泵送混凝土樓板溫度裂縫原因分析及預(yù)防措施
[摘 要] 目前我國正大力推廣泵送混凝土,泵送混凝土不僅應(yīng)能改善混凝土的施工性能,對(duì)薄壁密筋結(jié)構(gòu)少振搗或不振搗施工,而且應(yīng)能減少收縮、防止裂縫、提高抗?jié)B性、改善耐久性。但是某些工程表明,泵送混凝土凝結(jié)異常時(shí)有發(fā)生,特別是溫度裂縫普遍存在,在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性,值得引起足夠的重視,本文結(jié)合作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),重點(diǎn)分析其產(chǎn)生原因,找出防止和治理裂縫的措施。
[關(guān)鍵詞] 泵送 混凝土 溫度裂縫 成因 防治
1 泵送混凝土的特點(diǎn)
1.1 原材料和配合比
1)水泥用量較多
強(qiáng)度等級(jí)C20~C60范圍為350~550kg/m3。
2)超細(xì)摻合料時(shí)有添加
為改善混凝土性能,節(jié)約水泥和降低造價(jià),混凝土中摻加粉煤灰、礦渣、沸石粉等摻合料。
3)砂率偏高、砂用量多
為保證混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性 ,以便于運(yùn)輸、泵送和澆筑,泵送混凝土的砂率要比普通流動(dòng)性混凝土增大砂率6%以上,約為38~45%。
4)石子最大粒徑
為滿足泵送和抗壓強(qiáng)度要求,與管道直徑比1∶2.5(卵石)、1∶3(碎石)~1∶4、1∶5。
5)水灰比宜為0.4~0.6
水灰比小于0.4時(shí),混凝土的泵送阻力急劇增大;大于0.6時(shí),混凝土則易泌水、分層、離析,也影響泵送。
6)泵送劑
多為高效減水劑復(fù)合以緩凝劑、引氣劑等,對(duì)混凝土拌合物流動(dòng)性和硬化混凝土的性能有影響,因而對(duì)裂縫也有影響。
1.2 工藝
1)混凝土拌制在攪拌站(樓)進(jìn)行,原材料計(jì)量準(zhǔn)確,攪拌均勻,但也偶有失控情況。
2)多數(shù)攪拌站未設(shè)細(xì)摻合料、粉狀泵送劑、粉狀膨脹劑稱量和料侖,采用人工或容積法,使計(jì)量與分散存在問題,影響混凝土的均勻性。
3)當(dāng)混凝土拌合物過乾、過稀,運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)、停留時(shí)間過長(zhǎng)且未進(jìn)行攪拌均勻前入泵時(shí),混凝土拌合物乾稀不勻。
4)每個(gè)運(yùn)輸車中混凝土的坍落度相差過大,加入泵車內(nèi)輸送時(shí),會(huì)澆筑的混凝土均勻性變壞。
5)混凝土澆筑后振搗不足、振搗過度,特別是面積系數(shù)很大的板材,采用振搗棒密實(shí)不均勻。
6)大體積混凝土施工,當(dāng)技術(shù)措施不當(dāng)或不完善時(shí),易產(chǎn)生溫度裂縫。
7)混凝土大面積板材,在澆筑后防風(fēng)、防曬、養(yǎng)護(hù)不足時(shí),易產(chǎn)生干縮裂縫。
8)混凝土拌合物過乾或人工、無稱量加入高效減水劑或水時(shí),混凝土質(zhì)量不易保證。
2 有關(guān)裂縫的一些概念
混凝土是粗集料、細(xì)集料、水泥石、水和氣體所組成的非均質(zhì)堆聚結(jié)構(gòu)。混凝土混合料在不同溫濕度條件下凝結(jié)硬化,并同時(shí)產(chǎn)生體積變形。水泥石的干燥和冷卻收縮大,集料的干燥和冷卻收縮小,同時(shí)水泥石和集料之間相互粘結(jié)而約束,由于變形產(chǎn)生微裂縫。
2.1 按裂縫產(chǎn)生原因分類
1)由外荷載(靜、動(dòng)荷載)直接應(yīng)力引起的裂縫和次應(yīng)力引起的裂縫。
2)由變形變化引起的裂縫:包括結(jié)構(gòu)因溫度濕度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫。其特征是結(jié)構(gòu)要求變形,當(dāng)受到約束和限制時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,應(yīng)力超過一定數(shù)值后產(chǎn)生裂縫,裂縫出現(xiàn)后變形得到滿足,內(nèi)應(yīng)力松弛。這種裂縫寬度大、內(nèi)應(yīng)力小,對(duì)荷載的影響小,但對(duì)耐久性損害大。據(jù)國內(nèi)外調(diào)查資料表明,工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生屬于變形變化(溫濕度、收縮與膨脹、不均勻沉降)引起的裂縫約占80%;屬于荷載引起的裂縫約占20%。
目前筆者已遇到多起是泵送混凝土工程變形的溫度裂縫,這里僅就混凝土工程變形引起的溫度裂縫進(jìn)行一些探討。
2.2 引起變形裂縫的主要原因
