不可以切割出槽時可使用這個方法。用柔性的密封帶蓋住裂縫,僅將帶的邊緣部分粘住。
9.附加鋼筋法
9.1普通鋼筋 首先將裂縫密閉,然后貫穿裂縫平面大約90°的方向鉆孔,將環氧樹脂注入孔內,再將鋼筋插入孔中使之粘合成整體。
9.2外部施加預應力 通過后張法施加應力,來加強結構件的主要部分或者封閉裂縫。
10.干嵌填法 用手工將低水灰比的砂漿連續嵌入裂縫,形成與原有混凝土結構緊密連接的密實砂漿。先在裂縫表面開槽,大約25㎜寬、25㎜深,清理后涂刷界面劑、連續嵌入低水灰比的砂漿。
11.迭合面層法 當結構表面存在大量的裂縫,而且采用其它辦法單獨處理各個裂縫過于昂貴時,用這個方法來密閉、覆蓋(不是修復)裂縫非常有效。對于偶然出現大面積網狀裂縫使用該法很有效。12.自閉合法 混凝土依靠自身合攏裂縫稱為“自閉合”,這是在存在濕氣并且沒有拉應力作用時發生的一種現象。機理:由于周圍空氣和水中存在二氧化碳,使水泥漿中的氫氧化鈣發生碳化作用,結果碳酸鈣和氫氧化鈣晶體在裂縫內析出并生長。晶體組合交織產生一種機械粘接作用,又被鄰近晶體之間以及晶體和水泥漿及骨料表面間的化學粘接作用所增強,最后混凝土裂縫部位的抗拉強度得到一定的恢復,裂縫也被密閉了。主要用于修補潮濕環境的結構。整個自閉合時期的水飽和必須連續保持。
13.涂層及其它表面處理法 修復開裂的混凝土結構可以使用范圍很廣的表面浸漬密封劑和涂料。如果混凝土開裂已經穩定,則可通過涂料獲得成功地修補。但不適合低溫區域操作。
一、北京燕化公司化工一廠高壓聚合廠房防爆墻裂縫修補工程
承包類型:
項目負責人、總承包,承擔裂縫修復全部工程的組織,設計,施工。
項目情況:
1993年10月22日,北京燕山石化公司化工一廠高壓聚合廠房發生乙烯氣體強烈爆炸,造成廠房結構嚴重破壞,墻體和柱子出現不同程度的開裂。為中國石化總公司觀點搶修工程,經“國家工業建筑診斷與改造工程技術研究中心”對防爆墻結構進行檢測評估,提出恢復防爆能力的加固設計及處理措施,其中裂縫修復工作由我院承擔。
燕化是我國最大的乙烯生產基地,高壓聚乙烯年產量18萬噸,因高壓車間爆炸停產帶來的經濟損失每天約1000萬元。本次裂縫修補工程是在搶修任務緊,各工種交叉作業,施工現場復雜危險的情況下進行的,由于采用了YJ—自動壓力灌漿技術及工程師TM配套產品,僅7天時間(1993年11月6日至11月12)就完成了分布于近千平方米墻、柱混凝土上的近400米的裂縫修補工作,工程師TM自動壓力灌漿器的輕巧方便,無需用電,施工快捷等獨特優點保證了修補工程保質保量安全迅速完成,為整個搶修工作節約了大量時間,為高壓乙烯早日恢復正常生產作出了貢獻,為甲方挽回了巨大的經濟損失,若采用以往的裂縫修補方法是無法做到的,因此這種先進的裂縫修補工藝受到甲方和設計單位的一致好評。
裂縫處理意見:
由于本廠房防爆墻大部分處于露天環境中,空氣中含有有害物質較多,對混凝土及埋設件耐久性不利,經“國家工業建筑診斷與改造技術研究中心”鑒定,對由于爆炸或其它原因造成的墻體開裂者,室外墻體(包括室內可遭受雨淋的部位)裂縫寬度大于0.1mm且長度大于600mm的通縫,要求灌縫,室內墻體裂縫寬度大于0.2mm且長度大于600mm的通縫或接近通縫,要求灌漿,灌漿采用我中心的工程師TM自動壓力灌漿器和AB系列灌漿樹脂進行。
裂縫處理方法:
1.用10倍的裂縫放大鏡對裂縫寬度進行測量、標注; 2.根據裂縫實際情況,依據數據選擇AB—1,AB—2和AB—3型灌漿樹脂作為修補用膠;
3.基層處理 由于該廠房使用時間長,加上爆炸和火災,混凝土表面灰塵較多,首先用硬棕刷掃掉表面灰塵,然后用棉絲沾乙醇沿裂縫方向擦凈基層。對于有損傷的混凝土如蜂窩麻面、露筋等部位可用YJ快干型封縫膠作表面縫復;
4.灌漿;
5.裂縫修補結果:裂縫修補數量總計:387米,灌漿樹脂用量共約160kg。
二、沈陽新北站候車廳大樓裂縫修復工程
承包類型:
項目負責人、總承包,承擔裂縫修復全部工程的組織,設計,施工。
項目情況:
沈陽新北站為鐵道部和遼寧省重點工程,由鐵道部第三設計院設計,沈陽市第三建筑公司承建,1988年夏季開始施工,1991年竣工,同年11月驗收時發現候車室大梁出現裂縫。根據裂縫現狀及施工情況,有關部門會同我國在裂縫控制研究方面的專家王鐵夢分析后認為,裂縫產生的原因主要是收縮應力造成的,另外溫度應力以及荷載作用也是導致大梁開裂的原因。
在我中心的技術指導下,沈陽市第三建筑公司承擔灌漿施工,采用AB—1型灌漿樹脂及工程師TM自動壓力灌漿器進行修復。
處理結果:
沈陽新北站候車室大廳梁開裂情況比較嚴重,裂縫總長度約有3500米,采用工程師TM自動壓力灌漿器進行修復工作,共用樹脂880kg,灌漿器360套,配件約5000件。
當時沈陽新北站已經啟用,客流量大,候車大廳每天有成千上萬人出入。發現裂縫后,沈陽鐵路局等有關部門十分重視,希望盡快修復,確保大梁的正常使用,保證旅客安全。由于作業面高,操作范圍狹窄,裂縫又很細,傳統的灌漿設備很難處理這種情況,因此決定采用工程師TM自動壓力灌漿器及其配套樹脂進行灌漿修復。
經過前后一個多月工作,裂縫灌漿取得了預期效果,灌漿樹脂基本注滿裂縫,由于自動壓力灌漿器小巧輕便,并且不使用空氣壓縮機,施工時無噪聲也不興師動眾,沒有給旅客造成緊張情緒,整個施工階段候車大廳照常使用,由此帶來的社會效益和經濟效益是難以計量的。
該工程是自動壓力灌漿器及配套樹脂在研制前期首次進行的大規模工程實踐,裂縫調查、確定處理方案和灌漿施工都在我中心的指導下進行,用戶、施工單位和設計部門對該項技術給予一致好評,1992年9月沈鐵局召開專家評審會,會上對這種裂縫灌漿技術作出肯定的結論。
本次工程,裂縫數量龐大,總數在3500m左右,僅用少量資金、人力和時間就解決了全部大梁修復工作,如果采用其它辦法,不僅造價提高,施工難以進行,而且影響候車室的正常使用。
通過該項裂縫灌漿工程,不僅解決了沈陽新北站的沉重負擔和燃眉之急,同時也為我國混凝土結構在采用自動壓力灌漿技術進行裂縫修復方面填補了一項空白,對今后的工程實踐有重要的指導意義。
三、中國白城兵器試驗中心4132工程175#建筑物大綜合室井字梁裂搶修工程
承包類型:
項目負責人、總承包,承擔裂縫修復全部工程的組織,設計,施工。
概況:
白城兵器試驗中心是國家重點工程,其4132工程175#建筑物由國防科工委工程設計院設計,始建于1989年,是亞洲第一大兵器試驗場。1993年6月在工程即將結束時發生火災,造成嚴重損壞。大廳內可燃物幾乎燒盡,混凝土墻局部爆裂露筋,部分頂板中部燒白或爆裂、露筋,大梁底部幾乎被燒白或變紅,燒傷嚴重的梁出現了沿主筋的縱裂,裂縫寬度達5~7mm,而且梁上的垂直裂縫明顯增加。
該搶修工程為原兵器工業部重點項目。
裂縫情況及修補方案:
“國家工業建筑診斷與改造工程技術研究中心”對火災的損傷程度及結構可靠性的影響進行了技術鑒定并提出了修復方案,根據《4132工程175#建筑物大綜合室及溫閘間火災后結構可靠鑒定報告及修復設計》,我中心采用AB—1型化學灌漿樹脂和工程師TM自動壓力灌漿器進行井字梁的化學灌漿修復工作,為了延緩固化,AB—1型樹脂甲乙組分比例采用5:1,實驗結果表明在當時氣溫10℃下固化時間可延遲到20天以上。
灌漿效果及總結:
白城兵器試驗中心4132工程175#建筑物火災損害極為嚴重,現場修復工作非常繁忙,該工程所需修補的裂縫長度雖然僅100米左右,但裂縫分散不連貫,每條裂縫一般不起過500mm長,而且基本上都貫穿,須在梁的兩側同時進行注漿,作業面距地面16米,屬高空作業,當時工期緊,現場其它施工交叉作業,而灌漿后還需進行吊頂、保溫等工作,我們采用工程師TM自動壓力灌漿器和AB-1型樹脂,僅用了不到三天時間就完成了裂縫灌漿工作,同時為整個修復工作贏得了時間。若采用手壓泵、空壓機等進行加壓的傳統灌漿設備,不僅工期難以保證,而且在16米高的作業面上對如此多的微細裂縫進行修復將是很難想象的。
四、濟南新客站地下人防工程頂板裂縫修補工程
承包類型:
項目負責人、總承包,承擔裂縫修復全部工程的組織,設計,施工。
概況:
濟南新客站系濟南市重點建設項目,站前廣場下面建有地下人防工程,是整個新客站建筑的重要配套工程之一,由山東省人民防空建筑設計院設計,鐵道部建廠局承建。
人防工程頂板為現澆混凝土(C30),總長260米,下層為廣場處,寬25.8米。混凝土板厚450mm,1994年發現頂板有橫向貫穿裂縫,寬0.2~0.5mm,總長約100米,經有關部門研究分析,認為該裂縫系溫度,應力等原因所致,決定委托我院對裂縫進行化學灌漿修復,采用工程師TM自動壓力灌漿器和AB—1型化學灌漿樹脂施工。
總結:
