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        如何處理混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因及其修補(bǔ)方法

        2014-01-01 00:00:00張瑞家
        山東工業(yè)技術(shù) 2014年3期

        【摘 要】工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是極為普遍的現(xiàn)象,裂縫修補(bǔ)主要以恢復(fù)結(jié)構(gòu)材料的防水性及耐久性為目的,也有從維護(hù)人身安全及注重美觀的角度而進(jìn)行修補(bǔ)的。在滿足修補(bǔ)的前提下,必須考慮經(jīng)濟(jì)性來塊定修補(bǔ)的范圍及修補(bǔ)的規(guī)模等。通過混凝土裂縫的原因分析,針對修補(bǔ)方法進(jìn)行淺析。

        【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑;混凝土結(jié)構(gòu);裂縫

        1 混凝土裂縫原因分析

        1.1 材料質(zhì)量

        材料質(zhì)量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質(zhì)量不好。若工程上用了這些不合格的材料就會導(dǎo)致“豆腐渣工程”,所以說只有材料的質(zhì)量關(guān)把好了,工程質(zhì)量才會在根本上得到保證。

        1.2 地基變形

        在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定與地基變形的情況,由于地基變形的應(yīng)力相對較大,使得裂縫一般是貫穿性的。

        1.3 施3532藝

        施3235藝著重強(qiáng)調(diào)以下幾點:

        (1)水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。

        (2)混凝土是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。

        (3)模板構(gòu)造不當(dāng),漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過拆模等都有可能造成混凝土開裂。施工過程中,鋼筋表面污染,混凝土保護(hù)層太大或太小,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

        (4)混凝土養(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。

        1.4 結(jié)構(gòu)受荷

        結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多,施工中和使用都可能出現(xiàn)裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30%-40%的設(shè)計荷載,就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能察覺,而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻(xiàn)稱之為無害裂縫)—在鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范中,分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2~0.3nun。對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及不允許開裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫則應(yīng)認(rèn)為有害,需加以認(rèn)真分析,慎重處理。

        1.5 設(shè)計構(gòu)造

        結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中;構(gòu)造處理不當(dāng)現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設(shè)附加箍筋或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開裂。

        1.6 濕度變形裂縫

        普通混凝土在空氣中硬結(jié)時,體積會發(fā)生收縮,由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,在早期混凝土強(qiáng)度較低時,混凝土收縮值最大。因此,若構(gòu)件早期養(yǎng)護(hù)不良,極易產(chǎn)生收縮裂縫。這類裂縫,在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等工程結(jié)構(gòu)中最為常見。

        1.7 徐變裂縫

        結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)應(yīng)力的作用下,除瞬時彈性變形外,其變形值隨時間的延長而增加的現(xiàn)象稱為徐變變形。據(jù)文獻(xiàn)記載受彎構(gòu)件由于徐變變形的作用,其長期變形值可增加2~3倍,因變形量加大而使拉區(qū)混凝土承受拉應(yīng)力,造成裂縫的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因徐變會產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失,降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。此類裂縫常見于受彎構(gòu)件的拉區(qū),其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。

        1.8 施工方面

        由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。如混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)不良或養(yǎng)護(hù)時間不夠;水灰比過大、水泥或外加劑加入量過大;攪拌時間不夠、振搗不實;鋼筋表面污染、保護(hù)層過小或過大;任意留置施工縫且不按規(guī)定處理;后期施工擾動前期混凝土;構(gòu)件內(nèi)外溫差大,未采取有效措施;在不宜施工的氣候條件下,勉強(qiáng)施工;冬季施工未采取防凍措施等。

        2 混凝土修補(bǔ)工法及特點

        2.1 表面修補(bǔ)法

        常用的方法為涂覆法,增加整體面層,壓抹環(huán)氧膠泥,環(huán)氧漿液粘玻璃絲布,表面縫合等。

        (1)涂覆法:混凝土表面出現(xiàn)數(shù)量較多的表面裂縫時,采用手工或機(jī)械噴涂方法,將修補(bǔ)材料涂覆于混凝土表面,起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間,厚度大者適應(yīng)裂縫變化能力強(qiáng)。選用修補(bǔ)材料時應(yīng)考慮使用條件(室內(nèi)、室外、環(huán)境溫濕度變化,介質(zhì)腐蝕情況)以及裂縫活動情況等,例如,要求耐磨的地坪可選用環(huán)氧瀝青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料,不穩(wěn)定的裂縫修補(bǔ)可選用聚氨酷彈性體,橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。