混凝土由于溫度變化發(fā)生體積變形,膨脹或收縮,這是材料固有的物理特性。當(dāng)這種體積變化受到約束時(shí)就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,這種應(yīng)力如果超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度,就會(huì)引起開裂。
例如大體積混凝土澆筑后,在硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,使混凝土表面與內(nèi)部溫差很大,如果其內(nèi)部與表面溫差超過25℃時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。體積較大或者較長(zhǎng)的混凝土結(jié)構(gòu),在施工后幾天或幾十天中出現(xiàn)大量裂縫,
這就是因?yàn)闇囟茸兓鸬牧芽p。
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3.溫度裂縫
3.1 產(chǎn)生的原因和特征
1)水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱量,每克水泥放出502J的熱量,如果以水泥用量350~550kg/m3來計(jì)算,每m3混凝土將放出17500~27500KJ的熱量,從而使混凝土內(nèi)部溫度升高,在澆筑溫度的基礎(chǔ)上,通常升高35℃左右。如果按著我國施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定澆筑溫度為28℃ 則可使混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到65℃左右。但是,如果沒有降溫措施或澆筑溫度過高,混凝土內(nèi)部溫度高達(dá)80~90℃的情況也時(shí)有發(fā)生。水泥水化熱在1~3天可放出熱量的50%,由于熱量的傳遞、積存,混凝土內(nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的3~5天,因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同,所以混凝土中心溫度低,形成溫度梯度,造成溫度變形和溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力和溫差成正比,溫度越大,溫度應(yīng)力也越大。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土的內(nèi)外約束應(yīng)力( 包括混凝土抗拉強(qiáng)度)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點(diǎn)是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3~5天,初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì),隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大,甚至達(dá)到貫穿的情況。
2)養(yǎng)護(hù)條件。養(yǎng)護(hù)是使水泥砼正常硬化的重要手段。養(yǎng)護(hù)條件對(duì)裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,水泥砼硬化正常,不會(huì)開裂,但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn),現(xiàn)場(chǎng)施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到,現(xiàn)場(chǎng)水泥砼養(yǎng)護(hù)越接近標(biāo)準(zhǔn)條件,水泥砼開裂可能性就越小。
3)施工質(zhì)量。水泥砼澆筑施工中,振搗不均勻,或是漏振、過振等情況,會(huì)造成水泥砼離析、密實(shí)度差、降低結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。水泥砼內(nèi)部氣泡不能完全排除時(shí),裂縫在鋼筋表面泡則降低了水泥砼與鋼筋的粘結(jié)力。鋼筋若受到過多振動(dòng),則水泥漿在鋼筋周圍密集,也將大大降低粘結(jié)力。
4)外加劑使用不當(dāng)是最常見的一類事故,此類事故表現(xiàn)在:(1)混凝土澆筑后,局部或大部長(zhǎng)時(shí)間不凝結(jié)硬化。(2)已澆筑完的混凝土結(jié)構(gòu)物表面起鼓包。
根據(jù)水泥砼裂縫成因,采取適當(dāng)措施進(jìn)行預(yù)防要比事后補(bǔ)救有效的多。也就是說采取以防為主的方法,歸納起來,可以從以下幾個(gè)方面著手:
