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總經辦:江川
工程部:康健
施工部:徐彬
01溫度變化引起的裂縫重慶建筑加固
混凝(ning)土(tu)具有熱(re)脹(zhang)冷縮(suo)性質,當外(wai)部環境或(huo)結(jie)構內部溫(wen)(wen)度(du)(du)發(fa)(fa)生(sheng)變化,混凝(ning)土(tu)將(jiang)發(fa)(fa)生(sheng)變形,若變形遭到約束,則在(zai)(zai)結(jie)構內將(jiang)產(chan)生(sheng)應力(li),當應力(li)超(chao)過混凝(ning)土(tu)抗拉強度(du)(du)時即產(chan)生(sheng)溫(wen)(wen)度(du)(du)裂(lie)縫。在(zai)(zai)某些(xie)大(da)跨徑橋梁中,溫(wen)(wen)度(du)(du)應力(li)可(ke)以達到甚至超(chao)出(chu)活載(zai)應力(li)。溫(wen)(wen)度(du)(du)裂(lie)縫區別其它(ta)裂(lie)縫最(zui)主(zhu)要特征(zheng)是(shi)將(jiang)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)變化而擴張(zhang)或(huo)合攏。
02荷載(zai)引起的裂(lie)縫
荷載裂縫(feng)(feng)特(te)征依荷載不(bu)同而異(yi)呈現不(bu)同的(de)特(te)點。這類(lei)裂縫(feng)(feng)多(duo)出(chu)(chu)(chu)現在受(shou)(shou)拉區、受(shou)(shou)剪區或(huo)振動嚴重部位。但必須(xu)指出(chu)(chu)(chu),如果受(shou)(shou)壓(ya)區出(chu)(chu)(chu)現起皮或(huo)有沿(yan)受(shou)(shou)壓(ya)方向的(de)短裂縫(feng)(feng),往(wang)往(wang)是(shi)結構(gou)達到承載力極限的(de)標(biao)志,是(shi)結構(gou)破(po)壞的(de)前(qian)兆(zhao),其原(yuan)因往(wang)往(wang)是(shi)截面(mian)尺寸(cun)偏小。
混(hun)凝(ning)土(tu)在常規靜(jing)、動荷載(zai)及次(ci)應力(li)(li)(li)下產生(sheng)的(de)裂(lie)(lie)縫(feng)稱荷載(zai)裂(lie)(lie)縫(feng),歸(gui)納起來主要有直接應力(li)(li)(li)裂(lie)(lie)縫(feng)、次(ci)應力(li)(li)(li)裂(lie)(lie)縫(feng)兩種。直接應力(li)(li)(li)裂(lie)(lie)縫(feng)是(shi)指(zhi)外荷載(zai)引起的(de)直接應力(li)(li)(li)產生(sheng)的(de)裂(lie)(lie)縫(feng), 次(ci)應力(li)(li)(li)裂(lie)(lie)縫(feng)是(shi)指(zhi)由(you)外荷載(zai)引起的(de)次(ci)生(sheng)應力(li)(li)(li)產生(sheng)裂(lie)(lie)縫(feng)。
03收(shou)縮引(yin)起(qi)的裂縫
塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)。發生(sheng)在施工過程中、混凝土(tu)澆筑后4~5小時左(zuo)右,此時水(shui)泥水(shui)化反應激(ji)烈,分子鏈逐漸(jian)形成,出(chu)現泌水(shui)和水(shui)分急劇(ju)蒸(zheng)發,混凝土(tu)失水(shui)收(shou)縮(suo),同(tong)時骨料因自重下沉,因此時混凝土(tu)尚未硬化,稱為(wei)塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)。塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)所(suo)產生(sheng)量級(ji)很大(da),可達(da)1%左(zuo)右。
在(zai)實際工程中,混凝土(tu)因收縮(suo)(suo)(suo)所(suo)引(yin)起(qi)的裂縫是最(zui)常見(jian)的。在(zai)混凝土(tu)收縮(suo)(suo)(suo)種類中,塑性收縮(suo)(suo)(suo)和縮(suo)(suo)(suo)水收縮(suo)(suo)(suo)(干縮(suo)(suo)(suo))是發生(sheng)混凝土(tu)體(ti)積變(bian)形的主要原因,另外還有自(zi)生(sheng)收縮(suo)(suo)(suo)和炭化收縮(suo)(suo)(suo)。
在(zai)骨料(liao)下沉過程中若(ruo)受到鋼筋阻擋,便形成(cheng)沿(yan)鋼筋方向(xiang)的裂(lie)縫(feng)。在(zai)構件豎向(xiang)變截面處如T梁、箱梁腹板(ban)與(yu)頂底板(ban)交接處,因硬化前沉實(shi)不均勻將發生(sheng)表面的順(shun)腹板(ban)方向(xiang)裂(lie)縫(feng)。為(wei)減小混(hun)凝土塑性收縮(suo),施工時應控制水(shui)灰比,避免過長(chang)時間(jian)的攪拌,下料(liao)不宜(yi)太快(kuai),振搗要密(mi)實(shi),豎向(xiang)變截面處宜(yi)分層(ceng)澆(jiao)筑(zhu)。
