混凝土建筑结构施工中的裂缝修复技术研究

期刊: 大东方 DOI: PDF下载

马艳娜

西安中铁轨道交通有限公司 陕西省西安市

摘要

我国城市化建设和我国建筑工程的快速发展,混凝土建筑结构施工中的裂缝修复技术是主要施工技术。尽管混凝土裂缝是建筑工程中的一种常见问题,会对建筑质量与使用寿命造成不良影响,且已引起了政府等部门的密切关注,但在施工实践中,这种问题依旧没有得到根本性的遏制。通过这些措施的应用,在一定程度上控制住了部分裂缝问题的出现,但仍需进一步探究混凝土裂缝发生的原因,并总结与应用更加全面的治理措施,以提高混凝土裂缝治理能力,让建筑质量得到更加充分的保障。


关键词

混凝土裂缝;施工处理技术;建筑工程

正文


引言

在建筑工程施工中,科学开展混凝土裂缝的施工控制与处理,可以有效保证建筑结构的耐久性、安全性,更好地延伸建筑物应用年限,减少质量问题的出现。为了有效解决混凝土裂缝问题,文章从裂缝控制及处理这两个方面出发,提出了合理控制混凝土温度变化、应用合适的混凝土配合比、做好填缝与注浆操作等措施,希望能够为相关人员提供些许参考,减少混凝土裂缝问题的出现,从而进一步提升建筑施工质量,建设出符合施工规范要求及人们当下需求的建筑物。

1建筑工程混凝土施工技术的相关概述

从建筑工程的实际角度出发,混凝土的基本组成与性质主要是由水泥、骨料,其中包括砂、石料、水以及外加剂等共同组成。而水泥是混凝土的凝胶材料,该类材料可以与水发生水化反应,从而形成凝胶体,而对于骨料来说,则是混凝土的骨架材料,主要承受外部的载荷,水是水泥水化反应的必要条件,其本身起到调节混凝土流动性的本质作用。外加剂则是为了改善混凝土的性质材料,比如较为常见的碱水剂、增强剂等等。混凝土其本身具有较高的强度,耐久性极强,同时还具有抗渗性、变形性。在具体施工过程当中所提到的混凝土强度,都是指该类材料所能抵抗的外部载荷能力,但该类外部载荷能力主要取决于水灰比以及水泥的品种、骨料的质量等等,而水泥的耐久性则考虑到不同建筑施工其外部环境的差异性。所以根据混凝土其本身的性质特点来说,把混凝土作为建筑工程的常用原材料,对保证施工的整体质量具有实际应用作用。

2建筑工程施工中常见的混凝土裂缝

2.1温度裂缝

温度裂缝在建筑工程中最为常见,如果施工时环境温度变化较大,或受到季节性温差变化影响,可能会因混凝土材料中水分蒸发速度过快而造成温度裂缝。此种裂缝通常发生在散热性不佳的大体积混凝土工程中,浇筑后水泥会产生水化反应,所生成的热量会使混凝土内部,温度快速升高,而混凝土结构内部与外部温度不一致,便可能由于内胀、外缩而形成一定的拉应力,若此力比混凝土的抗拉强度更大,则会导致混凝土表面形成裂缝。此种裂缝主要出现于混凝土中期与后期。

2.2干缩裂缝

除温度以外,对施工现场进行勘察后,发现建筑在施工过程中,还存在干缩裂缝,该类裂缝的形成是由于材料干燥后收缩导致。例如受混凝土暴露在空气环境中的影响,其水分蒸发,内部含水量快速下降,从而出现收缩。受早期养护时间影响,养护越久、水分蒸发的影响越小,混凝土收缩越小。受外界风速影响,风速越大,环境湿度下降,此时水分蒸发速度加快,混凝土收缩增大。同时建筑干缩裂缝的形成还受材料影响,其中骨料是发生收缩变形明显的材料,骨料粒径越大,对应浆骨比越小,收缩越小;骨料内含泥量越大,收缩越大。

2.3材料因素

水泥中的材料组成也是很重要的一环,它是造成混凝土构件产生裂缝的重要原因。许多高品质的项目,所使用的水泥配料中,或多或少都会包含一些添加剂,而水泥配料中的水泥的比例,也会对水泥颗粒的抗伸缩性能产生很大的影响,如果水泥配料中的水泥比例发生偏差,或者是由于配料时没有选择合适的水泥,不能及时地按照合适的水泥参数来进行最合理的配合,就会导致混凝土方的质量出现问题。因此,必须确保混凝土的出厂质量,并严格遵守建筑工程的规定,才能有效地避免在施工过程中产生裂纹,杜绝施工中的质量隐患。