3.3.2 混凝土原材料和配合比的選用
1)水泥品種選擇和水泥用量控制
大體積鋼筋混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚,使混凝土出現(xiàn)早期升溫和后期降溫,產(chǎn)生內(nèi)部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí),也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有,可充分利用混凝土后期強(qiáng)度,以減少水泥用量。根據(jù)大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明,每m3混凝土的水泥用量增減10kg,其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升高或降低1℃。因此,為更好的控制水化熱所造成的溫度升高、減少溫度應(yīng)力,可以根據(jù)工程結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載的情況,對(duì)工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行復(fù)核與驗(yàn)算,并取得設(shè)計(jì)單位的同意后,可用56天或90天抗壓強(qiáng)度代替28天抗壓強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度。由于過去土木建筑物層數(shù)不多、跨度不大,且多為現(xiàn)場(chǎng)攪拌,施工工期短,混凝土標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)齡期定為28天,但對(duì)于具有大體積鋼筋混凝土基礎(chǔ)的高層建筑,大多數(shù)的施工期限很長(zhǎng),少則1~2年,多則4~5年,28天不可能向混凝土結(jié)構(gòu),特別是向大體積鋼筋混凝土基礎(chǔ)施加設(shè)計(jì)荷載,因此將試驗(yàn)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的齡期推遲到56天或90天是合理的。如果充分利用混凝土的后期強(qiáng)度,則可使每m3混凝土的水泥用量減少40~70kg左右,則混凝土溫度相應(yīng)降低4~7℃。最后,為減少水泥水化熱和降低內(nèi)外溫差的辦法是減少水泥用量,將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。如果強(qiáng) 度允許,可采用摻加粉煤灰來調(diào)整。
2)摻加摻合料
國內(nèi)外大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明,混凝土中摻入一定數(shù)量?jī)?yōu)質(zhì)的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng),起到潤(rùn)滑作用,可改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性,并且能夠補(bǔ)充泵送混凝土中粒徑在0.315mm以下的細(xì)集料達(dá)到占15%的要求,從而改善了可泵性。同時(shí),依照大體積混凝土所具有的強(qiáng)度特點(diǎn),初期處于較高溫度條件下,強(qiáng)度增長(zhǎng)較快、較高,但是后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。摻加粉煤灰后,其中的活性Al2O3、SiO2與水泥水化析出的CaO作用,形成新的水化產(chǎn)物,填充孔隙、增加密實(shí)度,從而改善了混凝土的后期強(qiáng)度。但是應(yīng)當(dāng)值得注意的是,摻加粉煤灰混凝土的早期抗拉強(qiáng)度和極限變形略有降低。因此,對(duì)早期抗裂要求較高的混凝土,粉煤灰摻量不宜太多,宜在10~15%以內(nèi)。
特別重要的效果是摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰之后,可以降低混凝土中水泥水化熱,減少絕熱條件下的溫度升高。摻加粉煤灰的水泥混凝土的溫度和水化熱,在1~28d齡期內(nèi),大致為:摻入粉煤灰的百分?jǐn)?shù)就是溫度和水化熱降低的百分?jǐn)?shù),即摻加20%粉煤灰的水泥混凝土,其溫升和水化熱約為未摻粉煤灰的水泥混凝土的80%,可見摻加粉煤灰對(duì)降低混凝土的水化熱和溫升的效果是非常顯著的。目前許多商品混凝土廠家,由于認(rèn)識(shí)、技術(shù)、設(shè)備(料倉)等原因,尚未有效、充分地利用粉煤灰。
3)摻加外加劑
