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商品混凝土裂缝的常见处理方法
admin在2018-01-16发布 频道:行业资讯 标签:裂缝 混凝土 常见
     

一  裂缝的控制

    在大量的工程实践中,总结得出了裂缝有害程度的标准。这个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。
    根据国内外试验资料分析,混凝土结构物裂缝宽度一般应控制在以下范围:
    无侵蚀介质,无抗渗要求,控制在0.3mm;
    轻微侵蚀,无抗渗性要求,控制在0.2mm;
    严重侵蚀,有抗渗性要求,控制在0.1mm。
    实际上,各国都通过规范对裂缝的宽度作出相应的规定,表1和表2分别是我国和美国对裂缝的有关规定。
表1  我国钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度允许值(mm)
项次 结构所处环境条件 最大裂缝允许值
1 屋架、托架的受拉构件
烟囱、用以贮存松散体的筒仓
处于液体压力下而无专门保护措施的构件
0.2
2 处于正常条件下的构件 0.3
 
 
表2  美国混凝土学会224委员会对裂缝宽度的限值
环境 最大裂缝允许值(mm)
干燥环境,有保护层
潮湿环境,土壤中
冻结环境(加防冻剂)
海水环境
贮水构筑物
0.4
0.3
0.18
0.15
0.1
 
    混凝土的裂缝按产生的时间可分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝。按引起裂缝产生的原因把混凝土裂缝分为二大类:
    第一大类,由第一类外荷载引起的裂缝,包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”,以及由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”,二者通称为结构性裂缝、受力裂缝。
    第二大类,由第二类荷载即变形变化引起的裂缝,包括温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝,也称非结构性裂缝。
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图1   表面涂抹法
    一般情况下,工业与民用建筑在由变形变化引起裂缝的工程中,超静定结构占多数,如刚架、特构、组合结构等。这类结构在承载能力方面有较大的安全度,有良好的韧性,能适应较大的变形而不致出现倒塌性破坏,所以,在处理质量问题时,可根据裂缝出现后应力衰减的情况,适当放宽控制范围。
 

二 裂缝的一般修补方法及材料

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    在修补混凝土裂缝之前应全面考虑与之相关的各种影响因素,仔细研究产生裂缝的原因,对仍处于发展中的裂缝,要估计其发展的最终状态。工程上有些裂缝在发现时尚未很短且不深,但若其处于不稳定时期,随时间的推移可能会发展成危害大的裂缝,造成很大危害。因此,对发展的裂缝应分别研究其危害性,确定其处理方案(包括修补方案和修补材料)。
    裂缝的一般修补方法有以下几种:
1.表面涂抹法
    该法适用于修补稳定裂缝,可根据结构的使用要求选择涂抹用的材料,材料必须具有密封性、不透水性和耐候性,其变形性能应与被修补的混凝土性能相近。常用的表面修补材料有环氧树脂、丙烯酸橡胶。较大的裂缝可以用水泥砂浆、防水快凝砂浆涂抹。这一方法施工简单,示意图如图6-1。
2.表面贴补法
    该法是用胶黏剂把橡皮或其他止水材料贴在裂缝部位的混凝土面上,达到密封裂缝、防止渗漏的目的。止水材料有橡皮、氯丁胶皮、塑料带、紫铜片、高分子土工防水材料等。
3.填充法(嵌缝法)
    此法一般用于修补水平面上较宽的裂缝(>0.3mm)。根据裂缝的情况,可直接向缝内灌入不同黏度的树脂。宽度小于0.3mm的裂缝则应开成V型或U型槽(图2),洗去浮灰,先涂上一层界面处理剂或低黏度的树脂,以增加其填充料与混凝土的黏结力。
4.缝合法(锚固法)
    该法是以钢筋栓沿混凝土裂缝隔一定距离将裂缝锚紧(图3)。该法多用于混凝土及钢筋混凝土的补强加固,以恢复结构承载力为目的的修补工程,同时,可锁住活缝,使建筑物不再出现新的破坏。
5.预应力锚固法
   此法为混凝土结构的补强加固法。沿与裂缝相垂直的方向配置以钢筋或锚杆,然后拉紧,使钢筋中产生预应力,最后锚紧(图4)。该法适用于混凝土结构的加固。
此外,裂缝的修补还有绷带法和活动接头法等。