本次工程修復的人防工程頂板厚450mm,這是我們從事化學灌漿工作以來所遇到的深度最大的裂縫。當時,許多人懷凝工程師TM自動壓力灌漿器是否有足夠的壓力將樹脂注滿裂縫,為此,開始時我們曾在頂板上部預留幾個底座,準備觀察出料效果,可結果卻未能如愿,雖然從下面可清楚地觀察到樹脂注入情況,而且注漿口鄰近底座也均已出料,但在樓板上面卻未能有所反映。我們分析可能是由于頂部蓋土隨著雨水滲透已將裂縫的上部堵死,這一點亦可從上部灌漿時樹脂一點也不進入裂縫來得到證實。為此,我們在頂板上部某處鑿掉部分混凝土,然后在下面進行灌漿。對厚度約為350mm的混凝土板,大約半小時左右即可觀察到樹脂從裂縫中滲出來,證明了我們對裂縫情況的分析,也充分顯示了小小的自動壓力灌漿器,在處理微細裂縫和厚、深、大的混凝土結構方面具有優良的操作性能。
五、總后禮堂井字梁裂縫修復工程
承包類型:
項目負責人、總承包,承擔裂縫修復全部工程的組織,設計,施工。
情況簡介:
總后禮堂建于1954年,與懷仁堂、政協禮堂齊名,是國家重點項目,禮堂頂板為井字梁結構,梁高2.0米,1996年4月在改造過程中發現大部分梁上存在大量垂直裂縫及斜裂縫, 裂縫寬度多在0.3~0.6mm之間,個別達1.0 mm 以上。此外,門廳立柱上有兩條橫向裂縫。
處理方案:
根據“國家工業建筑診斷與改造工程技術研究中心”意見,我中心采用工程師TM自動壓力灌漿器及AB—
1、AB-
2、AB-3型灌漿樹脂對全部斜裂縫及大于0.4mm的垂直裂縫進行化學灌漿處理,施工時間為1996年4月15~25日。
修復結果:
裂縫修復總長度為510米,其中觀眾席上部為436米,前廳42米,舞臺32米。
六、總參通信部離退休干部綜合樓地下室裂縫修復
承包類型:
項目負責人、總承包,承擔裂縫修復全部工程的組織,設計,施工。
工程簡介:
總參通信部綜合樓工程為框架和磚混混合結構:地下室為鋼筋混凝土箱體結構,總長達78.5m,寬約36.5m,施工時在軸線⑤~⑥間三分之一跨處設2.0m寬膨脹帶,添加UEA防水膨脹劑。地下室底板、側墻和頂板于6~7月澆筑混凝土,在澆筑后的第三天墻體開始出現裂縫,隨后頂板發現裂縫,至9月份進行化學灌漿處理時,頂板、側墻裂縫已發展到數百米,裂縫寬度0.2~3mm不等。鑒定意見:
與王鐵夢教授合作分析原因,出具“總參通信部綜合樓工程地下室墻板裂縫分析報告”。
處理方案:
根據我中心和甲方意見,處理方案如下:
1.由于地下室墻板、頂板裂縫對持久承載力和防水質量帶來不利的作用,須進行化學灌漿處理。(為了控制裂縫不再大量發展,在灌漿前甲方應盡快回填土及頂板覆蓋養護以減少收縮和控制溫差)。
2.全部裂縫采用工程師TM技術處理,兩年后回訪,未見開裂。
處理結果:
處理裂縫共計870m。裂縫寬度在0.3~3.0mm,其中以0.3~0.8mm寬度為主,少部分在1.5mm以上。側墻混凝土厚度20cm,頂板厚度為40cm。
七、民族文化宮抗震加固大修改造工程裂縫修復部分
承包類型:
項目負責人、總承包,承擔裂縫修復全部工程的組織,設計,施工。
基本情況:
民族文化宮為首都十大建筑之一,建于一九五九年,為慶祝建國五十周年,九八年國家對十大建筑進行重點改造,根據抗震加固設計要求,民族文化宮的可靠性檢測由“國家工業建筑診斷與改造工程技術研究中心”承擔,我中心承擔梁、板、墻、屋架裂縫修復全部工程。
處理方案:
對寬度大于0.2mm的裂縫進行化學灌漿處理,其余裂縫進行表面封閉處理。本工程采用工程師TM自動壓力灌漿技術對裂縫進行注漿修復處理。
處理結果:
處理裂縫共計2500m。
八、大連周水子國際機場候機樓混凝土梁裂縫修復工程
承包類型:
項目負責人、總承包,承擔裂縫修復全部工程的組織,設計,施工。
基本情況:
大連周水子國際機場候機樓于1993年交付使用,經檢查發現一至三層混凝土梁有較多裂縫,為迎接六月在大連召開的全國建筑工程質量會議,大連市長親自掛帥成立機場改造工程指揮部,裂縫搶修工程時間緊,任務重,據初步統計,僅三層梁裂縫約400米以上,裂縫寬度在0.2~1.0mm之間,多數在0.5~1.0mm左右。
處理方案: 對寬度大于0.2mm的裂縫進行化學灌漿處理,其余裂縫進行表面封閉處理。本工程采用工程師TM自動壓力灌漿技術對裂縫進行注漿修復處理。
處理結果:
處理裂縫共計1100m。
上述列舉的僅僅是北京冶建工程裂縫處理中心大量承包施工的部分工程實例。許多裂縫修復工作是有關單位使用工程師TM系列產品自己進行施工的。
據不完全統計,自1989年以來,除去在北京進行了大量工程實踐外,還有吉林、黑龍江、遼寧、上海、天津、山西、河南、廣東、安徽、云南、新疆、西藏等二十多個省市數千個單位應用YJ-自動壓力灌漿技術及工程師TM系列產品進行了裂縫修復工作;快速高效地解決了許多工程質量難題,受到建設單位、施工單位、設計單位、監理部門的高度評價。
目前該工法已成為混凝土加固修復領域最引人注目的技術之一,取得了良好的經濟和社會效益。國家科委和建設部將其列為重點推廣項目。
第三篇:混凝土結構體裂縫及滲漏水治理措施方案
江
蘇
祥
宇
建
設
工
程
有
限
公
司
(結構防水堵漏加固分公司)
混凝土結構體裂縫及滲漏水治理措施方案
業務部經理:張新祥
聯系電話:(0)***(0)*** 混凝土結構體裂縫及滲漏水治理措施方案
混凝土是一種多孔膠凝人造石材,屬剛性體,主要特點抗壓強度高、抗拉強度低、延伸率微小、易產生收縮裂縫。混凝土工程裂縫最常見出現問題是由于收縮變形受到約束引發的收縮裂縫和由外部荷載作用引發荷載(受力)裂縫。混凝土的裂縫出現是很難避免的,但是能預防和治理的。出現裂縫后根治理裂縫是本次需要解決的問題。
一、混凝土裂縫分類及裂縫出現收集的資料
根據地下工程和防水混凝土的防水要求,對混凝土裂縫而言,可分為有害裂縫和無害裂縫。混凝土的裂縫產生主要是限制條件變形作用引起的,變形作用包括溫度變形(水化熱、氣溫、生產熱、太陽熱)、溫度變形(自生收縮、失水干縮、碳化收縮、塑性收縮等)。
1、有害裂縫的基本概念
(1)混凝土結構產生的裂縫對耐久性受到影響;
(2)裂縫有滲漏水;
(3)裂縫貫穿結構層;
(4)混凝土結構的冷縫明顯且有滲漏水;
(5)裂縫的深度與構造鋼筋相連,形成鋼筋串水;
(6)裂縫的寬度大于0.2mm,且不能自愈;
(7)裂縫密度呈網狀;
(8)裂縫對結構安全性、穩定性有危害程度。
混凝土制作應有預防措施,防止產生有害裂縫的出現。出現有害裂縫后,應認真進行治理,清除有害裂縫,保證混凝土結構的安全性、穩定性、耐久性和無滲漏水。
2、無害裂縫的基本概念
(1)裂縫的出現對結構耐久性、安全性、穩定性無影響;
(2)裂縫無滲漏水,且不貫通;
(3)裂縫寬度小于0.2mm,且不滲漏水;
(4)裂縫可自愈。
3、混凝土裂縫治理應收集的資料
(1)混凝土材料資料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外摻料(粉煤灰和外加劑);
(2)混凝土施工資料:施工時環境條件、氣象條件、氣溫條件、澆注混凝土順序,商品混凝土質量,坍落度損失,降低水化熱措施、拆模時間,拆模時間,拆模順序,混凝土的養護措施;
(3)溫度控制資料:入模溫度(入模溫度=原材料溫度+混凝土攪拌時的溫升+混凝土運輸中的溫度)、混凝土水化熱最高內溫、混凝土內溫與表溫差,混凝土溫降梯度;
(4)結構設計資料:控制混凝土開裂的具體措施,附加防水層設置,施工縫、變形縫、后澆帶等的設置、配筋方式等。
4、混凝土裂縫調查資料
(1)裂縫出現的部位(拱、墻、底)裂縫的方向(垂直、斜交、水平),裂縫的寬度、深度、長度和延伸方向;
(2)裂縫開裂時間,有無發展;
(3)裂縫滲漏水現狀(雨季和旱季)。
5、裂縫評價
(1)裂縫的定性,應從裂縫對結構的危害程度,安全度、滲漏水情況確定;
(2)裂縫有無擴展的可能性,自愈的可能性;
(3)裂縫的分類及標準。
6、混凝土裂縫產生的原因(在此不論述)
混凝土裂縫產生主要是溫度變形和濕度變形的影響產生的裂縫。混凝土制作過程中,只有從原材料,配制、攪拌、運輸、澆灌、養生、綜合考濾,才能控制混凝土不出現或少出現裂縫,做到不裂不滲。
二、混凝土裂縫治理
混凝土裂縫治理方法按無害裂縫和有害裂縫進行治理,本文重點簡介有害裂縫的治理。
1、無害裂縫治理
無害裂縫治理原則上只進行表面修補,常用的方法在混凝土出現裂縫的表面涂刷一層無機防水涂料。無機涂料涂刷后不得開裂,但粘結力強,耐水性好。
2、有害裂縫治理
(1)有害裂縫治理原則
①混凝土結構的強度達到設計要求,結構變形處于穩定狀態,裂縫無發展,才能治理有害裂縫;
②裂縫處理與防水處理相結合,裂縫處理與結構的穩定性和耐久性處理相結合;
③在治理裂縫過程中,不得破壞原結構;
④裂縫治理應采用注漿和封縫相結合,注漿材料和封縫材料應滿足防水耐久性的要求,應采用經過檢測。并經實踐檢驗,質量可靠的材料;
⑤方案合理選材得當、施工可靠、管理到位。
(2)有害裂縫治理基本要求
