當(dāng)前,現(xiàn)代混凝土由于高效減水劑發(fā)展和廣泛使用而帶來根本性變化,但同時(shí)也增加了現(xiàn)代混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn),設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等環(huán)節(jié)對(duì)現(xiàn)代混凝土的認(rèn)識(shí)不夠,泵送混凝土施工工藝的發(fā)展也使得混凝土裂縫控制的技術(shù)難度大大增加。
隨著工程建設(shè)模式的改變,過度追求工程進(jìn)度不僅造成混凝土得不到充分養(yǎng)護(hù),同時(shí)勢(shì)必導(dǎo)致混凝土追求高早強(qiáng)。
那么,裂縫是如何一步一步的影響和摧毀混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性呢?
一、關(guān)于裂縫的解讀
1、裂縫是不可避免的
裂縫既是一種施工質(zhì)量不良的表象,實(shí)質(zhì)上是加速混凝土耐久性劣化的最為不利的因素。混凝土的裂縫是不可避免的,但程度是可控的。他總結(jié),混凝土耐久性不良大部分情況下都是受周圍環(huán)境影響或與周圍環(huán)境介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),伴隨有脹裂、剝落和潰散或其他性能失效等現(xiàn)象。
2、裂縫的本質(zhì)
水泥混凝土易于開裂在于其脆性材料的本質(zhì),粒子與粒子之間僅存在弱物理鍵的相互作用,抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度要小一個(gè)數(shù)量級(jí)。
3、材料因素
近年來我國混凝土開裂主要是由于水泥發(fā)生了變化、泵送混凝土(外加劑、漿骨比)、混凝土強(qiáng)度等級(jí)增加以及大體積混凝土用量增加的原因。
二、主宰混凝土性命的早期裂縫
1、裂縫是一切侵蝕性介質(zhì)侵入的通道
裂縫是一切侵蝕性介質(zhì)侵入的通道,已有裂縫的擴(kuò)展比新產(chǎn)生裂縫容易;已有裂縫的開展比新生成裂縫容易,所以早期開裂后期必然開裂,早期不裂的后期未必不裂,但是盡量減少早期形成的收縮應(yīng)力則是必要的。控制早期裂縫可減少后期裂縫的寬度和數(shù)量。
2、現(xiàn)代混凝土開裂的原因更為復(fù)雜
早期因收縮開裂是混凝土結(jié)構(gòu)開裂的主要誘因,過大內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力足以導(dǎo)致混凝土開裂。開裂應(yīng)力還與混凝土彈性模量,是否開裂與開裂應(yīng)力大小、混凝土抗拉強(qiáng)度有關(guān)。
現(xiàn)代混凝土的水膠比變低,泌水速率減小,混凝土表層更容易變干;初凝時(shí)間顯著提前,養(yǎng)護(hù)需要提前,養(yǎng)護(hù)方法需要改進(jìn)。而傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方法已不能滿足現(xiàn)代混凝土的發(fā)展要求。
3、高強(qiáng)未必耐久、低強(qiáng)未必不耐久
目前我國住建部有強(qiáng)烈的意愿迅速推進(jìn)高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用。希望大幅度提高其在混凝土中的比例,這里面潛在很大的危機(jī),即是傳統(tǒng)思維和功利思想。有人批評(píng)當(dāng)今高強(qiáng)混凝土工程時(shí)說過一句值得深思的話:用沒有必要的高強(qiáng)換來了更多的開裂。
那么,為什么保證混凝土結(jié)構(gòu)抗裂比追求強(qiáng)度更重要?目前結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度越來越高,卡本認(rèn)為高強(qiáng)未必就耐久,人們可能認(rèn)為高強(qiáng)混凝土密實(shí),密實(shí)的混凝土耐久,這里需要一個(gè)前提就是不開裂。
