杜愛國
(陜西建工第六建設(shè)集團有限公司,陜西 咸陽 712000)
裂縫是影響混凝土施工質(zhì)量的主要質(zhì)量缺陷,引發(fā)混凝土裂縫的因素有很多,包括:溫度、原材料質(zhì)量不達標(biāo)、施工操作不當(dāng)、養(yǎng)護不及時等。裂縫是建筑工程混凝土施工中常見的質(zhì)量通病,對建筑工程施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、使用壽命等方面皆有嚴重的影響。由于混凝土中有水泥的存在,水泥遇水后會發(fā)生水化反應(yīng),釋放出大量的水化熱,如果得不到及時釋放,就會形成裂縫。因此,混凝土裂縫是客觀存在的,很難從根本上得到有效解決,只能通過一系列控制技術(shù)進行抑制。
在混凝土施工中一旦外界溫度與混凝土自身溫度發(fā)生較大變化,就會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,如果在變形中受到鋼筋、模板、預(yù)埋構(gòu)件等因素的限制,就會形成相互作用力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土自身的極限抗壓強度時,就會形成溫度裂縫。在建筑工程混凝土施工中形成溫度應(yīng)力的形式主要有兩種:一種是在大體積混凝土澆筑時,水泥水化熱會釋放出熱量,混凝土的體積發(fā)生膨脹,當(dāng)受到外部因素限制時就會形成應(yīng)力作用,從而形成裂縫;另一種是混凝土在固化過程中,如果內(nèi)部溫度和外界溫度的差距超過25℃,就會形成溫度應(yīng)力,進而產(chǎn)生混凝土裂縫。
在建筑工程混凝土施工中,往往需要用到大量混凝土,因此,混凝土的質(zhì)量直接決定了建筑工程的總體質(zhì)量。在混凝土配制過程中,如果水泥、級配碎石、添加劑等質(zhì)量不合格,在混凝土澆筑施工也會形成裂縫。比如:如果水泥的安定性不達標(biāo),會降低氧化鈣的氧化速度,不但會影響混凝土的凝固效率,也不利于混凝土強度的提升。如果碎石的級配不均勻,則會導(dǎo)致水泥和水的用量比例發(fā)生變化,難以達到設(shè)計強度,在使用過程中就會形成裂縫。
混凝土在固化過程中,根據(jù)收縮形式的不同,可分為兩種情況,一種是縮水收縮,另一種是塑性收縮。發(fā)生縮水收縮的主要原因是混凝土在固化過程中,表層水分在太陽光照、風(fēng)吹、環(huán)境干燥的環(huán)境中發(fā)生提前干涸,但內(nèi)部水分發(fā)揮的比較慢,在混凝土表面形成收縮力,內(nèi)外收縮力不一致從而形成拉應(yīng)力,超過混凝土的抗拉強度時就會發(fā)生裂縫。而混凝土的塑形收縮主要發(fā)生在混凝土施工中,混凝土配制完成后在5~15 小時內(nèi)化學(xué)反應(yīng)比較劇烈,并逐步形成分子鏈,水分損失必將嚴重,如果養(yǎng)護不當(dāng),水分補給不及時,就會形成塑性收縮裂縫。
混凝土工程實體表面裂縫對混凝土工程的剛度、強度、整體性有一定影響,嚴重時甚至對建筑工程的安全性、穩(wěn)定性造成嚴重影響。因此,為確保建筑工程能安全使用,一旦發(fā)現(xiàn)裂縫就必須采取合理的措施進行處理,避免引發(fā)更大安全問題。目前在混凝土裂縫處理中常用的措施有以下幾種:
表面修補法是目前建筑工程混凝土裂縫處理中常用的方法,主要應(yīng)用在裂縫相對穩(wěn)定,并且不會對建筑工程的承載力造成較大影響的裂縫處理。具體做法為:在裂縫表面涂抹水泥砂漿或高標(biāo)號混凝土澆筑、環(huán)氧膠泥等材料,避免空氣中的水分和有機物進入裂縫內(nèi)部腐蝕鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu),影響建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
