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[摘 要]随着我国国民经济的迅速发展,大面积混凝土结构逐渐广泛地应用于建筑工程中。但由于结构尺寸大、混凝土浇筑量多、水泥水化温升高等特点,使其极易产生裂缝,进而影响结构的使用功能,降低结构的耐久性。
[关键词]混凝土地面;大面积裂缝;控制措施
中图分类号:TU755.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)31-0190-01
目前在物流集散中心大面积堆场中广泛使用大面积混凝土地面。但由于大面积混凝土在施工和使用中容易出现裂缝,对大面积混凝土地面的正常使用和耐久性造成了不良影响。下面就裂缝产生的原因进行分析,并将在实际中采用的有效预防及处理措施进行探讨。
1 大面积混凝土地面裂缝产生的类型及原因
主要分为三类:一是内部应力(包括温度变化、体积收缩、不均匀沉降、化学反应等)引起的裂缝。二是由施工操作(如浇筑、振捣、脱模、养护、裁切等)不当引起的裂缝。三是由外部荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝。 由内部应力引起的裂缝。(1)由于温度变化引起的大面积混凝土地面裂缝,混凝土由于温度变化发生体积变形、膨胀或收缩,这是材料固有的物理特性。当这种体积变化受到约束时就会产生内应力,这种应力如果超过了混凝土的抗拉强度,就会引起开裂。由于大面积混凝土在尺寸上厚度方向远远小于宽度与长度,一般在施工中以5m或6m的宽度向长度方向分条浇筑,这样就使得混凝的宽度远远小于长度,三向尺寸相差极大。大面积混凝土浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面与内部温差很大,如果内外表面温差超过25℃时,就会产生裂缝;由于厚度方向变形在上方没有约束一般不会在厚度方向产生裂缝,在施工后几天或几十天中裂缝就会集中出现在垂直长度的方向。这些都是因为温度变化引起的裂缝。(2)由于体积收缩使大面积混凝土产生的裂缝,混凝土的收缩分为自身收缩,即水泥水化作用引起的体积收缩;塑性收缩,即在初凝结过程中发生化学的收缩;炭化收缩,即二氧化碳与水泥水化物发生化学反应引起的收缩、干缩;湿度收缩,即混凝土中多余水分蒸发,随着温度降低体积减少而发生的收缩,其收缩量占整个收缩量的绝大部分。收缩使混凝土的体积变小,在其内部也会产生内应力,当这种应力超过了混凝土的抗拉强度时,也会引起混凝土裂缝。如果大面积混凝土在施工中长度方向的分隔缝是采用后切的施工方法,在混凝土浇筑后的24小时后就会由于混凝土的收缩造成大面积混凝土在长度方向产生裂缝。(3)由于不均匀沉降造成的混凝土裂缝,这类裂缝一般都是在使用中产生,如果很大面积混凝土地面的地基处理不牢固、不均匀,在实际使用中在早中车辆、堆物荷载作用下发生了不均匀沉降,在其内部产生应力而导致混凝土地面局部变型过大使混凝土产生裂缝,严重時会局部下沉,混凝土地面破损、严重坑洼不平导严重影响正常使用。(4)化学反应也会引起混凝土开裂,例如碱骨料反应将引起混凝土体积膨胀而产生裂缝。氯离子的侵蚀引起钢筋锈蚀也会造成混凝土开裂。
由于施工操作不当引起的裂缝。1)由于地基施工时的不当施工操作引起的裂缝包括:A基层标高失控。B基层不平整。C地基松散,上层混凝土拌和物的水分或砂浆下渗或被基层吸收,使下部混凝土变得疏松。D基层干燥吸收混凝土拌和物中的水分,使底部混凝土失水。E地基压实度不足发生不均匀沉降。由于以上原因引起的混凝土的厚度、强度薄弱带在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂,在使用中由于外加车辆、堆物荷载等将使混凝土地面在厚度、强度薄弱带出现裂缝甚至较严重的断裂。2)由于混凝土浇筑中的不当施工操作引起的裂缝包括:A施工中振捣不均匀;B在施工中每盘混凝土浇筑时间间隔较长时,在两盘混凝土浇筑的接茬处由于振捣不够使两盘混凝土之间脱茬;C钢筋错位使局部混凝土地面受拉强度大幅下降形成受拉强度薄弱带以及模板、混凝土配合比失控等不当的施工操作原因造成混凝土地面形成强度、密实度薄弱带。在混凝土凝固过程中由于内部应力以及在混凝土地面使用过程中受到外部荷载时将在这种强度、密实度薄弱带出现裂缝甚至使混凝土地面断裂。
由外部荷载引起的裂缝(包括静荷载、动荷载)。主要是由于在使用过程中(堆载)荷载超过混凝土地面的承载能力,或者超过设计预期的动荷载。在超负荷使用中混凝土地面在强度薄弱部位首先出现小裂缝,随着使用时间的持续或荷载的增加裂缝持续发展直至混凝土地面彻底断裂破坏。
2 大面积混凝土地面裂缝预防措施
为了使大面积混凝土地面少出现裂缝、不出现裂缝建造出优良的大面积混凝土地面,对混凝土裂缝的预防措施是十分重要并且非常有效。具体预防措施包括以下几点:
在混凝土初凝后24小时-48小时内及时对混凝土地面进行分隔缝的切割,减少由于混凝土凝固过程中产生的内应力将混凝土地面拉裂。
