第一篇:混凝土常见的裂缝及治理措施
混凝土常见的裂缝及防治措施
摘要:在建筑施工过程中经常出现一些质量通病,混凝土裂缝就是其中最常见的其中一种,本文简要分析了各类混凝土裂缝现象,并提出了相应的治理措施。
关键词:混凝土,裂缝种类,现象,预防措施,治理措施
混凝施工中经常出现一些质量通病,例如蜂窝麻面、漏筋、空洞、裂缝、夹层、表面不平整、混凝土强度不够,均质性差等,混凝土的裂缝较为普遍,尽管在施工中采取了各种措施,但在工程施工中其仍然存在,现就其混凝土裂缝这一质量问题进行相应的分析。在混凝土施工过程中防治混凝土裂缝,采取相应的措施控制混凝土裂缝对结构的整体性和耐久性具有相当重要的意义。现将施工中混凝土裂缝的成因、现象及治理措施进行相应的介绍:
1、混凝土产生裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要有温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形、基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝;许多混凝土的内部湿度变化很小或较慢,但表面湿度可能变化较大或剧烈。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝;混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力;在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则需依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
2、混凝土产生裂缝的种类及现象
鉴于上述混凝土产生裂缝的原因,混凝土裂缝主要有:混凝土收缩裂缝、混凝土温度裂缝、混凝土沉陷裂缝、混凝土张抗裂缝、混凝土化学裂缝、混凝土冻胀裂缝等。他们的现象主要是:
混凝土收缩裂缝:裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构构件表面出现,有塑态收缩、沉陷收缩、干燥收缩、碳化收缩、凝结收缩等收缩裂缝,这种裂缝不深也不宽。
混凝土温度裂缝:温度裂缝走向无规律,大面积结构温度裂缝往往是纵横交错;梁板类温度裂缝多平行于短边。贯穿的温度裂缝,一般与短边平行或接近平行。裂缝宽度一般在0.5mm以下。表面温度裂缝多在施工期间出现,贯穿的温度裂缝在浇筑经2~3个月或更长时间发生,缝宽是冬季宽夏季变细。沿截面高度,裂缝呈上宽下窄多数,个别也有下宽上窄,遇顶部和底部配筋较多的结构,也有中间宽两端窄的梭形裂缝。
混凝土沉陷裂缝:沉陷裂缝多属深度或贯穿性裂缝,有的上部,有的在下部,一般与地面垂直或呈30°~45°角方向发展。较大的贯穿性沉陷裂缝,往往上下或左右有一定的错距,裂缝宽度与荷载大小及不均匀沉降值有关,而与温度变化关系不大。
混凝土张抗裂缝:常在预应力大型屋面板、墙板、槽形板的上表面或端头出现裂缝。预应力吊车梁、桁架等多在端头出现裂缝。板面多为横向裂缝,在板角部位呈45°角度;端横肋靠近纵肋部位的裂缝,基本平行于肋高;纵肋端头裂缝呈斜向。此外,预应力吊车梁、桁架等构件的端头锚固区,常出现沿预应力筋方向的纵向裂缝,并断续延伸一定长度,矩形梁有时贯通全梁。桁架端头有时还出现垂直裂缝,其中拱形桁架上弦往往产生横向裂缝。
混凝土化学裂缝:(1)在梁、柱表面与钢筋平行的纵向裂缝;板式构件的板底沿钢筋位置出现裂缝,缝隙中还夹有斑黄色锈迹。(2)砼表面呈现块状崩裂,裂缝无规律性。(3)在浇筑砼后半年或更长时间发生不规则的崩裂,裂缝呈大网格状,中心突起,向四周扩散。(4)在浇筑砼后两个月左右出现大小不等的园形或类园形崩裂、剥落,类似“出豆子”,内有白黄色颗粒。
混凝土冻胀裂缝:在结构构件表面沿主筋、箍筋方向出现宽窄不一的裂缝,深度一般到主筋。后张法应力构件,沿预应力筋孔道方向出现纵向裂缝。
3、混凝土产生裂缝的预防措施
3.1减轻温度应力
为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件方面着手。一是控制温度。措施如下:采用改善骨料级配,用干硬性混凝土、掺混合料、加引气剂或塑化剂等措施,以减少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却,以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。二是改善约束条件。措施如下:合理地分缝、分块;避免基础过大起伏;合理地安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
3.2适时拆模,注重防护
在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力叠加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海绵等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显着的效果[3-4]。
3.3适量加筋
加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低,只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200 kg/cm2。因此,在混凝土中要想利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小,而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但其对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
3.4使用外加剂
为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,其主要作用:一是混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径,可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在20世纪60年代就已被国际上所确认。二是水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。三是水泥用量也
是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。四是减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。五是提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土抗裂性能。六是混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。七是掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。八是掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。九是掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,在工程实践中应多进行这方面的试验,比单纯地靠改善外部条件,会更加简捷、经济。
3.5混凝土的早期养护
混凝土早期养护的主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到如下效果:一是使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩;实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝;防止混凝土超冷,应该设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。二是使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的,混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利的影响。因此,混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视该时期的养护。
4、混凝土产生裂缝的治理措施 混凝土收缩裂缝:(1)如混凝土仍有塑性,可采取压抹一遍或重新振捣的办法,并加强养护。(2)如砼已硬化,可向裂缝内散入干水泥粉,然后加水润湿,或在表面抹薄层水泥砂浆。(3)也可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。
混凝土温度裂缝: 对表面裂缝,可采取涂两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布,以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理。对防水防渗的结构,大于0.1mm宽度的贯穿性裂缝,采用灌水泥浆或环氧浆液进行裂缝修补,或者灌浆与表面封闭同时采用。小于0.1mm的裂缝,可不处理或只作表面处理。
混凝土沉陷裂缝: 会同设计等有关部门对结构进行适当的加固处理。混凝土张抗裂缝: 轻微的张拉裂缝,可不作任何处理或采取涂刷环氧胶泥、粘贴环氧玻璃布等方法进行封闭处理。严重的裂缝将明显降低结构刚度,采取预应力加固或用钢筋砼围套、钢套箍等方法处理。
混凝土化学裂缝: 钢筋锈蚀膨胀裂缝,应凿除主筋周围含盐砼,铁锈用喷砂法清除,然后用喷浆或加围套方法修补。
混凝土冻胀裂缝: 对一般裂缝可用环氧胶泥封闭;对较宽较深裂缝,用环氧砂浆补缝或再加贴环氧玻璃布处理;对较严重的裂缝,将剥落疏松砼凿去,加焊钢丝后,再重新浇筑一层细石砼并加强养护。
参考文献
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戚立荣.混凝土裂缝成因及防治措施[J].水利建设与管理,2010(6):52-54。
2004施工工艺 施工手册
第二篇:混凝土结构体裂缝及渗漏水治理措施方案
混凝土结构体裂缝及渗漏水治理措施方案(2007/12/08 17:57)
(引用地址:中国防水施工网)
混凝土是一种多孔胶凝人造石材,属刚性体,主要特点抗压强度高、抗拉强度低、延伸率微小、易产生收缩裂缝。混凝土工程裂缝最常见出现问题是由于收缩变形受到约束引发的收缩裂缝和由外部荷载作用引发荷载(受力)裂缝。混凝土的裂缝出现是很难避免的,但是能预防和治理的。出现裂缝后根治理裂缝是本次需要解决的问题。
一、混凝土裂缝分类及裂缝出现收集的资料
根据地下工程和防水混凝土的防水要求,对混凝土裂缝而言,可分为有害裂缝和无害裂缝。混凝土的裂缝产生主要是限制条件变形作用引起的,变形作用包括温度变形(水化热、气温、生产热、太阳热)、温度变形(自生收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等)。
1、有害裂缝的基本概念
(1)混凝土结构产生的裂缝对耐久性受到影响;
(2)裂缝有渗漏水;
(3)裂缝贯穿结构层;
(4)混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水;
(5)裂缝的深度与构造钢筋相连,形成钢筋串水;
(6)裂缝的宽度大于0.2mm,且不能自愈;
(7)裂缝密度呈网状;
(8)裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。
混凝土制作应有预防措施,防止产生有害裂缝的出现。出现有害裂缝后,应认真进行治理,清除有害裂缝,保证混凝土结构的安全性、稳定性、耐久性和无渗漏水。
2、无害裂缝的基本概念
(1)裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影响;
(2)裂缝无渗漏水,且不贯通;
(3)裂缝宽度小于0.2mm,且不渗漏水;
(4)裂缝可自愈。
3、混凝土裂缝治理应收集的资料
(1)混凝土材料资料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外掺料(粉煤灰和外加剂);
(2)混凝土施工资料:施工时环境条件、气象条件、气温条件、浇注混凝土顺序,商品混凝土质量,坍落度损失,降低水化热措施、拆模时间,拆模时间,拆模顺序,混凝土的养护措施;
(3)温度控制资料:入模温度(入模温度=原材料温度+混凝土搅拌时的温升+混凝土运输中的温度)、混凝土水化热最高内温、混凝土内温与表温差,混凝土温降梯度;
(4)结构设计资料:控制混凝土开裂的具体措施,附加防水层设置,施工缝、变形缝、后浇带等的设置、配筋方式等。
4、混凝土裂缝调查资料
(1)裂缝出现的部位(拱、墙、底)裂缝的方向(垂直、斜交、水平),裂缝的宽度、深度、长度和延伸方向;
(2)裂缝开裂时间,有无发展;
(3)裂缝渗漏水现状(雨季和旱季)。
5、裂缝评价
(1)裂缝的定性,应从裂缝对结构的危害程度,安全度、渗漏水情况确定;
(2)裂缝有无扩展的可能性,自愈的可能性;