結(jié)構(gòu)加固法主要應(yīng)用裂縫的存在影響到混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性時,增加混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積,提升穩(wěn)定性。具體做法為:在混凝土裂縫角部外包型鋼,然后通過預(yù)應(yīng)力法或者粘貼鋼板加固的方法對裂縫做加固處理。也可以通過噴射混凝土補強的方法來對混凝土做加固處理,從而達到修補裂縫,避免裂縫進一步發(fā)展的目的。
如果混凝土裂縫對建筑工程的整體性有影響,并且對防滲漏有較高要求的建筑工程,可采用灌漿嵌縫封堵法對裂縫進行全面處理。具體做法為:利用專業(yè)設(shè)備把膠結(jié)材料注入混凝土裂縫中,對裂縫進行封堵,膠結(jié)材料硬化后可以與周圍的混凝土形成一個整體,提升混凝土工程的穩(wěn)定性。常用的膠結(jié)材料有:環(huán)氧樹脂、水泥漿液等。
有的混凝土裂縫是客觀存在的,很難從根本上得到有效規(guī)避,控制混凝土裂縫是要以預(yù)防為主,降低后期混凝土裂縫修補時人力、物力的消耗量。因此需要根據(jù)裂縫的成因選擇與之相適應(yīng)的裂縫控制措施,以實現(xiàn)對混凝土裂縫的有針對性控制,常用的裂縫控制技術(shù)有以下幾種:
為避免溫度對裂縫的影響,在建筑工程具體施工建設(shè)中,要降低水泥用量,或選用水化熱低的水泥,也可通過改善混凝土中骨料級配的方法,或加入適量的外加劑的方法來控制水化反應(yīng)。并合理控制混凝土的澆筑溫度,夏季混凝土施工中,要采用深井水,或者在混凝土配制時對碎石骨料等進行灑水降溫處理,以達到降低混凝土澆筑時溫度的目的。此外,還要合理控制混凝土澆筑的厚度,并進行均勻振搗,提升水化熱釋放速率,混凝土澆筑完成后立即進行覆蓋灑水養(yǎng)護,確保表面的濕潤性,為混凝土固化提供良好的環(huán)境。如果在冬季施工,則要對裸露在空氣中混凝土做蓄水、覆蓋等保溫措施,避免混凝土內(nèi)外溫差過大而引發(fā)裂縫。
在混凝土配制時要對混凝土原材料的質(zhì)量進行全面系統(tǒng)的檢查,包括:水泥的標(biāo)號、砂石級配和含泥量、外加劑等。盡量選擇水化熱低的水泥,比如:粉煤灰水泥、火山灰水泥等。如果存在粗配料,則要使用級配良好并且粒徑較大的材料,碎石和砂的含泥量控制在1%以下,針片狀的碎石含量要控制在15%以下。如果條件允許,還要加入適量的超細礦粉,以達到潤滑和減水的目的。在混凝土配制過程中選擇合理的外加劑,既能降低水資源的使用量,也可以提升混凝土的工作性能、抗壓能力和抗?jié)B透能力,從而達到合理控制裂縫產(chǎn)生的目的。
針對塑性收縮裂縫的控制技術(shù)為:當(dāng)混凝土澆筑振搗完成后,立即用塑料薄膜布或棉氈進行覆蓋,并進行灑水養(yǎng)護,根據(jù)外界溫度、濕度、風(fēng)力的變化合理調(diào)整灑水次數(shù)和灑水量,為混凝土固化提供充分的水資源支持。此外,在混凝土配制時要滿足混凝土和易性和可泵性的需求,合理控制坍落度。
3.4 針對縮水收縮裂縫的控制技術(shù)為:降低混凝土的坍落度,在保證混凝土泵送性和實際用量需求的基礎(chǔ)上,降低水資源的使用量,保證混凝土拌合的均勻性,在卸料時要進行20~30s 高速運轉(zhuǎn),然后反轉(zhuǎn)卸料,提升混凝土拌合的均勻性,保證施工質(zhì)量,降低裂縫發(fā)生的概率。
裂縫是混凝土施工中常見的質(zhì)量通病,對建筑工程施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、使用的安全性等都有非常重要的影響。因此必須根據(jù)裂縫成因的不同,選擇與之相適的控制技術(shù)和處理措施,才能合理控制裂縫的危害,提升建筑工程施工質(zhì)量。