        (2)增加整體面層:混凝土表面裂縫數(shù)量較多,分布面較廣時,常采用增加一層水泥砂漿或細(xì)石混凝土整體面層的方法處理。多數(shù)情況下,整體面層內(nèi)應(yīng)配置雙向鋼絲網(wǎng)。有條件時,宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。

        (3)壓抹環(huán)氧膠泥:對于數(shù)量不多,又不集:縫寬>0.1mm的裂縫可采用此法處理。

        (4)環(huán)氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環(huán)氧樹脂膠料或環(huán)氧焦油膠料,粘貼1~2層玻璃絲布。

        (5)表面縫合:在裂縫兩邊鉆孔或鑿槽,將u形鋼筋或金屬板放孔或槽中,用環(huán)氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌人孔或槽中錨固,以達(dá)到縫合裂縫的目的。

        2.2 局部修復(fù)法

        常用的方法有充填法,部分鑿除重新澆筑混凝土、預(yù)應(yīng)力法等。

        (1)充填法:用鋼釬、風(fēng)鎬或高速轉(zhuǎn)動的切割圓盤將裂縫擴(kuò)大,最終鑿成V形或梯形槽,分層壓抹環(huán)氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中v形槽適用于一般裂縫修補(bǔ);梯形槽用于滲水裂縫修補(bǔ);環(huán)氧砂漿適用于有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的修補(bǔ);聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補(bǔ)。

        (2)預(yù)應(yīng)力法:用鉆機(jī)在構(gòu)件上鉆孔,注意避開鋼筋,然后穿人螺栓(預(yù)應(yīng)力鋼筋),施加預(yù)應(yīng)力擰緊螺帽,使裂縫減小或閉合。如條件許可時,成孔的方向應(yīng)與裂縫方向垂直,鉆孔方向不與裂縫垂直時,宜采用雙向施加預(yù)應(yīng)力。

        (3)部分鑿除重新澆筑混凝土:對于鋼筋混凝土預(yù)制梁等構(gòu)件,由于運(yùn)輸、堆放、吊裝不當(dāng)而造成裂縫的事故時有發(fā)生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土,清洗、充分濕潤后,澆筑強(qiáng)度高一等級的混凝土,養(yǎng)護(hù)到規(guī)定強(qiáng)度的修補(bǔ)方法。修補(bǔ)后的構(gòu)件仍可使用在工程上。用這種方法修補(bǔ)已斷裂的構(gòu)件應(yīng)特別慎重。此外,修補(bǔ)前應(yīng)檢查鋼筋的實際應(yīng)力和變形狀況。修補(bǔ)混凝土宜用微膨脹型。修復(fù)工作必須十分仔細(xì)認(rèn)真,否則新老混凝土結(jié)合不良將導(dǎo)致失敗。

        2.3 灌漿法

        將水泥或化學(xué)漿液灌人混凝土縫內(nèi),使其擴(kuò)散,固化。固化后的漿液具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度,與混凝土能較好地粘結(jié),從而增強(qiáng)了構(gòu)件的整體性,使構(gòu)件恢復(fù)使用功能,提高耐久性,達(dá)到堵漏防銹補(bǔ)強(qiáng)的目的。

        用于結(jié)構(gòu)修補(bǔ)的化學(xué)漿液主要有兩類:一類,是環(huán)氧樹脂漿;一類,是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學(xué)漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙,使之不透水并增加強(qiáng)度。

        雖然民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)工法多種多樣,但不能只知其一、只用其一,而應(yīng)牢牢掌握每一種方法,以一變應(yīng)萬變,做到根據(jù)不同情況采取不同方法,盡量實現(xiàn)修補(bǔ)最優(yōu)。

        [責(zé)任編輯:劉帥]

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