縮(suo)(suo)(suo)水(shui)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)(干(gan)縮(suo)(suo)(suo))。混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)結(jie)硬(ying)以(yi)后,隨著表層(ceng)水(shui)分逐步(bu)蒸發,濕度(du)逐步(bu)降低,混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)體積減小,稱為縮(suo)(suo)(suo)水(shui)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)(干(gan)縮(suo)(suo)(suo))。因混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)表層(ceng)水(shui)分損失快,內部(bu)損失慢,因此產(chan)生(sheng)表面(mian)(mian)(mian)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)大、內部(bu)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)小的(de)(de)不均勻收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo),表面(mian)(mian)(mian)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)變形受(shou)(shou)到(dao)內部(bu)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)約束(shu),致使表面(mian)(mian)(mian)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)承受(shou)(shou)拉力,當表面(mian)(mian)(mian)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)承受(shou)(shou)拉力超(chao)過其抗(kang)拉強(qiang)度(du)時,便產(chan)生(sheng)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)裂(lie)縫(feng)。混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)硬(ying)化(hua)后收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)主要(yao)就是縮(suo)(suo)(suo)水(shui)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)。如配筋率(lv)較大的(de)(de)構件(超(chao)過3%),鋼(gang)筋對混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)的(de)(de)約束(shu)比(bi)較明顯,混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)(tu)(tu)表面(mian)(mian)(mian)容易(yi)出現龜(gui)裂(lie)裂(lie)紋。
炭化(hua)收(shou)縮(suo)。大氣中的二氧化(hua)碳(tan)與水泥的水化(hua)物發生化(hua)學反(fan)應引(yin)起(qi)的收(shou)縮(suo)變形(xing)。炭化(hua)收(shou)縮(suo)只有在濕度50%左(zuo)右(you)才能發生,且隨二氧化(hua)碳(tan)的濃度的增(zeng)加(jia)而加(jia)快。炭化(hua)收(shou)縮(suo)一(yi)般(ban)不做計算(suan)。
自生(sheng)收(shou)縮。自生(sheng)收(shou)縮是混凝土(tu)在硬化(hua)過程中,水(shui)泥與(yu)水(shui)發(fa)生(sheng)水(shui)化(hua)反應,這種收(shou)縮與(yu)外(wai)界濕度無(wu)關,且可(ke)以(yi)是正的(即收(shou)縮,如普通硅(gui)酸鹽水(shui)泥混凝土(tu)),也可(ke)以(yi)是負的(即膨(peng)脹,如礦渣(zha)水(shui)泥混凝土(tu)與(yu)粉煤灰水(shui)泥混凝土(tu))。
混凝土收縮裂(lie)縫(feng)(feng)的特點是大部分(fen)屬表(biao)面裂(lie)縫(feng)(feng),裂(lie)縫(feng)(feng)寬度較(jiao)細,且縱(zong)橫(heng)交錯,成龜裂(lie)狀(zhuang),形狀(zhuang)沒有任(ren)何(he)規(gui)律。
04地基(ji)礎變形引(yin)起的(de)裂縫
由于基礎豎向不均(jun)勻沉(chen)降或(huo)水平(ping)方(fang)向位移(yi),使結構(gou)中產生附加應力(li),超出(chu)混(hun)凝土結構(gou)的抗(kang)拉能力(li),導致結構(gou)開裂。
05鋼筋銹(xiu)蝕(shi)引起的裂縫
由于(yu)混凝(ning)(ning)土(tu)質量較差(cha)或保護(hu)層(ceng)厚度(du)不足(zu),混凝(ning)(ning)土(tu)保護(hu)層(ceng)受二氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)侵蝕(shi)(shi)炭化(hua)至鋼(gang)(gang)筋(jin)表(biao)面(mian),使(shi)鋼(gang)(gang)筋(jin)周圍(wei)混凝(ning)(ning)土(tu)堿度(du)降低,或由于(yu)氯(lv)化(hua)物(wu)介(jie)入,鋼(gang)(gang)筋(jin)周圍(wei)氯(lv)離子含量較高,均可引起鋼(gang)(gang)筋(jin)表(biao)面(mian)氧(yang)(yang)化(hua)膜破壞,鋼(gang)(gang)筋(jin)中鐵離子與侵入到混凝(ning)(ning)土(tu)中的氧(yang)(yang)氣和水分發生銹(xiu)蝕(shi)(shi)反(fan)應,其(qi)銹(xiu)蝕(shi)(shi)物(wu)氫氧(yang)(yang)化(hua)鐵體積(ji)比原來增長約(yue)2~4倍,從而對周圍(wei)混凝(ning)(ning)土(tu)產生膨脹(zhang)應力,導(dao)致保護(hu)層(ceng)混凝(ning)(ning)土(tu)開裂(lie)、剝離,沿鋼(gang)(gang)筋(jin)縱向產生裂(lie)縫(feng)(feng),并有(you)銹(xiu)跡滲到混凝(ning)(ning)土(tu)表(biao)面(mian)。由于(yu)銹(xiu)蝕(shi)(shi),使(shi)得鋼(gang)(gang)筋(jin)有(you)效斷面(mian)面(mian)積(ji)減小,鋼(gang)(gang)筋(jin)與混凝(ning)(ning)土(tu)握(wo)裹(guo)力削(xue)弱,結(jie)構(gou)承載力下降,并將誘發其(qi)它形(xing)式(shi)的裂(lie)縫(feng)(feng),加劇鋼(gang)(gang)筋(jin)銹(xiu)蝕(shi)(shi),導(dao)致結(jie)構(gou)破壞。