(3)裂缝的分类及标准。
6、混凝土裂缝产生的原因(在此不论述)
混凝土裂缝产生主要是温度变形和湿度变形的影响产生的裂缝。混凝土制作过程中,只有从原材料,配制、搅拌、运输、浇灌、养生、综合考滤,才能控制混凝土不出现或少出现裂缝,做到不裂不渗。
二、混凝土裂缝治理
混凝土裂缝治理方法按无害裂缝和有害裂缝进行治理,本文重点简介有害裂缝的治理。
1、无害裂缝治理
无害裂缝治理原则上只进行表面修补,常用的方法在混凝土出现裂缝的表面涂刷一层无机防水涂料。无机涂料涂刷后不得开裂,但粘结力强,耐水性好。
2、有害裂缝治理
(1)有害裂缝治理原则
①混凝土结构的强度达到设计要求,结构变形处于稳定状态,裂缝无发展,才能治理有害裂缝;
②裂缝处理与防水处理相结合,裂缝处理与结构的稳定性和耐久性处理相结合;
③在治理裂缝过程中,不得破坏原结构;
④裂缝治理应采用注浆和封缝相结合,注浆材料和封缝材料应满足防水耐久性的要求,应采用经过检测。并经实践检验,质量可靠的材料;
⑤方案合理选材得当、施工可靠、管理到位。
(2)有害裂缝治理基本要求
①提供治理裂缝的基本资料;②有害裂缝渗漏水情况和产生裂缝的原因;③提供封缝材料,注浆材料的技术标准、技术要求,注浆设备情况;④编写施工组及质量检查标准等。
3、有害裂缝治理方法
先开槽封缝,后钻孔注浆、采用封缝和注浆相结合的治理裂缝的方法。
①沿裂缝开槽:采用破缝机开槽,然后用人工沿槽缝凿除缝间混凝土,机械破缝宽度2cm、深度2~3cm,开槽长度沿裂缝两端各延长40~60cm;
②清洗槽体,做到槽体规范(深度与宽度)干净;
③充分湿润槽体;
④槽体涂刮嵌缝料:要求嵌缝材料能在潮湿基面施工,嵌缝料与槽缝间混凝土有牢固的粘结力,耐久性好,不开裂、材料中不得含有溶出物,无污染环境,无腐蚀功能(嵌缝料内容后述);
⑤应加强湿养护(一般72h保持嵌缝料湿润);
⑥钻孔:孔要求深而细,钻斜孔:孔径ø8~ø18孔深为混凝土厚度1/2~2/3,斜孔α=350~450;
注:d—混凝土厚度:单位mm
⑦注浆设备选型:应选用高压电动注浆机,要求注浆压力不小于40mpa,机具体积小,便于操作及携带,产品采用模组化设计,便于组装拆卸及保养(注浆设备选型内容后述);
一般选用改性环氧树脂灌浆料:国产质量较优的有广州金科有限公司生产的sjk高渗透性改性环氧灌浆料,广州市泰利斯固结构补强工程有限公司生产的eaa环氧注浆料;
⑩安装注浆嘴;
○11采用r1型堵漏材料封堵注浆嘴,防止注浆料从注浆嘴周围渗出;
○12做压水试验,检查注浆嘴孔口有无渗漏水和提供裂缝注浆进浆压力,试压不得小于4~8mpa;
○13注浆时,采用正压与负压并举的方式进行;
○14注浆时进浆压力从低到高、直到压力稳定、进浆压力发生突变时,停止注浆,相隔8h后进行三次注浆、注浆方法与第一次注浆方法相同;
○15最后一次注浆约48h后(一般3d),再进行注浆检查,注浆检查的压力达10mpa不进浆,注浆成功;
○16拆管封管、注浆结束。
3、裂缝治理采用的防水材料、注浆及注浆设备介绍
(1)嵌缝料
①原材料组成:普通42.5级的硅酸盐水泥、1万目纤维素、粘稠剂、石英粉、调色剂等材料组成;
②产品特点
a、能带水作业,凝固时间可调;
b、耐久性好与混凝土缝间粘结力强,抗渗抗裂性好;
c、嵌缝材料中不含溶出物质,耐腐蚀性防腐蚀性好,无毒无味,属环保材料;
d、施工高效快捷。
③施工方法
a、缝槽冲洗干净,并充分湿润;
b、配合比:粉料:水=1:0.3搅拌均匀成腻子(不得含生料或团粒);
c、将腻子用刮刀嵌入槽缝,上料时稍用力压实平顺;
d、涂层硬化后进行湿养护3d。
④注意事项
a、拌制材料随用随配,搅拌好的料必须在凝结前用完;
b、尽量避开烈日大风下施工,若在烈日高温下施工,应有防晒措施和湿养,0℃以下施工应有防冻措施,一般不得在0℃以下施工;
c、原材料应存放在干燥环境中,不得与雨水接触。
(2)堵漏封口防水材料—(r-1型料)
①产品简介:
r系列堵漏防水材料r-1型为堵漏和防水材料,产品以特种水泥、改性纤维、石英粉、增稠剂、分散剂、稳定剂、密实剂、抗收缩剂等组成。是速凝、抗渗、抗裂和耐久性好的防水材料;
②产品特点:
a、能带水堵漏和防水,凝固时间可调(3~15min均可);
b、耐久性好、无溶出物、耐腐蚀性好、无腐蚀性、无毒无味、属环保材料;
c、抗渗抗裂性好、粘结力强,是粘帖帖瓷砖、马赛克和大理石优质材料;
d、施工方便、工期短、高效快捷;
e、使用范围广,适用于新旧混凝土和砖石结构的渗漏水修缮和防水,广泛应用于各种地下室、隧道、地铁、蓄水池、水塔、卫生间、输水管道等的堵漏和防水。
③技术指标:
序号检验项目技术指标
凝结时间(20±2)℃
初凝,min≥2~<10 终凝,min≤152 抗压强度,mpa,≥1h 4.53d 15.03 抗折强度,mpa,≥1h 1.53d 4.04 抗渗压力,mpa,7d,≥,试块1.55粘结强度,mpa,7d,≥1.26 耐热性,100℃,5h无开裂、起皮、脱落7
冻融循环,(-15℃~20℃)20次无开裂、起皮、脱落
④方法
a、面处理
堵漏:用凿子或冲击钻将漏水部位打孔并将孔眼用水冲洗干净;
抹面:基面必须充分湿润,并要求基面坚固、洁净、平顺、不平之处先用双快补强r-6型材料找平。渗漏水严重处,应打孔引水。
b、材料配合比
方式配合比=粉:水厚度,(mm)用料,(kg/m2)要求堵漏1:0.3捏面料团抹面1:0.4 2~3 3.2~4.8拌制均匀、细腻
c、施工方法
堵漏:用凿子或冲击钻将渗水部位打成4~5cm深,直径2~3cm的孔洞,用于冲洗干净后,r-1型材料加水(灰:水=1:0.3)搅拌均匀,捏成料团(料团大小与孔洞相近),手掌感觉发热,迅速将料团塞于孔中,并用手掌压住几分钟,手掌感到发硬后,松开手掌,再用木板压平。15min后进行湿养护;
抹面:基面清理干净,充分湿润后,r-1型材料加水(灰:水=1:0.4)搅拌均匀(不得含生料或团粒)成腻子状,用抹子或刮板迅速上第一层料(厚度1mm),涂层硬化后喷水湿养护,再上第二层料(厚度1mm),上料时稍用力使涂层密实。若还有局部渗水或有湿渍,只需在渗水或湿渍部位再加涂一层,直到不渗不湿。并注意搭接,每次配料不要太多(每次搅拌应在凝结前用完),以免造成浪费。涂层硬化后要进行湿养护3d。
d、注意事项:拌制材料随用随配,搅拌好料必须在凝结前用完;尽量避开烈日下施工,若在烈日下施工涂层凝固后,应及时加遮晒措施和湿养护,0℃以下施工要添加防冻剂;材料贮存时,应置于室内干燥处。材料袋装拆线后,余料应扎紧口,勿受潮。
(3)超早强自流平水泥基灌浆料超早强自流平水泥基灌浆料新产品,是一种水泥基,凝结时间可调的水硬化灌浆材料,其特点是具有超早强、高强、微膨胀和自密实、自流平、可灌性好、施工简单。
该产品为粉状材料,使用方便,按0.35~0.45的水泥比直接加水,搅拌均匀后即可使用。灌注后,不需振捣
该产品特别适用于紧急抢修工程,如铁路基床病整治工程(不影响列车运营的情况下)、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注浆堵漏工程(高寒区)、云南白虎山隧道、上海局外复线苔井隧道等十余座隧道的注浆堵漏工程进行了成功应用,在武汉钢铁厂4#高炉的快速抢修中,采用研制的超早强灌浆料配制的超早强自流平混凝土,6h混凝土强度达到c30以上,应用效果非常好,节约了维修时间,减少了停产维修所带来的巨大损失。
该技术产品已通过部级技术鉴定,部分性能指标达到国际领先水平。
①产品的主要特点
a、水灰比为0.35~0.45时,净浆的流动度大于240mm,料浆初凝10~20min,料浆终凝12~25 min。(流动性保持时间和凝结时间可调,根据用户需要,可缩短或延长料浆的流动性保持时间和凝结时间)。料浆的初凝与终凝时间间隔短(2~4min)。
b、从加水搅拌起,常温下,净浆试体30min的抗压强度可达8~15mpa,1h抗压强度可达12~25mpa,1d抗压强度可达25~45mpa,28d抗压强度可达50mpa以上,具有显著的超早强、高强的特点。后期强度持续增长,一年达60mpa以上;
c、产品具有良好的微膨胀性,水灰比为0.4时,净浆试体的水中自由膨胀率为1d6.6/万,3d17/万,7d17.9/万,14d17.9/万。可以看出,试体的微膨胀在7d已趋于稳定;
d、产品的抗渗性、抗冻性和耐硫酸盐侵蚀性良好;
e、产品碱含量低、无氯;
f、产品可配制超早强混凝土、喷射混凝土。
②主要技术指标(检验依据q/ltf06-2004)检验项目 标准值
该产品特别适用于紧急抢修工程,如铁路基床病整治工程(不影响列车运营的情况下)、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注浆堵漏工程(高寒区)、云南白虎山隧道、上海局外复线苔井隧道等十余座隧道的注浆堵漏工程进行了成功应用,在武汉钢铁厂4#高炉的快速抢修中,采用研制的超早强灌浆料配制的超早强自流平混凝土,6h混凝土强度达到c30以上,应用效果非常好,节约了维修时间,减少了停产维修所带来的巨大损失。
该技术产品已通过部级技术鉴定,部分性能指标达到国际领先水平。
①产品的主要特点
a、水灰比为0.35~0.45时,净浆的流动度大于240mm,料浆初凝10~20min,料浆终凝12~25 min。(流动性保持时间和凝结时间可调,根据用户需要,可缩短或延长料浆的流动性保持时间和凝结时间)。料浆的初凝与终凝时间间隔短(2~4min)。
b、从加水搅拌起,常温下,净浆试体30min的抗压强度可达8~15mpa,1h抗压强度可达12~25mpa,1d抗压强度可达25~45mpa,28d抗压强度可达50mpa以上,具有显著的超早强、高强的特点。后期强度持续增长,一年达60mpa以上; c、产品具有良好的微膨胀性,水灰比为0.4时,净浆试体的水中自由膨胀率为1d6.6/万,3d17/万,7d17.9/万,14d17.9/万。可以看出,试体的微膨胀在7d已趋于稳定;
d、产品的抗渗性、抗冻性和耐硫酸盐侵蚀性良好;
e、产品碱含量低、无氯;
f、产品可配制超早强混凝土、喷射混凝土。
②主要技术指标(检验依据q/ltf06-2004)检验项目 标准值
浆流动度,(mm),≥2202 流动度保持时间,(min),≥83
凝结时间,(min),(10℃~7℃)
初凝,≥10 终凝,≤20
初、终凝结间隔,≤54 抗压强度,(mpa)
块养护,(40min),≥6 试块养护,(1d),≥23 试块养护,(3d),≥30 试块养护,(7d),≥36 试块养护,(28d),≥425
试件膨胀率,% 水中,(7d),≥0.05 水中,(28d),≥0.2 干空,(28d),≥-0.02 ③施工方法
a、钻孔:布孔的原则是先疏后密,中插孔,并用压风机冲孔,将孔内沉碴、淤泥彻底清理干净,通过冲孔可了解孔位之间的连通关系,从而确定压浆孔和通气孔;
b、灌浆:灌浆以前,应先进行注水试验,以检查孔洞是否畅通,然后将超早强自流平水泥基灌浆料按灰水比1:0.4的比例,用搅拌机制浆,将制好的浆放入贮浆桶后,通过压力泵由管线送浆液至工作面而进行压浆,压浆工序可视浆液的凝结时间而定,以保证其结石强度。
④注意事项
a、产品宜在16℃~28℃的环境稳定下使用,在其它温度下使用产品的凝结时间会有较大的变化,故用户采用时,应加以说明,我们会提供低温或高温下的产品;
b、产品应在干燥环境下存放,保质期6个月时,应经试验合格后使用。
(4)改性环氧树脂灌浆材料
改性环氧树脂灌浆材料是利用环氧树脂的高强度,粘结力强的特点,改性它在潮湿接触面有较好的耐久粘结力,遇水分散,可灌性好的性能,是改善混凝土密实性、补缝、补强防水的优质灌浆材料。
①改性环氧树脂灌浆材料应符合如下条件才能选用
a、可灌好、凝固后不收缩、无溶出物质,可灌k=10-6~10-8cm/s,地层中可灌入0.01mm裂缝中;
b、粘结力强,可以粘结缝、湿缝、水下缝,可以粘结被油,有机物灰尘等污染的裂缝;
c、综合力学性能和物理性能好、强度、粘结力、抗拉强度、剪切应力等指标高,能适应动荷载下施工(如高压水头堵水加固、地铁和公路道床加固,房屋地基加固,桥梁补强,混凝土结构和堵水补缝补强等);
d、材料中不含溶出物质,无收缩,对环境无污染,耐腐蚀无腐蚀固结体无毒,耐久性好(粘结力),②主要技术指标
外观:无结块,颜色一致,无分层;固化时间:15~48h;
抗压强度:≥50mpa;
抗拉强度:≥8mpa;
粘结强度:干燥基面≥1.5mpa;潮湿基面≥(1.5×0.8)mpa;
弯曲强度:≥25mpa 收缩率:≤0.3%;
③改性环氧灌堵漏补强工程施工工艺
a、用切缝机开缝,人工治缝开槽,槽宽20mm,槽深20~30mm,槽长向缝两端头各延长100mm;
b、用清水将打凿好的渗漏水缝、渗漏水点清洗干净;
c、埋设注浆咀,注浆咀一般埋设在渗漏水较大或裂缝较宽的部位,注浆咀间距一般为30~50cm,渗漏水点注浆咀埋设在渗漏水部位;
d、用封堵材料把注浆咀固定并把“u”型缝封平;
e、在注浆咀处套1根约12cm长、ø10mm的高压胶管,用铁丝把高压胶管扎紧;
f、待封缝材料固结后,采取从裂缝左边至右边(或右至左)或由下至上的方式,用灌浆泵把化学浆从灌浆咀处灌入,灌浆压力需缓慢增加,当灌浆压力上升到1~8mpa后,在没有加压的前提下,若灌浆泵的压力表指示针在2~3min内基本不下滑,即可停止该咀灌浆,移至下一咀续灌。在灌缝过程中,若出现灌浆咀通浆情况,即将通浆咀封闭(用铁线扎紧高压胶管口),若出现封缝部位漏浆,即应停止灌浆,用封漏材料将部位堵位;
