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混凝土裂縫成因及修補(bǔ)技術(shù)解析
本文就混凝土裂縫的類(lèi)型、成因及灌縫膠修補(bǔ)法、碳纖維布加固法等幾個(gè)方面,詳細(xì)分析,力求找到較合適的裂縫治理辦法。
目前的土木建筑工程中,混凝土結(jié)構(gòu)占的主導(dǎo)地位。
但是,混凝土結(jié)構(gòu)并不是堅(jiān)不可摧的。由于內(nèi)外因素的作用,不可避免地存在裂縫,而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。為保證混凝土結(jié)構(gòu)的、穩(wěn)定、耐久,必須從根本上對(duì)有害的裂縫進(jìn)行治理。
裂縫
一、裂縫類(lèi)型
通常混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫按其形成可分為以下三大類(lèi):
1、靜止裂縫
形態(tài)、尺寸及數(shù)量均已穩(wěn)定不再發(fā)展的裂縫。修復(fù)時(shí),僅需依裂縫粗細(xì)選擇修復(fù)材料和方法。
2、活動(dòng)裂縫
寬度在現(xiàn)有環(huán)境和工作條件下始終不能保持穩(wěn)定,易隨著結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力、變形亦或環(huán)境溫度的變化而時(shí)張時(shí)閉的裂縫。修復(fù)時(shí),應(yīng)先其成因,并觀(guān)察一段時(shí)間,確定已穩(wěn)定后,再依靜止裂縫的方法處理。
3、尚在發(fā)展的裂縫
長(zhǎng)度、寬度或數(shù)量尚在發(fā)展,但經(jīng)歷一段時(shí)間后將會(huì)終止的裂縫。對(duì)此類(lèi)裂縫應(yīng)待其停止發(fā)展后,再進(jìn)行修復(fù)。
二、裂縫成因
1、溫度引起的裂縫
當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,因此產(chǎn)生的裂縫。如當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度很大,當(dāng)混凝土因降溫的收縮變形受到巖石地基或老混凝土墊層的約束時(shí),將會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生約束裂縫。驟然降溫,水化熱,蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng),混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫。
2、荷載引起的裂縫
設(shè)計(jì)計(jì)算階段,結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不計(jì)算或部分漏算;計(jì)算模型不合理;結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符;荷載少算或漏算;使用階段,超出設(shè)計(jì)載荷的重型車(chē)輛經(jīng)過(guò);內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性;設(shè)計(jì)斷面不足;鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)剛度不足;構(gòu)造處理不當(dāng);施工機(jī)具、材料堆放不合理;預(yù)制結(jié)構(gòu)翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝不當(dāng),造成結(jié)構(gòu)受力不合理;不按設(shè)計(jì)圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序,改變結(jié)構(gòu)受力模式,不對(duì)結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等都是引起裂縫的原因。
3、收縮裂縫
在實(shí)際工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是較常見(jiàn)的。在混凝土收縮種類(lèi)中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。混凝土結(jié)硬以后,隨著表層水分逐步蒸發(fā),濕度逐步降低,混凝土體積減小的現(xiàn)象。由于混凝土表層的水分損失快,內(nèi)部損失慢,因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮。
4、沉降裂縫
由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移,地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)。在沒(méi)有充分掌握地質(zhì)情況就設(shè)計(jì)、施工,這是造成地基不均勻沉降的主要原因。比如丘陵區(qū)或山嶺區(qū)橋梁,勘察時(shí)鉆孔間距太遠(yuǎn),而地基巖面起伏又大,勘察報(bào)告不能充分反映實(shí)際地質(zhì)情況。
5、施工質(zhì)量引起的裂縫
