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泵送商品混凝土非荷载裂缝的现象分析与对策研究
admin在2019-11-28发布 频道:行业资讯 标签:
     
摘要:文章从多项工程商品混凝土施工产生裂缝的实例调查、总结分析!对混凝土生产管理、施工技术与结构设计三方面进行了剖析,寻找商品混凝土裂缝产生的原因,研讨阐述了商品混凝土裂缝的防控措施和处理方法。

1  商品混凝土定义
    商品混凝土,又称预拌混凝土,简称“商砼”是由水泥、集料、水及根据需要掺入的外加剂、矿物掺合料等组分按照一定比例,在混凝土搅拌站经计量、拌制后并采用搅拌运输车,在规定时间内运送到使用地点的混凝土拌合物,以商品的性质向需方供应。

2  商品混凝土裂缝主要类型与形成
    混凝土是以水泥浆体为胶结材与砂、石等混合搅拌均勻胶结而成的。混凝土的裂缝基本都是由于水分蒸发和浆体收缩,收缩应力大于混凝土的抗拉强度而引起的。
2.1 塑性收缩裂缝,塑性收缩是混凝土的初凝前的塑性阶段失水形成的,一种情况是新浇筑的混凝土表面泌水,在室外会很快地蒸发;另一种情况是由于新拌混凝土颗粒之间的空间充满了水,浇筑后的混凝土表面受风吹、日晒、外部的高温度和低湿度等因素的影响,随着混凝土表面水分的蒸发,内部水分逐渐向外部迁移,继续蒸发失水,造成混凝土在塑性阶段的体积收缩。
2.2 水化反应收缩及裂缝,水泥水化反应后,反应后的水泥矿物体积与剩余自由水体积之和小于反应前水泥矿物体积与水体积之和,形成水化反应收缩。在混凝土初凝前,水化反应收缩一部分反映在塑性收缩中,在混凝土初凝后的水泥化学反应收缩则主要形成混凝土内部的毛细孔,在养护不及时或养护时间过短时会产生收缩裂缝。
2.3 表面温差收缩裂缝,大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度较高,当混凝土的表面温度与大气温度相差过大时,由于温差收缩产生的拉应力将大于混凝土的抗拉强度,即会出现温差裂缝。
2.4 干燥收缩裂缝,混凝土硬化后,内部的游离水会由表及里蒸发,导致混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩,在约束条件下,收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。
2.5 自生干缩裂缝,水泥在水化过程中不断消耗水分,当养护不良或混凝土内部水分不足时,混凝土毛细孔中水分消耗过多,导致毛细孔内产生负压,引起混凝土内部出现自生干缩裂缝。

3  商品混凝土裂缝产生的主要原因
3.1 材料方面水泥的不正常凝结、不正常膨胀、水化热升温;粗细集料级配不符合要求与含泥量过高;外加剂的质量与掺量问题;混凝土配合比不当等。
3.2 施工(生产)方面:混凝土运输时间过长;施工现场混凝土随意加水;浇筑速度过慢或过快;混凝土下料高度超高;漏振或过振;混凝土钢筋保护层过薄或过厚;施工缝处理不当(包括不设合理施工缝)模板支撑下沉,模板变形过大;拆模过早;混凝土养护初期过早脱水。
3.3 结构设计方面构件截面承载力不足;细部构造不合理;设计计算与实际构件受力不符;设计未考虑某些重要的次应力作用。