g、封管,灌浆完毕后,用铁丝扎紧套在灌浆咀上的高压胶管口;
h、将浆液固化后(一般3d),切除注浆咀;
i、检查注浆效果,若个别部位仍有渗漏现象,必须重灌,直至不渗不漏为止。
④汗渗部位的化灌堵漏处理
a、在汗渗部位布置注浆孔,孔距一般为30~50cm,孔径约12mm,孔深约40cm(或根据工程具体情况而定);
b、用高压水枪(水压1mpa左右)将注浆孔清洗干净;
c、埋设注浆管,管深约10cm;
d、封管,用微膨胀速凝材料将注浆管与混凝土孔隙封实,管壁周边再用改性环氧浆泥密封,范围约ø10mm;
e、待封管材料固结后,作灌浆防渗处理。灌浆压力根据进浆情况确定;
f、灌浆时,采用正压与负压并举的方式进行。
(5)高压灌注机设备简介
①机具介绍
a、机具:高压灌浆机,灌注压力可达8000~10000磅,可进入0.02mm以上的发丝裂缝。
机具体积小,便于操作及携带(重量7kg)。产品采用模组化设计,便于组装、拆卸及保养。
可切换进料方式:除一般传统置料方式外,本机另可切换至吸料管进料,可节省倒料时间及节省材料。并可以避免材料二次污染;
高压注浆堵漏—工法特性:高压灌注机所产生的巨大压力,将堵漏剂送至壁体裂缝的中间部位,使堵漏剂以裂缝中间部位为中心向四周扩散。堵漏剂与水快速反应硬化后,将裂缝永久性堵住,尤其是对厚度大于20cm以上的混凝土壁体,使用本工法堵漏更是快速且有效。
本工法所使用之高压注浆机,灌注压力高、流量大,可快速止水,确为有效的堵水工法。尤其是对量涌水的漏水点,本工法更有神奇之处。
适用范围:地铁、隧道、涵洞、地盘改善、水库、港湾工程、顶板、裂缝、施工缝、伸缩缝、地下室发丝状裂缝等止漏工程。
b、零配件
配件名称规格或说明
止水针头长针头15cm用于松散结构:短针头8.5cm,10cm用于密实结构。并可定制其他规格。
钻头各种长度。(15×210mm,14×310mm,14×450mm)。
牛头油 进口
开关阀门 国产 连接杆 进口
高压管 进口
②高压灌注堵漏裂缝施工工艺
a、前期施工步骤
寻找裂缝:对于潮湿基层,先清扫结水,待基层全部清理干净、表面稍干时,仔细寻找裂缝,用色笔或粉笔沿裂缝作好记号:对于干燥基层清,清理后可用气泵或吹风机吹除表面灰尘;
钻孔:按混凝土结厚度,距离裂缝约150~250mm,沿裂缝方向两例交叉钻孔。孔距应按现场实际情况而定,以两孔注浆后浆液在裂缝处能交汇机为原则,一般刚开始时孔距宜为300mm;孔径的大小,应按配套的止水针头大上而定,采用的为非标的13mm钻头。孔与裂缝断面应成450~600交叉,并交叉在底板中部1/3范围。
埋止水针头:止水针头为配套部件,是浆液注入裂缝内的连接件,埋设时应用工具紧固,并保证针头的橡胶部分及孔壁在未使用前干燥,否则在紧固时容易引起打滑。
b、前期施工应注意的问题
在寻找裂缝前,首先应对裂缝进行分析,并按裂缝宽度、长度的不同分别取芯,以确定裂缝深度发展规律。如非贯穿裂缝且深度较浅,可以作表面处理。
c、裂缝修补
灌注浆液应从第一枚针头开始(结构立面由下往上灌注),当浆液从裂缝处冒出,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻针头位置,可以跳开不注:如注浆后发现裂缝两端仍有裂缝延伸,或有裂缝与其交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。
为使裂缝完全灌满浆液,应进行二次注浆。第二次灌注应与第一次间隔一段时间,但必须在浆液凝固前完成。如二次灌注后,浆液仍不能愈合,应在该位置重新钻孔注浆。
d、注浆时应注意的问题
当一枚针头在灌注较长时间后(约5min后),浆液仍未从裂缝内冒出,应停止灌注,间隔一段时间后再进行,如仍未灌满,应检查钻孔是否与埋管线交叉,底板是否有孔洞等情况,待查明原因后再进行。
灌注时应严密注视灌注机的工作压力表,如超过额定压力(35mpa以上),应停机再进行,如压力仍居高不下,应检查钻孔是否与裂缝完全交叉。
聚氨酯是遇水膨胀材料,工作时应穿戴好防护器具如手套、护目镜,如不慎溅入眼睛,应立即送医院。
e、表面清理及设备维护
待浆液凝固后,表面应及时清理。
灌注机连续使用最多不超过10h,如中途停止工作超过30min,应及时清洗机械,清洗可用专用清洗剂或丙酮等。
灌注机使用前应经常检查,发现异常,立即予以维修,以防发生事故。
③裂缝修补检测
对已修补完成的裂缝,用钻孔机进行取芯检测。检测结果应该是混凝土表面光滑、密实,浆液全部灌满裂缝,并对芯样进行混凝土强度抗压试验,达到原设计值
回答者:lyg0909-助理 三级 3-15 21:58 具体情况最好详细说明:裂缝明显吗? 多大的口子 多长的裂缝?
可以解决的方案很多,参照具体情况选择使用:用添加了防漏剂的水泥灌缝、用补漏材料涂抹(一般是外部墙壁)。用PVP覆盖。(替代传统沥青的新材料,一般用于屋顶大面积)
回答者:
混凝土裂缝常见的修补方法
l 混凝土裂缝修补的常见方法:
1.树脂灌注法;
2.表面封闭法;
3.钻孔嵌塞法;
4.柔性封闭法;
5.表面附加钢筋法;
6.灌浆法;
7.干嵌填法;
8.钉合法;
9.聚合物浸入法(重力渗入和真空渗入);
10.迭合面层和表面处理法等等。
l 修补方法的选择一般要考虑的因素:
1.判断裂缝是活动的还是静止的?
2.修补的主要目的是什么?是减少过多的渗漏、使裂缝处完全水?
是否需要加固处理?
3.裂缝产生的主要原因是什么?
4.裂缝未来的变化(数值和方向)如何?
l 常见的混凝土裂缝修补原理的基本要点:
1.树脂灌注法 环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度,并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀,树脂可以灌入到0.05㎜的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外,当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时,通常不易采用树脂灌注法。北京冶建工程裂缝处理中心开发的具有国际领先水平的YJ—自动压力灌浆技术是树脂灌注法的最佳工法之一。
2.聚合物浸入法
2.1重力渗入法 低粘度的液态树脂可用来密封路面、桥面的不小于0.1㎜的裂缝。将树脂涂刷到表面上,或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的围堤,使树脂溢于裂缝表面。
2.2 真空渗入法 更适合封闭多重无规则表面裂缝。先将裂缝表面密封,抽去真空,使裂缝中和孔隙中的空气全部排除。再在大气压力下用纯环氧树脂浆料注入裂缝表面中。
3.钉合法 当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时,使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。用相对薄而长的金属“缝合U型钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中,用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。
4.表面封闭法 这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝,通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。
5.灌浆法
5.1普通水泥灌浆 大体积水坝、厚混凝土墙、或者水工结构的岩石基础上的裂缝,有时通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。
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浆料,和水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料,起到封闭裂缝的作用。可在潮湿环境中使用。
6.钻孔嵌塞法 这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。如果要求密封防水,孔中应填入柔性沥青来代替砂浆;如果灌注栓塞的作用比较重要,孔中则要灌注环氧树脂。
7.柔性密封法 通常将活动裂缝转变为运动节缝是比较适宜的办法。沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。节缝底部使用隔离层。
8.粘贴法 当运动不止作用于一个平面时,或者过度的运动已超过一个普通尺寸的凹槽所允许的范围时,或者不可以切割出槽时可使用这个方法。用柔性的密封带盖住裂缝,仅将带的边缘部分粘住。
9.附加钢筋法
9.1普通钢筋 首先将裂缝密闭,然后贯穿裂缝平面大约90°的方向钻孔,将环氧树脂注入孔内,再将钢筋插入孔中使之粘合成整体。
9.2外部施加预应力 通过后张法施加应力,来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。
10.干嵌填法 用手工将低水灰比的砂浆连续嵌入裂缝,形成与原有混凝土结构紧密连接的密实砂浆。先在裂缝表面开槽,大约25㎜宽、25㎜深,清理后涂刷界面剂、连续嵌入低水灰比的砂浆。
11.迭合面层法 当结构表面存在大量的裂缝,而且采用其它办法单独处理各个裂缝过于昂贵时,用这个方法来密闭、覆盖(不是修复)裂缝非常有效。对于偶然出现大面积网状裂缝使用该法很有效。12.自闭合法 混凝土依靠自身合拢裂缝称为“自闭合”,这是在存在湿气并且没有拉应力作用时发生的一种现象。机理:由于周围空气和水中存在二氧化碳,使水泥浆中的氢氧化钙发生碳化作用,结果碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长。晶体组合交织产生一种机械粘接作用,又被邻近晶体之间以及晶体和水泥浆及骨料表面间的化学粘接作用所增强,最后混凝土裂缝部位的抗拉强度得到一定的恢复,裂缝也被密闭了。主要用于修补潮湿环境的结构。整个自闭合时期的水饱和必须连续保持。
13.涂层及其它表面处理法 修复开裂的混凝土结构可以使用范围很广的表面浸渍密封剂和涂料。如果混凝土开裂已经稳定,则可通过涂料获得成功地修补。但不适合低温区域操作。
一、北京燕化公司化工一厂高压聚合厂房防爆墙裂缝修补工程
承包类型:
项目负责人、总承包,承担裂缝修复全部工程的组织,设计,施工。
项目情况:
1993年10月22日,北京燕山石化公司化工一厂高压聚合厂房发生乙烯气体强烈爆炸,造成厂房结构严重破坏,墙体和柱子出现不同程度的开裂。为中国石化总公司观点抢修工程,经“国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心”对防爆墙结构进行检测评估,提出恢复防爆能力的加固设计及处理措施,其中裂缝修复工作由我院承担。
燕化是我国最大的乙烯生产基地,高压聚乙烯年产量18万吨,因高压车间爆炸停产带来的经济损失每天约1000万元。本次裂缝修补工程是在抢修任务紧,各工种交叉作业,施工现场复杂危险的情况下进行的,由于采用了YJ—自动压力灌浆技术及工程师TM配套产品,仅7天时间(1993年11月6日至11月12)就完成了分布于近千平方米墙、柱混凝土上的近400米的裂缝修补工作,工程师TM自动压力灌浆器的轻巧方便,无需用电,施工快捷等独特优点保证了修补工程保质保量安全迅速完成,为整个抢修工作节约了大量时间,为高压乙烯早日恢复正常生产作出了贡献,为甲方挽回了巨大的经济损失,若采用以往的裂缝修补方法是无法做到的,因此这种先进的裂缝修补工艺受到甲方和设计单位的一致好评。
裂缝处理意见:
由于本厂房防爆墙大部分处于露天环境中,空气中含有有害物质较多,对混凝土及埋设件耐久性不利,经“国家工业建筑诊断与改造技术研究中心”鉴定,对由于爆炸或其它原因造成的墙体开裂者,室外墙体(包括室内可遭受雨淋的部位)裂缝宽度大于0.1mm且长度大于600mm的通缝,要求灌缝,室内墙体裂缝宽度大于0.2mm且长度大于600mm的通缝或接近通缝,要求灌浆,灌浆采用我中心的工程师TM自动压力灌浆器和AB系列灌浆树脂进行。
裂缝处理方法:
1.用10倍的裂缝放大镜对裂缝宽度进行测量、标注; 2.根据裂缝实际情况,依据数据选择AB—1,AB—2和AB—3型灌浆树脂作为修补用胶;
3.基层处理 由于该厂房使用时间长,加上爆炸和火灾,混凝土表面灰尘较多,首先用硬棕刷扫掉表面灰尘,然后用棉丝沾乙醇沿裂缝方向擦净基层。对于有损伤的混凝土如蜂窝麻面、露筋等部位可用YJ快干型封缝胶作表面缝复;
4.灌浆;
5.裂缝修补结果:裂缝修补数量总计:387米,灌浆树脂用量共约160kg。
二、沈阳新北站候车厅大楼裂缝修复工程
承包类型:
项目负责人、总承包,承担裂缝修复全部工程的组织,设计,施工。
项目情况:
沈阳新北站为铁道部和辽宁省重点工程,由铁道部第三设计院设计,沈阳市第三建筑公司承建,1988年夏季开始施工,1991年竣工,同年11月验收时发现候车室大梁出现裂缝。根据裂缝现状及施工情况,有关部门会同我国在裂缝控制研究方面的专家王铁梦分析后认为,裂缝产生的原因主要是收缩应力造成的,另外温度应力以及荷载作用也是导致大梁开裂的原因。
在我中心的技术指导下,沈阳市第三建筑公司承担灌浆施工,采用AB—1型灌浆树脂及工程师TM自动压力灌浆器进行修复。