要防止(zhi)鋼筋銹(xiu)蝕,設計(ji)時(shi)(shi)應根據規范要求控(kong)制裂縫寬度(du)、采(cai)用(yong)足夠的保(bao)護(hu)層(ceng)厚(hou)度(du)(當然保(bao)護(hu)層(ceng)亦不能(neng)太厚(hou),否則構件有效高度(du)減小,受力時(shi)(shi)將加大裂縫寬度(du));施工時(shi)(shi)應控(kong)制混凝土的水灰比,加強振搗(dao),保(bao)證(zheng)混凝土的密實(shi)性,防止(zhi)氧氣侵入,同時(shi)(shi)嚴(yan)格控(kong)制含氯鹽的外加劑用(yong)量(liang),沿(yan)海(hai)地(di)區(qu)或其它存在腐蝕性強的空氣、地(di)下水地(di)區(qu)尤其應慎重。
06凍脹引起的裂縫(feng)
大氣(qi)氣(qi)溫低于零度時,吸水飽和的混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)出現冰凍(dong)(dong),游離的水轉變成冰,體積膨脹9%,因而(er)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)產(chan)生膨脹應力(li);同(tong)時混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)凝(ning)膠孔(kong)中的過冷水(結冰溫度在-78度以下)在微觀結構中遷移和重(zhong)分布引起滲透壓,使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)中膨脹力(li)加大,混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)強(qiang)度降低,并導(dao)致(zhi)裂(lie)縫出現。尤其是混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)初凝(ning)時受凍(dong)(dong)最嚴重(zhong),成齡后混(hun)凝(ning)土(tu)(tu)強(qiang)度損(sun)失可(ke)達30%~50%。冬(dong)季施工時對預(yu)應力(li)孔(kong)道灌漿后若不采取保(bao)溫措施也可(ke)能發生沿(yan)管道方(fang)向(xiang)的凍(dong)(dong)脹裂(lie)縫。
07施工工藝質量引起的(de)裂縫
在混凝土結構(gou)澆筑、構(gou)件(jian)制作、起(qi)模、運輸(shu)、堆放、拼裝(zhuang)及(ji)吊裝(zhuang)過程(cheng)中,若施工(gong)工(gong)藝(yi)不(bu)合理、施工(gong)質量低劣,容易產(chan)(chan)生(sheng)縱向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)、橫向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)、斜向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)、豎向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)、水平(ping)的(de)(de)(de)(de)、表(biao)面的(de)(de)(de)(de)、深進的(de)(de)(de)(de)和貫穿的(de)(de)(de)(de)各種裂(lie)縫(feng)(feng),特別是細長薄壁結構(gou)更容易出(chu)現。裂(lie)縫(feng)(feng)出(chu)現的(de)(de)(de)(de)部位和走向(xiang)(xiang)、裂(lie)縫(feng)(feng)寬(kuan)度因(yin)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)原因(yin)而異。
08施工材料質量引起(qi)的(de)裂(lie)縫
混凝(ning)土主要(yao)由水(shui)泥、砂、骨料、拌(ban)和水(shui)及外加劑(ji)組成(cheng)。配(pei)置(zhi)混凝(ning)土所采用材(cai)料質量不合格,可能導致結構(gou)出現裂縫。
普通混凝(ning)土裂縫(feng)的處理方法
1、局部修復法
常用的(de)方法有充填法、預應力法,部(bu)分鑿除重(zhong)新澆筑混(hun)凝土(tu)等(deng)。
用修(xiu)補材(cai)料(liao)直接填(tian)充裂(lie)縫(feng)(feng),一般用來修(xiu)補較寬的裂(lie)縫(feng)(feng),作業簡單,費用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂(lie)縫(feng)(feng)、或(huo)是裂(lie)縫(feng)(feng)中有(you)充填(tian)物,用灌漿法(fa)很難(nan)達到效果的裂(lie)縫(feng)(feng)、以及(ji)小規模裂(lie)縫(feng)(feng)的簡易處理可(ke)采取開V型槽,然后作填(tian)充處理。
2、表面修復
常(chang)用的方法有壓實抹(mo)平(ping),涂抹(mo)環氧粘結劑(ji),噴涂水泥砂漿或細石(shi)混(hun)凝土(tu),壓抹(mo)環氧膠泥,環氧樹(shu)脂粘貼下班(ban)絲布(bu),增加整體面(mian)層,鋼錨栓縫合等。