①提供治理裂縫的基本資料;②有害裂縫滲漏水情況和產生裂縫的原因;③提供封縫材料,注漿材料的技術標準、技術要求,注漿設備情況;④編寫施工組及質量檢查標準等。
3、有害裂縫治理方法
先開槽封縫,后鉆孔注漿、采用封縫和注漿相結合的治理裂縫的方法。
①沿裂縫開槽:采用破縫機開槽,然后用人工沿槽縫鑿除縫間混凝土,機械破縫寬度2cm、深度2~3cm,開槽長度沿裂縫兩端各延長40~60cm;
②清洗槽體,做到槽體規范(深度與寬度)干凈;
③充分濕潤槽體;
④槽體涂刮嵌縫料:要求嵌縫材料能在潮濕基面施工,嵌縫料與槽縫間混凝土有牢固的粘結力,耐久性好,不開裂、材料中不得含有溶出物,無污染環境,無腐蝕功能(嵌縫料內容后述);
⑤應加強濕養護(一般72h保持嵌縫料濕潤);
⑥鉆孔:孔要求深而細,鉆斜孔:孔徑?8~?18孔深為混凝土厚度1/2~2/3,斜孔α=350~450;
注:d—混凝土厚度:單位mm
⑦注漿設備選型:應選用高壓電動注漿機,要求注漿壓力不小于40mpa,機具體積小,便于操作及攜帶,產品采用模組化設計,便于組裝拆卸及保養(注漿設備選型內容后述);
⑧應配備有注漿零配件:止水針頭、鉆頭(各類長度200~450mm)、注漿管、牛油頭、開關閥門、連接桿、高壓管;⑨注漿材料選擇:注漿材料的選擇,要求可灌性好,在有水或潮濕基面上有牢固的粘結力,強度高耐久性好,不收縮、無溶解物質,對環境無污染、防腐蝕性好等優點;
一般選用改性環氧樹脂灌漿料:國產質量較優的有廣州金科有限公司生產的sjk高滲透性改性環氧灌漿料,廣州市泰利斯固結構補強工程有限公司生產的eaa環氧注漿料;
⑩安裝注漿嘴;
○11采用r1型堵漏材料封堵注漿嘴,防止注漿料從注漿嘴周圍滲出;
○12做壓水試驗,檢查注漿嘴孔口有無滲漏水和提供裂縫注漿進漿壓力,試壓不得小于4~8mpa;
○13注漿時,采用正壓與負壓并舉的方式進行;
○14注漿時進漿壓力從低到高、直到壓力穩定、進漿壓力發生突變時,停止注漿,相隔8h后進行三次注漿、注漿方法與第一次注漿方法相同;
○15最后一次注漿約48h后(一般3d),再進行注漿檢查,注漿檢查的壓力達10mpa不進漿,注漿成功;
○16拆管封管、注漿結束。
3、裂縫治理采用的防水材料、注漿及注漿設備介紹
(1)嵌縫料
①原材料組成:普通42.5級的硅酸鹽水泥、1萬目纖維素、粘稠劑、石英粉、調色劑等材料組成;
②產品特點
a、能帶水作業,凝固時間可調;
b、耐久性好與混凝土縫間粘結力強,抗滲抗裂性好;
c、嵌縫材料中不含溶出物質,耐腐蝕性防腐蝕性好,無毒無味,屬環保材料;
d、施工高效快捷。
③施工方法
a、縫槽沖洗干凈,并充分濕潤;
b、配合比:粉料:水=1:0.3攪拌均勻成膩子(不得含生料或團粒);
c、將膩子用刮刀嵌入槽縫,上料時稍用力壓實平順;
d、涂層硬化后進行濕養護3d。
④注意事項
a、拌制材料隨用隨配,攪拌好的料必須在凝結前用完;
b、盡量避開烈日大風下施工,若在烈日高溫下施工,應有防曬措施和濕養,0℃以下施工應有防凍措施,一般不得在0℃以下施工;
c、原材料應存放在干燥環境中,不得與雨水接觸。
(2)堵漏封口防水材料—(r-1型料)
①產品簡介:
r系列堵漏防水材料r-1型為堵漏和防水材料,產品以特種水泥、改性纖維、石英粉、增稠劑、分散劑、穩定劑、密實劑、抗收縮劑等組成。是速凝、抗滲、抗裂和耐久性好的防水材料;
②產品特點:
a、能帶水堵漏和防水,凝固時間可調(3~15min均可);
b、耐久性好、無溶出物、耐腐蝕性好、無腐蝕性、無毒無味、屬環保材料;
c、抗滲抗裂性好、粘結力強,是粘帖帖瓷磚、馬賽克和大理石優質材料;
d、施工方便、工期短、高效快捷;
e、使用范圍廣,適用于新舊混凝土和磚石結構的滲漏水修繕和防水,廣泛應用于各種地下室、隧道、地鐵、蓄水池、水塔、衛生間、輸水管道等的堵漏和防水。
③技術指標: 序號檢驗項目技術指標 凝結時間(20±2)℃ 初凝,min≥2~<10 終凝,min≤152
抗壓強度,mpa,≥1h 4.53d 15.03 抗折強度,mpa,≥1h 1.53d 4.04 抗滲壓力,mpa,7d,≥,試塊1.55粘結強度,mpa,7d,≥1.26 耐熱性,100℃,5h無開裂、起皮、脫落7 凍融循環,(-15℃~20℃)20次無開裂、起皮、脫落
④方法
a、面處理
堵漏:用鑿子或沖擊鉆將漏水部位打孔并將孔眼用水沖洗干凈;
抹面:基面必須充分濕潤,并要求基面堅固、潔凈、平順、不平之處先用雙快補強r-6型材料找平。滲漏水嚴重處,應打孔引水。
b、材料配合比
方式配合比=粉:水厚度,(mm)用料,(kg/m2)要求堵漏1:0.3捏面料團抹面1:0.4 2~3 3.2~4.8拌制均勻、細膩
c、施工方法
堵漏:用鑿子或沖擊鉆將滲水部位打成4~5cm深,直徑2~3cm的孔洞,用于沖洗干凈后,r-1型材料加水(灰:水=1:0.3)攪拌均勻,捏成料團(料團大小與孔洞相近),手掌感覺發熱,迅速將料團塞于孔中,并用手掌壓住幾分鐘,手掌感到發硬后,松開手掌,再用木板壓平。15min后進行濕養護;
抹面:基面清理干凈,充分濕潤后,r-1型材料加水(灰:水=1:0.4)攪拌均勻(不得含生料或團粒)成膩子狀,用抹子或刮板迅速上第一層料(厚度1mm),涂層硬化后噴水濕養護,再上第二層料(厚度1mm),上料時稍用力使涂層密實。若還有局部滲水或有濕漬,只需在滲水或濕漬部位再加涂一層,直到不滲不濕。并注意搭接,每次配料不要太多(每次攪拌應在凝結前用完),以免造成浪費。涂層硬化后要進行濕養護3d。
d、注意事項:拌制材料隨用隨配,攪拌好料必須在凝結前用完;盡量避開烈日下施工,若在烈日下施工涂層凝固后,應及時加遮曬措施和濕養護,0℃以下施工要添加防凍劑;材料貯存時,應置于室內干燥處。材料袋裝拆線后,余料應扎緊口,勿受潮。
(3)超早強自流平水泥基灌漿料超早強自流平水泥基灌漿料新產品,是一種水泥基,凝結時間可調的水硬化灌漿材料,其特點是具有超早強、高強、微膨脹和自密實、自流平、可灌性好、施工簡單。
該產品為粉狀材料,使用方便,按0.35~0.45的水泥比直接加水,攪拌均勻后即可使用。灌注后,不需振搗
該產品特別適用于緊急搶修工程,如鐵路基床病整治工程(不影響列車運營的情況下)、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注漿堵漏工程(高寒區)、云南白虎山隧道、上海局外復線苔井隧道等十余座隧道的注漿堵漏工程進行了成功應用,在武漢鋼鐵廠4#高爐的快速搶修中,采用研制的超早強灌漿料配制的超早強自流平混凝土,6h混凝土強度達到c30以上,應用效果非常好,節約了維修時間,減少了停產維修所帶來的巨大損失。
該技術產品已通過部級技術鑒定,部分性能指標達到國際領先水平。
①產品的主要特點
a、水灰比為0.35~0.45時,凈漿的流動度大于240mm,料漿初凝10~20min,料漿終凝12~25 min。(流動性保持時間和凝結時間可調,根據用戶需要,可縮短或延長料漿的流動性保持時間和凝結時間)。料漿的初凝與終凝時間間隔短(2~4min)。
b、從加水攪拌起,常溫下,凈漿試體30min的抗壓強度可達8~15mpa,1h抗壓強度可達12~25mpa,1d抗壓強度可達25~45mpa,28d抗壓強度可達50mpa以上,具有顯著的超早強、高強的特點。后期強度持續增長,一年達60mpa以上;
c、產品具有良好的微膨脹性,水灰比為0.4時,凈漿試體的水中自由膨脹率為1d6.6/萬,3d17/萬,7d17.9/萬,14d17.9/萬。可以看出,試體的微膨脹在7d已趨于穩定;
d、產品的抗滲性、抗凍性和耐硫酸鹽侵蝕性良好;
e、產品堿含量低、無氯;
f、產品可配制超早強混凝土、噴射混凝土。
②主要技術指標(檢驗依據q/ltf06-2004)檢驗項目 標準值
該產品特別適用于緊急搶修工程,如鐵路基床病整治工程(不影響列車運營的情況下)、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注漿堵漏工程(高寒區)、云南白虎山隧道、上海局外復線苔井隧道等十余座隧道的注漿堵漏工程進行了成功應用,在武漢鋼鐵廠4#高爐的快速搶修中,采用研制的超早強灌漿料配制的超早強自流平混凝土,6h混凝土強度達到c30以上,應用效果非常好,節約了維修時間,減少了停產維修所帶來的巨大損失。
該技術產品已通過部級技術鑒定,部分性能指標達到國際領先水平。
①產品的主要特點
a、水灰比為0.35~0.45時,凈漿的流動度大于240mm,料漿初凝10~20min,料漿終凝12~25 min。(流動性保持時間和凝結時間可調,根據用戶需要,可縮短或延長料漿的流動性保持時間和凝結時間)。料漿的初凝與終凝時間間隔短(2~4min)。
b、從加水攪拌起,常溫下,凈漿試體30min的抗壓強度可達8~15mpa,1h抗壓強度可達12~25mpa,1d抗壓強度可達25~45mpa,28d抗壓強度可達50mpa以上,具有顯著的超早強、高強的特點。后期強度持續增長,一年達60mpa以上;