处理结果:
沈阳新北站候车室大厅梁开裂情况比较严重,裂缝总长度约有3500米,采用工程师TM自动压力灌浆器进行修复工作,共用树脂880kg,灌浆器360套,配件约5000件。
当时沈阳新北站已经启用,客流量大,候车大厅每天有成千上万人出入。发现裂缝后,沈阳铁路局等有关部门十分重视,希望尽快修复,确保大梁的正常使用,保证旅客安全。由于作业面高,操作范围狭窄,裂缝又很细,传统的灌浆设备很难处理这种情况,因此决定采用工程师TM自动压力灌浆器及其配套树脂进行灌浆修复。
经过前后一个多月工作,裂缝灌浆取得了预期效果,灌浆树脂基本注满裂缝,由于自动压力灌浆器小巧轻便,并且不使用空气压缩机,施工时无噪声也不兴师动众,没有给旅客造成紧张情绪,整个施工阶段候车大厅照常使用,由此带来的社会效益和经济效益是难以计量的。
该工程是自动压力灌浆器及配套树脂在研制前期首次进行的大规模工程实践,裂缝调查、确定处理方案和灌浆施工都在我中心的指导下进行,用户、施工单位和设计部门对该项技术给予一致好评,1992年9月沈铁局召开专家评审会,会上对这种裂缝灌浆技术作出肯定的结论。
本次工程,裂缝数量庞大,总数在3500m左右,仅用少量资金、人力和时间就解决了全部大梁修复工作,如果采用其它办法,不仅造价提高,施工难以进行,而且影响候车室的正常使用。
通过该项裂缝灌浆工程,不仅解决了沈阳新北站的沉重负担和燃眉之急,同时也为我国混凝土结构在采用自动压力灌浆技术进行裂缝修复方面填补了一项空白,对今后的工程实践有重要的指导意义。
三、中国白城兵器试验中心4132工程175#建筑物大综合室井字梁裂抢修工程
承包类型:
项目负责人、总承包,承担裂缝修复全部工程的组织,设计,施工。
概况:
白城兵器试验中心是国家重点工程,其4132工程175#建筑物由国防科工委工程设计院设计,始建于1989年,是亚洲第一大兵器试验场。1993年6月在工程即将结束时发生火灾,造成严重损坏。大厅内可燃物几乎烧尽,混凝土墙局部爆裂露筋,部分顶板中部烧白或爆裂、露筋,大梁底部几乎被烧白或变红,烧伤严重的梁出现了沿主筋的纵裂,裂缝宽度达5~7mm,而且梁上的垂直裂缝明显增加。
该抢修工程为原兵器工业部重点项目。
裂缝情况及修补方案:
“国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心”对火灾的损伤程度及结构可靠性的影响进行了技术鉴定并提出了修复方案,根据《4132工程175#建筑物大综合室及温闸间火灾后结构可靠鉴定报告及修复设计》,我中心采用AB—1型化学灌浆树脂和工程师TM自动压力灌浆器进行井字梁的化学灌浆修复工作,为了延缓固化,AB—1型树脂甲乙组分比例采用5:1,实验结果表明在当时气温10℃下固化时间可延迟到20天以上。
灌浆效果及总结:
白城兵器试验中心4132工程175#建筑物火灾损害极为严重,现场修复工作非常繁忙,该工程所需修补的裂缝长度虽然仅100米左右,但裂缝分散不连贯,每条裂缝一般不起过500mm长,而且基本上都贯穿,须在梁的两侧同时进行注浆,作业面距地面16米,属高空作业,当时工期紧,现场其它施工交叉作业,而灌浆后还需进行吊顶、保温等工作,我们采用工程师TM自动压力灌浆器和AB-1型树脂,仅用了不到三天时间就完成了裂缝灌浆工作,同时为整个修复工作赢得了时间。若采用手压泵、空压机等进行加压的传统灌浆设备,不仅工期难以保证,而且在16米高的作业面上对如此多的微细裂缝进行修复将是很难想象的。
四、济南新客站地下人防工程顶板裂缝修补工程
承包类型:
项目负责人、总承包,承担裂缝修复全部工程的组织,设计,施工。
概况:
济南新客站系济南市重点建设项目,站前广场下面建有地下人防工程,是整个新客站建筑的重要配套工程之一,由山东省人民防空建筑设计院设计,铁道部建厂局承建。
人防工程顶板为现浇混凝土(C30),总长260米,下层为广场处,宽25.8米。混凝土板厚450mm,1994年发现顶板有横向贯穿裂缝,宽0.2~0.5mm,总长约100米,经有关部门研究分析,认为该裂缝系温度,应力等原因所致,决定委托我院对裂缝进行化学灌浆修复,采用工程师TM自动压力灌浆器和AB—1型化学灌浆树脂施工。
总结:
本次工程修复的人防工程顶板厚450mm,这是我们从事化学灌浆工作以来所遇到的深度最大的裂缝。当时,许多人怀凝工程师TM自动压力灌浆器是否有足够的压力将树脂注满裂缝,为此,开始时我们曾在顶板上部预留几个底座,准备观察出料效果,可结果却未能如愿,虽然从下面可清楚地观察到树脂注入情况,而且注浆口邻近底座也均已出料,但在楼板上面却未能有所反映。我们分析可能是由于顶部盖土随着雨水渗透已将裂缝的上部堵死,这一点亦可从上部灌浆时树脂一点也不进入裂缝来得到证实。为此,我们在顶板上部某处凿掉部分混凝土,然后在下面进行灌浆。对厚度约为350mm的混凝土板,大约半小时左右即可观察到树脂从裂缝中渗出来,证明了我们对裂缝情况的分析,也充分显示了小小的自动压力灌浆器,在处理微细裂缝和厚、深、大的混凝土结构方面具有优良的操作性能。
五、总后礼堂井字梁裂缝修复工程
承包类型:
项目负责人、总承包,承担裂缝修复全部工程的组织,设计,施工。
情况简介:
总后礼堂建于1954年,与怀仁堂、政协礼堂齐名,是国家重点项目,礼堂顶板为井字梁结构,梁高2.0米,1996年4月在改造过程中发现大部分梁上存在大量垂直裂缝及斜裂缝, 裂缝宽度多在0.3~0.6mm之间,个别达1.0 mm 以上。此外,门厅立柱上有两条横向裂缝。
处理方案:
根据“国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心”意见,我中心采用工程师TM自动压力灌浆器及AB—
1、AB-
2、AB-3型灌浆树脂对全部斜裂缝及大于0.4mm的垂直裂缝进行化学灌浆处理,施工时间为1996年4月15~25日。
修复结果:
裂缝修复总长度为510米,其中观众席上部为436米,前厅42米,舞台32米。
六、总参通信部离退休干部综合楼地下室裂缝修复
承包类型:
项目负责人、总承包,承担裂缝修复全部工程的组织,设计,施工。
工程简介:
总参通信部综合楼工程为框架和砖混混合结构:地下室为钢筋混凝土箱体结构,总长达78.5m,宽约36.5m,施工时在轴线⑤~⑥间三分之一跨处设2.0m宽膨胀带,添加UEA防水膨胀剂。地下室底板、侧墙和顶板于6~7月浇筑混凝土,在浇筑后的第三天墙体开始出现裂缝,随后顶板发现裂缝,至9月份进行化学灌浆处理时,顶板、侧墙裂缝已发展到数百米,裂缝宽度0.2~3mm不等。鉴定意见:
与王铁梦教授合作分析原因,出具“总参通信部综合楼工程地下室墙板裂缝分析报告”。
处理方案:
根据我中心和甲方意见,处理方案如下:
1.由于地下室墙板、顶板裂缝对持久承载力和防水质量带来不利的作用,须进行化学灌浆处理。(为了控制裂缝不再大量发展,在灌浆前甲方应尽快回填土及顶板覆盖养护以减少收缩和控制温差)。
2.全部裂缝采用工程师TM技术处理,两年后回访,未见开裂。
处理结果:
处理裂缝共计870m。裂缝宽度在0.3~3.0mm,其中以0.3~0.8mm宽度为主,少部分在1.5mm以上。侧墙混凝土厚度20cm,顶板厚度为40cm。
七、民族文化宫抗震加固大修改造工程裂缝修复部分
承包类型:
项目负责人、总承包,承担裂缝修复全部工程的组织,设计,施工。
基本情况:
民族文化宫为首都十大建筑之一,建于一九五九年,为庆祝建国五十周年,九八年国家对十大建筑进行重点改造,根据抗震加固设计要求,民族文化宫的可靠性检测由“国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心”承担,我中心承担梁、板、墙、屋架裂缝修复全部工程。
处理方案:
对宽度大于0.2mm的裂缝进行化学灌浆处理,其余裂缝进行表面封闭处理。本工程采用工程师TM自动压力灌浆技术对裂缝进行注浆修复处理。
处理结果:
处理裂缝共计2500m。
八、大连周水子国际机场候机楼混凝土梁裂缝修复工程
承包类型:
项目负责人、总承包,承担裂缝修复全部工程的组织,设计,施工。
基本情况:
大连周水子国际机场候机楼于1993年交付使用,经检查发现一至三层混凝土梁有较多裂缝,为迎接六月在大连召开的全国建筑工程质量会议,大连市长亲自挂帅成立机场改造工程指挥部,裂缝抢修工程时间紧,任务重,据初步统计,仅三层梁裂缝约400米以上,裂缝宽度在0.2~1.0mm之间,多数在0.5~1.0mm左右。
处理方案: 对宽度大于0.2mm的裂缝进行化学灌浆处理,其余裂缝进行表面封闭处理。本工程采用工程师TM自动压力灌浆技术对裂缝进行注浆修复处理。
处理结果:
处理裂缝共计1100m。
上述列举的仅仅是北京冶建工程裂缝处理中心大量承包施工的部分工程实例。许多裂缝修复工作是有关单位使用工程师TM系列产品自己进行施工的。
据不完全统计,自1989年以来,除去在北京进行了大量工程实践外,还有吉林、黑龙江、辽宁、上海、天津、山西、河南、广东、安徽、云南、新疆、西藏等二十多个省市数千个单位应用YJ-自动压力灌浆技术及工程师TM系列产品进行了裂缝修复工作;快速高效地解决了许多工程质量难题,受到建设单位、施工单位、设计单位、监理部门的高度评价。
目前该工法已成为混凝土加固修复领域最引人注目的技术之一,取得了良好的经济和社会效益。国家科委和建设部将其列为重点推广项目。
第三篇:混凝土结构体裂缝及渗漏水治理措施方案
江
苏
祥
宇
建
设
工
程
有
限
公
司
(结构防水堵漏加固分公司)
混凝土结构体裂缝及渗漏水治理措施方案
业务部经理:张新祥
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混凝土是一种多孔胶凝人造石材,属刚性体,主要特点抗压强度高、抗拉强度低、延伸率微小、易产生收缩裂缝。混凝土工程裂缝最常见出现问题是由于收缩变形受到约束引发的收缩裂缝和由外部荷载作用引发荷载(受力)裂缝。混凝土的裂缝出现是很难避免的,但是能预防和治理的。出现裂缝后根治理裂缝是本次需要解决的问题。
一、混凝土裂缝分类及裂缝出现收集的资料
根据地下工程和防水混凝土的防水要求,对混凝土裂缝而言,可分为有害裂缝和无害裂缝。混凝土的裂缝产生主要是限制条件变形作用引起的,变形作用包括温度变形(水化热、气温、生产热、太阳热)、温度变形(自生收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等)。
1、有害裂缝的基本概念
(1)混凝土结构产生的裂缝对耐久性受到影响;
(2)裂缝有渗漏水;
(3)裂缝贯穿结构层;
(4)混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水;
(5)裂缝的深度与构造钢筋相连,形成钢筋串水;
(6)裂缝的宽度大于0.2mm,且不能自愈;
(7)裂缝密度呈网状;
(8)裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。
混凝土制作应有预防措施,防止产生有害裂缝的出现。出现有害裂缝后,应认真进行治理,清除有害裂缝,保证混凝土结构的安全性、稳定性、耐久性和无渗漏水。
2、无害裂缝的基本概念
(1)裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影响;
(2)裂缝无渗漏水,且不贯通;
(3)裂缝宽度小于0.2mm,且不渗漏水;
(4)裂缝可自愈。
3、混凝土裂缝治理应收集的资料
(1)混凝土材料资料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外掺料(粉煤灰和外加剂);
(2)混凝土施工资料:施工时环境条件、气象条件、气温条件、浇注混凝土顺序,商品混凝土质量,坍落度损失,降低水化热措施、拆模时间,拆模时间,拆模顺序,混凝土的养护措施;
(3)温度控制资料:入模温度(入模温度=原材料温度+混凝土搅拌时的温升+混凝土运输中的温度)、混凝土水化热最高内温、混凝土内温与表温差,混凝土温降梯度;
(4)结构设计资料:控制混凝土开裂的具体措施,附加防水层设置,施工缝、变形缝、后浇带等的设置、配筋方式等。
4、混凝土裂缝调查资料
(1)裂缝出现的部位(拱、墙、底)裂缝的方向(垂直、斜交、水平),裂缝的宽度、深度、长度和延伸方向;
(2)裂缝开裂时间,有无发展;
(3)裂缝渗漏水现状(雨季和旱季)。
5、裂缝评价
(1)裂缝的定性,应从裂缝对结构的危害程度,安全度、渗漏水情况确定;
(2)裂缝有无扩展的可能性,自愈的可能性;
(3)裂缝的分类及标准。
6、混凝土裂缝产生的原因(在此不论述)
混凝土裂缝产生主要是温度变形和湿度变形的影响产生的裂缝。混凝土制作过程中,只有从原材料,配制、搅拌、运输、浇灌、养生、综合考滤,才能控制混凝土不出现或少出现裂缝,做到不裂不渗。
二、混凝土裂缝治理
混凝土裂缝治理方法按无害裂缝和有害裂缝进行治理,本文重点简介有害裂缝的治理。
1、无害裂缝治理
无害裂缝治理原则上只进行表面修补,常用的方法在混凝土出现裂缝的表面涂刷一层无机防水涂料。无机涂料涂刷后不得开裂,但粘结力强,耐水性好。
2、有害裂缝治理
(1)有害裂缝治理原则
①混凝土结构的强度达到设计要求,结构变形处于稳定状态,裂缝无发展,才能治理有害裂缝;
②裂缝处理与防水处理相结合,裂缝处理与结构的稳定性和耐久性处理相结合;
③在治理裂缝过程中,不得破坏原结构;
④裂缝治理应采用注浆和封缝相结合,注浆材料和封缝材料应满足防水耐久性的要求,应采用经过检测。并经实践检验,质量可靠的材料;