2.4沉降裂缝

地基的不均匀沉降会导致混凝土结构产生沉降裂缝。这种裂缝类型主要产生原因是在地基沉降过程中会对混凝土的整体结构产生剪应力和拉应力。当整体混凝土结构承受的剪应力和拉应力超过结构所能承受的极限时,混凝土结构就容易产生裂缝。而裂缝出现的位置往往是整个混凝土结构中较为薄弱的位置。每个建筑中的地基受力方向不同,导致沉降裂缝的分布规律也不尽相同。最常见的沉降裂缝包括剪切裂缝、水平裂缝、斜向裂缝等。

3混凝土结构施工管理要点

3.1混合料原料质量控制

为保证大体积混凝土混合料性能和质量,施工单位加强了原料质量检验和控制。(1)水泥:选用低水化热的P·O42.5级水泥,水泥用量≤400kg/m3,水灰比≤0.6,坍落度控制在140~180mm;(2)粗骨料:选用级配良好的碎石,粗骨料粒径为5~25mm,含泥量≤1%,无片状、针状石子;(3)细骨料:细骨料选用中砂,细度模量为2.7~3.0,含泥量≤3%;(4)粉煤灰:选用Ⅱ级粉煤灰,禁止使用复合矿粉,细度≤25.0%,需水量≤105%,烧失量≤8.0%,三氧化硫含量≤3.0%,安定性合格;(5)外加剂:选用聚羧酸高效减水剂,减水率≥25%,沁水率比≤60%,1h经时变化量坍落度≤80mm。

3.2碳纤维加固

碳纤维加固技术是近年来发展起来的一种用于修复混凝土结构裂缝的新方法,其基本原理是通过在裂缝区域粘贴预制的碳纤维复合材料层,利用碳纤维高强度、高模量和抗腐蚀等优异力学性能,提高混凝土构件的抗裂性能和承载能力。该方法适用范围广,不受结构形式限制,操作简便、加固效率高,已在各类建筑结构的裂缝修复中得到广泛应用。碳纤维加固的实施过程通常包括基面处理、底胶涂刷、碳纤维布铺设、饱和胶浸渍和表面涂装等环节。首先采用砂轮打磨或丙酮擦拭等方式处理裂缝区域,使其表面平整、清洁、干燥;然后涂刷一层低粘度环氧树脂底胶,起到增强碳纤维与混凝土粘结性能的作用;待底胶初步固化后,铺设经裁剪的碳纤维布,碳纤维布的铺设方向应与裂缝走向垂直,并采用辊压或刮板等工具压实,以保证其与混凝土充分粘接;之后涂刷饱和胶,使碳纤维布完全浸润,并挤出气泡,一般需涂刷2~3遍;最后在表面涂覆面漆或涂装层,起到保护和美观的作用。碳纤维布的规格和铺设层数是影响加固效果的关键因素,需根据裂缝宽度、深度和结构受力特点等进行设计。例如,对于宽度为0.2~0.5mm的裂缝,可采用单向碳纤维布进行单层铺设;当裂缝宽度大于1mm时,宜采用双向碳纤维布,铺设2~3层。环氧树脂胶的配比和养护条件也会影响加固质量,一般采用双组分环氧树脂,并在温度为15℃~30℃、相对湿度不超过85%的环境下进行施工和养护。碳纤维加固虽然能有效提高构件的抗裂性能,但对于已发生显著变形或承载力严重不足的构件,仍需进行结构加固等其他措施。在实际工程应用中,需做好材料性能检测和质量控制,以确保加固效果的可靠性。

3.3填缝

现阶段,在建筑混凝土施工裂缝处理中,填缝处理方法因操作便捷、成本较低,得到了施工单位与施工人员的广泛应用。在具体应用阶段,施工人员将填缝材料直接施加到裂缝上,便可以对裂缝进行填补与密封,避免因杂物与水分的进入,而使混凝土裂缝出现进一步扩展。为实现理想的混凝土裂缝处理方法,施工人员应当选用具有优异弹性的聚合物基材料,例如:聚丙烯、聚氨酯、聚硫等,以保证填缝材料具备良好的抗拉强度与柔性,可以很好地适应混凝土材料的变形与收缩。目前,填缝施工工艺通常适合应用在一般室内与室外的混凝土结构中,针对承受较大荷载或者裂缝较为严重的混凝土结构,需要结合其它处理方法来解决混凝土裂缝。因此,为避免裂缝问题的进一步扩大,施工人员应依据工程实情,来灵活选用处理方法,以有效提升混凝土裂缝处理效果,提高建筑工程施工质量。