c、產品具有良好的微膨脹性,水灰比為0.4時,凈漿試體的水中自由膨脹率為1d6.6/萬,3d17/萬,7d17.9/萬,14d17.9/萬。可以看出,試體的微膨脹在7d已趨于穩定;
d、產品的抗滲性、抗凍性和耐硫酸鹽侵蝕性良好;
e、產品堿含量低、無氯;
f、產品可配制超早強混凝土、噴射混凝土。
②主要技術指標(檢驗依據q/ltf06-2004)檢驗項目 標準值 漿流動度,(mm),≥2202 流動度保持時間,(min),≥83 凝結時間,(min),(10℃~7℃)初凝,≥10 終凝,≤20
初、終凝結間隔,≤54 抗壓強度,(mpa)塊養護,(40min),≥6 試塊養護,(1d),≥23 試塊養護,(3d),≥30 試塊養護,(7d),≥36 試塊養護,(28d),≥425
試件膨脹率,% 水中,(7d),≥0.05 水中,(28d),≥0.2 干空,(28d),≥-0.02
③施工方法
a、鉆孔:布孔的原則是先疏后密,中插孔,并用壓風機沖孔,將孔內沉碴、淤泥徹底清理干凈,通過沖孔可了解孔位之間的連通關系,從而確定壓漿孔和通氣孔;
b、灌漿:灌漿以前,應先進行注水試驗,以檢查孔洞是否暢通,然后將超早強自流平水泥基灌漿料按灰水比1:0.4的比例,用攪拌機制漿,將制好的漿放入貯漿桶后,通過壓力泵由管線送漿液至工作面而進行壓漿,壓漿工序可視漿液的凝結時間而定,以保證其結石強度。
④注意事項
a、產品宜在16℃~28℃的環境穩定下使用,在其它溫度下使用產品的凝結時間會有較大的變化,故用戶采用時,應加以說明,我們會提供低溫或高溫下的產品;
b、產品應在干燥環境下存放,保質期6個月時,應經試驗合格后使用。
(4)改性環氧樹脂灌漿材料
改性環氧樹脂灌漿材料是利用環氧樹脂的高強度,粘結力強的特點,改性它在潮濕接觸面有較好的耐久粘結力,遇水分散,可灌性好的性能,是改善混凝土密實性、補縫、補強防水的優質灌漿材料。
①改性環氧樹脂灌漿材料應符合如下條件才能選用
a、可灌好、凝固后不收縮、無溶出物質,可灌k=10-6~10-8cm/s,地層中可灌入0.01mm裂縫中;
b、粘結力強,可以粘結縫、濕縫、水下縫,可以粘結被油,有機物灰塵等污染的裂縫;
c、綜合力學性能和物理性能好、強度、粘結力、抗拉強度、剪切應力等指標高,能適應動荷載下施工(如高壓水頭堵水加固、地鐵和公路道床加固,房屋地基加固,橋梁補強,混凝土結構和堵水補縫補強等);
d、材料中不含溶出物質,無收縮,對環境無污染,耐腐蝕無腐蝕固結體無毒,耐久性好(粘結力),②主要技術指標
外觀:無結塊,顏色一致,無分層;固化時間:15~48h;
抗壓強度:≥50mpa;
抗拉強度:≥8mpa;
粘結強度:干燥基面≥1.5mpa;潮濕基面≥(1.5×0.8)mpa;
彎曲強度:≥25mpa
收縮率:≤0.3%;
③改性環氧灌堵漏補強工程施工工藝
a、用切縫機開縫,人工治縫開槽,槽寬20mm,槽深20~30mm,槽長向縫兩端頭各延長100mm;
b、用清水將打鑿好的滲漏水縫、滲漏水點清洗干凈;
c、埋設注漿咀,注漿咀一般埋設在滲漏水較大或裂縫較寬的部位,注漿咀間距一般為30~50cm,滲漏水點注漿咀埋設在滲漏水部位;
d、用封堵材料把注漿咀固定并把“u”型縫封平;
e、在注漿咀處套1根約12cm長、?10mm的高壓膠管,用鐵絲把高壓膠管扎緊;
f、待封縫材料固結后,采取從裂縫左邊至右邊(或右至左)或由下至上的方式,用灌漿泵把化學漿從灌漿咀處灌入,灌漿壓力需緩慢增加,當灌漿壓力上升到1~8mpa后,在沒有加壓的前提下,若灌漿泵的壓力表指示針在2~3min內基本不下滑,即可停止該咀灌漿,移至下一咀續灌。在灌縫過程中,若出現灌漿咀通漿情況,即將通漿咀封閉(用鐵線扎緊高壓膠管口),若出現封縫部位漏漿,即應停止灌漿,用封漏材料將部位堵位;
g、封管,灌漿完畢后,用鐵絲扎緊套在灌漿咀上的高壓膠管口;h、將漿液固化后(一般3d),切除注漿咀;
i、檢查注漿效果,若個別部位仍有滲漏現象,必須重灌,直至不滲不漏為止。
④汗滲部位的化灌堵漏處理
a、在汗滲部位布置注漿孔,孔距一般為30~50cm,孔徑約12mm,孔深約40cm(或根據工程具體情況而定);
b、用高壓水槍(水壓1mpa左右)將注漿孔清洗干凈;
c、埋設注漿管,管深約10cm;
d、封管,用微膨脹速凝材料將注漿管與混凝土孔隙封實,管壁周邊再用改性環氧漿泥密封,范圍約?10mm;
e、待封管材料固結后,作灌漿防滲處理。灌漿壓力根據進漿情況確定;
f、灌漿時,采用正壓與負壓并舉的方式進行。
(5)高壓灌注機設備簡介
①機具介紹
a、機具:高壓灌漿機,灌注壓力可達8000~10000磅,可進入0.02mm以上的發絲裂縫。
機具體積小,便于操作及攜帶(重量7kg)。產品采用模組化設計,便于組裝、拆卸及保養。
可切換進料方式:除一般傳統置料方式外,本機另可切換至吸料管進料,可節省倒料時間及節省材料。并可以避免材料二次污染;
高壓注漿堵漏—工法特性:高壓灌注機所產生的巨大壓力,將堵漏劑送至壁體裂縫的中間部位,使堵漏劑以裂縫中間部位為中心向四周擴散。堵漏劑與水快速反應硬化后,將裂縫永久性堵住,尤其是對厚度大于20cm以上的混凝土壁體,使用本工法堵漏更是快速且有效。
本工法所使用之高壓注漿機,灌注壓力高、流量大,可快速止水,確為有效的堵水工法。尤其是對量涌水的漏水點,本工法更有神奇之處。
適用范圍:地鐵、隧道、涵洞、地盤改善、水庫、港灣工程、頂板、裂縫、施工縫、伸縮縫、地下室發絲狀裂縫等止漏工程。
b、零配件
配件名稱規格或說明
止水針頭長針頭15cm用于松散結構:短針頭8.5cm,10cm用于密實結構。并可定制其他規格。
鉆頭各種長度。(15×210mm,14×310mm,14×450mm)。
牛頭油 進口
開關閥門 國產
連接桿 進口
高壓管 進口
②高壓灌注堵漏裂縫施工工藝
a、前期施工步驟
尋找裂縫:對于潮濕基層,先清掃結水,待基層全部清理干凈、表面稍干時,仔細尋找裂縫,用色筆或粉筆沿裂縫作好記號:對于干燥基層清,清理后可用氣泵或吹風機吹除表面灰塵;
鉆孔:按混凝土結厚度,距離裂縫約150~250mm,沿裂縫方向兩例交叉鉆孔。孔距應按現場實際情況而定,以兩孔注漿后漿液在裂縫處能交匯機為原則,一般剛開始時孔距宜為300mm;孔徑的大小,應按配套的止水針頭大上而定,采用的為非標的13mm鉆頭。孔與裂縫斷面應成450~600交叉,并交叉在底板中部1/3范圍。
埋止水針頭:止水針頭為配套部件,是漿液注入裂縫內的連接件,埋設時應用工具緊固,并保證針頭的橡膠部分及孔壁在未使用前干燥,否則在緊固時容易引起打滑。
b、前期施工應注意的問題
在尋找裂縫前,首先應對裂縫進行分析,并按裂縫寬度、長度的不同分別取芯,以確定裂縫深度發展規律。如非貫穿裂縫且深度較淺,可以作表面處理。
c、裂縫修補
灌注漿液應從第一枚針頭開始(結構立面由下往上灌注),當漿液從裂縫處冒出,應立即停止,移入第二枚繼續灌注,依次向前進行。在灌注過程中,如果漿液已灌滿相鄰針頭位置,可以跳開不注:如注漿后發現裂縫兩端仍有裂縫延伸,或有裂縫與其交叉,應在該位置補孔,重新注漿。這樣,整條裂縫的第一次注漿才算結束。
為使裂縫完全灌滿漿液,應進行二次注漿。第二次灌注應與第一次間隔一段時間,但必須在漿液凝固前完成。如二次灌注后,漿液仍不能愈合,應在該位置重新鉆孔注漿。
d、注漿時應注意的問題
當一枚針頭在灌注較長時間后(約5min后),漿液仍未從裂縫內冒出,應停止灌注,間隔一段時間后再進行,如仍未灌滿,應檢查鉆孔是否與埋管線交叉,底板是否有孔洞等情況,待查明原因后再進行。
灌注時應嚴密注視灌注機的工作壓力表,如超過額定壓力(35mpa以上),應停機再進行,如壓力仍居高不下,應檢查鉆孔是否與裂縫完全交叉。
聚氨酯是遇水膨脹材料,工作時應穿戴好防護器具如手套、護目鏡,如不慎濺入眼睛,應立即送醫院。
e、表面清理及設備維護
待漿液凝固后,表面應及時清理。
灌注機連續使用最多不超過10h,如中途停止工作超過30min,應及時清洗機械,清洗可用專用清洗劑或丙酮等。
灌注機使用前應經常檢查,發現異常,立即予以維修,以防發生事故。
③裂縫修補檢測
對已修補完成的裂縫,用鉆孔機進行取芯檢測。檢測結果應該是混凝土表面光滑、密實,漿液全部灌滿裂縫,并對芯樣進行混凝土強度抗壓試驗,達到原設計值
第四篇:混凝土裂縫成因及處理措施
混凝土裂縫原因分析及預防措施
混凝土結構裂縫是非常普遍的,可以說很難避免,其中有的裂縫形成以后不再發展,對混凝土結構的正常使用沒有影響,而有的裂縫則隨著時間的延長而繼續發展,危及建筑物的結構安全。只有正確認識混凝土結構裂縫的產生原因,采取相應的措施,消除隱患,才能確保結構安全和正常使用。
一、混凝土結構產生裂縫的原因
