混凝土收縮裂縫的防治與處理

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摘要:混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,可分兩類,即結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫,本文分析了混凝土工程中常見的一些裂縫問題原因,并對收縮裂縫的一般規(guī)律作了探討,結(jié)合具體情況提出了一些預(yù)防及處理措施,以避免或減少混凝土收縮裂縫。 

關(guān)鍵詞：混凝土，裂縫，防治，處理  中圖分類號：tv534文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號：  一、混凝土的收縮  收縮是混凝土的一個主要特性，對混凝土的性能有很大影響。產(chǎn)生收縮裂縫的原因，一般認(rèn)為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行。如不加以防止，可能會造成嚴(yán)重后果。  混凝土的收縮分為1、塑性收縮2、化學(xué)收縮3、物理收縮4、碳化收縮  影響因素有：1、集料含量：混凝土產(chǎn)生收縮主要組成是水泥石，增加集料的相對含量即可減少收縮。  2、集料的質(zhì)量：在配合比一定時，采用彈性模值較高的集料，可以減少收縮。  3、單位用水量，在混凝土中，水泥與水經(jīng)水化反應(yīng)而產(chǎn)生凝膠，凝膠吸濕則膨脹、干燥則收縮。因此單位用水量對混凝土收縮有較大影響。  4、相對濕度：周圍介質(zhì)對相對濕度是影響混凝土收縮的重要因素，相對濕度越小，收縮越大。  5、養(yǎng)護(hù)方法 延長潮濕養(yǎng)護(hù)期，可以推遲混凝土收縮的開始但影響甚微。但是壓力蒸養(yǎng)收縮減小顯著。  6、外加劑 不同外加劑對混凝土收縮影響不同，其中氧化鈣對混凝土收縮影響最大。  收縮裂縫包括：混凝土硬化前失水產(chǎn)生的塑性收縮，水泥水化過程產(chǎn)生的化學(xué)收縮和自生收縮，混凝土降溫過程產(chǎn)生的溫降收縮，以及混凝土硬化后干燥失水產(chǎn)生的干縮。這些收縮單獨(dú)或同時作用，都可能導(dǎo)致混凝土裂縫，統(tǒng)稱‘收縮裂縫’。  二、混凝土裂縫的主要施工防治措施  1選擇合適的原材料 其自身收縮是混凝土硬化過程中水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)生成新的化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致自身體積縮小?；炷磷陨硎湛s的大小與水灰比、細(xì)摻料的活性、水泥細(xì)度等因素有關(guān)。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大；水泥細(xì)度越大，混凝土的收縮越大，且發(fā)生的收縮時間越長；水泥的選用同時還要綜合考慮工程特點(diǎn)和氣候環(huán)境及施工條件的影響進(jìn)行合理選擇，特別是有抗?jié)B要求、快硬要求、厚大體積等要求的混凝土；因此選用大的骨料,并盡可能的多用骨料，則可以減小干縮，同時要嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量。選擇最佳粗細(xì)骨料級配，嚴(yán)格水灰比，增加混凝土密實(shí)度，減少收縮、徐變。  2改進(jìn)澆筑施工工藝 優(yōu)化澆筑工藝，“斜面分層，薄層澆筑，連續(xù)推進(jìn)；降低混凝土內(nèi)外溫差，“內(nèi)排”并“外保”，一般要求混凝土內(nèi)外溫差不超過25℃，具體實(shí)施辦法為：①降溫冷卻水管布設(shè)：在澆筑墻體混凝土前，鋼筋綁扎好后立模前預(yù)先在混凝土內(nèi)按1m的層距（距頂?shù)酌婢嚯x為0.50m）布設(shè)降溫冷卻水管（準(zhǔn)30mm的薄壁鋼管），混凝土澆注完成后，即可在該層水管內(nèi)通水。通過水循環(huán)，帶走砼內(nèi)部的熱量，使混凝土內(nèi)部的溫度降低到要求的限度。②攪拌工藝：采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而節(jié)約水泥，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫。③振搗工藝：混凝土分層澆筑，分層振搗，適當(dāng)控制入模厚度和振動技術(shù)，每層澆筑厚度為40cm，設(shè)置施工縫聯(lián)結(jié)鋼筋。待每薄層混凝土全斷面布料振搗完畢，再從一頭向另一頭循環(huán)澆筑。 因墻體高達(dá)6.0m，下部2m部分的混凝土澆注需用溜槽、串筒入模。分層澆筑，每層灌注須在下層混凝土未初凝前完成，以防出現(xiàn)施工冷縫?；炷琳駬v采用直徑為50mm的插入式振搗器沿墻體澆筑的順序方向振搗。振搗時插入下層混凝土5～10cm，振搗時間以混凝土表面翻漿出氣泡為準(zhǔn)?；炷猎跐仓駬v過程中會產(chǎn)生多少不等的泌水，需配備一定數(shù)量的工具如大鐵勺等用以排出泌水。對已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次振動，可排除混凝土因泌水，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。就理論而言，澆筑施工工藝已經(jīng)比較成熟和完善了，但現(xiàn)場實(shí)際施工過程中采用改進(jìn)工藝的方法還是相對較少，主要因素還是增加了施工工序，同時也增加了投入成本；此外在實(shí)際澆筑中技術(shù)交底和班組管理不到位，也是影響混凝土最終成型質(zhì)量 。尤其在振搗工藝中，在不增加工序和成本投入的情況下，無固定振搗操作工、不嚴(yán)格分層振搗、振搗布點(diǎn)不均勻、邊角少振漏振、振搗時間不足等現(xiàn)象在實(shí)際施工中也經(jīng)常出現(xiàn)，嚴(yán)重影響最終質(zhì)量。