混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、拆模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過(guò)程中,若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣,容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深層的和貫穿的各種裂縫。混凝土振搗不密實(shí)、不均勻,出現(xiàn)蜂窩麻面、空洞,導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點(diǎn)。混凝土澆筑過(guò)快,混凝土流動(dòng)性較低,在硬化前因混凝土沉實(shí)不足,硬化后沉實(shí)過(guò)大,容易在澆筑數(shù)小時(shí)后發(fā)生裂縫,既塑性收縮裂縫。混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),使水分蒸發(fā)過(guò)多,引起混凝土塌落度過(guò)低,使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。
根據(jù)裂縫的寬度、深度及分布特點(diǎn),對(duì)裂縫寬度在0.15mm以下且裂縫深度較淺的細(xì)小裂縫,采用涂刷封縫膠的方式進(jìn)行表面封閉。對(duì)寬度大于0.15mm的裂縫,采用高壓灌漿的方法進(jìn)行處理,即將灌縫膠,通過(guò)鉆孔埋設(shè)注漿嘴,用壓力將其注入結(jié)構(gòu)裂縫中,以達(dá)到封閉裂縫的目的。再于混凝土表面粘貼碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。
三、裂縫修補(bǔ)加固方法
常用的方法,有以下四種,可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇:
1、表面封閉法
利用混凝土自身表層微細(xì)獨(dú)立裂縫(裂縫寬度≤0.2mm)或網(wǎng)狀裂紋的毛細(xì)作用吸收低粘度且具有良好滲透性的修補(bǔ)膠液,來(lái)封閉裂縫通道。施工時(shí)先將待修補(bǔ)的砼表面清洗干凈,保持干燥,用毛刷將低粘度修補(bǔ)膠液涂刷在裂縫處,正常涂刷三次,每次涂刷待觸指干后再進(jìn)行下次涂刷,兩次涂刷方向保持垂直。對(duì)樓板和其他需要防滲的部位,還應(yīng)在混凝土表面粘貼碳纖維復(fù)合材料以封護(hù)增強(qiáng)作用。
2、填充密封法
在構(gòu)件表面沿裂縫走向騎封鑿出槽深和槽寬分別不小于20mm和15mm的U形溝槽;當(dāng)裂縫較細(xì)時(shí),亦可鑿成V形溝槽。當(dāng)為活動(dòng)裂縫時(shí),槽寬應(yīng)≥15mm與5倍較大裂縫寬度之總和,然后用灌縫膠充填,并粘貼纖維復(fù)合材料以封閉其表面。
此法適用于處理≥0.5mm的活動(dòng)及靜止裂縫。
3、注射法
以一定的壓力(0.1~0.3MPa)將低粘度、高強(qiáng)度的曼卡特灌縫膠注入裂縫腔內(nèi);
①裂縫檢查:對(duì)裂縫大小在0.1mm以上,表面沒(méi)有滲水的可采用靜置注膠處理。
②裂縫處理:清理干凈需要施工的區(qū)域,鑿除砼表面析出物,確保表面干凈、干燥,用酒精或丙酮清洗裂縫淺表層和需封口面。
③粘貼注膠底座:底座安裝順序?yàn)橛上孪蛏希黄矫婵蓮囊欢碎_(kāi)始,單孔逐連續(xù)進(jìn)行安裝,座安裝間距為300mm左右④封閉裂縫:用專(zhuān)用封口膠或其他結(jié)構(gòu)膠封閉需要注入的裂縫,注意要充分封閉好,在裂縫頂端預(yù)留觀(guān)察口。
⑤封口檢查:對(duì)封閉裂縫進(jìn)行檢查,確保無(wú)漏氣口,檢查是否漏氣,可沿封閉裂縫涂抹肥皂泡水,試通氣看肥皂泡有無(wú)被吹起。有,則證明漏氣需補(bǔ)涂封口膠;無(wú),則證明密封良好可注膠。
⑥配膠:將灌縫膠按出廠(chǎng)要求比率調(diào)配好,配膠盡量用多少配多少,不多配以免浪費(fèi)。
⑦灌注:將調(diào)配好的膠體吸入灌注器內(nèi),將灌注器安裝在底座上灌注,灌注時(shí)間一般為0.5~1小時(shí),實(shí)際以灌注器內(nèi)不跑膠,預(yù)留觀(guān)察口出膠為準(zhǔn),如灌注器內(nèi)膠體灌完需重新補(bǔ)膠灌注。
⑧拆除灌注器、固化養(yǎng)護(hù):注滿(mǎn)后應(yīng)及時(shí)拆除灌注器,底座用堵頭堵住,靜置24小時(shí)固化養(yǎng)護(hù)后方可拆除底座和封口部位
⑨粘貼碳纖維布:拆除底座,用封口膠補(bǔ)平,并在混凝土表面粘貼碳纖維復(fù)合材料以起到封護(hù)增強(qiáng)作用。
此方法適用于0.1mm≤裂縫寬度≤1.5mm靜止的獨(dú)立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷的封閉和補(bǔ)強(qiáng)。
4、壓力注漿法
在一定時(shí)間內(nèi),以較高壓力(以產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)確定)將修補(bǔ)裂縫用的注漿料壓入裂縫腔內(nèi);
①清理:詳細(xì)檢查、分析滲漏情況,確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區(qū)域,鑿除砼表面析出物,確保表面干凈。
②鉆孔:使用電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側(cè)進(jìn)行鉆孔,鉆頭直徑為14mm,鉆孔角度宜≦45°,鉆孔深度≦結(jié)構(gòu)厚度的2/3,鉆孔必須穿過(guò)裂縫。但不得將結(jié)構(gòu)打穿(壁后灌漿除外)鉆孔與裂縫間距≦1/2結(jié)構(gòu)厚度。鉆孔間距20cm~60cm.