1、溫度變化引起的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮的性質,當外部環境或結構內部溫度發生變化時,混凝土將發生變形,變形受到約束,則在結構內產生溫度應力,當溫度應力超過混凝土的抗拉強度時即產生溫度裂縫,其特征是隨溫度變化而擴張或合龍。
混凝土澆筑后的前幾天,水泥的水化熱大量釋放,混凝土內部的溫度迅速升高,混凝土內部與外界形成溫差,產生溫度應力,溫差越大,溫度應力越大,當溫度應力超過混凝土的抗拉強度時即產生溫度裂縫。
2、收縮引起的裂縫
在混凝土收縮類型中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是混凝土體積變形的主要原因.(1)塑性收縮產生的裂縫
塑性收縮發生在混凝土澆注后4-5h,此時水泥水化反應激烈,分子鏈逐漸形成,出現泌水和水分急劇蒸發,混凝土失水收縮,同時骨料因自重下沉,而此時混凝土尚未硬化,產生塑性收縮。塑性收縮所產生的量級很大,可達1%。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋,便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎向變截面處箱梁腹板與頂底板交接處,因硬化前沉實不均勻將發生表面順腹板方向的裂縫。
(2)縮水收縮產生的裂縫
混凝土硬結以后,隨著表層水分逐漸蒸發,濕度逐步降低,混凝土體積減小,產生縮水收縮(干縮)。因混凝土表層水分損失快,內部損失慢,因此產生表面收縮大,內部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當表面混凝土承受的拉力超過其抗拉強度時,便產生收縮裂縫。
3、鋼筋銹蝕引起的裂縫
由于混凝土質量較差或保護層厚度不足,混凝土保護層易受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面,使鋼筋周圍混凝土堿度降低,或由于外加劑使用不當,氯化物的介入,使鋼筋周圍氯離子含量較高,引起鋼筋表面氧化膜破壞。若鋼筋中的鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分子發生反應,其銹蝕物氫氧化鐵的體積比原來增長2-4倍,從而使混凝土周圍產生膨脹應力,導致混凝土保護層開裂、剝落,沿鋼筋縱向產生裂縫,并有銹跡滲出混凝土表面。同時銹蝕使鋼筋有效斷面減小,鋼筋與混凝土握裹力削弱,結構 承載力下降,并將誘發其他形式的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導致結構破壞。
4、施工工藝對裂縫的影響
如保護層過厚,或亂踩已綁扎的上層鋼筋,使承受負彎矩的受力鋼筋保護層過厚,導致構件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直的裂縫。
施工時混凝土分層或分段澆注時,接頭部位處理不好,容易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。如分層澆注時間隔時間過長,引起層面之間的水平裂縫,分段澆注時,接觸面鑿毛、清洗不徹底,新舊混凝土之間黏結力小,或后澆注的混凝土養護不到位,導致混凝土收縮而引起裂縫。若混凝土早期受凍,使構件表面出現裂紋或局部剝落,或脫模后出現空鼓現象,施工時模板剛度不足,澆注混凝土時模板側向變形,或拆模過早,混凝土強度不足,均會使混凝土產生裂縫。
二、混凝土結構產生裂縫的預防措施
1、溫度裂縫
(1)合理選用水泥
根據外界氣候條件和構件的體積及施工措施,合理選用水泥品種。如果是大體積混凝土、澆注速度很快、外界氣溫便低,則應選用水化熱低的水泥。優化混凝土配合比,盡可能降低水泥用量,從而降低混凝土水化熱溫度升值,每降低10KG/立方米,混凝土的水化熱溫度升高可降低1度。(2)合理控制拆模時間
混凝土拆模時,對混凝土內部與外界的溫差有嚴格的規定,≤施工規范≥規定其溫差不應超過25℃。可有時為了趕進度,加快模板周轉,往往只注意了混凝土強度,而忽視了溫差對混凝土的影響,尤其是冬季施工時,很容易產生溫度裂縫。
(3)合理確定養生方法
混凝土澆筑后的養生是保證混凝土強度的重要措施,如果養生措施不當,往往會使混凝土表面產生龜裂。在炎熱的夏季,特別是在山區,施工單位經常會圖方便,就地采用河水養生,此時混凝土表面溫度和水的溫差很大,由于混凝土表面的灰漿抗拉強度很低,遇冷水后收縮,就在混凝土表面形成了很多不規則的微裂縫。所以,應該在混凝土拆模后及時覆蓋或包裹,在早晚溫度低時灑水養生,避免在溫度高時將冷水直接澆到混凝土表面,以減少龜裂。
(4)降低混凝土溫度差。
選擇適宜的氣溫澆注混凝土,降低混凝土拌合物的初始溫度,控制澆注速度,降低分層厚度。(5)提高混凝土的極限抗拉強度。
選擇好級配的骨料,嚴格控制含泥量,加強混凝土的振搗,提高混凝土的密實度和抗拉強度,減少收縮變形,澆注后及時排除表面積水,加強早期養護,提高混凝土早期或相應齡期的抗拉強度。摻入一定數量的纖維。
2、收縮裂縫
收縮裂縫最直接的原因就是混凝土內的水分損失,所以控制水灰比至關重要。在泵送混凝土中或鋼筋密集構件等要求混凝土拌和物坍落度較大時,摻加減水劑,降低單位用水量是首選措施。其次,避免長時間的攪拌和振搗,及時清除泌水,控制速度不要過快,振搗要密實,以減少混凝土因骨料自重而引起的下沉量。混凝土收縮裂縫的產生還與水泥品種、標號、用量,骨料品種,外摻劑,養護方法,外界環境,振搗方式等因素有關。在水分容易損失的地上建筑物應首選干縮性小的水泥。
3、鋼筋銹蝕引起的裂縫
凝土振搗不密實或不均勻,出現蜂窩、麻面、空洞或在鋼筋混凝土中使用了含有氯鹽的水或外加劑是導致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源。所以,在施工時采取鋼筋除銹,保證保護層厚度,控制水灰比,加強振搗,保證混凝土的密實性,防止氧氣侵入及在鋼筋混凝土中摻加不含氯鹽的外加劑等措施可減少因鋼筋銹蝕引起的裂縫。
混凝土的裂縫雖然不可避免,但是混凝土的裂縫是可以控制的,認清混凝土裂縫產生的原因,在施工或養護中采取有針對性的措施,是可以預防或減少裂縫產生的。穩定的裂縫不影響結構的正常使用,但裂縫的存在都會降低結構的剛度。所以,預防或減少裂縫的產生,不但可以提高建筑物的觀感質量,更主要的是可以提高建筑物的剛度,延長使用壽命,發揮更大的效益。
第五篇:本科畢業論文_混凝土裂縫治理
混凝土裂縫治理措施
【摘要】隨著我國大規模的經濟建設,建筑結構發展十分迅速,建筑材料,設計和科學理論研究都獲得了長足發展,使城鄉建設面貌煥然一新。混凝土具有原料豐富,價格低廉,生產工藝簡單的特點,因而使用量越來越大;同時混凝土還具有抗壓強度高,耐久性好,強度等級高等優點,使其在土木工程,造船業,機械工業,海洋的開發,地熱工程等工程中廣泛應用。在建筑工程中混凝土構件容易產生裂縫,對工程的安全性和耐久性造成很大的威脅。但混凝土裂縫在工程中又是不可避免的現象,針對施工中普遍存在的裂縫問題,本文從設計、材料選用、施工等幾個方面分析裂縫產生的原因并提出防治措施,希望從多方面加以控制和治理,以期減少因裂縫整治帶來的損失。
【關鍵詞】混凝土 裂縫 控制 治理
Abstract:Along with our country economic construction on a large scale, building structure development is very rapid, building materials, design and scientific research has achieved great development, make urban and rural construction appearance to take on an altogether new aspect..Concrete with abundant raw materials, low price, simple production process characteristics, thus increasing consumption;At the same time ,concrete also has a high compressive strength, good durability, strength grade etc., so that in the civil engineering, shipbuilding industry, machinery industry, marine development, Geothermal