表面涂抹和表面貼補法(fa)表面涂抹適(shi)用范圍是(shi)漿材難以(yi)(yi)灌入的細而淺(qian)的裂(lie)縫(feng),深度未(wei)達到(dao)鋼(gang)筋表面的發絲(si)裂(lie)縫(feng),不(bu)漏(lou)水(shui)(shui)的縫(feng),不(bu)伸(shen)縮的裂(lie)縫(feng)以(yi)(yi)及不(bu)再活動的裂(lie)縫(feng)。表面貼補(土工膜或(huo)其(qi)它防水(shui)(shui)片)法(fa)適(shi)用于大(da)面積漏(lou)水(shui)(shui)(蜂窩麻(ma)面等或(huo)不(bu)易確定具體漏(lou)水(shui)(shui)位置、變形縫(feng))的防滲堵漏(lou) 。
3、水泥(ni)壓(ya)力(li)灌漿法(fa)
適用于縫補(bu)寬度≥0.5mm的穩定(ding)裂縫。
此法(fa)應用范(fan)圍廣(guang),從細微裂縫(feng)(feng)到大裂縫(feng)(feng)均可(ke)適用,處理效果好(hao)。利(li)用壓(ya)送設(she)備(bei)(壓(ya)力(li)0.2~0.4Mpa)將(jiang)補(bu)縫(feng)(feng)漿(jiang)液注(zhu)入(ru)砼裂隙,達到閉塞的(de)目的(de),該方法(fa)屬傳統方法(fa),效果很好(hao)。也(ye)可(ke)利(li)用彈(dan)性補(bu)縫(feng)(feng)器將(jiang)注(zhu)縫(feng)(feng)膠注(zhu)入(ru)裂縫(feng)(feng),不用電力(li),十分方便效果也(ye)很理想。
4、減(jian)少(shao)結構內力(li)
5、化學灌漿
可灌入(ru)縫寬≥0.05mm的裂縫。
常(chang)用的方法有卸荷或(huo)控制(zhi)荷載,設(she)置卸荷結構,增設(she)支(zhi)點或(huo)支(zhi)撐。改簡支(zhi)梁為連續梁等。
6、結構補強
常用的方(fang)法有增加鋼(gang)筋(jin),加厚板(ban),外(wai)包鋼(gang)筋(jin)混凝土(tu),外(wai)包鋼(gang),粘貼鋼(gang)板(ban),預應力補(bu)強體(ti)系(xi)等。
因超荷載產生的(de)裂縫(feng)、裂縫(feng)長時 間不處理(li)導致(zhi)的(de)混(hun)凝(ning)土耐久性降低、火(huo)災造成的(de)裂縫(feng)等影響結(jie)構強度可(ke)采取結(jie)構補(bu)強法。包括(kuo)斷面補(bu)強法、錨固補(bu)強法、預應(ying)力(li)法等混(hun)凝(ning)土裂縫(feng)處理(li)效果的(de)檢(jian)查(cha)包括(kuo)修補(bu)材料試(shi)(shi)驗;鉆心(xin)取樣試(shi)(shi)驗;壓水(shui)試(shi)(shi)驗;壓氣試(shi)(shi)驗等。
7、改(gai)變結構方案,加(jia)強整(zheng)體(ti)剛度
例如(ru):框架裂縫(feng)采用(yong)增設隔板深梁法處理。
8、混凝土置換法
混凝(ning)土置換法(fa)(fa)是處(chu)理嚴重損壞(huai)混凝(ning)土的(de)一種有(you)效方(fang)法(fa)(fa),此方(fang)法(fa)(fa)是先將損壞(huai)的(de)混凝(ning)土剔除,然后再置換入(ru)新的(de)混凝(ning)土或(huo)其他材(cai)料。常用(yong)的(de)置換材(cai)料有(you):普通混凝(ning)土或(huo)水泥砂漿(jiang)、聚合(he)物或(huo)改性聚合(he)物混凝(ning)土或(huo)砂漿(jiang)。
9、電化學防(fang)護(hu)法
電化(hua)學防腐是利用(yong)(yong)施加電場在介質(zhi)中的電化(hua)學作(zuo)用(yong)(yong),改變混(hun)凝(ning)土或鋼筋混(hun)凝(ning)土所處的環(huan)境狀態,鈍化(hua)鋼筋,以達到防腐的目的。陰極防護(hu)法(fa)(fa)(fa)、氯(lv)鹽(yan)提取(qu)法(fa)(fa)(fa)、堿性復原法(fa)(fa)(fa)是化(hua)學防護(hu)法(fa)(fa)(fa)中常用(yong)(yong)而有效的三種方(fang)法(fa)(fa)(fa)。這(zhe)種方(fang)法(fa)(fa)(fa)的優點是防護(hu)方(fang)法(fa)(fa)(fa)受環(huan)境因素的影響較小,適用(yong)(yong)鋼筋、混(hun)凝(ning)土的長期防腐,既(ji)可(ke)用(yong)(yong)于(yu)已裂結構(gou)也可(ke)用(yong)(yong)于(yu)新建(jian)結構(gou)。
10、仿生自愈合(he)法
仿(fang)生(sheng)自愈(yu)合(he)(he)法是(shi)一種(zhong)新的(de)裂(lie)(lie)縫處理方法,它模仿(fang)生(sheng)物組(zu)織對受創(chuang)(chuang)傷部(bu)(bu)位自動分(fen)泌(mi)某種(zhong)物質,而使創(chuang)(chuang)傷部(bu)(bu)位得(de)到(dao)愈(yu)合(he)(he)的(de)機(ji)能,在(zai)混凝土的(de)傳統組(zu)分(fen)中加入某些特殊(shu)組(zu)分(fen)(如含粘結劑的(de)液芯纖維或膠囊(nang)),在(zai)混凝土內部(bu)(bu)形成(cheng)智能型仿(fang)生(sheng)自愈(yu)合(he)(he)神經網(wang)絡(luo)系統,當混凝土出現裂(lie)(lie)縫時分(fen)泌(mi)出部(bu)(bu)分(fen)液芯纖維可使裂(lie)(lie)縫重(zhong)新愈(yu)合(he)(he)
11、其它方法
常(chang)用方法有拆除重(zhong)做,改善結構使用條(tiao)件,通過試(shi)驗或分析論證(zheng)不作處理等。
大體積混凝土裂縫產生的原因(yin)
