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        淺析大體積混凝土裂縫的原因、修補(bǔ)及防治措施

        2016-03-16 12:14:18孫石青
        環(huán)球市場 2016年15期
        關(guān)鍵詞:體積裂縫表面

        孫石青

        北京京鐵聯(lián)建建筑工程有限公司

        淺析大體積混凝土裂縫的原因、修補(bǔ)及防治措施

        孫石青

        北京京鐵聯(lián)建建筑工程有限公司

        大體積混凝土的定義為:混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土,或預(yù)計(jì)會因混凝土水化熱導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高層建筑、超高層建筑、各種混凝土大壩、大型橋梁的大量出現(xiàn),使得混凝土構(gòu)件的體量越來越大,出現(xiàn)各種大體積混凝土結(jié)構(gòu)?;炷翉?qiáng)度及其組成材料決定了大體積混凝土的抗拉強(qiáng)度,因此為確保大體積混凝土質(zhì)量就必須要選擇優(yōu)質(zhì)的原材料。對此,本文就大體積混凝土施工裂縫的控制進(jìn)行簡單的分析與思考,并提出一些可供參考的意見與措施。

        大體積混凝土;裂縫;修補(bǔ)

        新時期,現(xiàn)代工程數(shù)量與日俱增,工程設(shè)計(jì)與施工材料等日新月異。其中大體積混凝土憑借自身優(yōu)勢,在現(xiàn)代工程建設(shè)中運(yùn)用日漸廣泛,成為新起之秀。但是,基于混凝土材料特性,以及受到其他因素影響,裂縫時常降低工程質(zhì)量,對裂縫進(jìn)行控制與處理迫在眉睫。

        1 大體積混凝土定義

        在《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55-2011)中,大體積混凝土的定義為:“混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土,或預(yù)計(jì)會因混凝土中膠凝材料水化引起溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土”。在大型橋梁、高層建筑、水利大壩等工程中,大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用十分廣泛,在施工和養(yǎng)護(hù)過程中,大體積混凝土?xí)蚋鞣N原因產(chǎn)生裂縫,影響結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,造成混凝土的質(zhì)量問題,嚴(yán)重的還會導(dǎo)致安全事故。因此,防止施工中出現(xiàn)有害裂縫是大體積混凝土施工的關(guān)鍵問題。大體積混凝土裂縫按深度不同,可分為表面裂縫(危害性較小,但影響結(jié)構(gòu)外觀)、深層裂縫(部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面,影響結(jié)構(gòu)耐久性)和貫穿裂縫(切斷了結(jié)構(gòu)斷面,破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性,危害性較大)三種。

        2 裂縫產(chǎn)生的重要因素

        (1)混凝土特性。針對所有混凝土而言,體積收縮是其自身具有的特性。由于混凝土是一種混合材料,水泥、骨料、外加劑等是構(gòu)成的主要成分,選用不同的原材料,以及按照不同的比例進(jìn)行配置,都會改變混凝土的特性,不僅是體積收縮特性,同時也會改變抗拉強(qiáng)度。當(dāng)骨料含量較高,水泥種類具有較高細(xì)度時,開裂現(xiàn)象越易產(chǎn)生。

        (2)溫度效應(yīng)。大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生,有80%左右是與溫度有關(guān)的,該類裂縫又被稱為溫度裂縫,引發(fā)溫度裂縫的原因較多,現(xiàn)將常見的幾類加以概述:其一,混凝土澆筑后,早晚環(huán)境溫度發(fā)生變化,致使混凝土內(nèi)外溫差大,混凝土表面形成拉應(yīng)力造成裂縫產(chǎn)生。其二,混凝土中水泥發(fā)生膠結(jié)硬化,在此過程中會產(chǎn)生水化熱,致使內(nèi)外溫差產(chǎn)生,出現(xiàn)裂縫。

        (3)施工不當(dāng)。施工過程中的溫度差是造成混凝土裂縫的主要原因。施工環(huán)境溫度過低,容易造成混凝土的抗拉應(yīng)力大于抗裂能力,溫度過高或者空氣過于干燥,混凝土表面的水分蒸發(fā)過快,影響混凝土質(zhì)量。