3.4增大截面加固法

对于一些能够引发安全隐患的裂缝,需对其进行加固处理。增大截面加固法通过增大混凝土构件的承载能力,提高其抗裂性能,使其能够承受更大的荷载和变形,从而减少或防止混凝土裂缝的产生和扩展。这种方法需在混凝土构件的裂缝处添加加固材料,以增加截面的面积和强度。一种常用的方法是在裂缝周围埋设大直径钢筋或钢板,以增加构件的横向承载能力。例如,在某混凝土墙体上出现了裂缝,可以在墙体裂缝两侧增加直径为20mm的钢筋,钢筋的埋设深度为墙体厚度的80%,从而增大墙体的截面面积和强度。增大截面加固法还可以在混凝土表面涂刷一层碳纤维布,然后再涂刷一层聚合物修补材料,从而形成一层增强层。这层增强层在受力时可以吸收和分散梁的裂缝开口,增加梁的抗裂性能。经过加固后的梁的裂缝开口能够从原来的3mm减小到1.5mm,梁的受拉强度也能够由原来的5MPa提高到8MPa。最后,增大截面加固法还可以通过在混凝土构件内部预埋张拉钢筋的方式进行加固。例如,在某混凝土柱上出现了裂缝,可以在柱体中预埋一层水平张拉钢筋,并通过张拉操作使其产生预应力。这样做可以将裂缝两侧的受拉区域连接起来,形成一个整体的受拉区,从而增加柱体的承载能力和抗裂性能。

3.5合理控制温度

在进行混凝土施工作业中,控制好温度属于一个重要手段。为此应做好以下工作。(1)需优化骨料配给。在对骨料进行利用时,应配合拌入干硬混凝土材料,并在其中加入适量气化剂,可以有效降低混凝土结构中的水泥用量,也能防止混凝土发生开裂问题。(2)在进行拌和操作时,要注重加水冷却处理,着重降低浇筑过程中的温度,以避免温度过高而引发结构裂缝问题。(3)控制好拆模时间。在环境温度发生明显降低的情况下,需要着重加强保护工作,防止混凝土内外部温差过大从而引发裂缝问题。(4)针对长时间暴露的部分混凝土结构,则需确保所处环境的温湿度都能够维持在合理范围之内。

3.6减少外界环境造成的裂缝

在建设项目中,我们常常面对外部环境因素的挑战,这些因素很难完全避免。然而,通过采取相应的保护措施,我们可以将破坏降低到最小。在控制混凝土裂缝的过程中,温度控制是最重要的一项措施。施工单位需要根据气候的变化,合理选择施工方案,避免在恶劣的气候条件下进行施工。这样可以防止湿度的持续挥发导致混凝土裂缝的形成。除了合理的施工方案,还有其他方法可以控制混凝土裂缝。其中一个主要目标是减少水泥的用量,以减少水化反应的程度。同时,在混凝土中加入碱水、增塑剂和缓凝剂等掺合材料,可以改善混凝土的内部流动性能和保水性。这些措施有助于确保混凝土的质量,并减少裂缝的发生。

3.7胶黏剂修补治理

胶黏剂是一种具有修复功能的胶体材料,利用此种材料修补混凝土裂缝,能够填充裂缝,修复裂缝表面,使之结构强度增加,并改善外观效果。在应用此种裂缝治理方法时,工作人员要先做好裂缝处的清理,将所有杂质全部去除,保持裂缝表面清洁,以确保胶黏剂填入后可以有效黏结。然后,需要明确具体的处理要求,再根据建筑工程混凝土裂缝的实际情况,选择适合的胶黏剂进行修补处理,一般应选用聚合物修复胶,也可以应用硬化树脂作为黏合胶体。要求所选用的胶黏剂流动性佳、耐久性强,并且具有较高的黏结性。选好胶黏剂后,应在填充刀、注射器等工具辅助下向裂缝中填注胶体,要求整个裂缝之中要填满胶,且将缝口处抹平。填充胶黏剂时,要细致处理每一个裂缝,使裂缝与混凝土表面高度相同。胶黏剂填好后,要对混凝土结构实施养护,待胶黏剂完全硬化之后方可停止。但需要注意的是,所应用的胶黏剂类型不同,养护时间也要有所调整。采用胶黏剂修补混凝土裂缝,可以有效黏结裂缝,能使混凝土结构强度增加,并且处理后混凝土结构表面无法看到裂缝,外表更加美观。

结语

为保证建筑工程施工质量,需有效实现混凝土裂缝防治,通过分析施工现场混凝土的裂缝形成情况,对其受力性能进行分析,选择适宜的混凝土裂缝治理措施,以此保证混凝土的抗裂性能,提升建筑的施工质量。

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