4  商品混凝土裂缝控制措施
4.1 混凝土生产方面,严格控制混凝土原材料的的质量、搅拌技术标准,混凝土运输与泵送质量。
    (1) 选用低水化热水泥,水泥的品种、细度、强度等级都会对混凝土的性能产生影响。水泥中的C3A和C3S的含量越高、水泥越细、对混凝土的抗裂越不利。应选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。
    (2) 粗、细集料是混凝土的重要组成,它在混凝土中主要起到骨架的作用,并且对胶凝材料的收缩具有一定抵抗作用。集料的级配越好,所组成的混凝土骨架越稳定,抵抗变形能力越好。同时,集料的级配越好,能降低混凝土中水和水泥的用量,降低混凝土的收缩。此外,严格控制粗、集料的含泥量。
    (3) 粉煤灰是一种活性较好、堆积密度较小的掺合料,且其水化热远低于水泥,在混凝土中主要起到改善混凝土的和易性、降低水热化、节约成本等作用。但粉煤灰的作用随着粉煤灰的等级降低而减少,有时甚至起到相反的作用,在选择粉煤灰时,应选用具有较好活性的粉煤灰。
    (4) 高效减水外加剂的主要作用在于降低混凝土的水灰比以及改善混凝土的孔隙结构,减少泌水及保证混凝土在一定时间内具有一定的流动性。不同的外加剂对降低混凝土的收缩作用是不同的,在实际工程中,应优先选用收缩率低的混凝土外加剂。
    (5) 混凝土配合比的控制
    ①优化配合比,加强复合掺合料的研究,减少水泥用量,降低商品混凝土的收缩;②不同季节、不同的施工环境应采用不同的配合比;③不同用途的混凝土应采用不同的配合比;④原材料变化时应重新确定配合比;⑤加强原材料的计量与控制,特别要加强雨季砂、石含水量的控制。⑥商品混凝土的水灰比宜为0.4〜0.6,砂率宜为38%〜45%。
    (6) 充分考虑混凝土运输与泵送诸多不利因素,确保混凝土按时运送到需方指定地点及混凝土泵送质量。
4.2 混凝土施工方面
    混凝土正确的浇筑和养护方式以及二次振捣和多次抹面是消除塑性收缩裂缝关键措施。
    (1) 严格按照模板工程的专项施工方案施工保证模板刚度、强度、稳定性并拼缝严密。
    (2) 高度重视钢筋工程成型与绑扎质量有效控制钢筋间矩与保护层厚度。
    (3) 对于较粗的线管或多根线管的密集处,增设垂直于线管的抗裂短钢筋网片加强,抗裂短钢筋采用Φ6〜Φ8,间距≤150,两端的铺固长度应不小于300mm。
    (
4) 混凝土施工要点
    ①控制混凝土下料高度,对柱、墙、转换梁等应分层浇灌,每层浇灌厚度不大于30〜50cm;②混凝土振点合理、振捣密实,快插慢拨,振捣时间以10〜15s/次为宜,严禁过振漏振;③混凝土浇捣1〜2h后、初凝前对混凝土进行二次振捣并表面压实抹光;④在浇筑大体积混凝土时应加强温度管理,浇筑后控制混凝土内温度与大气温度温差不大于25C。
    (5) 加强商品混凝土的养护
    养护是减少混凝土收缩变形,有效控制非荷载裂缝的一个重要措施。混凝土在浇筑以后,养护期间内相对湿度越大。
    ①充分重视混凝土养护工作,制定养护方案,指派专人负责养护工作;②混凝土浇筑完毕,混
凝土凝结后,需进行及时的采用塑料薄膜覆保湿养护,避免混凝土失水干燥的急剧变化"保湿的养护时间不少于7天;③掺入膨胀剂的商品混凝土,由于膨胀剂反应产生膨胀需要大量的水,因此必须充分保持混凝土潮湿,采用连续喷水或塑料薄膜覆盖保湿,时间不少于14天,抹面后即可开始养护。
4.3 设计方面
    (1) 采取措施防止不均勻沉降而产生结构裂缝。
    (2) 在混凝土结构的预留洞、窗下墙、转角处等容易发生裂缝的部位。避免结构突变产生应力集中,对薄弱环节采取加筋加强措施。
    (3) 在易裂的边缘部位设置暗粱,加大该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。
    (4) 适当提高楼板、墙板的配筋率或在配筋率不变的情况下应采取细而密的配筋方法。通常在板、现浇剪力墙中配置构造钢筋来控制温度收缩裂缝。在板中,宜采用直径细而间距密的方法配置,其间距不大于100mm,沿板的纵横两个方向的配筋率分别不宜小于0.1%。在墙体中的水平分布筋的配筋率不宜小于0.4%.,间距不大于100mm。
    (5) 梁板、柱墙不得采用同一强度等级的混凝土,在高层建筑中,施工单位有时为了施工方便,而对梁板、墙柱采用同一强度等级的混凝土,造成梁、板混凝土强度偏高,导致混凝土现浇板收缩裂缝增加。梁板混凝土强度等级应低于墙柱,。
    (6) 在结构设计中应合理设置施工后浇缝,在正常施工条件下.后浇缝间距20〜30m。保留时间一般不小于60天。超长楼板也可采用部分预应力的补偿收缩混凝土浇筑。