摻加具有減水、增塑、緩凝、引氣的泵送劑,可以改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性。由于其減水作用和分散作用,在降低用水量和提高強(qiáng)度的同時(shí),還可以降低水化熱,推遲放熱峰出現(xiàn)的時(shí)間,因而減少溫度裂縫。
必須重視以下三方面的問題:
(1)外加劑與水泥的適應(yīng)性。外加劑進(jìn)場(chǎng)后,必須進(jìn)行試配,掌握其特性:坍落度的耗時(shí)損失、凝結(jié)時(shí)間、減水率等,以確定能否使用;對(duì)于硬石膏做調(diào)凝劑的水泥,這點(diǎn)尤其重要,以免混凝土攪拌成后,發(fā)生速凝或坍落度損失過快的問題。
?。ǎ玻┩饧觿┑拿恳淮瓮读?,都必須嚴(yán)格按照配合比計(jì)量。計(jì)量器具必須經(jīng)常進(jìn)行校驗(yàn),保證其靈敏度和準(zhǔn)確度。
?。ǎ常┓蹱钔饧觿┮3指稍餇顟B(tài),防止受潮結(jié)塊。已經(jīng)結(jié)塊的粉狀外加劑,應(yīng)烘干、碾碎,過0.6毫米篩后使用,以免含未碾成粉狀的顆粒遇水膨脹,造成混凝土表面鼓包。
例如,在泵送混凝土中,摻入占水泥重量0.25%的木質(zhì)素磺酸鈣減水劑,不僅能使混凝土的泵送性能改善,而且可以減少拌合水和水泥用量,從而降低水化熱,延遲了水化熱釋放速度,推遲放熱峰。因此,不但減少了溫度應(yīng)力,而且使初凝和終凝時(shí)間延緩3~8h,降低了大體積混凝土施工中出現(xiàn)冷縫的可能性。
4)選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的粗細(xì)集料
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粗集料
根據(jù)結(jié)構(gòu)最小斷面尺寸和泵送管道內(nèi)徑,選擇合理的最大粒徑,盡可能選用較大的粒徑。要優(yōu)先選用天然連續(xù)級(jí)配的粗集料、使混凝土具有較好的可泵性,減少用水量、水泥用量,進(jìn)而減少水化熱。
例如5~40mm粒徑可比5~25mm粒徑的碎石或卵石混凝土可減少用水量6~8kg/m3,降低水泥用量15kg/m3,因而減少泌水、收縮和水化熱。
細(xì)集料
以采用級(jí)配良好的中砂為宜。實(shí)踐證明,采用細(xì)度模數(shù)2.8的中砂比采用細(xì)度模數(shù)2.3的中砂,可減少用水量20~25kg/ m3,可降低水泥用量28~35kg/m3,因而降低了水泥水化熱、混凝土溫升和收縮。
泵送混凝土應(yīng)注意選用合理砂率,砂率過大,不僅會(huì)影響混凝土的工作度和強(qiáng)度,而且能增大收縮和裂縫。
3.3.3 泵送混凝土施工工藝改進(jìn)
1)控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度
為了降低混凝土的總溫升,減少大體積工程結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差,控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度也是一個(gè)重要措施。
對(duì)于出機(jī)溫度和澆筑溫度的控制,世界各國都非常重視,并有較明確的規(guī)定:我國《水工混凝土施工規(guī)范》(SDJ207-82)中規(guī)定:高溫季節(jié)施工時(shí),混凝土最高澆筑溫度,不得超過28℃。為求得統(tǒng)一,《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-92)也規(guī)定了這個(gè)溫度值。日本規(guī)范規(guī)定,暑期混凝土的攪拌溫度為30℃以下,澆筑時(shí)的混凝土溫度應(yīng)低于35℃;對(duì)于大體積混凝土的溫度,規(guī)定拌制時(shí)為25℃以下,澆筑時(shí)要在30℃以下。前蘇聯(lián)規(guī)范規(guī)定,暑期施工時(shí),當(dāng)澆筑表面系數(shù)大于3的結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r,混凝土拌合物從攪拌站運(yùn)出時(shí)的溫度應(yīng)當(dāng)不超過30~35℃,而對(duì)于表面系數(shù)小于3的大體積結(jié)構(gòu),混凝土拌合物溫度應(yīng)盡可能降低,且不超過20℃。美國規(guī)范規(guī)定,在炎熱的氣候條件下,澆筑溫度不得超過32℃。德國規(guī)范規(guī)定,在炎熱氣候時(shí),新拌混凝土溫度,在卸車時(shí)不得超過30℃。
為了降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度。最有效的方法是降低原料溫度,混凝土中石子比熱較小,但每m3混凝土中石子所占重量最大,所以最有效的辦法是降低石子溫度。在氣溫較高時(shí),為了防止太陽直接照射,可以在砂石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽棚,必要時(shí)可向集料噴淋霧狀水,或者在使用前用冷水沖洗集料。國外也有的攪拌混凝土?xí)r加冰塊冷卻。除此之外,攪拌運(yùn)輸車罐體、泵送管道保溫、冷卻也是必要的措施。