严格控制进场材料质量,避免不合格水泥、砂石料进入施工场地,避免由于水泥水化热过高、沙石骨料等材料原因造成碱骨料反应引起混凝土体积膨胀而产生裂缝,氯离子的侵蚀引起钢筋锈蚀造成混凝土开裂。
严格控制地基施工质量,使地基平整度、密实度、垫层材料、垫层含水率符合设计、规范要求,防止由于地基、垫层质量不合格造成混凝土地面出现裂缝。 加强混凝土浇筑过程中的标准化施工管理,将各个施工环节严格把关确保浇筑混凝土的质量,确保钢筋正确就位。
及时与业主沟通,防止由于业主对混凝土地面的承载能力不了解出现超负荷使用造成混凝土地面出现裂缝。
3 大面积混凝土裂缝的处理方法
当混凝土地面由于施工、使用等原因已经出现裂缝使,科学及时的处理措施就显得尤为重要。具体处理措施主要包括以下几方面。
表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于地基稳定和对地面承载能力没有影响的表面裂缝以及深迸裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布的方法,当混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理,同时整体面层内宜配置双向钢丝网。
混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除干净、润湿,然后涂刷结合层,最后再置换入新的高一级标号混凝土或其他材料。
常用的置换材料有:普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
灌浆、嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对混凝土地面整体性有影响或有防渗要求部位的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。
4 结论
大面积混凝土地面中混凝土裂缝种类较多,而且是普遍存在的一种现象,它的出现不仅会影响大面积混凝土地面的外观,还会影响大面积混凝土地面的使用功能和耐久性,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全,因此当大面积混凝土地面出现裂缝时要根据不同的部位、形态以及严重程度对混凝土裂缝进行认真分析,采用合理的方法进行处理。在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证大面积混凝土地面安全、稳定的工作。
[关键词]混凝土地面;大面积裂缝;控制措施
中图分类号:TU755.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)31-0190-01
目前在物流集散中心大面积堆场中广泛使用大面积混凝土地面。但由于大面积混凝土在施工和使用中容易出现裂缝,对大面积混凝土地面的正常使用和耐久性造成了不良影响。下面就裂缝产生的原因进行分析,并将在实际中采用的有效预防及处理措施进行探讨。
1 大面积混凝土地面裂缝产生的类型及原因
主要分为三类:一是内部应力(包括温度变化、体积收缩、不均匀沉降、化学反应等)引起的裂缝。二是由施工操作(如浇筑、振捣、脱模、养护、裁切等)不当引起的裂缝。三是由外部荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝。 由内部应力引起的裂缝。(1)由于温度变化引起的大面积混凝土地面裂缝,混凝土由于温度变化发生体积变形、膨胀或收缩,这是材料固有的物理特性。当这种体积变化受到约束时就会产生内应力,这种应力如果超过了混凝土的抗拉强度,就会引起开裂。由于大面积混凝土在尺寸上厚度方向远远小于宽度与长度,一般在施工中以5m或6m的宽度向长度方向分条浇筑,这样就使得混凝的宽度远远小于长度,三向尺寸相差极大。大面积混凝土浇筑后,在硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面与内部温差很大,如果内外表面温差超过25℃时,就会产生裂缝;由于厚度方向变形在上方没有约束一般不会在厚度方向产生裂缝,在施工后几天或几十天中裂缝就会集中出现在垂直长度的方向。这些都是因为温度变化引起的裂缝。(2)由于体积收缩使大面积混凝土产生的裂缝,混凝土的收缩分为自身收缩,即水泥水化作用引起的体积收缩;塑性收缩,即在初凝结过程中发生化学的收缩;炭化收缩,即二氧化碳与水泥水化物发生化学反应引起的收缩、干缩;湿度收缩,即混凝土中多余水分蒸发,随着温度降低体积减少而发生的收缩,其收缩量占整个收缩量的绝大部分。收缩使混凝土的体积变小,在其内部也会产生内应力,当这种应力超过了混凝土的抗拉强度时,也会引起混凝土裂缝。如果大面积混凝土在施工中长度方向的分隔缝是采用后切的施工方法,在混凝土浇筑后的24小时后就会由于混凝土的收缩造成大面积混凝土在长度方向产生裂缝。(3)由于不均匀沉降造成的混凝土裂缝,这类裂缝一般都是在使用中产生,如果很大面积混凝土地面的地基处理不牢固、不均匀,在实际使用中在早中车辆、堆物荷载作用下发生了不均匀沉降,在其内部产生应力而导致混凝土地面局部变型过大使混凝土产生裂缝,严重時会局部下沉,混凝土地面破损、严重坑洼不平导严重影响正常使用。(4)化学反应也会引起混凝土开裂,例如碱骨料反应将引起混凝土体积膨胀而产生裂缝。氯离子的侵蚀引起钢筋锈蚀也会造成混凝土开裂。