⑤方案合理选材得当、施工可靠、管理到位。
(2)有害裂缝治理基本要求
①提供治理裂缝的基本资料;②有害裂缝渗漏水情况和产生裂缝的原因;③提供封缝材料,注浆材料的技术标准、技术要求,注浆设备情况;④编写施工组及质量检查标准等。
3、有害裂缝治理方法
先开槽封缝,后钻孔注浆、采用封缝和注浆相结合的治理裂缝的方法。
①沿裂缝开槽:采用破缝机开槽,然后用人工沿槽缝凿除缝间混凝土,机械破缝宽度2cm、深度2~3cm,开槽长度沿裂缝两端各延长40~60cm;
②清洗槽体,做到槽体规范(深度与宽度)干净;
③充分湿润槽体;
④槽体涂刮嵌缝料:要求嵌缝材料能在潮湿基面施工,嵌缝料与槽缝间混凝土有牢固的粘结力,耐久性好,不开裂、材料中不得含有溶出物,无污染环境,无腐蚀功能(嵌缝料内容后述);
⑤应加强湿养护(一般72h保持嵌缝料湿润);
⑥钻孔:孔要求深而细,钻斜孔:孔径ø8~ø18孔深为混凝土厚度1/2~2/3,斜孔α=350~450;
注:d—混凝土厚度:单位mm
⑦注浆设备选型:应选用高压电动注浆机,要求注浆压力不小于40mpa,机具体积小,便于操作及携带,产品采用模组化设计,便于组装拆卸及保养(注浆设备选型内容后述);
⑧应配备有注浆零配件:止水针头、钻头(各类长度200~450mm)、注浆管、牛油头、开关阀门、连接杆、高压管;⑨注浆材料选择:注浆材料的选择,要求可灌性好,在有水或潮湿基面上有牢固的粘结力,强度高耐久性好,不收缩、无溶解物质,对环境无污染、防腐蚀性好等优点;
一般选用改性环氧树脂灌浆料:国产质量较优的有广州金科有限公司生产的sjk高渗透性改性环氧灌浆料,广州市泰利斯固结构补强工程有限公司生产的eaa环氧注浆料;
⑩安装注浆嘴;
○11采用r1型堵漏材料封堵注浆嘴,防止注浆料从注浆嘴周围渗出;
○12做压水试验,检查注浆嘴孔口有无渗漏水和提供裂缝注浆进浆压力,试压不得小于4~8mpa;
○13注浆时,采用正压与负压并举的方式进行;
○14注浆时进浆压力从低到高、直到压力稳定、进浆压力发生突变时,停止注浆,相隔8h后进行三次注浆、注浆方法与第一次注浆方法相同;
○15最后一次注浆约48h后(一般3d),再进行注浆检查,注浆检查的压力达10mpa不进浆,注浆成功;
○16拆管封管、注浆结束。
3、裂缝治理采用的防水材料、注浆及注浆设备介绍
(1)嵌缝料
①原材料组成:普通42.5级的硅酸盐水泥、1万目纤维素、粘稠剂、石英粉、调色剂等材料组成;
②产品特点
a、能带水作业,凝固时间可调;
b、耐久性好与混凝土缝间粘结力强,抗渗抗裂性好;
c、嵌缝材料中不含溶出物质,耐腐蚀性防腐蚀性好,无毒无味,属环保材料;
d、施工高效快捷。
③施工方法
a、缝槽冲洗干净,并充分湿润;
b、配合比:粉料:水=1:0.3搅拌均匀成腻子(不得含生料或团粒);
c、将腻子用刮刀嵌入槽缝,上料时稍用力压实平顺;
d、涂层硬化后进行湿养护3d。
④注意事项
a、拌制材料随用随配,搅拌好的料必须在凝结前用完;
b、尽量避开烈日大风下施工,若在烈日高温下施工,应有防晒措施和湿养,0℃以下施工应有防冻措施,一般不得在0℃以下施工;
c、原材料应存放在干燥环境中,不得与雨水接触。
(2)堵漏封口防水材料—(r-1型料)
①产品简介:
r系列堵漏防水材料r-1型为堵漏和防水材料,产品以特种水泥、改性纤维、石英粉、增稠剂、分散剂、稳定剂、密实剂、抗收缩剂等组成。是速凝、抗渗、抗裂和耐久性好的防水材料;
②产品特点:
a、能带水堵漏和防水,凝固时间可调(3~15min均可);
b、耐久性好、无溶出物、耐腐蚀性好、无腐蚀性、无毒无味、属环保材料;
c、抗渗抗裂性好、粘结力强,是粘帖帖瓷砖、马赛克和大理石优质材料;
d、施工方便、工期短、高效快捷;
e、使用范围广,适用于新旧混凝土和砖石结构的渗漏水修缮和防水,广泛应用于各种地下室、隧道、地铁、蓄水池、水塔、卫生间、输水管道等的堵漏和防水。
③技术指标: 序号检验项目技术指标 凝结时间(20±2)℃ 初凝,min≥2~<10 终凝,min≤152
抗压强度,mpa,≥1h 4.53d 15.03 抗折强度,mpa,≥1h 1.53d 4.04 抗渗压力,mpa,7d,≥,试块1.55粘结强度,mpa,7d,≥1.26 耐热性,100℃,5h无开裂、起皮、脱落7 冻融循环,(-15℃~20℃)20次无开裂、起皮、脱落
④方法
a、面处理
堵漏:用凿子或冲击钻将漏水部位打孔并将孔眼用水冲洗干净;
抹面:基面必须充分湿润,并要求基面坚固、洁净、平顺、不平之处先用双快补强r-6型材料找平。渗漏水严重处,应打孔引水。
b、材料配合比
方式配合比=粉:水厚度,(mm)用料,(kg/m2)要求堵漏1:0.3捏面料团抹面1:0.4 2~3 3.2~4.8拌制均匀、细腻
c、施工方法
堵漏:用凿子或冲击钻将渗水部位打成4~5cm深,直径2~3cm的孔洞,用于冲洗干净后,r-1型材料加水(灰:水=1:0.3)搅拌均匀,捏成料团(料团大小与孔洞相近),手掌感觉发热,迅速将料团塞于孔中,并用手掌压住几分钟,手掌感到发硬后,松开手掌,再用木板压平。15min后进行湿养护;
抹面:基面清理干净,充分湿润后,r-1型材料加水(灰:水=1:0.4)搅拌均匀(不得含生料或团粒)成腻子状,用抹子或刮板迅速上第一层料(厚度1mm),涂层硬化后喷水湿养护,再上第二层料(厚度1mm),上料时稍用力使涂层密实。若还有局部渗水或有湿渍,只需在渗水或湿渍部位再加涂一层,直到不渗不湿。并注意搭接,每次配料不要太多(每次搅拌应在凝结前用完),以免造成浪费。涂层硬化后要进行湿养护3d。
d、注意事项:拌制材料随用随配,搅拌好料必须在凝结前用完;尽量避开烈日下施工,若在烈日下施工涂层凝固后,应及时加遮晒措施和湿养护,0℃以下施工要添加防冻剂;材料贮存时,应置于室内干燥处。材料袋装拆线后,余料应扎紧口,勿受潮。
(3)超早强自流平水泥基灌浆料超早强自流平水泥基灌浆料新产品,是一种水泥基,凝结时间可调的水硬化灌浆材料,其特点是具有超早强、高强、微膨胀和自密实、自流平、可灌性好、施工简单。
该产品为粉状材料,使用方便,按0.35~0.45的水泥比直接加水,搅拌均匀后即可使用。灌注后,不需振捣
该产品特别适用于紧急抢修工程,如铁路基床病整治工程(不影响列车运营的情况下)、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注浆堵漏工程(高寒区)、云南白虎山隧道、上海局外复线苔井隧道等十余座隧道的注浆堵漏工程进行了成功应用,在武汉钢铁厂4#高炉的快速抢修中,采用研制的超早强灌浆料配制的超早强自流平混凝土,6h混凝土强度达到c30以上,应用效果非常好,节约了维修时间,减少了停产维修所带来的巨大损失。
该技术产品已通过部级技术鉴定,部分性能指标达到国际领先水平。
①产品的主要特点
a、水灰比为0.35~0.45时,净浆的流动度大于240mm,料浆初凝10~20min,料浆终凝12~25 min。(流动性保持时间和凝结时间可调,根据用户需要,可缩短或延长料浆的流动性保持时间和凝结时间)。料浆的初凝与终凝时间间隔短(2~4min)。
b、从加水搅拌起,常温下,净浆试体30min的抗压强度可达8~15mpa,1h抗压强度可达12~25mpa,1d抗压强度可达25~45mpa,28d抗压强度可达50mpa以上,具有显著的超早强、高强的特点。后期强度持续增长,一年达60mpa以上;
c、产品具有良好的微膨胀性,水灰比为0.4时,净浆试体的水中自由膨胀率为1d6.6/万,3d17/万,7d17.9/万,14d17.9/万。可以看出,试体的微膨胀在7d已趋于稳定;
d、产品的抗渗性、抗冻性和耐硫酸盐侵蚀性良好;
e、产品碱含量低、无氯;
f、产品可配制超早强混凝土、喷射混凝土。
②主要技术指标(检验依据q/ltf06-2004)检验项目 标准值
该产品特别适用于紧急抢修工程,如铁路基床病整治工程(不影响列车运营的情况下)、海拔3800m的青海大坂山公路隧道注浆堵漏工程(高寒区)、云南白虎山隧道、上海局外复线苔井隧道等十余座隧道的注浆堵漏工程进行了成功应用,在武汉钢铁厂4#高炉的快速抢修中,采用研制的超早强灌浆料配制的超早强自流平混凝土,6h混凝土强度达到c30以上,应用效果非常好,节约了维修时间,减少了停产维修所带来的巨大损失。
该技术产品已通过部级技术鉴定,部分性能指标达到国际领先水平。
①产品的主要特点
a、水灰比为0.35~0.45时,净浆的流动度大于240mm,料浆初凝10~20min,料浆终凝12~25 min。(流动性保持时间和凝结时间可调,根据用户需要,可缩短或延长料浆的流动性保持时间和凝结时间)。料浆的初凝与终凝时间间隔短(2~4min)。
b、从加水搅拌起,常温下,净浆试体30min的抗压强度可达8~15mpa,1h抗压强度可达12~25mpa,1d抗压强度可达25~45mpa,28d抗压强度可达50mpa以上,具有显著的超早强、高强的特点。后期强度持续增长,一年达60mpa以上;
c、产品具有良好的微膨胀性,水灰比为0.4时,净浆试体的水中自由膨胀率为1d6.6/万,3d17/万,7d17.9/万,14d17.9/万。可以看出,试体的微膨胀在7d已趋于稳定;
d、产品的抗渗性、抗冻性和耐硫酸盐侵蚀性良好;
e、产品碱含量低、无氯;
f、产品可配制超早强混凝土、喷射混凝土。
②主要技术指标(检验依据q/ltf06-2004)检验项目 标准值 浆流动度,(mm),≥2202 流动度保持时间,(min),≥83 凝结时间,(min),(10℃~7℃)初凝,≥10 终凝,≤20
初、终凝结间隔,≤54 抗压强度,(mpa)块养护,(40min),≥6 试块养护,(1d),≥23 试块养护,(3d),≥30 试块养护,(7d),≥36 试块养护,(28d),≥425
试件膨胀率,% 水中,(7d),≥0.05 水中,(28d),≥0.2 干空,(28d),≥-0.02
③施工方法
a、钻孔:布孔的原则是先疏后密,中插孔,并用压风机冲孔,将孔内沉碴、淤泥彻底清理干净,通过冲孔可了解孔位之间的连通关系,从而确定压浆孔和通气孔;
b、灌浆:灌浆以前,应先进行注水试验,以检查孔洞是否畅通,然后将超早强自流平水泥基灌浆料按灰水比1:0.4的比例,用搅拌机制浆,将制好的浆放入贮浆桶后,通过压力泵由管线送浆液至工作面而进行压浆,压浆工序可视浆液的凝结时间而定,以保证其结石强度。
④注意事项
a、产品宜在16℃~28℃的环境稳定下使用,在其它温度下使用产品的凝结时间会有较大的变化,故用户采用时,应加以说明,我们会提供低温或高温下的产品;
b、产品应在干燥环境下存放,保质期6个月时,应经试验合格后使用。
(4)改性环氧树脂灌浆材料
改性环氧树脂灌浆材料是利用环氧树脂的高强度,粘结力强的特点,改性它在潮湿接触面有较好的耐久粘结力,遇水分散,可灌性好的性能,是改善混凝土密实性、补缝、补强防水的优质灌浆材料。
①改性环氧树脂灌浆材料应符合如下条件才能选用
a、可灌好、凝固后不收缩、无溶出物质,可灌k=10-6~10-8cm/s,地层中可灌入0.01mm裂缝中;
b、粘结力强,可以粘结缝、湿缝、水下缝,可以粘结被油,有机物灰尘等污染的裂缝;
c、综合力学性能和物理性能好、强度、粘结力、抗拉强度、剪切应力等指标高,能适应动荷载下施工(如高压水头堵水加固、地铁和公路道床加固,房屋地基加固,桥梁补强,混凝土结构和堵水补缝补强等);
d、材料中不含溶出物质,无收缩,对环境无污染,耐腐蚀无腐蚀固结体无毒,耐久性好(粘结力),②主要技术指标
外观:无结块,颜色一致,无分层;固化时间:15~48h;
抗压强度:≥50mpa;
抗拉强度:≥8mpa;
粘结强度:干燥基面≥1.5mpa;潮湿基面≥(1.5×0.8)mpa;
弯曲强度:≥25mpa
收缩率:≤0.3%;
③改性环氧灌堵漏补强工程施工工艺
a、用切缝机开缝,人工治缝开槽,槽宽20mm,槽深20~30mm,槽长向缝两端头各延长100mm;
b、用清水将打凿好的渗漏水缝、渗漏水点清洗干净;
c、埋设注浆咀,注浆咀一般埋设在渗漏水较大或裂缝较宽的部位,注浆咀间距一般为30~50cm,渗漏水点注浆咀埋设在渗漏水部位;
d、用封堵材料把注浆咀固定并把“u”型缝封平;
e、在注浆咀处套1根约12cm长、ø10mm的高压胶管,用铁丝把高压胶管扎紧;
f、待封缝材料固结后,采取从裂缝左边至右边(或右至左)或由下至上的方式,用灌浆泵把化学浆从灌浆咀处灌入,灌浆压力需缓慢增加,当灌浆压力上升到1~8mpa后,在没有加压的前提下,若灌浆泵的压力表指示针在2~3min内基本不下滑,即可停止该咀灌浆,移至下一咀续灌。在灌缝过程中,若出现灌浆咀通浆情况,即将通浆咀封闭(用铁线扎紧高压胶管口),若出现封缝部位漏浆,即应停止灌浆,用封漏材料将部位堵位;
g、封管,灌浆完毕后,用铁丝扎紧套在灌浆咀上的高压胶管口;h、将浆液固化后(一般3d),切除注浆咀;
i、检查注浆效果,若个别部位仍有渗漏现象,必须重灌,直至不渗不漏为止。
④汗渗部位的化灌堵漏处理
a、在汗渗部位布置注浆孔,孔距一般为30~50cm,孔径约12mm,孔深约40cm(或根据工程具体情况而定);
b、用高压水枪(水压1mpa左右)将注浆孔清洗干净;
c、埋设注浆管,管深约10cm;
d、封管,用微膨胀速凝材料将注浆管与混凝土孔隙封实,管壁周边再用改性环氧浆泥密封,范围约ø10mm;
e、待封管材料固结后,作灌浆防渗处理。灌浆压力根据进浆情况确定;