2)改進(jìn)工藝
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,從而提高混凝土強(qiáng)度10%或節(jié)約水泥5%,并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫。
振動(dòng)工藝
澆搗時(shí),振搗捧要快插慢拔,根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間,避免過振或漏振,應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗,提高密實(shí)度。以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。對(duì)已澆筑的混凝土,在終凝前進(jìn)行的二次振動(dòng),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。
養(yǎng)護(hù)工藝
為了嚴(yán)格控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差,確保混凝土質(zhì)量,減少裂縫,養(yǎng)護(hù)是一個(gè)十分重要和關(guān)鍵的工序,必須切實(shí)做好。新澆混凝土早期養(yǎng)護(hù)尤為重要,可保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。
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。由于散熱時(shí)間延長(zhǎng),混凝土強(qiáng)度和松弛作用得到充分發(fā)揮,使混凝土總溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度,防止了貫穿裂縫的產(chǎn)生。澆筑時(shí)間不長(zhǎng)的混凝土,仍然處于凝結(jié)、硬化過程,水泥水化速度較快,適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生收縮裂縫。同時(shí)在潮濕條件下,可使水泥的水化充分、完全,從而提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。
對(duì)大體積混凝土加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù),是減少溫度裂縫的最有效措施。大體積混凝土的保溫養(yǎng)護(hù),最常用的是采用草袋同塑料薄膜聯(lián)合使用,用草袋進(jìn)行保溫,用塑料薄膜保濕,保溫層的拆除應(yīng)根據(jù)測(cè)溫情況而定,要確認(rèn)內(nèi)外溫度差低于25℃時(shí)方能拆除,同時(shí)應(yīng)分層逐步拆除,應(yīng)盡量避免因?yàn)榻禍厮俣冗^快而引起混凝土開裂。
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對(duì)于厚大體積混凝土,施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設(shè)散熱孔、通水排熱等),避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后,應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施,表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。
3)施工方案方面。良好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割,最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外,分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意,一般來說,因盡量留在變截面處,或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在水泥砼的受壓區(qū)。澆筑前應(yīng)注意鋼筋綁扎質(zhì)量,并采取措施保證鋼筋的保護(hù)層厚度,澆筑混凝土?xí)r嚴(yán)禁施工人員在鋼筋網(wǎng)上踩踏。確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度,采用低溫入模、低溫養(yǎng)護(hù),必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊,以降低混凝土原材料的溫度。