Engineering and other widely used in engineering.In the construction of concrete crack, the engineering safety and durability have caused a great threat.But the concrete crack in engineering is inevitable phenomenon, according to construction generally exist in the crack problem, this article from the design, material selection, construction and other aspects the paper analyzes the causes of cracks and puts forward prevention measures, hope from many aspects of control and management, in order to reduce the losses caused by the cracks treatment.Keywords:Concrete;Crack;Control;Government 引言
混凝土能提高建筑工程質量,大大縮短建設工期,提高建設速度,節省工程量。還能節省施工用地、減少資源浪費、改善勞動條件、減少環境污染,降低綜合造價。但是,在大量的工程建設中混凝土的裂縫是不可避免的,其微觀裂縫是本身物理力學性質決定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的標準是根據使用條件決定的。目前世界各國的規定不完全一致,但大致相同。如從結構耐久性要求、承載力要求及正常使用要求,最嚴格的允許裂縫寬度為0.1mm。近年來,許多國家已根據大量試驗與泵送混凝土的經驗將其放寬到0.2mm。當結構所處的環境正常,保護層厚度滿足設計要求,無侵蝕介質,鋼筋混凝土裂縫寬度可放寬至0.4mm;在濕氣及土中為0.3mm;在海水及干濕交替中為0.15mm。沿鋼筋的順筋裂縫有害程度高,必須處理。
近年來預應力混凝土應用范圍逐漸推廣到更多的結構領域,如大跨超長、超厚及超靜定框架結構,其混凝土強度等級必須提高至C50。在采用泵送條件下,其收縮與水化熱大大增加,約束應力裂縫很難避免,張拉前開裂,張拉后又不閉合,裂縫控制的難度更加困難。預應力結構裂縫允許寬度是嚴格的,預應力筋腐蝕屬“應力腐蝕”并有可能脆性斷裂,預兆性較小,裂縫擴展速度快。裂縫深度h與結構厚度H的關系如下:h≤0.1H表面裂縫;0.1H<h<0.5H淺層裂縫;0.5H≤h<1.0H縱深裂縫;h=H貫穿裂縫。
應當盡量避免貫穿性及縱深裂縫,如出現該種裂縫應采取化學灌漿處理來保證強度,即貫縫抗拉強度必須超過混凝土抗拉強度。
早期裂縫一般出現在一個月之內,中期裂縫約在6個月之內,其后1~2年或更長時間屬于后期裂縫。
混凝土在結構的安全、可靠度和方面起絕對的作用,因此,加強對混凝土的裂縫控制也就尤其至關重要。
一、混凝土裂縫的分類
按產生原因可分成塑性收縮裂縫、干縮裂縫、沉陷裂縫、溫度裂縫。
(一)塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結之前,在混凝土澆筑完畢后,養護不及時,表面因失水較快而產生的收縮,塑性裂縫出現在結構表面,這種裂縫大多出現在混凝土澆筑初期。塑性裂縫又稱龜裂,嚴格來說屬于干縮裂縫,塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現,裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,形狀不規則,呈互不連貫狀態。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達2~3m,寬1~5mm。
(二)干縮裂縫
干縮裂縫多出現在露天養護完畢一段時間后;在混凝土硬化的過程中,水泥漿中水分的蒸發,產生內部干縮引起體積變化,且這種收縮是不可逆的,當這種體積變化受到約束時,就可能產生干縮裂縫。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,其走向縱橫交錯,沒有規律性,并隨濕度和溫度的變化而逐漸發展。
(三)沉陷裂縫
沉陷裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關,一般沿與地面垂直或呈30~45°角方向發展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩定。
(四)溫度裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環境或結構內部溫度發生變化,混凝土將發生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。
二、裂縫成因分析
(一)產生塑性收縮裂縫的原因 產生塑性收縮裂縫的因素是很多方面的:如當新拌混凝土的塌落度較大,而震動時間過長時,水泥漿浮在上層,骨料下沉時受到鋼筋或是其他物質的約束,出現不均勻沉降,從而使混凝土的表層產生裂縫;混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,混凝土表面沒有及時覆蓋,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面水分蒸發過快,造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的早期強度又無法抵抗這種形變壓力,因此產生龜裂使用收縮率較大的水泥,水泥用量過多,或使用過量的細砂和粉砂混凝土水灰比過大,也會導致這種裂縫出現。
(二)產生干縮裂縫的原因
產生干縮裂縫的主要原因是混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果:如混凝土成型后,混凝土受外部條件的影響,因養護不當,使得表面水散發快,體積收縮大,而內部濕度變化較小,收縮也小,較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束,產生較大拉應力,引起混凝土表面裂縫;構件因水分蒸發產生體積收縮,受到地基或墊層的約束而出現干縮裂縫;相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產生。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗滲性,引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性,在水壓力的作用下會產生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。
(三)產生沉陷裂縫的原因
產生沉陷裂縫是由于結構地基土質不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產生不均勻沉降,致使混凝土結構產生裂縫。
(四)產生溫度裂 縫的原因
產生溫度裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚,使混凝土早期升溫和后期降溫產生內部和表面溫差。溫度裂縫通常發生在大體積混凝土澆筑后,水泥水化是一個放熱反應,水泥水化產生大量的熱量,使內部混凝土溫度升高,當水化熱溫度升到達高峰后,由于環境溫度較低,因此混凝土溫度開始下降。溫降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,如混凝土遭受寒潮侵襲或夏天混凝土經陽光暴曬后突然下雨,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。
三、裂縫的影響因素
(一)配合比的影響
配合比設計不當直接影響混凝土的抗拉強度,是造成混凝土開裂不可忽視的原因。在原料一定的條件下,水灰比對混凝土收縮有很大的影響。混凝土收縮主要取決于單位用水量和水泥用量,而用水量的影響比水泥用量大;在用水量一定內條件下,混凝土收縮隨水泥用量的增大而加大,反之增大的幅度較小;在水灰比一定條件下,混凝土收縮率隨水灰比的增加而明顯增大;在水灰比相同條件下,混凝土干縮隨砂率增大而加大,但增大的幅度較小。有關試驗資料顯示:用水量不變時,水泥用量每增加10%,混凝土收縮增加5%;水泥用量不變時,用水量每增加10%,混凝土強度降低20%,混凝土與鋼筋的粘結力降低10%。