f、灌浆时,采用正压与负压并举的方式进行。
(5)高压灌注机设备简介
①机具介绍
a、机具:高压灌浆机,灌注压力可达8000~10000磅,可进入0.02mm以上的发丝裂缝。
机具体积小,便于操作及携带(重量7kg)。产品采用模组化设计,便于组装、拆卸及保养。
可切换进料方式:除一般传统置料方式外,本机另可切换至吸料管进料,可节省倒料时间及节省材料。并可以避免材料二次污染;
高压注浆堵漏—工法特性:高压灌注机所产生的巨大压力,将堵漏剂送至壁体裂缝的中间部位,使堵漏剂以裂缝中间部位为中心向四周扩散。堵漏剂与水快速反应硬化后,将裂缝永久性堵住,尤其是对厚度大于20cm以上的混凝土壁体,使用本工法堵漏更是快速且有效。
本工法所使用之高压注浆机,灌注压力高、流量大,可快速止水,确为有效的堵水工法。尤其是对量涌水的漏水点,本工法更有神奇之处。
适用范围:地铁、隧道、涵洞、地盘改善、水库、港湾工程、顶板、裂缝、施工缝、伸缩缝、地下室发丝状裂缝等止漏工程。
b、零配件
配件名称规格或说明
止水针头长针头15cm用于松散结构:短针头8.5cm,10cm用于密实结构。并可定制其他规格。
钻头各种长度。(15×210mm,14×310mm,14×450mm)。
牛头油 进口
开关阀门 国产
连接杆 进口
高压管 进口
②高压灌注堵漏裂缝施工工艺
a、前期施工步骤
寻找裂缝:对于潮湿基层,先清扫结水,待基层全部清理干净、表面稍干时,仔细寻找裂缝,用色笔或粉笔沿裂缝作好记号:对于干燥基层清,清理后可用气泵或吹风机吹除表面灰尘;
钻孔:按混凝土结厚度,距离裂缝约150~250mm,沿裂缝方向两例交叉钻孔。孔距应按现场实际情况而定,以两孔注浆后浆液在裂缝处能交汇机为原则,一般刚开始时孔距宜为300mm;孔径的大小,应按配套的止水针头大上而定,采用的为非标的13mm钻头。孔与裂缝断面应成450~600交叉,并交叉在底板中部1/3范围。
埋止水针头:止水针头为配套部件,是浆液注入裂缝内的连接件,埋设时应用工具紧固,并保证针头的橡胶部分及孔壁在未使用前干燥,否则在紧固时容易引起打滑。
b、前期施工应注意的问题
在寻找裂缝前,首先应对裂缝进行分析,并按裂缝宽度、长度的不同分别取芯,以确定裂缝深度发展规律。如非贯穿裂缝且深度较浅,可以作表面处理。
c、裂缝修补
灌注浆液应从第一枚针头开始(结构立面由下往上灌注),当浆液从裂缝处冒出,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻针头位置,可以跳开不注:如注浆后发现裂缝两端仍有裂缝延伸,或有裂缝与其交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。
为使裂缝完全灌满浆液,应进行二次注浆。第二次灌注应与第一次间隔一段时间,但必须在浆液凝固前完成。如二次灌注后,浆液仍不能愈合,应在该位置重新钻孔注浆。
d、注浆时应注意的问题
当一枚针头在灌注较长时间后(约5min后),浆液仍未从裂缝内冒出,应停止灌注,间隔一段时间后再进行,如仍未灌满,应检查钻孔是否与埋管线交叉,底板是否有孔洞等情况,待查明原因后再进行。
灌注时应严密注视灌注机的工作压力表,如超过额定压力(35mpa以上),应停机再进行,如压力仍居高不下,应检查钻孔是否与裂缝完全交叉。
聚氨酯是遇水膨胀材料,工作时应穿戴好防护器具如手套、护目镜,如不慎溅入眼睛,应立即送医院。
e、表面清理及设备维护
待浆液凝固后,表面应及时清理。
灌注机连续使用最多不超过10h,如中途停止工作超过30min,应及时清洗机械,清洗可用专用清洗剂或丙酮等。
灌注机使用前应经常检查,发现异常,立即予以维修,以防发生事故。
③裂缝修补检测
对已修补完成的裂缝,用钻孔机进行取芯检测。检测结果应该是混凝土表面光滑、密实,浆液全部灌满裂缝,并对芯样进行混凝土强度抗压试验,达到原设计值
第四篇:混凝土裂缝成因及处理措施
混凝土裂缝原因分析及预防措施
混凝土结构裂缝是非常普遍的,可以说很难避免,其中有的裂缝形成以后不再发展,对混凝土结构的正常使用没有影响,而有的裂缝则随着时间的延长而继续发展,危及建筑物的结构安全。只有正确认识混凝土结构裂缝的产生原因,采取相应的措施,消除隐患,才能确保结构安全和正常使用。
一、混凝土结构产生裂缝的原因
1、温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质,当外部环境或结构内部温度发生变化时,混凝土将发生变形,变形受到约束,则在结构内产生温度应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时即产生温度裂缝,其特征是随温度变化而扩张或合龙。
混凝土浇筑后的前几天,水泥的水化热大量释放,混凝土内部的温度迅速升高,混凝土内部与外界形成温差,产生温度应力,温差越大,温度应力越大,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时即产生温度裂缝。
2、收缩引起的裂缝
在混凝土收缩类型中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是混凝土体积变形的主要原因.(1)塑性收缩产生的裂缝
塑性收缩发生在混凝土浇注后4-5h,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,而此时混凝土尚未硬化,产生塑性收缩。塑性收缩所产生的量级很大,可达1%。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处箱梁腹板与顶底板交接处,因硬化前沉实不均匀将发生表面顺腹板方向的裂缝。
(2)缩水收缩产生的裂缝
混凝土硬结以后,随着表层水分逐渐蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,产生缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大,内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。
3、钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层易受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于外加剂使用不当,氯化物的介入,使钢筋周围氯离子含量较高,引起钢筋表面氧化膜破坏。若钢筋中的铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分子发生反应,其锈蚀物氢氧化铁的体积比原来增长2-4倍,从而使混凝土周围产生膨胀应力,导致混凝土保护层开裂、剥落,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗出混凝土表面。同时锈蚀使钢筋有效断面减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构 承载力下降,并将诱发其他形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。
4、施工工艺对裂缝的影响
如保护层过厚,或乱踩已绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的受力钢筋保护层过厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直的裂缝。
施工时混凝土分层或分段浇注时,接头部位处理不好,容易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如分层浇注时间隔时间过长,引起层面之间的水平裂缝,分段浇注时,接触面凿毛、清洗不彻底,新旧混凝土之间黏结力小,或后浇注的混凝土养护不到位,导致混凝土收缩而引起裂缝。若混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象,施工时模板刚度不足,浇注混凝土时模板侧向变形,或拆模过早,混凝土强度不足,均会使混凝土产生裂缝。
二、混凝土结构产生裂缝的预防措施
1、温度裂缝
(1)合理选用水泥
根据外界气候条件和构件的体积及施工措施,合理选用水泥品种。如果是大体积混凝土、浇注速度很快、外界气温便低,则应选用水化热低的水泥。优化混凝土配合比,尽可能降低水泥用量,从而降低混凝土水化热温度升值,每降低10KG/立方米,混凝土的水化热温度升高可降低1度。(2)合理控制拆模时间
混凝土拆模时,对混凝土内部与外界的温差有严格的规定,≤施工规范≥规定其温差不应超过25℃。可有时为了赶进度,加快模板周转,往往只注意了混凝土强度,而忽视了温差对混凝土的影响,尤其是冬季施工时,很容易产生温度裂缝。
(3)合理确定养生方法
混凝土浇筑后的养生是保证混凝土强度的重要措施,如果养生措施不当,往往会使混凝土表面产生龟裂。在炎热的夏季,特别是在山区,施工单位经常会图方便,就地采用河水养生,此时混凝土表面温度和水的温差很大,由于混凝土表面的灰浆抗拉强度很低,遇冷水后收缩,就在混凝土表面形成了很多不规则的微裂缝。所以,应该在混凝土拆模后及时覆盖或包裹,在早晚温度低时洒水养生,避免在温度高时将冷水直接浇到混凝土表面,以减少龟裂。
(4)降低混凝土温度差。
选择适宜的气温浇注混凝土,降低混凝土拌合物的初始温度,控制浇注速度,降低分层厚度。(5)提高混凝土的极限抗拉强度。
选择好级配的骨料,严格控制含泥量,加强混凝土的振捣,提高混凝土的密实度和抗拉强度,减少收缩变形,浇注后及时排除表面积水,加强早期养护,提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度。掺入一定数量的纤维。
2、收缩裂缝
收缩裂缝最直接的原因就是混凝土内的水分损失,所以控制水灰比至关重要。在泵送混凝土中或钢筋密集构件等要求混凝土拌和物坍落度较大时,掺加减水剂,降低单位用水量是首选措施。其次,避免长时间的搅拌和振捣,及时清除泌水,控制速度不要过快,振捣要密实,以减少混凝土因骨料自重而引起的下沉量。混凝土收缩裂缝的产生还与水泥品种、标号、用量,骨料品种,外掺剂,养护方法,外界环境,振捣方式等因素有关。在水分容易损失的地上建筑物应首选干缩性小的水泥。
3、钢筋锈蚀引起的裂缝
凝土振捣不密实或不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞或在钢筋混凝土中使用了含有氯盐的水或外加剂是导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源。所以,在施工时采取钢筋除锈,保证保护层厚度,控制水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入及在钢筋混凝土中掺加不含氯盐的外加剂等措施可减少因钢筋锈蚀引起的裂缝。
混凝土的裂缝虽然不可避免,但是混凝土的裂缝是可以控制的,认清混凝土裂缝产生的原因,在施工或养护中采取有针对性的措施,是可以预防或减少裂缝产生的。稳定的裂缝不影响结构的正常使用,但裂缝的存在都会降低结构的刚度。所以,预防或减少裂缝的产生,不但可以提高建筑物的观感质量,更主要的是可以提高建筑物的刚度,延长使用寿命,发挥更大的效益。
第五篇:本科毕业论文_混凝土裂缝治理
混凝土裂缝治理措施
【摘要】随着我国大规模的经济建设,建筑结构发展十分迅速,建筑材料,设计和科学理论研究都获得了长足发展,使城乡建设面貌焕然一新。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使用量越来越大;同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级高等优点,使其在土木工程,造船业,机械工业,海洋的开发,地热工程等工程中广泛应用。在建筑工程中混凝土构件容易产生裂缝,对工程的安全性和耐久性造成很大的威胁。但混凝土裂缝在工程中又是不可避免的现象,针对施工中普遍存在的裂缝问题,本文从设计、材料选用、施工等几个方面分析裂缝产生的原因并提出防治措施,希望从多方面加以控制和治理,以期减少因裂缝整治带来的损失。
【关键词】混凝土 裂缝 控制 治理