合肥瑤海開發(fā)區(qū)06年建設(shè)的市政混凝土道路有數(shù)條已經(jīng)出現(xiàn)大面積的版面崩邊、開裂，經(jīng)檢測分析商品混凝土質(zhì)量沒問題，主要還是不密實(shí)，振搗工藝不過關(guān)。  3外加劑和摻合料，在混凝土中摻入適量外加劑，可以使混凝土獲得早強(qiáng)、高強(qiáng)、緩凝等性能，摻入減水劑可大幅度減少拌合水用量，在較低的水灰比下，混凝土仍能較好地成型密實(shí)，獲得較高的強(qiáng)度，減少干縮量；在混凝土中加入摻合料，可提高水泥石的密實(shí)度，改善水泥石與集料的界面粘結(jié)強(qiáng)度，提高混凝土強(qiáng)度。因此適量在混凝土中摻入高效減水劑和摻合料也是改善混凝土性能減少收縮裂紋的有效辦法。  4后期養(yǎng)護(hù)及數(shù)據(jù)采集 混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫?；炷翝沧⑼戤吅蠹崔D(zhuǎn)入養(yǎng)護(hù)階段。以下是在養(yǎng)護(hù)的幾個要點(diǎn)：①采取嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)保護(hù)措施。三項(xiàng)養(yǎng)護(hù)措施：混凝土表面收光后立即覆蓋一層塑料薄膜，以防止早期失水出現(xiàn)塑性裂縫；根據(jù)測溫結(jié)果，適時在塑料薄膜上覆蓋兩層土工布保溫，同時在混凝土中設(shè)置冷卻水管降溫；在塑料薄膜下適時補(bǔ)水，以保證水泥發(fā)揮補(bǔ)償收縮作用的充分條件。②在埋設(shè)冷卻水管時在混凝土中一起布設(shè)測溫點(diǎn)，并在養(yǎng)護(hù)中通過測溫點(diǎn)的溫度測量指導(dǎo)降溫、保溫工作的進(jìn)行，從而控制混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃。測溫點(diǎn)布置的原則應(yīng)使不同施工區(qū)段、不同標(biāo)高處的混凝土溫升均能得到監(jiān)控。在兩條長邊墻體各取三個具有代表性的點(diǎn)，該工程在墻體垂直方向的上、中、下三個位置布置6個測溫孔，保證不同施工區(qū)段混凝土溫升均可得到反映，從而及時指導(dǎo)溫控工作。澆筑結(jié)束后安排專人對測點(diǎn)進(jìn)行溫度記錄，及時調(diào)整循環(huán)水的溫度，確保降溫效果。冷卻完畢后，水管口用與墻體強(qiáng)度等同的水泥漿封閉，水泥中應(yīng)加入微膨脹劑。③在氣溫較高（尤其超過30℃）時，澆水養(yǎng)護(hù)是保證砼強(qiáng)度的關(guān)鍵。工地現(xiàn)場使用小型水泵澆水，并在砼澆筑12小時內(nèi)對砼覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。薄膜養(yǎng)護(hù)采用一次性材料，始終保持塑料薄膜內(nèi)有凝結(jié)水，后續(xù)工序應(yīng)盡量避免對塑料薄膜的破壞。避免了混凝土因干燥而產(chǎn)生干縮裂紋。養(yǎng)護(hù)一般在7天以上。  三、裂縫處理  1.重力滲入法 低粘度的液態(tài)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(gòu)筑臨時的圍堤，使樹脂溢于裂縫表面。  2.真空滲入法 更適合封閉多重?zé)o規(guī)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(huán)氧樹脂漿料注入裂縫表面中。  3釘合法 當(dāng)必須恢復(fù)主裂縫斷面的抗拉強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(huán)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(bǔ)方法。用于修補(bǔ)對結(jié)構(gòu)影響不大的靜止裂縫，通過密封裂縫來防止水汽、化學(xué)物質(zhì)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(jié)構(gòu)的巖石基礎(chǔ)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(yīng)后形成固態(tài)沉淀物或泡沫材料，起到封閉裂縫的作用?？稍诔睗癍h(huán)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(yīng)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(huán)氧樹脂。  7柔性密封法 通常將活動裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動節(jié)縫是比較適宜的辦法。沿裂縫邊緣開一凹槽并填入適當(dāng)?shù)娜嵝圆牧?。?jié)縫底部使用隔離層。  實(shí)際處理中，要針對不同的混凝土裂紋進(jìn)行分析，綜合考慮拿出合理有效的處理方案。目前，市場上也有一些專門進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)、裂紋處理的特種公司，不斷積累的專業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對一些混凝土裂紋處理更加快捷高效。  四、結(jié)束語  裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象。對混凝土裂縫需進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展.  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用pdf形式查看。