由于施工操作不当引起的裂缝。1)由于地基施工时的不当施工操作引起的裂缝包括:A基层标高失控。B基层不平整。C地基松散,上层混凝土拌和物的水分或砂浆下渗或被基层吸收,使下部混凝土变得疏松。D基层干燥吸收混凝土拌和物中的水分,使底部混凝土失水。E地基压实度不足发生不均匀沉降。由于以上原因引起的混凝土的厚度、强度薄弱带在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂,在使用中由于外加车辆、堆物荷载等将使混凝土地面在厚度、强度薄弱带出现裂缝甚至较严重的断裂。2)由于混凝土浇筑中的不当施工操作引起的裂缝包括:A施工中振捣不均匀;B在施工中每盘混凝土浇筑时间间隔较长时,在两盘混凝土浇筑的接茬处由于振捣不够使两盘混凝土之间脱茬;C钢筋错位使局部混凝土地面受拉强度大幅下降形成受拉强度薄弱带以及模板、混凝土配合比失控等不当的施工操作原因造成混凝土地面形成强度、密实度薄弱带。在混凝土凝固过程中由于内部应力以及在混凝土地面使用过程中受到外部荷载时将在这种强度、密实度薄弱带出现裂缝甚至使混凝土地面断裂。
由外部荷载引起的裂缝(包括静荷载、动荷载)。主要是由于在使用过程中(堆载)荷载超过混凝土地面的承载能力,或者超过设计预期的动荷载。在超负荷使用中混凝土地面在强度薄弱部位首先出现小裂缝,随着使用时间的持续或荷载的增加裂缝持续发展直至混凝土地面彻底断裂破坏。
2 大面积混凝土地面裂缝预防措施
为了使大面积混凝土地面少出现裂缝、不出现裂缝建造出优良的大面积混凝土地面,对混凝土裂缝的预防措施是十分重要并且非常有效。具体预防措施包括以下几点:
在混凝土初凝后24小时-48小时内及时对混凝土地面进行分隔缝的切割,减少由于混凝土凝固过程中产生的内应力将混凝土地面拉裂。
严格控制进场材料质量,避免不合格水泥、砂石料进入施工场地,避免由于水泥水化热过高、沙石骨料等材料原因造成碱骨料反应引起混凝土体积膨胀而产生裂缝,氯离子的侵蚀引起钢筋锈蚀造成混凝土开裂。
严格控制地基施工质量,使地基平整度、密实度、垫层材料、垫层含水率符合设计、规范要求,防止由于地基、垫层质量不合格造成混凝土地面出现裂缝。 加强混凝土浇筑过程中的标准化施工管理,将各个施工环节严格把关确保浇筑混凝土的质量,确保钢筋正确就位。
及时与业主沟通,防止由于业主对混凝土地面的承载能力不了解出现超负荷使用造成混凝土地面出现裂缝。
3 大面积混凝土裂缝的处理方法
当混凝土地面由于施工、使用等原因已经出现裂缝使,科学及时的处理措施就显得尤为重要。具体处理措施主要包括以下几方面。
表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于地基稳定和对地面承载能力没有影响的表面裂缝以及深迸裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布的方法,当混凝土表面裂缝数量较多,分布面较广时,常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理,同时整体面层内宜配置双向钢丝网。
混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除干净、润湿,然后涂刷结合层,最后再置换入新的高一级标号混凝土或其他材料。
常用的置换材料有:普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
灌浆、嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对混凝土地面整体性有影响或有防渗要求部位的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。
4 结论
大面积混凝土地面中混凝土裂缝种类较多,而且是普遍存在的一种现象,它的出现不仅会影响大面积混凝土地面的外观,还会影响大面积混凝土地面的使用功能和耐久性,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全,因此当大面积混凝土地面出现裂缝时要根据不同的部位、形态以及严重程度对混凝土裂缝进行认真分析,采用合理的方法进行处理。在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证大面积混凝土地面安全、稳定的工作。