在建筑工程中,建筑工程裂縫是一個具有普遍性的技術問題,隨著城市建設規模的迅猛發展和住宅商品化的深入,人們對建筑行業提出了更高要求,目前工程裂縫問題已成為業主、開發商和施工單位共同關注的“焦點問題”。
混凝土結構物所產生的裂縫是結構物承載能力、耐久性及防水性等降低的主要原因,因此對其采取相應的修補和加固措施是十分必要的。對混凝土工程裂縫的修補是一項多學科的綜合技術,需要設計、施工、材料、機具合理科學的配合,在實施具體的修補工作之前首先需要進行裂縫調查、推斷開裂原因、分析有無修補必要,然后選擇修補方法。
二、常見裂縫產生的原因及類型
分析開裂原因、鑒別裂縫的性質對于修補和加固工程裂縫非常重要。修補是建立在對產生缺陷的原因進行全面分析的基礎上,同時還應考慮消除這些原因的途徑和方法,只有這樣才能對修補材料和技術作出正確選擇。
混凝土裂縫產生的原因有多方面的,除了外荷載、溫度收縮變形、地基不均勻沉降等常見原因外,設計失誤、混凝土材料使用與施工工藝不當等方面的許多原因都可能導致混凝土裂縫。對于每個工程的具體情況,需要有經驗的專業人員進行分析判斷。
按照日本混凝土工程協會編寫的《混凝土工程裂縫調查及補強加固技術規程》將混凝土裂縫產生的主要原因分為四類:
1. 材料
使用材料:水泥(非正常凝結、水化熱、非正常膨脹),骨料(含泥土、骨料質量低劣、使用了反應性骨料 )
混凝土:混凝土中的氯化物、混凝土的沉縮、泌水、干縮
2. 施工
混凝土:拌和(拌合不勻、攪拌時間過長),運輸(泵送時改變了配合比如加水),澆筑(澆筑順序不合適、速度太快),振搗(振搗不足),養護(硬化前受到振動或加荷、期養護時急驟干燥、初期凍害),接打(接打處理不當)
鋼筋:鋼筋被擾動、保護層厚度不足
模板:模板(變形、漏水、過早拆模),支撐(支撐下沉 )
3. 使用與環境
物理方面:溫濕度(環境溫濕度變化、物件兩面的溫濕之差、反復凍融、火災、表面加熱)
化學作用:酸或鹽類的化學作用、碳化、氯化物侵入使內部鋼筋銹蝕
4. 結構及外力
荷載:永久荷載及長期荷載(設計荷載之內或超過設計荷載的永久、長期荷載),動荷載及短期荷載(設計荷載之內或超過設計荷載的動載及短期荷載)
結構設計:斷面及鋼筋用量不足
支承條件:結構物的差異沉降,凍脹
三、 選擇恰當的裂縫修補方法
裂縫的類型不同,修補所采用的材料與方法也不相同。按照裂縫的現狀可分為靜止裂縫、活動裂縫和正在發展的裂縫。靜止裂縫(如干燥收縮等)可以通過填入剛性材料來修補。活動裂縫隨著結構荷載或者混凝土中的濕熱變化時開時合,修補材料必須具有足夠的柔韌性,可承受裂縫運動或者能消除裂縫運動產生的應力。正在發展的裂縫寬度在時時增加,因為促使裂縫產生的原因一直存在,如持續的基礎沉陷或者鋼筋銹蝕,對于發展中的裂縫,無論用何種修補措施都必須消除導致開裂的隱患,以防止結構進一步開裂。
用于修補裂縫的方法很多,常用的修補方法分為表面封閉和化學灌漿兩種:
1. 表面封閉
這是一種在微細裂縫(寬度一般<0.2mm)的表面涂膜以提高其防水性及耐久性的方法,是一種最簡單和最普通的裂縫修補方法。通過密封裂縫表面
達到防止水分、二氧化碳以及其它有害介質侵入的目的(圖2)。這種工法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部,不適合有明顯水壓的裂縫。表面封閉所采用的密封材料因修補目的及使用環境不同而異,通常采用彈性封縫膠、聚合物水泥等。
2. 化學灌漿
當需要對裂縫全深度范圍注入修補材料,以提高其防水性及耐久性時,壓力灌漿即化學灌漿是經常使用的方法。它對結構構件如墻體、梁、柱、橋墩等部位的裂縫,是一種有效的修復方法,能將混凝土結構恢復到使用初期的整體狀況,在很大程度上使結構強度得到恢復。
被列為建設部科技成果重點推廣項目的“YJ-自動壓力灌漿技術”是目前國內較為成熟的裂縫修復技術,由冶金部建筑研究總院研制開發,是一項包括材料、機具、施工的綜合技術,主要包括袖珍式灌漿的新型機具“YJ-自動壓力灌漿器”和灌漿專用樹脂“AB-灌漿樹脂”兩部分。
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