Abstract:Along with our country economic construction on a large scale, building structure development is very rapid, building materials, design and scientific research has achieved great development, make urban and rural construction appearance to take on an altogether new aspect..Concrete with abundant raw materials, low price, simple production process characteristics, thus increasing consumption;At the same time ,concrete also has a high compressive strength, good durability, strength grade etc., so that in the civil engineering, shipbuilding industry, machinery industry, marine development, Geothermal Engineering and other widely used in engineering.In the construction of concrete crack, the engineering safety and durability have caused a great threat.But the concrete crack in engineering is inevitable phenomenon, according to construction generally exist in the crack problem, this article from the design, material selection, construction and other aspects the paper analyzes the causes of cracks and puts forward prevention measures, hope from many aspects of control and management, in order to reduce the losses caused by the cracks treatment.Keywords:Concrete;Crack;Control;Government 引言
混凝土能提高建筑工程质量,大大缩短建设工期,提高建设速度,节省工程量。还能节省施工用地、减少资源浪费、改善劳动条件、减少环境污染,降低综合造价。但是,在大量的工程建设中混凝土的裂缝是不可避免的,其微观裂缝是本身物理力学性质决定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在湿气及土中为0.3mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高,必须处理。
近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到更多的结构领域,如大跨超长、超厚及超静定框架结构,其混凝土强度等级必须提高至C50。在采用泵送条件下,其收缩与水化热大大增加,约束应力裂缝很难避免,张拉前开裂,张拉后又不闭合,裂缝控制的难度更加困难。预应力结构裂缝允许宽度是严格的,预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂,预兆性较小,裂缝扩展速度快。裂缝深度h与结构厚度H的关系如下:h≤0.1H表面裂缝;0.1H<h<0.5H浅层裂缝;0.5H≤h<1.0H纵深裂缝;h=H贯穿裂缝。
应当尽量避免贯穿性及纵深裂缝,如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度,即贯缝抗拉强度必须超过混凝土抗拉强度。
早期裂缝一般出现在一个月之内,中期裂缝约在6个月之内,其后1~2年或更长时间属于后期裂缝。
混凝土在结构的安全、可靠度和方面起绝对的作用,因此,加强对混凝土的裂缝控制也就尤其至关重要。
一、混凝土裂缝的分类
按产生原因可分成塑性收缩裂缝、干缩裂缝、沉陷裂缝、温度裂缝。
(一)塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前,在混凝土浇筑完毕后,养护不及时,表面因失水较快而产生的收缩,塑性裂缝出现在结构表面,这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂,严格来说属于干缩裂缝,塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,形状不规则,呈互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。
(二)干缩裂缝
干缩裂缝多出现在露天养护完毕一段时间后;在混凝土硬化的过程中,水泥浆中水分的蒸发,产生内部干缩引起体积变化,且这种收缩是不可逆的,当这种体积变化受到约束时,就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05~0.2mm之间,其走向纵横交错,没有规律性,并随湿度和温度的变化而逐渐发展。
(三)沉陷裂缝
沉陷裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30~45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
(四)温度裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
二、裂缝成因分析
(一)产生塑性收缩裂缝的原因 产生塑性收缩裂缝的因素是很多方面的:如当新拌混凝土的塌落度较大,而震动时间过长时,水泥浆浮在上层,骨料下沉时受到钢筋或是其他物质的约束,出现不均匀沉降,从而使混凝土的表层产生裂缝;混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,混凝土表面没有及时覆盖,受高温或较大风力的影响,混凝土表面水分蒸发过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的早期强度又无法抵抗这种形变压力,因此产生龟裂使用收缩率较大的水泥,水泥用量过多,或使用过量的细砂和粉砂混凝土水灰比过大,也会导致这种裂缝出现。
(二)产生干缩裂缝的原因
产生干缩裂缝的主要原因是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:如混凝土成型后,混凝土受外部条件的影响,因养护不当,使得表面水散发快,体积收缩大,而内部湿度变化较小,收缩也小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力,引起混凝土表面裂缝;构件因水分蒸发产生体积收缩,受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝;相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。
(三)产生沉陷裂缝的原因
产生沉陷裂缝是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。
(四)产生温度裂 缝的原因
产生温度裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使混凝土早期升温和后期降温产生内部和表面温差。温度裂缝通常发生在大体积混凝土浇筑后,水泥水化是一个放热反应,水泥水化产生大量的热量,使内部混凝土温度升高,当水化热温度升到达高峰后,由于环境温度较低,因此混凝土温度开始下降。温降过程中混凝土发生收缩,在约束条件下,当温降收缩变形大于极限拉伸变形时,混凝土容易发生裂缝,这种裂缝通常称为温度裂缝。还有一种温度裂缝是由于混凝土内外温差引起的,如混凝土遭受寒潮侵袭或夏天混凝土经阳光暴晒后突然下雨,都会使混凝土内部与表层产生很大温差,混凝土表层温度下降,而内部温度基本不降,这样内部混凝土对表层混凝土起约束作用,同样会导致温度裂缝。
三、裂缝的影响因素
(一)配合比的影响
配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度,是造成混凝土开裂不可忽视的原因。在原料一定的条件下,水灰比对混凝土收缩有很大的影响。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量,而用水量的影响比水泥用量大;在用水量一定内条件下,混凝土收缩随水泥用量的增大而加大,反之增大的幅度较小;在水灰比一定条件下,混凝土收缩率随水灰比的增加而明显增大;在水灰比相同条件下,混凝土干缩随砂率增大而加大,但增大的幅度较小。有关试验资料显示:用水量不变时,水泥用量每增加10%,混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度降低20%,混凝土与钢筋的粘结力降低10%。
(二)材料选用方面的影响
1.水泥品种。水泥的选择是关系到收缩问题的关键。不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。此外,在施工过程中,将不同厂家的水泥混用,都是产生裂缝的重要因素。而且,随着高强混凝土的应用,水泥的标号等级要求也就相应提高,水泥用量也就会增加,产生的水化热就越高,混凝土的收缩变形也越大。
2.粗细骨料。粗细骨料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。骨料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。混凝土中粗骨料的用量大,针片状石子含量高,会造成混凝土内部孔隙增多。细骨料的粒径及含泥量超标,夏季施工时骨料温度偏高,到达施工面上的混凝土质量得不到保证,从而使混凝土出现裂缝。
3.外加剂应用不当也会引起裂缝。由于施工工期的需要,一般都会使用化学外加剂的,但外加剂应用不当会直接引起混凝土多种质量问题,并且外加剂的使用也会增大混凝土收缩的变化率,如掺减水剂用于改变混凝土和易性。高效减水剂的减水作用随时间延长而降低,这是坍落度损失的主要原因,由于高效减水剂吸附在水泥颗粒表面或早期水化物上,它或是被水化物包围,或是与水化物反应而被消耗掉,变得不能发挥分散能力,水泥颗粒间斥力减小,造成水泥颗粒凝聚,使混凝土坍落度减小,造成混凝土拌和物坍落度损失过大或短期内完全丧失流动性,这类问题在混凝土生产行业中会经常遇到,程度轻的会引起混凝土施工困难,混凝土表面会出现收缩裂缝。
追求建筑物的外观样式,建筑物表面存在过多凹凸角,产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物,很易出现伸缩裂缝。此外,因设计的承重板件厚度太小,刚度减弱,板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大,致使板件出现穿透性裂缝。
(四)施工及现场养护的影响
1.现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
2.配筋、施工工艺不合标准。部分施工单位在施工中,为了节省施工的材料成本和节省人工费,在施工过程中往往是没能按照设计要求及有关规范进行施工,钢筋安放位置不正确、钢筋间距偏大等原因也容易产生裂缝。
3.混凝土钢筋保护层较小、混凝土坍落度较大以及混凝土表面收浆不好,易产生沉淀裂缝。外观表现为沿钢筋纵向出现条状规则裂缝,在预埋件正上方以预埋件为中心出现辐射状裂 4.气温、空气等环境因素导致裂缝
在周围气温、空气等环境因素的影响下,也会产生裂缝的。(1)空气的相对湿度越低,混凝土收缩越大。(2)空气温度升高,混凝土的收缩随之增大。(3)长期风吹、日晒也会使混凝土收缩增大。
5.施工时模板的处理。模板施工因素对产生的影响主要是由于以下几方面产生的:(1)由于楼板模板支撑刚度不够,梁板支撑刚度差异或模板挠度过大,造成模板支撑下沉变形过大;(2)如果模板支撑的稳定性不够,在施工期间过度震动使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移,这样也会引起楼板的裂缝;(3)拆模过早,在混凝土没有完全硬化的时候就进行拆模板,混凝土硬化前过早承载或受到振动,很容易产生裂缝。
6.在混凝土内部的一些危害性化学反应也可导致混凝土产生裂缝。如水泥熟料存在较多游离氧化钙,当混凝土已凝结硬化,而其中的氧化钙继续水化产生体积膨胀,就可以导致在混凝土表面出现龟裂等。另外,混凝土集料中的活性材料与水泥中的碱产生化学反应,生成遇水膨胀的凝胶体,也会造成混凝土结构破坏。7.施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。
8.保护措施不到位。混凝土浇注后,没有按规定的要求进行养护,导致楼板收缩开裂。(1)养护不及时,使混凝土养护初期过早脱水,使混凝土出现干缩。(2)混凝土养护初期受冻。(3)楼板施工完成后,混凝土终凝初期,施工机具和材料集中,或过早进人下道工序施工,造成较大施工荷载和震动,使其产生裂缝。
四、裂缝预防措施
由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速率快,使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。因此,为防治水化热引起的裂缝,施工前应计算升温峰值、内外温差及降温速率,制定相应的技术措施,防止和控制温度裂缝,确保工程质量。
(一)控制水灰比