        3 大體積混凝土裂縫的修補(bǔ)和防治措施

        3.1 修補(bǔ)方法

        1)表面修補(bǔ)法。表面修補(bǔ)法適用于對建筑安全和結(jié)構(gòu)承載力沒有影響的表面裂縫。施工中常用措施有涂覆法、增加整體面層、壓抹環(huán)氧膠泥、環(huán)氧漿液粘玻璃網(wǎng)格布和表面縫合等。

        2)灌漿法。灌漿法應(yīng)用范圍十分廣泛,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可運(yùn)用,處理效果好。利用加壓設(shè)備把漿液注入混凝土裂隙里。常用材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚氯乙烯膠泥、塑料油膏等。

        3)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。由于混凝土粉化、疏松、剝落、開裂和鋼筋銹蝕,使結(jié)構(gòu)物裂縫擴(kuò)展、強(qiáng)度剛度降低、撓度增大,承載力削弱,以致結(jié)構(gòu)物涉險(xiǎn)服役,就要考慮采用加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,常用方法有:加大截面法、體外預(yù)應(yīng)力法、外包鋼板法和碳纖維補(bǔ)強(qiáng)法。

        3.2 防治措施

        1)材料比例需明確。施工大體積混凝土的過程中,施工員首先需要做的就是針對項(xiàng)目認(rèn)真確認(rèn)混凝土材料比例,比如主樓、地下室、商場。一般來講,如果混凝土的材料比例準(zhǔn)確,那么混凝土不僅能夠抗壓,還能夠防水,同時在很大程度上避免出現(xiàn)滲水問題,進(jìn)而更好地處理混凝土表面,讓混凝土強(qiáng)度得到強(qiáng)化,在后期施工維護(hù)中起著很大的作用。故而施工大體積混凝土?xí)r,施工員要不斷確認(rèn)混凝土材料,然后按照施工情況對混凝土材料比例進(jìn)行確認(rèn),以此在施工中防治混凝土裂縫產(chǎn)生。

        2)約束條件需規(guī)范。要想提高工程大體積混凝土裂縫防治效率就必須要規(guī)范約束條件。施工人員在工程的剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)檢查中需要優(yōu)化約束條件,并獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)的思考。施工人員要采取科學(xué)的措施對混凝土約束條件進(jìn)行補(bǔ)充,從而保證混凝土裂縫不會反復(fù)出現(xiàn)?;炷亮芽p的防范以及混凝土應(yīng)力因素的規(guī)避都需要通過規(guī)范約束條件來實(shí)現(xiàn)。

        3)完善混凝土養(yǎng)護(hù)。積極做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,防止混凝土的水分流失,保證水泥水化反應(yīng)的正常進(jìn)行,避免混凝土表面溫度突變造成的收縮裂縫。養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵是控制混凝土內(nèi)外溫差,保持適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)溫度和濕度。(1)降低混凝土內(nèi)部溫度。在混凝土內(nèi)部相應(yīng)位置預(yù)埋水管,通入冷卻水,降低混凝土內(nèi)部溫度。冷卻水的溫度越低,冷卻水與混凝土溫度的溫差越大,冷卻效果越明顯。還可在混凝土內(nèi)投毛石,大塊石可以吸收熱量,降低混凝土內(nèi)部溫度,有效控制混凝土開裂。(2)保持混凝土表面溫度。在混凝土表面鋪設(shè)保溫材料(如草袋、土工布、塑料薄膜等),把混凝土散熱過程中的內(nèi)外溫差控制在20℃以內(nèi),并盡可能延長養(yǎng)護(hù)時間,拆模后及時回填或再次覆蓋保護(hù)。提前埋設(shè)測溫探頭,監(jiān)控混凝土內(nèi)部溫度,控制好混凝土內(nèi)外溫差。

        綜上所述,大體積混凝土出現(xiàn)裂縫,大都由混凝土特性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、溫度效應(yīng)、施工不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐桑渲袦囟鹊挠绊懽畲?。為此,在對混凝土裂縫進(jìn)行控制與處理時,需科學(xué)選擇混凝土材料,合理進(jìn)行抗裂設(shè)計(jì),嚴(yán)格控制混凝土材料溫度,規(guī)范工程施工。

        [1] 江昔平. 大體積混凝土溫度裂縫控制機(jī)理與應(yīng)用方法研究[D]. 西安建筑科技大學(xué),2013.

        [2] 童育林. 大體積混凝土裂縫控制研究[D]. 重慶大學(xué),2004.

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