高(gao)(gao)強度(du)的(de)混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)早期收(shou)縮(suo)(suo)(suo)較大,這是(shi)由于高(gao)(gao)強混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)中(zhong)以30%~60%礦物細(xi)摻合料替代水泥,高(gao)(gao)效(xiao)減水劑摻量(liang)為(wei)膠凝(ning)(ning)材料總量(liang)的(de)1%~2%,水膠比(bi)為(wei)0.25~0.40,改善了混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)的(de)微觀結構,給高(gao)(gao)強混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)帶(dai)來許多(duo)優良(liang)特性,但其(qi)負(fu)面(mian)效(xiao)應最突出(chu)的(de)是(shi)混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)裂縫幾率(lv)增多(duo)。高(gao)(gao)強混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)的(de)收(shou)縮(suo)(suo)(suo),主要(yao)(yao)是(shi)干(gan)燥收(shou)縮(suo)(suo)(suo)、溫度(du)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)、塑(su)性收(shou)縮(suo)(suo)(suo)、化學收(shou)縮(suo)(suo)(suo)和自收(shou)縮(suo)(suo)(suo)。混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)初(chu)現(xian)裂紋(wen)的(de)時間可以作為(wei)判(pan)斷裂紋(wen)原(yuan)因的(de)參考:塑(su)性收(shou)縮(suo)(suo)(suo)裂紋(wen)大約在(zai)澆(jiao)筑后幾小時到十(shi)(shi)幾小時出(chu)現(xian);溫度(du)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)裂紋(wen)大約在(zai)澆(jiao)筑后2到10d出(chu)現(xian);自收(shou)縮(suo)(suo)(suo)主要(yao)(yao)發生在(zai)混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)(tu)凝(ning)(ning)結硬化后的(de)幾天到幾十(shi)(shi)天;干(gan)燥收(shou)縮(suo)(suo)(suo)裂紋(wen)出(chu)現(xian)在(zai)接近1年齡期內。
大體積混凝(ning)(ning)土結(jie)構(gou)中,由(you)于(yu)結(jie)構(gou)截(jie)面(mian)(mian)(mian)大,水(shui)(shui)(shui)泥用量多,水(shui)(shui)(shui)泥水(shui)(shui)(shui)化所釋放(fang)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)化熱(re)會(hui)產(chan)生(sheng)較大的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)變化和(he)收(shou)縮作用,由(you)此形成的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)收(shou)縮應力(li)是導致(zhi)鋼筋混凝(ning)(ning)土產(chan)生(sheng)裂(lie)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)主要原因(yin)。這種(zhong)裂(lie)縫(feng)(feng)有表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)裂(lie)縫(feng)(feng)和(he)貫通(tong)裂(lie)縫(feng)(feng)兩種(zhong)。表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)裂(lie)縫(feng)(feng)是由(you)于(yu)混凝(ning)(ning)土表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)和(he)內(nei)部的(de)(de)(de)散熱(re)條(tiao)件不同,溫(wen)度(du)外低內(nei)高,形成了(le)溫(wen)度(du)梯度(du),使(shi)混凝(ning)(ning)土內(nei)部產(chan)生(sheng)壓應力(li),表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)產(chan)生(sheng)拉應力(li),表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)拉應力(li)超過混凝(ning)(ning)土抗拉強度(du)而(er)引起的(de)(de)(de)。貫通(tong)裂(lie)縫(feng)(feng)是由(you)于(yu)大體積混凝(ning)(ning)土在強度(du)發展到一定程度(du),混凝(ning)(ning)土逐漸降(jiang)溫(wen),這個降(jiang)溫(wen)差引起的(de)(de)(de)變形加上(shang)混凝(ning)(ning)土失(shi)水(shui)(shui)(shui)引起的(de)(de)(de)體積收(shou)縮變形,受到地基(ji)和(he)其他結(jie)構(gou)邊界條(tiao)件的(de)(de)(de)約束時引起的(de)(de)(de)拉應力(li),超過混凝(ning)(ning)土抗拉強度(du)時所可能產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)貫通(tong)整個截(jie)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)裂(lie)縫(feng)(feng)。這兩種(zhong)裂(lie)縫(feng)(feng)不同程度(du)上(shang),都屬有害(hai)裂(lie)縫(feng)(feng)。
