呂愛民

摘要:裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會降低渠道板面的抗?jié)B能力,從而影響整體外觀形象,另外由于混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響混凝土的承載能力,因此要對混凝土裂縫預(yù)防處理要區(qū)別對待,采用合理的預(yù)防措施與處理方法,有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,并且經(jīng)處理后節(jié)約成本,保證混凝土機(jī)械襯砌的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞:裂縫;施工;渠道

南水北調(diào)中線渠道工程施工的混凝土面板,采用機(jī)械化襯砌,施工過程中產(chǎn)生了不同程度的裂縫,為了預(yù)防裂縫的產(chǎn)生與處理,在施工過程中總結(jié)了些經(jīng)驗,在此闡述如下:混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題,硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫,這樣就降低混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力,影響渠道外觀、使用壽命,混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,有變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫;有機(jī)械設(shè)備在施工過程中引起的裂縫;有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)引起的裂縫等等。根據(jù)實際情況,在施工過程中分析裂縫產(chǎn)生的原因來采取預(yù)防及處理。

1 渠道機(jī)械化襯砌混凝土工程中常見的裂縫及預(yù)防

1.1 干縮裂縫及預(yù)防

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮,且這種收縮是不可逆的。裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內(nèi)部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,裂縫越易產(chǎn)生。裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性及外觀?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

主要預(yù)防措施:⑴選用收縮量較小及安定性穩(wěn)定的水泥,一般采用中低熱及強度較高水泥和粉煤灰水泥。⑵混凝土的干縮受水灰比的影響較大,水灰比越大,干縮越大,因此在混凝土配合比中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用,同時摻加合適的減水劑。⑶嚴(yán)格控制混凝土施工中的配合比、坍落度、機(jī)械滑模的行走速度、提漿機(jī)提漿、抹面時間。⑷加強混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長其養(yǎng)護(hù)時間。冬季施工時要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時間,覆蓋采用塑料薄膜及加厚草簾。⑸嚴(yán)格按照設(shè)計要求切割收縮縫(混凝土強度在5Mpa左右為最佳)。

1.2 塑性收縮裂縫及預(yù)防

塑性收縮是在混凝土凝結(jié)之前,表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一,互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達(dá)2~3m,寬1~5mm,容易使混凝土板面形成貫穿性裂縫。其產(chǎn)生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使其體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等。

主要預(yù)防措施:⑴選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。⑵嚴(yán)格控制水灰比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性,減少水泥及水的用量。⑶澆筑混凝土之前,將底層保溫板及土基面用水濕潤。⑷及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草簾、無紡布,保持混凝土終凝前表面濕潤,或在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。⑸在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施,及時養(yǎng)護(hù),盡量避免施工。

1.3 沉陷裂縫及預(yù)防

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于地基土質(zhì)不勻、松軟,回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或因為保溫板與基面接觸不緊密,保溫板有翹動現(xiàn)象導(dǎo)致,特別是在冬季,保溫板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降,致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,且裂縫寬度與沉降量成正比關(guān)系。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。另外,通縫切割不及時,及留置不當(dāng)同樣會造成。

主要預(yù)防措施:⑴對松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實和加固,嚴(yán)格杜絕坡面土方超挖。⑵防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。⑶及時切割通縫,按設(shè)計要求正確留置沉降縫。

1.4 溫度裂縫及預(yù)防

本工程溫度裂縫多發(fā)生在混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱,由于晝夜溫差較大,很容易造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力(實踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到25℃~26℃時,混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在5MPa左右的拉應(yīng)力)。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。

主要預(yù)防措施:⑴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。⑵在氣溫較高時,采取一些辦法(在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌合物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現(xiàn)時間。來降低混凝土的入倉溫度。⑶加強混凝土養(yǎng)護(hù),及時用濕潤的草簾、無紡布等覆蓋,適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間。

2 針對渠道機(jī)械化襯砌混凝土裂縫處理措施

裂縫的出現(xiàn)不但會影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度以及渠道外觀,還會引起加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況簡述如下處理措施:

2.1 裂縫處理材料的選用

采用施工單位、監(jiān)理、設(shè)計、業(yè)主經(jīng)論證后的專用材料

對于縫寬≤0.2mm的裂縫采用水泥基滲透結(jié)晶型剛性防水材料進(jìn)行表面涂抹處理;對于縫寬0.2<δ<0.4mm的裂縫采用水泥基柔性防水材料進(jìn)行表面涂抹處理;⑶對于縫寬≥0.4mm的裂縫嵌縫采用聚硫密封膠進(jìn)行鑿槽嵌縫處理;

2.2 裂縫處理的措施

表面涂抹水泥基滲透結(jié)晶型防水材料(縫寬≤0.2mm)

防水基面預(yù)處理。除去浮灰、水泥浮漿,并用水沖洗干凈,空鼓、疙瘩以及起皮等疏松部位,將其鏟除,并用水沖洗。若表面較光滑,用鋼絲刷、砂磨機(jī)等工具將表面打磨粗糙后,在用水沖洗。必須用水充分浸透防水基層,而不可僅僅是表面濕潤。

料漿制備(根據(jù)說明書)完成后,根據(jù)待涂面積,確定水泥基滲透結(jié)晶型防水材料用量并稱量。在裂縫混凝土表面直接涂刷,涂刷范圍裂縫兩側(cè)各10cm,涂刷一遍,厚度約1mm。采用圓形軌跡的方式涂刷,避免出現(xiàn)漏刷。

養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)以噴灑水霧為主,當(dāng)涂層固化到不會被灑水損壞時養(yǎng)護(hù)就可以開始,每天噴灑水霧至少3次(當(dāng)天氣炎熱干燥,水分散失快時,噴灑水霧的次數(shù)應(yīng)相應(yīng)增加,并應(yīng)采取遮蔭或以潮濕的麻布覆蓋等保護(hù)措施),連噴3天以上。養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁采用不透氣的材料(如:塑料薄膜等)直接附于涂層上。禁止用污水、壓力水養(yǎng)護(hù)涂層,也不得用水浸泡養(yǎng)護(hù)。

施工溫度

施工環(huán)境溫度不宜低于5℃,不宜高于40℃。

表面涂抹水泥基柔性防水材料(縫寬0.2<δ<0.4mm)

水泥基柔性防水材料涂抹前,基層混凝土強度應(yīng)不低于設(shè)計值的80%。

基層應(yīng)平整、堅固、潔凈,無浮塵雜物,不得有疏松、凹陷處;如果有油污、孔洞等要進(jìn)行清洗、修補處理。

施工前,基層面要保持基本干燥,無大面潮濕面時即可施工。

施工主要采用人工抹面方法,在裂縫兩側(cè)各10cm范圍內(nèi)涂刷。涂刷一遍,厚度2mm,表面應(yīng)壓實、抹平。

水泥基柔性防水材料凝結(jié)后,進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)溫度不低于5℃。

水泥基柔性防水材料未達(dá)到硬化狀態(tài)時,不得澆水養(yǎng)護(hù)或直接受雨水沖刷。

2.3 鑿槽嵌縫(縫寬≥0.4mm)

使用開鑿工具,沿裂縫方向鑿成一個寬25mm、深38mm的“U”槽溝,根據(jù)裂縫實際情況可以稍有區(qū)別,但應(yīng)滿足槽深為槽寬的1.5倍。不要將槽溝鑿成“V”。

清除縫內(nèi)的污物及雜質(zhì),確保施工面干凈,涂抹建面劑。

將拌制好的材料填入槽內(nèi)壓實,為確保表面的平整度,用抹刀用力來回刮平。