避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。根據(jù)工程特點(diǎn),充分利用混凝土后期強(qiáng)度,可以減少用水量,減少水化熱和收縮?;炷帘M可能晚拆模,拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上,拆模后要立即覆蓋或及時(shí)回填,避開外界氣候的影響,養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以水泥砼強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的階段為準(zhǔn),即7至28天,最好能長(zhǎng)些。
4.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)溫度裂縫,雖對(duì)承載能力無多大影響,但會(huì)引起鋼筋銹蝕,降低耐久性,或發(fā)生滲漏,影響使用,尤其是在住宅建筑中,現(xiàn)澆梁、板或剪力墻出現(xiàn)的裂縫會(huì)給居民造成不安全感,而且裂縫不僅會(huì)影響抗?jié)B效果,也易造成水分侵蝕鋼筋,影響使用耐久性。因此,應(yīng)對(duì)裂縫及時(shí)治理。常采用的裂縫治理方法有以下幾種:
4.1.表面修補(bǔ)法
適用于對(duì)承載能力沒有影響的表面裂縫的處理,也適用于大面積細(xì)裂縫防滲、防漏的處理。
1)表面涂抹水泥砂漿:將裂縫附近的混凝土表面鑿毛,或沿裂縫鑿成深15~20mm,寬150~200mm的凹槽,掃凈并灑水濕潤(rùn),先刷水泥凈漿一層,然后用1:2的水泥砂漿分2~3層涂抹,總厚度控制在10~20mm左右,并用鐵抹抹平壓光。有防水要求時(shí)應(yīng)用2mm厚水泥凈漿及5mm厚1:2的水泥砂漿交替抹壓4~5層,剛性防水層涂抹3~4小時(shí)后進(jìn)行覆蓋,灑水養(yǎng)護(hù)。在水泥砂漿中摻入占水泥重量1~3%的氯化鐵防水劑,可起到促凝和提高防水性能的效果。為了使砂漿與混凝土表面結(jié)合良好,抹光后的砂漿面應(yīng)覆蓋塑料薄膜,并用支撐模板頂緊加壓。
2)表面涂抹環(huán)氧膠泥:涂抹環(huán)氧膠泥前,先將裂縫附近80~100mm寬度范圍內(nèi)的灰塵、浮渣用壓縮空氣吹凈,或用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈,油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍,如表面潮濕,應(yīng)用噴燈烘烤干燥、預(yù)熱,以保證環(huán)氧膠泥與混凝土粘結(jié)良好。若基層難以干燥,則用環(huán)氧煤焦油膠泥涂抹。涂抹時(shí),用毛刷或刮板均勻蘸取膠泥,并涂刮在裂縫表面。
3)采用環(huán)氧粘貼玻璃布:玻璃布使用前應(yīng)在堿水中煮沸30~60分鐘,然后用清水漂凈并晾干,以除去油脂,保證粘結(jié)。一般貼1~2層玻璃布。第二層玻璃布的周邊應(yīng)比下面一層寬10~12mm,以便壓邊。
4)表面涂刷油漆、瀝青:涂刷前混凝土表面應(yīng)干燥。
5)表面鑿槽嵌補(bǔ):沿混凝土裂縫鑿一條深槽,槽內(nèi)嵌水泥砂漿或環(huán)氧膠泥、聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等,表面作砂漿保護(hù)層。槽內(nèi)混凝土面應(yīng)修理平整并清洗干凈,不平處用水泥砂漿填補(bǔ),保持槽內(nèi)干燥,否則應(yīng)先導(dǎo)滲、烘干,待槽內(nèi)干燥后再行嵌補(bǔ)。環(huán)氧煤焦油膠泥可在潮濕情況下填補(bǔ),但不能有淌水現(xiàn)象。嵌補(bǔ)前先用素水泥漿或稀膠泥在基層刷一層,然后用抹子或刮刀將砂漿或環(huán)氧膠泥、聚氯乙烯膠泥嵌入槽內(nèi)壓實(shí),最后用1:2水泥砂漿抹平壓光。在側(cè)面或頂面嵌填時(shí),應(yīng)使用封槽托板逐段嵌托并壓緊,待凝固后再將托板去掉。
4.2內(nèi)部修補(bǔ)法
內(nèi)部修補(bǔ)法是用壓漿泵將膠結(jié)料壓入裂縫中,由于其凝結(jié)、硬化而起到補(bǔ)縫作用,以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。這種方法適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響,或有防水、防滲要求的裂縫修補(bǔ)。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料,可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對(duì)寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿,對(duì)寬度小于0.5mm的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學(xué)灌漿。