(二)材料選用方面的影響
1.水泥品種。水泥的選擇是關系到收縮問題的關鍵。不同品種水泥的收縮值取決于C3A、SO3、石膏的含量及水泥細度等。使用導致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標號低或水灰比高均易產生裂縫。此外,在施工過程中,將不同廠家的水泥混用,都是產生裂縫的重要因素。而且,隨著高強混凝土的應用,水泥的標號等級要求也就相應提高,水泥用量也就會增加,產生的水化熱就越高,混凝土的收縮變形也越大。
2.粗細骨料。粗細骨料含泥量過大,造成混凝土收縮增大。骨料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配,容易造成混凝土收縮的增大,誘導裂縫的產生。骨料粒徑越細、針片含量越大,混凝土單方用灰量、用水量增多,收縮量增大。混凝土中粗骨料的用量大,針片狀石子含量高,會造成混凝土內部孔隙增多。細骨料的粒徑及含泥量超標,夏季施工時骨料溫度偏高,到達施工面上的混凝土質量得不到保證,從而使混凝土出現裂縫。
3.外加劑應用不當也會引起裂縫。由于施工工期的需要,一般都會使用化學外加劑的,但外加劑應用不當會直接引起混凝土多種質量問題,并且外加劑的使用也會增大混凝土收縮的變化率,如摻減水劑用于改變混凝土和易性。高效減水劑的減水作用隨時間延長而降低,這是坍落度損失的主要原因,由于高效減水劑吸附在水泥顆粒表面或早期水化物上,它或是被水化物包圍,或是與水化物反應而被消耗掉,變得不能發揮分散能力,水泥顆粒間斥力減小,造成水泥顆粒凝聚,使混凝土坍落度減小,造成混凝土拌和物坍落度損失過大或短期內完全喪失流動性,這類問題在混凝土生產行業中會經常遇到,程度輕的會引起混凝土施工困難,混凝土表面會出現收縮裂縫。
追求建筑物的外觀樣式,建筑物表面存在過多凹凸角,產生的凹角應力集中導致出現裂縫。一些超長建筑物,很易出現伸縮裂縫。此外,因設計的承重板件厚度太小,剛度減弱,板中受拉鋼筋和受壓混凝土應力增大,致使板件出現穿透性裂縫。
(四)施工及現場養護的影響
1.現場澆搗混凝土時,振搗或插入不當,漏振、過振或振搗棒抽撤過快,均會影響混凝土的密實性和均勻性,誘導裂縫的產生。
2.配筋、施工工藝不合標準。部分施工單位在施工中,為了節省施工的材料成本和節省人工費,在施工過程中往往是沒能按照設計要求及有關規范進行施工,鋼筋安放位置不正確、鋼筋間距偏大等原因也容易產生裂縫。
3.混凝土鋼筋保護層較小、混凝土坍落度較大以及混凝土表面收漿不好,易產生沉淀裂縫。外觀表現為沿鋼筋縱向出現條狀規則裂縫,在預埋件正上方以預埋件為中心出現輻射狀裂 4.氣溫、空氣等環境因素導致裂縫
在周圍氣溫、空氣等環境因素的影響下,也會產生裂縫的。(1)空氣的相對濕度越低,混凝土收縮越大。(2)空氣溫度升高,混凝土的收縮隨之增大。(3)長期風吹、日曬也會使混凝土收縮增大。
5.施工時模板的處理。模板施工因素對產生的影響主要是由于以下幾方面產生的:(1)由于樓板模板支撐剛度不夠,梁板支撐剛度差異或模板撓度過大,造成模板支撐下沉變形過大;(2)如果模板支撐的穩定性不夠,在施工期間過度震動使支撐剛度變異部位出現多次瞬間相對位移,這樣也會引起樓板的裂縫;(3)拆模過早,在混凝土沒有完全硬化的時候就進行拆模板,混凝土硬化前過早承載或受到振動,很容易產生裂縫。
6.在混凝土內部的一些危害性化學反應也可導致混凝土產生裂縫。如水泥熟料存在較多游離氧化鈣,當混凝土已凝結硬化,而其中的氧化鈣繼續水化產生體積膨脹,就可以導致在混凝土表面出現龜裂等。另外,混凝土集料中的活性材料與水泥中的堿產生化學反應,生成遇水膨脹的凝膠體,也會造成混凝土結構破壞。7.施工方法不規范會導致混凝土產生裂縫。
8.保護措施不到位。混凝土澆注后,沒有按規定的要求進行養護,導致樓板收縮開裂。(1)養護不及時,使混凝土養護初期過早脫水,使混凝土出現干縮。(2)混凝土養護初期受凍。(3)樓板施工完成后,混凝土終凝初期,施工機具和材料集中,或過早進人下道工序施工,造成較大施工荷載和震動,使其產生裂縫。
四、裂縫預防措施
由于水化熱產生的升溫較高、降溫幅度大、速率快,使混凝土產生較大的溫度和收縮應力是導致混凝土產生裂縫的主要原因。因此,為防治水化熱引起的裂縫,施工前應計算升溫峰值、內外溫差及降溫速率,制定相應的技術措施,防止和控制溫度裂縫,確保工程質量。
(一)控制水灰比
選擇中低熱品種水泥,優先選用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥,其早期的水化與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比,3天的水化熱約低30%。在混凝土中摻入一定數量的優質粉煤灰,不但能代替部分水泥,而且粉煤灰顆粒呈球狀具有滾動效應,起到潤滑作用,可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性、保水性。摻優質粉煤灰的混凝土后期強度高,在一定范圍內60天比28天強度均可增長20%左右。嚴格控制水灰比和水泥用量,合理地選用水泥品種是控制溫度裂縫的有效措施。
(二)合理搭配水泥強度等級與混凝土強度等級之間關系。
一般情況下,水泥強度比所使用的混凝土強度大一個等級。如配置C30混凝土,使用強度等級為42.5的水泥比較合適,可以達到合理的水灰比,保證施工質量。切忌不能只為片面追求經濟效益,使用高標號水泥、大水灰比的配合比。在工程中,要根據混凝土工程特點或所處環境條件,決定應優先選用哪種水泥,從而盡可能避免裂縫的產生。在現場一定要設置與施工規模和進度相匹配的水泥庫,嚴禁不同廠家的水泥混用。
(三)選用級配良好的粗、細骨料
骨料是影響混凝土干縮的主要因素之一。粗骨料體積含量越大,混凝土收縮越小。在保證混凝土性能的情況下,增加粗骨料的含量,選用天然連續級配的粗集料,減少用水量、水泥用量,進而減小水化熱,以采用級配良好的中砂為宜;針片狀顆粒含量不宜大于10%、含泥量少的骨料,可以減少混凝土收縮,預防混凝土裂縫的產生。粗骨料中針片狀石子嚴禁超標;細骨料應質地堅硬、清潔、級配良好,并采取脫水、排水、遮蓋和加強管理等綜合措施,保證含水率穩定,細骨料不能使用細砂,含泥量嚴格控制在規范要求以內。盡量選用收縮率小的骨料。
(四)外加劑。1 減水劑:一般混凝土外加劑會增加混凝土的收縮,對混凝土抗裂不利。2 膨脹劑:膨脹混凝土拌合物黏稠,無離析和泌水現象,因此泵送性較好,適應泵送施工,由于不泌水,容易產生早期塑性收縮裂縫。因此必須注意早期養護。由于摻入膨脹劑后需大量的水參與反應才能發揮膨脹效果,因此混凝土也可能產生內干縮。混凝土充分養護是保證膨脹劑應用的重要條件,否則會產生不良的后果。
(五)設計環節不可盲目追求經濟性
設計部門應明確建筑物的安全第一的宗旨,在保證安全的前提下對建筑物的實用性、裝飾性進行改進,不可片面追求建筑物的經濟性和裝飾效果。設計者在民用建筑工程中不要一味追求使用高強度等級混凝土。C20級能滿足要求,就不要使用C30級。
(六)施工及養護方面的控制措施
1.降低混凝土入模溫度
(1)降低原材料進入攪拌機的溫度。如夏季在水箱內加冰塊,降低水溫;粗骨料遮陽防曬,并灑冷水降溫;細骨料遮陽防曬;散裝水泥提前儲備,避免新出廠水泥溫度過高。采取以上措施最大限度降低混凝土出機溫度。
?在夏季使用混凝土時,混凝土運輸車加保溫套或對罐體噴淋冷水降溫。混凝土泵送管道遮陽防曬。
?混凝土澆筑作業面遮陽,減少混凝土冷量損失。
④澆筑混凝土前將基層和模板澆水濕透,但不得有明水存在。
⑤夏季骨料溫度高時,采用灑水等降溫措施,減緩混凝土水化反應速度,降低混凝土入模溫度。2.優化澆搗方法
混凝土施工段的劃分及澆筑順序應根據具體工程結構確定,通常按該工程項目劃分表的單元工程進行劃分。混凝土可采用混凝土運輸車運到現場,汽車泵或混凝土輸送泵運送入倉;如采用非泵送混凝土,可用吊機(車)直接布料或搭設腳手架采用機動車布料。大體積混凝土澆筑時,必須根據當地中長期天氣預報,選擇最佳天氣條件進行澆筑,應盡量安排在低溫時段澆筑,以最大限度降低混凝土的初凝溫度。在澆筑過程中,應遵循“同時澆搗、分層推進,一次到頂,循序漸進”的成熟工藝。振搗時重點控制兩點,即混凝土流淌的最近點和最遠點,盡可能采用兩次振搗工藝,以提高混凝土的密實度。
3.制定切實可行的施工組織設計
