淺談大體積混凝土裂縫整治技術(shù)

牟博麗

(中鐵二十一局集團(tuán)第四工程有限公司,陜西西安 710065)

淺談大體積混凝土裂縫整治技術(shù)

牟博麗

(中鐵二十一局集團(tuán)第四工程有限公司,陜西西安 710065)

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中,混凝土裂縫的控制是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。本文從大體積混凝土施工特點(diǎn),裂縫產(chǎn)生的原因、裂縫整治技術(shù)進(jìn)行闡述,為今后混凝土的施工提供了依據(jù),具有一定的實(shí)用性和科學(xué)性。

大體積混凝土 裂縫 整治

1 引言

目前大體積混凝土的施工呈飛速發(fā)展趨勢(shì)，并形成一定規(guī)模，在各行業(yè)中具有十分重要的意義，大體積混凝土裂縫的控制也在施工當(dāng)中時(shí)常存在，如何在施工當(dāng)中較少裂縫的產(chǎn)生和避免裂縫在收到荷載后不斷擴(kuò)大成為工程技術(shù)人員面臨的問題。

2 大體積混凝土施工特點(diǎn)

大體積混凝土的施工特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土量大，工程條件復(fù)雜，施工技術(shù)要求高，水泥水化熱釋放集中，內(nèi)部溫升比較快，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。

3 大體積混凝土裂縫形成的原因

(1)水泥水化熱。大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大使混凝土的形變超過極限而引起裂縫。(2)外界氣溫變化。大體積混凝土在施工階段，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱；而外界溫度下降，又增加混凝土的降溫幅度，會(huì)大大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫度梯度，這對(duì)大體積混凝土是極為不利的，混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài)時(shí)易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。(3)約束力。當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積膨脹因?yàn)槭艿郊s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂從而產(chǎn)生溫度裂縫。(4)混凝土收縮。混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必須的，而約80%的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮，從而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大，甚至?xí)灤┱麄€(gè)混凝土構(gòu)件。(5)混凝土施工。混凝土保護(hù)層厚度過厚，混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)，使水分蒸發(fā)過多；混凝土振搗不密實(shí)、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面，導(dǎo)致鋼筋銹蝕引起裂縫；混凝土分層、分段澆筑時(shí)，接頭部位處理不好，易在施工縫出現(xiàn)裂縫；施工時(shí)模板剛度不足，在澆筑混凝土?xí)r，由于側(cè)壓力的作用使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫；施工時(shí)拆模過早，混凝土強(qiáng)度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

4 混凝土裂縫預(yù)防

原材料。(1)水泥應(yīng)選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥，優(yōu)先選用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。(2)粗骨料宜選用連續(xù)級(jí)配，細(xì)骨料宜采用中砂。(3)外加劑宜用緩凝劑、減水劑；摻合料宜用粉煤灰、礦渣粉等。(4)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。(5)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充。(6)提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，挺高混凝土抗裂性能。(7)在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅度提高混凝土的抗裂性能。(8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝，時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來的塑性收縮增加。

(9)混凝土的澆筑：大體混凝土澆筑主要有三種方式：其一，分層平行推進(jìn)；其二，分層斜面推進(jìn)；其三，分層交錯(cuò)推進(jìn)方式。(10)混凝土的振搗：實(shí)行快插慢拔、分層振搗的振搗方法。振搗上一層時(shí)插入下一層混凝土5cm以消除兩層間的接縫。通過二次振搗可以使混凝土更加密實(shí)，對(duì)提高混凝土的抗拉能力很有效。(11)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)和溫度監(jiān)測(cè)：混凝土養(yǎng)護(hù)是保證混凝土質(zhì)量一道十分重要工序，必須認(rèn)真切實(shí)做好。采用自然養(yǎng)護(hù)，即在混凝土表面蓋薄膜或草、麻袋，保證混凝土表面充分潮濕。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)養(yǎng)護(hù)措施做出相應(yīng)的調(diào)整，確保溫控指標(biāo)的要求。

5 混凝土裂縫預(yù)防

(1)表面修補(bǔ)法。表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料。較大裂縫，應(yīng)沿裂縫處鑿去薄弱部分，經(jīng)洗刷后用1：2-1：2.5水泥砂漿抹補(bǔ)或干后用環(huán)氧膠泥嵌補(bǔ)。在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。(2)灌漿、嵌逢封堵法。灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。(3)結(jié)構(gòu)加固法。當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。(4)混凝土置換法。混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。(5)電化學(xué)防護(hù)法。電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防裂的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。(6)仿生自愈合法。仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊)，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

6 結(jié)語

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低構(gòu)筑物的抗?jié)B能力，影響構(gòu)筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響構(gòu)筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究，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，才能保證建筑物的安全和正常使用。

[1]白生翔.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

[2]梁建智,朱維益,等.實(shí)用建筑施工手冊(cè),北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.