1)水泥灌漿:一般用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的修補(bǔ),主要施工程序是鉆孔、沖洗、止?jié){、堵漏、埋管、試水、灌漿。鉆孔采用風(fēng)鉆或打眼機(jī)進(jìn)行,孔距l(xiāng)~1.5m,除淺孔采用騎縫孔外,—般鉆孔軸線與裂縫呈30~45度斜角,孔深應(yīng)穿過裂縫面0.5m以上,當(dāng)有兩排或兩排以上的孔時(shí),宜交錯(cuò)或呈梅花形布置,但應(yīng)注意防止沿裂縫鉆孔。沖洗在每條裂縫鉆孔完畢后進(jìn)行,其順序按豎向排列自上而下逐孔沖洗。止?jié){及堵漏待縫面沖洗干凈后,在裂縫表面用1:2的水泥砂漿或用環(huán)氧膠泥涂抹。埋管(一般用直徑19~38mm的鋼管作灌漿管,鋼管上部加工絲扣)安裝前應(yīng)在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊,然后旋入孔中,孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其它材料塞緊,并用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵,防止冒漿或灌漿管從孔口脫出。試水是用0.098~0.196MPa壓力水作滲水試驗(yàn),采取灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法,檢查裂縫和管路暢通情況,然后關(guān)閉排氣孔,檢查止?jié){堵漏效果,并濕潤(rùn)縫面以利于粘結(jié)。灌漿應(yīng)采用425號(hào)以上的普通水泥,細(xì)度要求經(jīng)6400孔/cm2的標(biāo)準(zhǔn)篩過篩,篩余量在2%以下,可使用2:1、1:1、0.5:1等幾種水灰比的水泥凈漿或1:0.54:0.3(即水泥:粉煤灰:水)的水泥粉煤灰漿,灌漿壓力一般為0.294~0.491MPa,壓漿完畢時(shí)漿孔內(nèi)應(yīng)充滿灰漿,并填入濕凈砂,用棒搗實(shí),每條裂縫應(yīng)按壓漿順序依次進(jìn)行,當(dāng)出現(xiàn)大量滲漏情況時(shí),應(yīng)立即停泵堵漏,然后繼續(xù)壓漿。
2)化學(xué)灌漿:化學(xué)灌漿能控制凝結(jié)時(shí)間,有較高粘結(jié)強(qiáng)度和一定的彈性,恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性效果較好,適用于各種情況下的裂縫修補(bǔ)及堵漏、防滲處理。灌漿材料應(yīng)根據(jù)裂縫性質(zhì)、裂縫寬度和干燥情況選用。常用的灌漿材料有環(huán)氧樹脂漿液(能修補(bǔ)縫寬0.2mm以下的干燥裂縫)、甲凝(能灌0.03~0.1mm的干燥細(xì)微裂縫)、丙凝(用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補(bǔ),能灌0.1mm以下的細(xì)裂縫)等。環(huán)氧樹脂漿液具有粘結(jié)強(qiáng)度高、施工操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用最廣。灌漿操作主要工序是表面處理(布置灌漿嘴和試氣)、灌漿、封孔,一般采取騎縫直接用灌漿嘴施灌,不用另外鉆孔。配制環(huán)氧漿液時(shí),應(yīng)根據(jù)氣溫控制材料溫度和漿液的初凝時(shí)間(1小時(shí)左右)。灌漿時(shí),操作人員要戴上防毒口罩,以防中毒。
保證工程質(zhì)量,既是一個(gè)技術(shù)問題,又是一個(gè)管理問題,我們必須以規(guī)范、規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格操作、科學(xué)管理,用認(rèn)真的態(tài)度控制好每一個(gè)環(huán)節(jié),只有這樣,才能夠真正解決混凝土樓板的裂縫問題。
參考文獻(xiàn)
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2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè).河南:河南科學(xué)技術(shù)出版社,1990
3 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002
4 地下工程防水技術(shù)規(guī)范GB50108-2001.北京:中國計(jì)劃出版社,2001
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