01干燥收縮
當混(hun)(hun)凝(ning)土在不(bu)飽和空氣中失去內(nei)部(bu)毛(mao)細孔(kong)和凝(ning)膠(jiao)孔(kong)的(de)(de)吸附水時(shi),就會產(chan)生干縮,高(gao)性能混(hun)(hun)凝(ning)土的(de)(de)孔(kong)隙(xi)率(lv)比普通混(hun)(hun)凝(ning)土低,故干縮率(lv)也低。
3自收縮
密閉的(de)(de)(de)混凝(ning)土(tu)(tu)內(nei)部(bu)相對(dui)濕(shi)度(du)隨(sui)水(shui)(shui)泥水(shui)(shui)化的(de)(de)(de)進展(zhan)而(er)降低(di),稱為(wei)自(zi)(zi)干(gan)燥。自(zi)(zi)干(gan)燥造成毛細孔中(zhong)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)分(fen)不(bu)(bu)飽和(he)而(er)產生(sheng)負壓,因而(er)引起混凝(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)(de)自(zi)(zi)收(shou)縮(suo)(suo)。高強混凝(ning)土(tu)(tu)由(you)于水(shui)(shui)膠比低(di),早期強度(du)較(jiao)快的(de)(de)(de)發展(zhan),會使自(zi)(zi)由(you)水(shui)(shui)消(xiao)耗快,致使孔體系中(zhong)相對(dui)濕(shi)度(du)低(di)于80%,而(er)高強混凝(ning)土(tu)(tu)結(jie)構(gou)較(jiao)密實(shi),外界(jie)水(shui)(shui)很難滲入(ru)補(bu)充,導致混凝(ning)土(tu)(tu)產生(sheng)自(zi)(zi)收(shou)縮(suo)(suo)。高強混凝(ning)土(tu)(tu)的(de)(de)(de)總(zong)收(shou)縮(suo)(suo)中(zhong),干(gan)縮(suo)(suo)和(he)自(zi)(zi)收(shou)縮(suo)(suo)幾乎相等,水(shui)(shui)膠比越低(di),自(zi)(zi)收(shou)縮(suo)(suo)所占比例(li)越大(da)。與普通(tong)(tong)混凝(ning)土(tu)(tu)完全(quan)不(bu)(bu)同(tong),普通(tong)(tong)混凝(ning)土(tu)(tu)以(yi)干(gan)縮(suo)(suo)為(wei)主(zhu),而(er)高強混凝(ning)土(tu)(tu)以(yi)自(zi)(zi)收(shou)縮(suo)(suo)為(wei)主(zhu)。
03溫度收縮
對于強度要(yao)求較高的混凝(ning)土(tu),水泥(ni)用量相對較多,水化熱大(da),溫升速率也較大(da),一般可達35~40℃,加(jia)上初始溫度可使(shi)最高溫度超過70~80℃。一般混凝(ning)土(tu)的熱膨脹(zhang)系數為10×10-6/℃,當溫度下降20~25℃時(shi)造成的冷(leng)縮(suo)量為2~2.5×10-4,而(er)混凝(ning)土(tu)的極限拉(la)伸值只有1~1.5×10-4,因而(er)冷(leng)縮(suo)常引(yin)起混凝(ning)土(tu)開(kai)裂(lie)。
04塑性收縮
塑性收(shou)縮(suo)發(fa)生在混(hun)凝(ning)土(tu)硬化前的(de)塑性階段。高強(qiang)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)水膠比(bi)低,自由水分少,礦物細摻合料(liao)對水有更(geng)(geng)高的(de)敏感性,高強(qiang)混(hun)凝(ning)土(tu)基本不泌水,表(biao)面失水更(geng)(geng)快(kuai),所(suo)以高強(qiang)混(hun)凝(ning)土(tu)塑性收(shou)縮(suo)比(bi)普通混(hun)凝(ning)土(tu)更(geng)(geng)容易產生。
05化學收縮
當混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)發生(sheng)收(shou)縮并(bing)受到外(wai)部(bu)或內部(bu)約束時,就(jiu)會(hui)產生(sheng)拉應(ying)力,并(bing)有可能引起(qi)開裂(lie)。對于高(gao)強混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)雖然(ran)有較(jiao)高(gao)的(de)(de)抗(kang)拉強度,可是彈性模量也高(gao),在相同收(shou)縮變形下,會(hui)引起(qi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)拉應(ying)力,而由于高(gao)強混(hun)凝(ning)(ning)土(tu)的(de)(de)徐變能力低,應(ying)力松弛量較(jiao)小,所以抗(kang)裂(lie)性能差。
水(shui)泥水(shui)化(hua)后,固相(xiang)體(ti)(ti)積增加,但水(shui)泥-水(shui)體(ti)(ti)系的(de)(de)絕(jue)對體(ti)(ti)積則減小(xiao),形成許(xu)多毛細孔縫,高強混(hun)(hun)凝(ning)土水(shui)膠(jiao)比小(xiao),外(wai)摻(chan)礦(kuang)物細摻(chan)合料,水(shui)化(hua)程度受(shou)到制約,故高強混(hun)(hun)凝(ning)土的(de)(de)化(hua)學收縮(suo)量小(xiao)于(yu)普(pu)通混(hun)(hun)凝(ning)土。
大(da)體積混(hun)凝土有害、無害裂縫判別(bie)標準