三、找準(zhǔn)對(duì)策防裂縫于未然
我們需要一系列的措施來控制早期裂縫的形成:
1、現(xiàn)代混凝土開裂的原因更為復(fù)雜
首先要控制溫度和濕度;其次,要減少約束;第三,降低混凝土開裂敏感性,盡量降低強(qiáng)度,減小用水量,使用開裂敏感性的水泥,優(yōu)化骨料,使用抗裂性好的礦物摻和料;第四,成型工藝的施工是最后的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。
2、重視早期養(yǎng)護(hù)
混凝土早期裂縫控制的關(guān)鍵點(diǎn)是要重視早期養(yǎng)護(hù),在實(shí)際施工中各地區(qū)可用的技術(shù)和材料較多,比如養(yǎng)護(hù)劑、覆蓋養(yǎng)護(hù)、單分子膜養(yǎng)護(hù)劑等。
3、配合比做到“三低”
為了獲得很好的抗裂性,混凝土配合比設(shè)計(jì)也必須進(jìn)行一次重大的改變。即在保證和易性前提下遵循低水泥用量、低水膠比、低單位體積用水量的“三低”的混凝土配合比技術(shù)路線。同時(shí),要進(jìn)行理念的變化,所謂混凝土耐久性可以用控制水膠比的辦法來控制是錯(cuò)誤的。相比水膠比來說,用水量對(duì)控制開裂更為重要。
四、亡羊補(bǔ)牢為時(shí)不晚
如果預(yù)防早期裂縫沒有做好,導(dǎo)致裂縫擴(kuò)大,不要慌!由于裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)本身安全性能會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響,因此我們要及時(shí)進(jìn)行加固處理。
混凝土裂縫修補(bǔ)的方法,主要有表面封閉法、注射法、壓力注漿法和填充密封法,分別適用于不同情況。應(yīng)根據(jù)裂縫成因、性狀、寬度、深度、裂縫是否穩(wěn)定、鋼筋是否銹蝕以及修補(bǔ)目的的不同對(duì)癥下藥。
1、表面封閉法
利用混凝土表層微細(xì)獨(dú)立裂縫(裂縫寬度w≤0.2mm)或網(wǎng)狀裂紋的毛細(xì)作用,使裂縫主動(dòng)吸收低粘度且具有良好滲透性的修補(bǔ)膠液,封閉裂縫通道。對(duì)樓板和其他需要防滲的部位,尚可在混凝土表面粘貼碳纖維復(fù)合材料以增強(qiáng)封護(hù)作用。
2、注射法
以一定的壓力將低粘度、高強(qiáng)度的裂縫修補(bǔ)膠注入裂縫內(nèi),一般采用專用的注射器配套專用底座將裂縫膠注射到裂縫內(nèi)。
此方法適用于0.15mm≤w≤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補(bǔ)強(qiáng)和封閉。注射前,應(yīng)按產(chǎn)品說明書的規(guī)定,對(duì)裂縫周邊用封縫膠進(jìn)行密封。
3、壓力注漿法
在一定時(shí)間內(nèi),采用高壓注漿機(jī)以較高壓力(按產(chǎn)品使用說明書確定)將修補(bǔ)用的裂縫膠壓入裂縫內(nèi)。此法適用于處理大型結(jié)構(gòu)貫穿裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴(yán)重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫。
4、填充密封法
在構(gòu)件表面沿裂縫走向騎縫鑿除槽深和槽寬分別不小于20mm和15mm的V型溝槽,然后用改性環(huán)氧樹脂的裂縫膠或彈性填縫材料充填,并粘貼碳纖維復(fù)合材料附加約束。此法適用于處理w≥0.5mm的活動(dòng)裂縫和靜止裂縫。填充完畢后,其表面應(yīng)做防護(hù)層。
總結(jié)
混凝土雖然可以在擁有裂縫的條件下正常工作的,但裂縫的存在會(huì)及超限會(huì)引起鋼筋的銹蝕,降低結(jié)構(gòu)使用年限;裂縫對(duì)建筑正常使用功能的影響,主要是降低了結(jié)構(gòu)防水性能和氣密性,影響建筑美觀,給人們?cè)斐闪瞬话踩牡木駢毫托睦碡?fù)擔(dān)。所以裂縫產(chǎn)生后要及時(shí)進(jìn)行處理,保證結(jié)構(gòu)安全使用。