③埋嘴:在鉆好的孔內(nèi)安裝灌漿嘴(又稱(chēng)之為止水針頭),并用專(zhuān)用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊,使灌漿嘴周?chē)c鉆孔之間無(wú)空隙,不漏漿。
④封縫:將裂縫表面用封口膠進(jìn)行封閉處理,目的是在灌化學(xué)漿時(shí)不跑漿。
⑤灌漿:使用高壓灌漿機(jī)向灌漿孔內(nèi)灌注化學(xué)灌漿料。立面灌漿順序?yàn)橛上孪蛏希黄矫婵蓮囊欢碎_(kāi)始,單孔逐一連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)相鄰孔開(kāi)始出漿后,保持壓力3~5分鐘,即可停止本孔灌漿,改注相鄰灌漿孔。
⑥拆嘴:灌漿完畢,確認(rèn)化學(xué)漿液已固化即可去掉外露的灌漿嘴。清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。
⑦封口:用封口膠進(jìn)行灌漿口的修補(bǔ)、封口處理。
⑧粘貼碳纖維布:在混凝土表面粘貼碳纖維復(fù)合材料以起到封護(hù)增強(qiáng)作用。
此方法適用于處理大型結(jié)構(gòu)貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴(yán)重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫。
四、加固所用材料
上述方法中所用加固材料,建議使用弘盛瑞達(dá)系列產(chǎn)品,同廠(chǎng)出品材料融合度更高,更加有利于產(chǎn)品性能的發(fā)揮。
形成空鼓的原因還有很多,如外力作用、地磚變形、劣質(zhì)水泥等材料的質(zhì)量問(wèn)題都會(huì)使地磚產(chǎn)生空鼓。 我司專(zhuān)業(yè)致力于混凝土缺陷修復(fù),針對(duì)地面、墻磚、石材等空鼓,我們研究、實(shí)踐、總結(jié)了一套行之有效的方法。 瓷磚空鼓可以分為:瓷磚和砂漿層之間空鼓,以及砂漿層和混凝土層之間空鼓;邊角部位空鼓以及瓷磚內(nèi)部空鼓。瓷磚和砂漿層之間邊角部位空鼓可以采用延瓷磚縫隙注漿的方法進(jìn)行修復(fù)。砂漿層和混凝土層之間空鼓或者瓷磚中間部位空鼓則需要采用空鼓微孔注漿處理技術(shù)進(jìn)行處理。 空鼓微孔注漿處理技術(shù)是一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)針對(duì)混凝土空鼓、石材、面磚空鼓修復(fù)的新型技術(shù),利用高壓注入的原理,將低粘度、高強(qiáng)度、微膨脹的空鼓專(zhuān)用修補(bǔ)材料———灌漿樹(shù)脂注入到空鼓內(nèi)部,自動(dòng)完成對(duì)空鼓區(qū)域的灌漿修復(fù),提高混凝土結(jié)構(gòu)、石材、面磚與基層的粘結(jié)力、整體性和耐久性,滿(mǎn)足正常使用要求。該技術(shù)是各類(lèi)空鼓進(jìn)行修補(bǔ)的佳方法,工藝性?xún)r(jià)比高。
灌漿樹(shù)脂 空鼓裂縫修補(bǔ)
膠系兩組分、改性環(huán)氧類(lèi)、低黏度且具有良好滲透性的液態(tài)狀結(jié)構(gòu)膠。
比例,1:4,包裝:(1+4)公斤/組 (4+16)公斤/組
主要特點(diǎn): 1、極強(qiáng)的滲透力,黏度很低,能注入0.3mm寬的微裂縫。 2、不含揮發(fā)性溶劑,硬化時(shí)基本不收縮。 3、粘接強(qiáng)度高,韌性及抗沖擊性好。 4、獨(dú)特的高性能聚合物增韌改性技術(shù),耐沖擊、抗疲勞,特別對(duì)砂漿、混凝土、磚板空鼓、縫隙;橋梁裂縫等各種狀況進(jìn)行灌漿加固處理。 5、抗老化性及耐介質(zhì)(酸、堿及水等)性好。 6、固化溫度范圍廣,環(huán)境溫度5℃以上即可很好固化。 7、可操作時(shí)間長(zhǎng),使用方便、無(wú)毒。
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