制定切實可行的施工組織設計并嚴格執行;工人應增強質量意識,熟知操作規程,施工中做到一絲不茍,嚴謹扎實。4.注意抹壓的時間和方法 抹壓應在表面泌水完全排除掉時進行,抹面時應用力抹壓,以閉合已產生的微裂紋和泌水孔;表層刮平抹壓1~2小時后,即在混凝土初凝前在混凝土表面進行二次抹壓,消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮產生的表面裂縫,增加混凝土內部的密實度。但是,二次抹壓時間必須掌握恰當,過早抹壓沒有效果;過晚抹壓混凝土已進入初凝狀態,失去塑性,消除不了混凝土表面已出現的裂縫。5.加強混凝土養護
養護是一項十分關鍵的工作,養護主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝土內表溫差,促進混凝土強度的正常發展及防止混凝土裂縫的產生和發展。
(1)保濕養護混凝土表面經過二次抹壓后,立即覆蓋一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,防止表面水份蒸發,保持混凝上處于潮濕狀態下養護。適宜的潮濕條件可防止澆筑時間不長的混凝土,水泥水化速度快,使混凝土表面脫水產生收縮裂縫。
(2)保溫法是在結構外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料(如草袋、鋸木、濕砂等),在緩慢的散熱過程中,使混凝土獲得必要的強度。保溫養護要根據混凝土絕熱溫升計算,確定中心最高溫度,按溫控技術措施,確定養護材料及覆蓋厚度和養護時間。以減少混凝土表面熱擴散,降低混凝內外溫度的溫差,防止產生表面裂縫;延緩熱擴散時間,控制降溫速率,有利于混凝土強度和松弛作用得到充分發揮,使混凝土獲得必要的強度,讓混凝土總溫差產生的拉應力小于混凝土的抗拉強度,防止貫穿裂縫的產生。在常溫季節,混凝土終凝后也可采取蓄水養護的辦法,替代前兩種保濕保溫養護辦法。根據混凝土內外溫差數據,及時調整蓄水高度,也能收到預期效果。
五、混凝土裂縫的治理措施
混凝土工程裂縫最常見出現問題是由于收縮變形受到約束引發的收縮裂縫和由外部荷載作用引發荷載(受力)裂縫。混凝土的裂縫出現是很難避免的,但混凝土的裂縫是能治理的。
(一)混凝土裂縫治理應收集的資料 1.混凝土材料資料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外摻料(粉煤灰和外加劑)。
2.混凝土施工資料:施工時環境條件、氣象條件、氣溫條件、澆注混凝土順序,商品混凝土質量,坍落度損失,降低水化熱措施、拆模時間,拆模時間,拆模順序,混凝土的養護措施。
3.溫度控制資料:入模溫度(入模溫度=原材料溫度+混凝土攪拌時的溫升+混凝土運輸中的溫度)、混凝土水化熱最高內溫、混凝土內溫與表溫差,混凝土溫降梯度。
4.結構設計資料:控制混凝土開裂的具體措施,附加防水層設置,施工縫、變形縫、后澆帶等的設置、配筋方式等。
(二)裂縫的檢查方法及內容
1.目測法:借助米尺、讀數放大鏡、塞尺或望遠鏡等工具,在現場進行檢查。此種方法只能檢查確定裂縫的表面形態,如發生部位、高程、裂縫走向、表面寬度、長度、形態變化等。
2.鑿槽法:用風鎬、風鉆或鋼釬騎縫分段布置槽坑,槽坑尺寸視方便鑿槽現場確定,鑿至不見裂縫為止,然后進行測量。此種方法適用于淺層裂縫的檢查,但精度較低、誤差較大。
3.鉆孔壓水法:檢查時先在裂縫一側或兩側打斜孔穿過縫面,然后在孔口安裝壓水設備和阻塞器,進行壓水。孔斜一般為30°、45°、60°。此種方法適用于深縫檢查。
4.超聲波深度探測法:檢查時在裂縫兩側對稱鉆垂直孔并注入清水,利用“巖石聲波測定儀”測出混凝土表面到深層的波速分布,以此對裂縫的深度進行判斷。此種方法較方便,是一種常用的檢測方法。
5.孔內電視和錄像法:采用該方法檢查時先騎縫鉆φ>50mm的鉆孔,沖洗干凈后將電視攝像探頭插入鉆孔,逐漸下移,從電視屏幕上可以觀看孔內圖像,全面了解裂縫形態變化,對記錄重要裂縫可以通過攝像裝置將資料存入檔案。
(三)混凝土裂縫治理 裂縫的出現不但會影響結構的整體性、剛度等,還會降低混泥土的使用功能,因此對裂縫要及時處理,混凝土裂縫治理方法按無害裂縫和有害裂縫進行治理。其修補措施主要有以下方法。1.無害裂縫治理
無害裂縫原則治理方法是表面修補法,表面修補法:包括表面涂抹和表面貼補法。
表面修補法是一種簡單、常見的修補方法,表面涂抹適用于漿材難以灌入的細而淺(一般寬度小于0.2mm),對穩定和對結構承載能力沒有影響的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫,不漏水的縫,不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。常用的治理措施是在混凝土出現裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混泥土表面涂刷油漆、瀝青等無機防腐、防水涂料。無機涂料涂刷后不得開裂,但粘結力強,耐水性好。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。
表面貼補(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。2.有害裂縫治理
(1)有害裂縫治理原則
①混凝土結構的強度達到設計要求,結構變形處于穩定狀態,裂縫無發展,才能治理有害裂縫;
②裂縫處理與防水處理相結合,裂縫處理與結構的穩定性和耐久性處理相結合;
③在治理裂縫過程中,不得破壞原結構;
④裂縫治理應采用注漿和封縫相結合,注漿材料和封縫材料應滿足防水耐久性的要求,應采用經過檢測。并經實踐檢驗,質量可靠的材料;
⑤方案合理選材得當、施工可靠、管理到位。
(2)有害裂縫治理基本要求 ①提供治理裂縫的基本資料;②有害裂縫滲漏水情況和產生裂縫的原因;③提供封縫材料,注漿材料的技術標準、技術要求,注漿設備情況;④編寫施工組及質量檢查標準等。3.有害裂縫治理方法(1)灌漿法
它主要是利用壓力設備將膠結構壓入混泥土的裂縫中,膠結材料硬化后與混泥土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。(2)嵌縫封堵法
嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,已達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。(3)填充法
用修補材料直接填充裂縫,一般用來修補較寬的裂縫(>0.3mm),作業簡單,費用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、或是裂縫中有填充物,用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型槽,然后做填充處理。
(4)混凝土置換法
混泥土置換法是處理混泥土嚴重損壞的一種有效方法,此方法是先將損壞的混泥土剔除,然后再置換新的混泥土或其他材料。通常的置換材料有:普通混泥土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混泥土或砂漿。(5)結構補強法
因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混泥土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采用結構補強法。結構加固中常用以下幾種方法:加大混泥土結構的截面面積,在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混泥土補強加固。混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗;鉆心取樣試驗;壓水試驗;壓氣試驗等。
結語
裂縫是混凝土建筑物中最普遍、最常見的一種現象,混泥土裂縫產生的原因很多,有溫度變化、收縮、不均勻沉降等引起的裂縫,有養護不當和化學作用引起的裂縫等等,裂縫對混凝土建筑物的危害程度不一,嚴重的裂縫會危害建筑物的整體性和穩定性,使建筑物的安全運行受到嚴重威脅。施工中應盡可能采取有效的技術措施控制裂縫,使結構盡量不出現裂縫,或盡量減少裂縫的數量和寬度,特別是避免有害裂縫的出現,以確保工程質量。在施工過程中,對其進行認真研究、區別對待,采用合理的方法進行處理,并在混凝土形成過程中的一系列階段進行控制,從原材料、配合比、混凝土的拌制和運輸,入模振搗、施工縫及后澆帶的處理、養護等嚴格控制,保證建筑物和構件安全、穩定的工作。具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現問題后多分析、多總結,結合多種預防處理措施混凝土的裂縫產生的不良影響是完全可以控制的。
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