5  商品混凝土裂缝的处理
    混凝土的裂缝在修补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,裂缝是否已稳定,若仍处于发展状态,需预测该裂缝发展的最终结果,应采取相应有效的方法来理。
5.1 对宽度小于0.3mm的裂缝进行封缝处理。可沿裂缝用环氧树脂胶泥对其进行表而封闭,环氧树脂胶泥配比为:环氧树脂二丁脂:乙二胺:水泥=100:30:10:250〜300 (重量比),该配比可根据现场实际情况进行调整。

    (1) 封闭前,应对裂缝表面进行处理,用钢丝刷等工具清除裂缝表面的灰尘、浮渣及松散层等污物,然后再用毛刷蘸丙酮、酒精等有机溶液,把沿裂缝两侧20〜30mm处擦洗干净并保持干燥。
    (2) 裂缝处理好后,先在裂缝两侧宽20〜30mm范围内涂一层环氧树脂基液,然后抹一层厚1mm左右的环氧树脂胶泥。抹胶泥时应防止产生小孔和气泡,表面需要刮平整,保证封闭严密。
5.2 对宽度大于0.3mm的裂缝进行化学压力灌浆处理。采用环氧树脂浆液进行灌注。环氧树脂浆液配合比为:环氧树脂:丙酮:糠醛:乙二胺=100:20〜25:20〜25: 15〜20(重量比),该配比可根据现场实际情况进行调整。

    (1) 对裂缝表面进行处理,沿裂缝用钢钎凿成“v”形槽,槽宽与槽深可根据裂缝深度和有利于封缝来确定,一般为20mmX20mm。凿槽时先沿裂缝打开,再向两侧加宽,凿完后用钢丝刷及压缩空气将混凝土碎屑粉尘清除干净。
    (2) 埋设灌浆嘴的间距可根据裂缝的深度确定,一般为350〜500mm。埋设时,先将灌浆嘴的底盘上抹一层厚约1mm的环氧胶泥,将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定的位置上。
    (3) 裂缝封闭后,应进行压气试漏,检查密闭效果。试漏须待封缝胶泥有一定强度后进行。
    (4) 灌浆机具、器具、及管子在灌浆前应进行检查,运行正常时方可使用。灌浆结束后,应立即拆除管道,并用丙酮冲洗管道和设备。
    (5) 灌浆结束后,应检查补强效果和质量,发现缺陷应及时补救,确保工程质量。

6  结论
    裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象’它会降低建筑物结构的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此严格按规程、规范要求施工,严把混凝土的生产与施工的质量关,在工程设计、施工、管理、材料等各个方面进行综合考虑,采取科学的预防措施,能有效控制减少商品混凝土中的非荷载裂缝,保证建筑物的构件安全、稳定地工作。
参考文献
[1]《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204—92).
[2] 《混凝土结构设计规范》(GB 50010一2002).
[3
《混凝土结构工程质量验收规范》(GB 50204—2002).
作者:陆总兵 赵志强  
信息来源:混凝土视频网
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