混凝土作为现代建筑工程中应用最广泛的材料之一,其结构的完整性直接关系到工程的安全与寿命。而深层裂缝(含贯穿缝)作为混凝土结构中较为严重的病害,往往隐藏着巨大的安全隐患,需引起工程界的高度重视。
厚大体积混凝土出现纵向或横向裂缝,墩墙结构混凝土出现有规则的竖向裂缝,以贯穿性裂缝居多。 大体积混凝土裂缝产生的原因很多,至今仍是世界范围专家、学者和工程技术人员研究的热门话题。主要有:水泥水化热,约束条件,环境温度和混凝土的收缩变形特性等。(1)科学研究和大量工程实践证明,防止混凝土裂缝需采取综合措施。主要是:优化混凝土配合比,提高混凝土性能,缩小混凝土内外温差,改善结构约束条件,加强混凝土施工质量控制和养护等。主要有以下几方面的施工措施:严格控制碎石、黄砂的质量,采用细度模数为2.4–3.0的中粗砂,碎石采用5~16.5mm,16.5~31.5mm二级配,优化混凝土骨料级配,尽可能减少砂、石的空隙,降低胶凝材料用量和砂率,达到减少混凝土自身收缩。砂、石的含泥量严格控制在规定的允许范围内,严禁含泥块。优化混凝土配合比,在满足混凝土强度、耐久性及和易性的前提下,掺入粉煤灰和高效减水剂等,降低水胶比,改善混凝土的和易性,提高混凝土的可泵性,减少单位水泥用量,降低水化热,延缓混凝土水化热峰值时间等。混凝土中掺入抗裂纤维,(注:掺入纤维的品种和数量一般是由设计或产品说明书等确定的,有多种品种、不同掺量。并不是施工的工艺措施,所以最好只说掺入抗裂纤维,其品种和掺入量根据设计或试验确定,比较合适。)以提高混凝土的抗裂性能。
严格控制混凝土拌和的加水量,在浇筑过程中加强混凝土拌和,勤测混凝土的坍落度,防止混凝土坍落度过大造成表面干缩裂缝,混凝土的坍落度宜控制在10±2cm以内;根据现场实际条件,采取以下措施控制混凝土入仓温度:1. 夏季浇筑时尽量避开高温天气,并安排在阴天和夜晚开始浇筑,以达到控制混凝土浇筑温度的目的。冬季浇筑时尽量安排在中午开仓。2.夏季混凝土拌合用水采用地下水,必要时加入冰块,以降低混凝土的入仓温度。冬季混凝土拌和用水采用地下水,并采取加热措施,提高混凝土的入仓温度。3.将骨料堆高,在混凝土浇筑时,尽量取用下层骨料,控制骨料温度。4.夏季给水泥罐、粉煤灰罐、砂石料场、浇筑仓面等搭设凉棚,采用遮阳网覆盖仓面,减少阳光直接照射,粗骨料可采用深井水淋洒,降低骨料温度。冬季水泥罐、粉煤灰罐、砂石料场、浇筑仓面等搭设保温棚,以提高骨料温度。5.夏天为了降低混凝土的内部温度,可在流道内部布置循环冷却水管,用聚乙烯高强钢丝内衬塑料管作为进、出水流道混凝土的冷却水管,并安排专人控制。冬季可在浇筑仓面增加加热措施,提高混凝土浇筑仓面温度。1、大体积混凝土浇捣完毕后,初凝前用长刮尺刮平,及时用木抹子将混凝土表面拍实并搓毛两遍以上,防止产生表面收缩裂缝,最后根据不同部位要求进行压光。2、混凝土浇筑完成以后,顶板面层采用1层塑料薄膜、1层土工布等覆盖进行保湿、保温养护。流道进口用土工布封闭,以防串风,减小混凝土内水分散失。3、严格控制拆模时间,在混凝土内部温度逐步降低并与外部最低气温相差20℃以内并且养护不少于14d(粉煤灰混凝土养护不少于21 d)才能拆除流道模板;墩墙模板在混凝土内部温度逐步降低并与外部最低气温相差20℃以内方可拆模,拆模后同步对混凝土侧面悬挂1层土工布起到保温保湿工作。1、对泵站站身进行合理的分层,减轻新旧混凝土的约束作用,减少约束范围;2、合理的安排施工工序,缩短施工分层之间的混凝土浇筑时间,快速、均匀、薄层上升,以减轻混凝土的约束作用。
(2)裂缝修补需针对不同情况制定专项方案。2、分析裂缝产生的原因及裂缝的性质,是受力裂缝还是温度裂缝、约束裂缝等;是表层裂缝还是深层裂缝、贯穿缝。4、温度缝等可采取灌浆处理(无水裂缝可用环氧材料、有水或活动缝用聚胺脂等柔性材料灌浆)。
混凝土深层裂缝(含贯穿缝)的防治是一项系统工程,需要从材料选择、设计优化、施工管理到后期监测等多个环节入手,采取综合措施,才能有效减少裂缝的产生,保障混凝土结构的安全与耐久。