不同工程下,混凝土裂缝产生原因及其应对措

不同工程下,混凝土裂缝产生原因及其应对措施

治理混凝土裂缝算是个老生常谈了,似乎在任何需要混凝土施工的场合,这都是不可避免的问题。

一、混凝土桥梁裂缝

「1」荷载引起的裂缝原因

1.1、设计计算阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不舍理;结构受力假设与实际受力不符:荷载少算或漏算:内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足:钢筋设置偏少或布置错误:结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。

1.2、施工阶段,不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式:不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

1.3、使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。在超载车辆日益增加的今天,对设计荷载较低的桥梁就会造成板底裂缝。

「2」温度变化引起的裂缝

2.1、日照:桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

2.2、水化热:出现在施工过程中,大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况,尽量选择水化热低的水泥品种,限制水泥单位用量,必要时可采用循环冷却系统进行内部散热,或采用薄层连续浇筑以加快散热。

「3」收缩引起的裂缝

3.1、塑性收缩:在施工过程中、混凝土浇筑后4—5小时左右,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,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。

3.2、缩水收缩(干缩):混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩(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,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。

3.3、自生收缩:自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。

「4」地基础变形引起的裂缝

地质勘察精度不够、试验资料不准;地基地质差异太大:结构荷载差异太大;结构基础类型差别大;水毁对桥梁基础的冲刷;地基冻胀;桥梁建成以后,原有地基条件变化。

「5」施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、集料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,是导致结构出现裂缝的原因。

5.1、水泥

①水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂;

②当水泥含碱量较高(例如超过0.6%),同时又使用含有碱活性的骨料,可能导致碱骨料反应。

5.2、砂、石、集料砂石的粒径、级配、杂质含量。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。

5.3、拌和水及外加剂:拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

「6」施工工艺质量引起的裂缝

6.1、混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

6.2、混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易在浇筑数小时后发生裂缝,既塑性收缩裂缝。

6.3、混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

6.4、混凝±初期养护时急剧干燥,使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

6.5、混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。采用分段现浇时,先将混凝土接触面凿毛、清洗不好,新旧混凝土之间粘结力小,或后浇混凝土养护不到位,导致混凝土收缩而引起裂缝。

6.6、施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

6.7、施工质量控制差:任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,结果造成混凝土强度不足和其他性能(和易性、密实度)下降,导致结构开裂。

「7」混凝土桥梁裂缝处治方法一“壁可注入法”

第一步表面处理用纲丝刷沿裂缝表面清理宽约5cm范围;用刷子丙酮或清水清除裂缝表面的浮尘并晾干。

第二步粘结注入座和密封裂

①配置封口胶按配合比(#号的主挤、硬化挤的重量比为7:3)配料拌和均匀;

②布设注入座用抹灰刀将少许封口胶抹在注入座底面的四周,将注入孔对正裂缝中心轻微挤压,并用封口胶将注入座包覆,沿裂缝的走向每隔30—40cm布设一个注入座,裂缝分岔处也应布设注入座;

③封闭裂缝用工具抹灰刀将封口胶沿裂缝的走向5cm宽的范围封闭,封口胶厚度为2mm左右,尽量一次性完成。

第三步封口胶的固化封闭完成后,让封口胶自然固化,固化时间:在正常温度下(6小间一12小间)

第四步注入灌注胶

①可配置封口胶按配合比(主剂、硬化剂的.重量比为.2.1)配料拌和均匀;

②注胶将注入器的连接端牢固地安装在注入座上,将灌注胶装入注入泵黄油枪内,将黄油枪倒置,打开伐门推动活塞排除系统中的空气。将它连接到注入器的注入端,推动黄油枪的活塞,开始注入。

第五步灌注胶的固化让灌注胶自行固化,固化时问:大约24小时,与温度有关。

第六步“壁可注入法”的特点

①灌注胶具有超低粘度性、渗透力.强、粘结力强、具有较高强度;

②可恢复混凝土构件的强度,恢复受损.构件的承载力;

③利用注入器“橡胶管”膨胀后产生恒压力,将胶液自动注入到裂缝深处,持续的低压能避免产生气阻,保证修补质量;

④施工工艺简便,易操作使用,节省人工,安全环保。

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