原則上與核安(an)全有(you)關(guan)的(de)鋼筋混(hun)(hun)凝(ning)土不允(yun)許出現(xian)裂(lie)(lie)縫,尤其是反(fan)應堆廠(chang)房(fang)底板、安(an)全殼筒身及穹頂、汽輪機廠(chang)房(fang)蝸殼泵等重要部位(wei)嚴禁產(chan)生(sheng)(sheng)裂(lie)(lie)縫,其他部位(wei)應盡(jin)可(ke)能控制裂(lie)(lie)縫的(de)產(chan)生(sheng)(sheng)。但是由于各(ge)種原因(yin)不可(ke)避(bi)免的(de)產(chan)生(sheng)(sheng)各(ge)種裂(lie)(lie)縫,為了明確當(dang)混(hun)(hun)凝(ning)土出現(xian)裂(lie)(lie)縫時(shi)如何判別其是否(fou)有(you)害、無害?為此,福清核電各(ge)單(dan)(dan)位(wei)(業主、監理、工(gong)程公(gong)司(si)、施工(gong)單(dan)(dan)位(wei))經過認(ren)真研(yan)討,確定了混(hun)(hun)凝(ning)土裂(lie)(lie)縫判別標準:
1、無害裂縫:
δf≤0.3mm 深度h≤0.5H
δf≤0.2mm 貫穿(自愈性)
1.0mm≥δf>0.3mm L≤0.1B
2、有害裂縫(滿(man)足下列條件之一):
δf>0.3mm 縱深裂縫、 h>0.5H;
δf>0.2mm 貫穿全截面;
裂(lie)縫影(ying)響使用功(gong)能(有(you)滲透(tou)、透(tou)氣、透(tou)射線等(deng)要求,且滿(man)足其中之一即可);
δf>0.3mm 非(fei)貫穿(chuan),可能引起鋼(gang)筋(jin)銹蝕裂縫;
降低結構承載力(li)的裂縫。
3、各符號的含義:
Δf——裂縫寬度 L——裂縫長度
h——裂縫深(shen)(shen)度 H——裂縫深(shen)(shen)度
B——沿(yan)裂縫(feng)長方向(xiang)的(de)結構寬度,如澆筑后的(de)沉縮(塑性(xing)裂縫(feng))
無害裂縫處理方法(fa)
1、二次壓面法
對于新澆混凝土(tu)收(shou)縮(suo)裂縫,該裂縫多在新澆筑并暴(bao)露于空氣中(zhong)的結構構件表面(mian)出現,有塑(su)態收(shou)縮(suo)、沉(chen)降收(shou)縮(suo)、干燥收(shou)縮(suo)、碳(tan)化收(shou)縮(suo)、凝結收(shou)縮(suo)等收(shou)縮(suo)裂縫,這(zhe)種裂縫不(bu)深也不(bu)寬,處理方法如下:
(1)如混凝土(tu)仍有塑性,可采取壓(ya)抹一遍的方法(fa),并加強養護。
(2)如混凝土已硬化(hua),可向裂縫內(nei)滲入水泥漿,然后用(yong)鐵抹(mo)子(zi)抹(mo)平壓實。
2、表(biao)面涂抹砂漿法
處理(li)時(shi)(shi)將裂縫附近的(de)(de)(de)混(hun)凝(ning)土表面(mian)鑿毛或沿裂縫鑿成(cheng)深15—20mm寬100—200mm凹槽,掃凈(jing)(jing)并(bing)灑(sa)(sa)水(shui)(shui)(shui)(shui)濕潤(run)。先刷水(shui)(shui)(shui)(shui)泥(ni)凈(jing)(jing)漿(業主批準適用的(de)(de)(de)界面(mian)劑)一度,然后用1:1~2水(shui)(shui)(shui)(shui)泥(ni)砂漿分2~3層,涂(tu)抹(mo)總厚10~20mm壓(ya)(ya)光。有滲漏水(shui)(shui)(shui)(shui)時(shi)(shi),應用水(shui)(shui)(shui)(shui)泥(ni)凈(jing)(jing)漿(厚2mm)和1:2.5水(shui)(shui)(shui)(shui)泥(ni)砂漿(厚4-5mm,可慘入1—3%于水(shui)(shui)(shui)(shui)泥(ni)重(zhong)量(liang)的(de)(de)(de)氯化鐵防(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)劑)交(jiao)替抹(mo)壓(ya)(ya)4-5層,涂(tu)抹(mo)后3-4小時(shi)(shi)進行(xing)覆蓋并(bing)灑(sa)(sa)水(shui)(shui)(shui)(shui)養護(hu)。
3、表(biao)面涂抹(mo)環氧膠泥(或粘貼環氧玻(bo)璃(li)布)法
涂抹前,將裂縫(feng)(feng)附近表(biao)面清洗干凈(油(you)污應(ying)用丙酮(tong)或二(er)甲(jia)苯擦洗凈)、干燥。較(jiao)寬裂縫(feng)(feng)用環氧(yang)膠泥(ni)(ni)填塞,并將膠泥(ni)(ni)均勻地涂刮壓裂縫(feng)(feng)表(biao)面,寬80-100mm。基層干燥有困難時(shi)可(ke)(ke)以(yi)用環氧(yang)煤焦油(you)膠泥(ni)(ni)。需要粘貼(tie)環氧(yang)玻璃布時(shi),先將玻璃布脫鈉(na)、干燥,視具體情況可(ke)(ke)作成(cheng)一布二(er)油(you)(或二(er)布三油(you),第(di)二(er)層布的周圍應(ying)比下一層寬10~15mm)。
4、表面鑿(zao)槽嵌補法
當(dang)裂縫稀少,但深(shen)(shen)度較深(shen)(shen)時,沿混凝土裂縫鑿一條V型(xing)(xing)或U型(xing)(xing)槽,槽內表(biao)面(mian)(mian)應(ying)修理平整,清洗干凈,并保持槽內干燥(zao)。槽內嵌入剛性(xing)材料(liao)(liao)如水(shui)泥(ni)(ni)砂漿、環氧(yang)膠(jiao)泥(ni)(ni),或填灌柔性(xing)材料(liao)(liao)如聚(ju)氯乙烯膠(jiao)泥(ni)(ni)、瀝青油膏等密封。密封材料(liao)(liao)嵌入前(qian),先(xian)涂(tu)刷與嵌填材料(liao)(liao)混凝土性(xing)質(zhi)的稀釋涂(tu)料(liao)(liao)(表(biao)面(mian)(mian)可作(zuo)砂漿保護層或不作(zuo)保護層).