选择中低热品种水泥,优先选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥,其早期的水化与同龄期的普通硅酸盐水泥相比,3天的水化热约低30%。在混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰,不但能代替部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性。掺优质粉煤灰的混凝土后期强度高,在一定范围内60天比28天强度均可增长20%左右。严格控制水灰比和水泥用量,合理地选用水泥品种是控制温度裂缝的有效措施。
(二)合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。
一般情况下,水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土,使用强度等级为42.5的水泥比较合适,可以达到合理的水灰比,保证施工质量。切忌不能只为片面追求经济效益,使用高标号水泥、大水灰比的配合比。在工程中,要根据混凝土工程特点或所处环境条件,决定应优先选用哪种水泥,从而尽可能避免裂缝的产生。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥库,严禁不同厂家的水泥混用。
(三)选用级配良好的粗、细骨料
骨料是影响混凝土干缩的主要因素之一。粗骨料体积含量越大,混凝土收缩越小。在保证混凝土性能的情况下,增加粗骨料的含量,选用天然连续级配的粗集料,减少用水量、水泥用量,进而减小水化热,以采用级配良好的中砂为宜;针片状颗粒含量不宜大于10%、含泥量少的骨料,可以减少混凝土收缩,预防混凝土裂缝的产生。粗骨料中针片状石子严禁超标;细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好,并采取脱水、排水、遮盖和加强管理等综合措施,保证含水率稳定,细骨料不能使用细砂,含泥量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。
(四)外加剂。1 减水剂:一般混凝土外加剂会增加混凝土的收缩,对混凝土抗裂不利。2 膨胀剂:膨胀混凝土拌合物黏稠,无离析和泌水现象,因此泵送性较好,适应泵送施工,由于不泌水,容易产生早期塑性收缩裂缝。因此必须注意早期养护。由于掺入膨胀剂后需大量的水参与反应才能发挥膨胀效果,因此混凝土也可能产生内干缩。混凝土充分养护是保证膨胀剂应用的重要条件,否则会产生不良的后果。
(五)设计环节不可盲目追求经济性
设计部门应明确建筑物的安全第一的宗旨,在保证安全的前提下对建筑物的实用性、装饰性进行改进,不可片面追求建筑物的经济性和装饰效果。设计者在民用建筑工程中不要一味追求使用高强度等级混凝土。C20级能满足要求,就不要使用C30级。
(六)施工及养护方面的控制措施
1.降低混凝土入模温度
(1)降低原材料进入搅拌机的温度。如夏季在水箱内加冰块,降低水温;粗骨料遮阳防晒,并洒冷水降温;细骨料遮阳防晒;散装水泥提前储备,避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施最大限度降低混凝土出机温度。
在夏季使用混凝土时,混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。
混凝土浇筑作业面遮阳,减少混凝土冷量损失。
④浇筑混凝土前将基层和模板浇水湿透,但不得有明水存在。
⑤夏季骨料温度高时,采用洒水等降温措施,减缓混凝土水化反应速度,降低混凝土入模温度。2.优化浇捣方法
混凝土施工段的划分及浇筑顺序应根据具体工程结构确定,通常按该工程项目划分表的单元工程进行划分。混凝土可采用混凝土运输车运到现场,汽车泵或混凝土输送泵运送入仓;如采用非泵送混凝土,可用吊机(车)直接布料或搭设脚手架采用机动车布料。大体积混凝土浇筑时,必须根据当地中长期天气预报,选择最佳天气条件进行浇筑,应尽量安排在低温时段浇筑,以最大限度降低混凝土的初凝温度。在浇筑过程中,应遵循“同时浇捣、分层推进,一次到顶,循序渐进”的成熟工艺。振捣时重点控制两点,即混凝土流淌的最近点和最远点,尽可能采用两次振捣工艺,以提高混凝土的密实度。
3.制定切实可行的施工组织设计
制定切实可行的施工组织设计并严格执行;工人应增强质量意识,熟知操作规程,施工中做到一丝不苟,严谨扎实。4.注意抹压的时间和方法 抹压应在表面泌水完全排除掉时进行,抹面时应用力抹压,以闭合已产生的微裂纹和泌水孔;表层刮平抹压1~2小时后,即在混凝土初凝前在混凝土表面进行二次抹压,消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝,增加混凝土内部的密实度。但是,二次抹压时间必须掌握恰当,过早抹压没有效果;过晚抹压混凝土已进入初凝状态,失去塑性,消除不了混凝土表面已出现的裂缝。5.加强混凝土养护
养护是一项十分关键的工作,养护主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内表温差,促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。
(1)保湿养护混凝土表面经过二次抹压后,立即覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,防止表面水份蒸发,保持混凝上处于潮湿状态下养护。适宜的潮湿条件可防止浇筑时间不长的混凝土,水泥水化速度快,使混凝土表面脱水产生收缩裂缝。
(2)保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等),在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度。保温养护要根据混凝土绝热温升计算,确定中心最高温度,按温控技术措施,确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。以减少混凝土表面热扩散,降低混凝内外温度的温差,防止产生表面裂缝;延缓热扩散时间,控制降温速率,有利于混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使混凝土获得必要的强度,让混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。在常温季节,混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法,替代前两种保湿保温养护办法。根据混凝土内外温差数据,及时调整蓄水高度,也能收到预期效果。
五、混凝土裂缝的治理措施
混凝土工程裂缝最常见出现问题是由于收缩变形受到约束引发的收缩裂缝和由外部荷载作用引发荷载(受力)裂缝。混凝土的裂缝出现是很难避免的,但混凝土的裂缝是能治理的。
(一)混凝土裂缝治理应收集的资料 1.混凝土材料资料:水泥用量,水灰比、砂石比、砂率、外掺料(粉煤灰和外加剂)。
2.混凝土施工资料:施工时环境条件、气象条件、气温条件、浇注混凝土顺序,商品混凝土质量,坍落度损失,降低水化热措施、拆模时间,拆模时间,拆模顺序,混凝土的养护措施。
3.温度控制资料:入模温度(入模温度=原材料温度+混凝土搅拌时的温升+混凝土运输中的温度)、混凝土水化热最高内温、混凝土内温与表温差,混凝土温降梯度。
4.结构设计资料:控制混凝土开裂的具体措施,附加防水层设置,施工缝、变形缝、后浇带等的设置、配筋方式等。
(二)裂缝的检查方法及内容
1.目测法:借助米尺、读数放大镜、塞尺或望远镜等工具,在现场进行检查。此种方法只能检查确定裂缝的表面形态,如发生部位、高程、裂缝走向、表面宽度、长度、形态变化等。
2.凿槽法:用风镐、风钻或钢钎骑缝分段布置槽坑,槽坑尺寸视方便凿槽现场确定,凿至不见裂缝为止,然后进行测量。此种方法适用于浅层裂缝的检查,但精度较低、误差较大。
3.钻孔压水法:检查时先在裂缝一侧或两侧打斜孔穿过缝面,然后在孔口安装压水设备和阻塞器,进行压水。孔斜一般为30°、45°、60°。此种方法适用于深缝检查。
4.超声波深度探测法:检查时在裂缝两侧对称钻垂直孔并注入清水,利用“岩石声波测定仪”测出混凝土表面到深层的波速分布,以此对裂缝的深度进行判断。此种方法较方便,是一种常用的检测方法。
5.孔内电视和录像法:采用该方法检查时先骑缝钻φ>50mm的钻孔,冲洗干净后将电视摄像探头插入钻孔,逐渐下移,从电视屏幕上可以观看孔内图像,全面了解裂缝形态变化,对记录重要裂缝可以通过摄像装置将资料存入档案。
(三)混凝土裂缝治理 裂缝的出现不但会影响结构的整体性、刚度等,还会降低混泥土的使用功能,因此对裂缝要及时处理,混凝土裂缝治理方法按无害裂缝和有害裂缝进行治理。其修补措施主要有以下方法。1.无害裂缝治理
无害裂缝原则治理方法是表面修补法,表面修补法:包括表面涂抹和表面贴补法。
表面修补法是一种简单、常见的修补方法,表面涂抹适用于浆材难以灌入的细而浅(一般宽度小于0.2mm),对稳定和对结构承载能力没有影响的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。常用的治理措施是在混凝土出现裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混泥土表面涂刷油漆、沥青等无机防腐、防水涂料。无机涂料涂刷后不得开裂,但粘结力强,耐水性好。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛,清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。
表面贴补(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。2.有害裂缝治理
(1)有害裂缝治理原则
①混凝土结构的强度达到设计要求,结构变形处于稳定状态,裂缝无发展,才能治理有害裂缝;
②裂缝处理与防水处理相结合,裂缝处理与结构的稳定性和耐久性处理相结合;
③在治理裂缝过程中,不得破坏原结构;
④裂缝治理应采用注浆和封缝相结合,注浆材料和封缝材料应满足防水耐久性的要求,应采用经过检测。并经实践检验,质量可靠的材料;
⑤方案合理选材得当、施工可靠、管理到位。
(2)有害裂缝治理基本要求 ①提供治理裂缝的基本资料;②有害裂缝渗漏水情况和产生裂缝的原因;③提供封缝材料,注浆材料的技术标准、技术要求,注浆设备情况;④编写施工组及质量检查标准等。3.有害裂缝治理方法(1)灌浆法
它主要是利用压力设备将胶结构压入混泥土的裂缝中,胶结材料硬化后与混泥土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。(2)嵌缝封堵法
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,已达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。(3)填充法
用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝(>0.3mm),作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有填充物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽,然后做填充处理。
(4)混凝土置换法
混泥土置换法是处理混泥土严重损坏的一种有效方法,此方法是先将损坏的混泥土剔除,然后再置换新的混泥土或其他材料。通常的置换材料有:普通混泥土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混泥土或砂浆。(5)结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混泥土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采用结构补强法。结构加固中常用以下几种方法:加大混泥土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混泥土补强加固。混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。
结语
裂缝是混凝土建筑物中最普遍、最常见的一种现象,混泥土裂缝产生的原因很多,有温度变化、收缩、不均匀沉降等引起的裂缝,有养护不当和化学作用引起的裂缝等等,裂缝对混凝土建筑物的危害程度不一,严重的裂缝会危害建筑物的整体性和稳定性,使建筑物的安全运行受到严重威胁。施工中应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。在施工过程中,对其进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在混凝土形成过程中的一系列阶段进行控制,从原材料、配合比、混凝土的拌制和运输,入模振捣、施工缝及后浇带的处理、养护等严格控制,保证建筑物和构件安全、稳定的工作。具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施混凝土的裂缝产生的不良影响是完全可以控制的。
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