三 混凝土裂缝的灌浆修补

    混凝土裂缝灌浆分化学灌浆和水泥灌浆两种,一般混凝土裂缝多采用化学灌浆,对宽度较大的裂缝则采用水泥灌浆。
1.浆材选择
    裂缝灌浆材料的选择主要根据以下几个因素综合考虑。
(1)灌浆处理目的
    主要有两个目的,一是补强加固,二是防渗堵漏。补强加固要求浆液固化后有较高的强度,能恢复混凝土结构的整体性。一般选择环氧化树脂、甲基丙烯酸脂、聚酯树脂、聚氨酯等化学浆材,较宽裂缝的处理则选择水泥浆材。防渗堵漏要求浆材抗渗性能好,而不一定要求有高强度,可选用水溶性聚氨酯(Lw)、丙烯酰胺、丙烯酸盐和水泥、水玻璃。如果要提高结构的刚度或达到其他特殊要求,则要与结构加固等综合措施相结合。
(2)浆材可灌性
    所选浆材必须能够灌入裂缝,充填饱满。化学浆要考虑黏度低,可灌性好,低温固化性能好,黏结强度高。有水裂缝还要求浆液有好的亲水性能等。原则上宽缝灌水泥浆,细缝灌化学浆。
(3)耐久性
    选用材料在使用环境条件下性能稳定,不易起化学反应,不易被侵蚀或溶蚀破坏;所选材料应与混凝土有足够高的黏结强度,不易脱开。原则上活缝的处理不能选用普通环氧浆材和水泥浆材等脆性材料,而应选用能适应裂缝伸缩变形的材料如弹性环氧、弹性聚氨酯等,以保持其持久效果;有水裂缝的处理还可选择有弹性、能吸水膨胀的材料。
    2.水泥浆材
    水泥浆适用于稳定裂缝——较宽的死缝的灌浆处理,不适用于活缝或伸缩缝的处理。水泥是粒状材料,可灌性受到粒径的限制。参照岩石裂缝灌浆,混凝土裂缝灌浆有如下关系:
    NR=B/D95
    式中:
    B——裂缝宽度(mm);
    D95——浆液粒径(mm)。
    当 NR大于5时,粒状水泥浆易灌入;NR小于2时,不可能灌入。
    一般,D95=0.08mm,则可以灌入0.4mm以上的裂缝,实际上,一般混凝土裂缝修补多采用化学灌浆,只有裂缝宽度达3~5mm以上时才考虑水泥灌浆。
   为获得密实、高强、耐久性好的水泥石,应尽可能使用标准稠度的水泥浆,水泥浆的浓度可根据裂缝的宽度和设备条件确定。水胶比可以从1:3开始到0.5:1或更浓稠。为获得好的灌浆效果,还可以在浆中加入微膨胀剂、硅粉、减水剂或其他添加剂,以改善水泥浆的性能,特别是耐久性。
3.化学浆材
    化学浆是一种真溶液,渗透性能好。化学浆的品种较多,环氧树脂浆是混凝土裂缝处理中用得最多的材料,此外还有甲基丙烯酸酯、氨基甲酸酯、硅橡胶,有水裂缝的防水灌浆处理还有水溶性氨基甲酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸盐和水玻璃。
(1)环氧树脂浆
    是最常用的补强材料,其优点是黏结强度高,收缩小,耐久性好。环氧树脂的品种很多,一般环氧树脂浆固化体仍是脆性材料,只能用于稳定裂缝的灌浆处理,活缝的处理需用弹性环氧树脂。
(2)甲基丙烯酸酯(甲凝)
    是我国独创的一种化学浆材。该材料是在有机玻璃配方基础上加入增韧剂、阻聚剂和引发剂改性配制而成的,克服了工程应用中怕氧、怕水的缺点,其黏度低,可灌性好,负温条件下能固化,黏结强度高,能灌入很细的混凝土裂缝,对质量不好的混凝土有浸渍作用。但这一材料的刺激性气味大、收缩性较大。
(3)氨基甲酸酯(氰凝)
    该材料遇水才发生化学反应,生成泡沫状凝胶和二氧化碳气体,具有很强的二次扩散渗透能力,特别适用于有水裂缝的处理。
(4)丙烯酰胺和丙烯酸盐
    丙烯酰胺也称丙凝,是以丙烯酰胺为主剂,加入交联剂、引发剂、促进剂和水配制而成的水溶液浆材,灌入裂缝后生成水凝胶。该材料黏度低,可灌性好,凝胶时间易控制,生成的凝胶有一定弹性,但强度不高,只适用于有水裂缝的灌浆堵漏。虽然其凝固体无毒,但浆材的单体有毒,与皮肤接触时易吸收,产生积累性中毒。为解决这种材料的毒性问题,我国开发了丙烯酸盐浆材,这是一种低毒性或基本无毒性的材料,最常用的是用于婴儿纸尿裤的吸水树脂。

作者:朱效荣          
信息来源:混凝土第一视频网    
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