5、表面貼條法
對于裂(lie)(lie)縫移動范圍不限(xian)于一個(ge)平面(mian)(mian)并(bing)有(you)防水要求不便鑿槽修(xiu)補的活裂(lie)(lie)縫,可將一條(tiao)具有(you)柔性(xing)的聚丁(ding)橡膠密封(feng)條(tiao)置于裂(lie)(lie)縫上(shang)面(mian)(mian),用聚丁(ding)橡膠粘(zhan)結劑將周(zhou)邊(bian)粘(zhan)結于混凝土(tu)上(shang),使(shi)密封(feng)條(tiao)中部能隨裂(lie)(lie)縫活動而自由活動,長(chang)的裂(lie)(lie)縫可分段為粘(zhan)結,分段為密封(feng)條(tiao)的連(lian)接采用聚丁(ding)橡膠粘(zhan)貼搭(da)接,搭(da)接處上(shang)下壓搓應切成(cheng)斜面(mian)(mian)搭(da)接,長(chang)度(du)100mm。
有害裂縫處(chu)理方法
1、水泥灌漿法
——鉆(zhan)孔(kong)(kong):采(cai)用風鉆(zhan)鉆(zhan)孔(kong)(kong),孔(kong)(kong)距1-1.5m除淺孔(kong)(kong)采(cai)用騎縫孔(kong)(kong)外一(yi)般占孔(kong)(kong)軸(zhou)線與裂縫呈(cheng)30—45·斜角,孔(kong)(kong)深應穿(chuan)過裂縫面0.5m以上(shang),當鉆(zhan)孔(kong)(kong)有兩排(pai)或兩排(pai)以上(shang)時,宜交叉(cha)或呈(cheng)梅花形布置。
——沖洗:鉆孔完畢后,應(ying)用(yong)水沖洗,按豎(shu)向排列自(zi)上而下(xia)逐孔進行。
——密封(feng):縫面(mian)(mian)沖洗凈后,在裂縫表面(mian)(mian)用(yong)1:1~2水泥砂(sha)漿(jiang)或環氧膠泥涂抹。
——埋管(guan)(guan):一(yi)般用ø19-38的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)作(zuo)灌漿(jiang)管(guan)(guan)(鋼(gang)管(guan)(guan)上端(duan)加工絲扣),安裝前在鋼(gang)管(guan)(guan)外壁用生膠帶(dai)纏緊,然后旋入孔中,孔中管(guan)(guan)壁周圍的(de)空隙用水泥砂(sha)漿(jiang)或(huo)硫(liu)磺砂(sha)漿(jiang)封堵(du),以(yi)防冒漿(jiang)或(huo)灌漿(jiang)管(guan)(guan)沖孔中脫出。
——試壓:用0.1-0.2MPa壓力水(shui)(shui)作滲水(shui)(shui)試驗(yan),采取(qu)灌漿孔(kong)壓水(shui)(shui),排水(shui)(shui)孔(kong)排水(shui)(shui)的方法檢(jian)查(cha)裂縫(feng)(feng)和管路暢(chang)通情(qing)況,然后(hou)關(guan)閉排氣(qi)孔(kong)檢(jian)查(cha)止漿堵漏(lou)效(xiao)果,并濕(shi)潤縫(feng)(feng)面,以利粘(zhan)結。
——灌漿:合格的經設計批準使用(yong)的填(tian)縫用(yong)注(zhu)射性(xing)水(shui)泥(ni),水(shui)泥(ni)凈(jing)(jing)將水(shui)灰比為0.4,灌漿壓力(li)0.3—0.5MPa。在整條裂(lie)縫處理完畢后,孔內應充(chong)滿(man)凈(jing)(jing)漿,并填(tian)入凈(jing)(jing)砂用(yong)棒搗(dao)實。
2、化學灌漿法
——鉆(zhan)(zhan)(zhan)孔(kong):采用風鉆(zhan)(zhan)(zhan)鉆(zhan)(zhan)(zhan)孔(kong),孔(kong)距1-1.5m除淺孔(kong)采用騎縫(feng)孔(kong)外一般占孔(kong)軸線與裂縫(feng)呈(cheng)30—45·斜角,孔(kong)深(shen)應穿過裂縫(feng)面0.5m以上(shang),當鉆(zhan)(zhan)(zhan)孔(kong)有兩排(pai)或(huo)兩排(pai)以上(shang)時,宜交叉或(huo)呈(cheng)梅花形(xing)布置;
——密封(feng):縫面沖洗凈后,在(zai)裂縫表面用1:1~2水泥砂漿或環氧(yang)膠(jiao)泥涂(tu)抹。
——埋管(guan)(guan):一般用(yong)ø19-38的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)作灌漿管(guan)(guan)(鋼(gang)管(guan)(guan)上端(duan)加(jia)工(gong)絲扣),安裝前在鋼(gang)管(guan)(guan)外壁用(yong)生膠帶纏緊,然后旋入孔(kong)(kong)中,孔(kong)(kong)中管(guan)(guan)壁周圍的(de)空隙(xi)用(yong)水(shui)泥砂(sha)漿或硫磺砂(sha)漿封堵,以防(fang)冒漿或灌漿管(guan)(guan)沖孔(kong)(kong)中脫(tuo)出。
—試壓:用0.2-0.3MPa壓縮空(kong)氣進行壓力實驗;