水泥砼裂縫成因及修復(fù)淺析

1、水泥砼裂縫成因及修復(fù)淺析    關(guān)鍵詞水泥砼;裂縫:成因:修復(fù)引言 水泥砼路面在當(dāng)前路橋建設(shè)中廣為使用,具有使用壽命長、耐磨度高、抗壓性強、穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)點,然而當(dāng)前在施工不當(dāng)和養(yǎng)護不及時等多方面因素影響下,路橋的水泥砼面會出現(xiàn)裂縫。砼作為非均質(zhì)的一種脆性材料,由水泥、水和骨料等構(gòu)成,還包括空隙中的氣體。一定溫度和濕度狀態(tài)下,當(dāng)混凝土發(fā)生固化后。其各種成分的體積變化并不相等,在這種力的作用下,會在產(chǎn)生細(xì)微的、不規(guī)則的、不連貫的裂縫。這種裂縫的出現(xiàn),會導(dǎo)致其抗壓強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等特性變差。并且小裂縫可能會發(fā)展為宏裂縫,該問題在近年來愈演愈烈,如何解決水泥

2、砼裂縫問題成為路橋施工的一個重要技術(shù)環(huán)節(jié)。因此,對于相關(guān)工程技術(shù)和施工人員來說,掌握水泥砼裂縫產(chǎn)生的原因,分析其解決方法是十分重要的。本文針對水泥砼結(jié)構(gòu)中裂縫,分析其產(chǎn)生原因和防治措施。 1水泥砼裂縫產(chǎn)生原因 1.1所用材料 目前,大型工程中使用的水泥砼中,其設(shè)計所需采用的鋼筋量逐漸增加,排布也更緊密。這造成施工上的困難,在施工時不得不采用大坍落度結(jié)構(gòu)砼,而大坍落度的產(chǎn)生是以使用減少水泥砼中的粗骨料用量為代價的,細(xì)骨料和水泥用量比例的增大,所用水的增加,導(dǎo)致水泥砼固結(jié)中體積變化的穩(wěn)定性變小,抗壓強度等變?nèi)?從而增加了裂縫產(chǎn)生的可能性。 水泥細(xì)度問題:水泥的細(xì)度趨于變高,有些水泥成品其顆粒非常集

3、中,粗顆粒很少或幾乎沒有,事實上水泥中粗顆粒的存在對于砼的穩(wěn)定性和減緩裂縫的產(chǎn)生都有很大的好處口,對混凝土的耐久性和防止裂縫產(chǎn)生都有很大的好處。然而隨著標(biāo)準(zhǔn)對細(xì)度要求的提高,水泥越來越細(xì),導(dǎo)致水泥砼容易在3d中出現(xiàn)裂縫,這主要是由于水泥溶于水后放熱速度加快,溫度急劇升高,外表面和內(nèi)部產(chǎn)生極大的溫差,從而出現(xiàn)內(nèi)約束力,導(dǎo)致裂縫問題的加劇。同時高標(biāo)號水泥的盲目使用,由于其特有的雙摻技術(shù),比如硅粉的摻用,技術(shù)不當(dāng)?shù)脑捯惨讓?dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。水泥中C3S的含量高的話。也會導(dǎo)致水泥水化過程中發(fā)熱過多,易產(chǎn)生裂縫。水泥與外加劑的不適應(yīng)也易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生,比如磺酸類外加劑。 水灰比過大會對砼的強度產(chǎn)生重要影響,

4、也是裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。盡管隨著科技的發(fā)展,高效減水劑的使用可以將水灰比降低到一定程度,但對于混凝土來說,用水量仍然相對過高,仍然極易導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。 1.2施工工藝和施工環(huán)境 施工中,振搗工藝不當(dāng)也會導(dǎo)致砼產(chǎn)生裂縫,欠振和過振都是錯誤的方法。一次下料過多,會導(dǎo)致振搗不實。板縫中漏出水泥,可能會導(dǎo)致砼中蜂窩的形成。 風(fēng)速超過過大(一般為超過4級),會導(dǎo)致砼表面水分揮發(fā)過快,導(dǎo)致塑性裂縫的產(chǎn)生。特別是現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),由于面積較大,澆注時間長,容易使裂縫問題變得嚴(yán)重,例如寬裂縫的產(chǎn)生。因此,施工人員有必要對施工日的風(fēng)力狀況進行提前了解。 在高溫環(huán)境中施工的砼,當(dāng)溫度驟降時,就會導(dǎo)致裂縫問題。例如夏天施

5、工的砼到了冬天,可能會產(chǎn)生裂縫,在夏季問題則更為嚴(yán)重,晝夜溫差增大,白天溫度較高,夜晚溫度相對較低,這種大溫差就特別易使砼產(chǎn)生嚴(yán)重的裂縫。因此,將終凝時間選在當(dāng)?shù)刈畹蜏囟瓤梢杂行Х乐沽芽p產(chǎn)生,但是由于受到各種外界因素影響,往往很難做到。 施工現(xiàn)場采用砼泵,通過運輸管道輸送砼的方式逐漸被普遍采用,泵送砼可以減少人力、提高工作效率,節(jié)省時間。但是該方法要求釭具有一定的流動性,對骨料粒徑的細(xì)度也有要求,以防止在管道中堵塞,同時水泥配比會增加,以及添加一些超細(xì)外加劑,這對于砼的強度和穩(wěn)定性都是有不利影響的,特別是對于目前越來越大規(guī)模的路橋建設(shè)和城市高層建筑來說,需要考慮這一點。 1.3化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致砼裂

6、縫 化學(xué)反應(yīng)也可能會導(dǎo)致砼裂縫的產(chǎn)生,主要有以下幾種方式:混凝土澆注后,砼內(nèi)含有的堿和具有堿活性的骨料可能會發(fā)生緩慢反應(yīng),生成產(chǎn)物,達(dá)到一定時間后,產(chǎn)物會吸收水分發(fā)生體積變化,從而導(dǎo)致砼裂縫的產(chǎn)生;砼中含有較多的CaO,會和空氣中的水反應(yīng),生成產(chǎn)物是體積增大,導(dǎo)致砼裂縫產(chǎn)生;砼中所含的鋼筋抗氧化層過薄的話,會導(dǎo)致鋼筋氧化,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),鋼筋銹蝕,砼體積膨脹導(dǎo)致砼裂縫產(chǎn)生;砼中含有的鋁酸三鈣遇到硫酸鹽時,會產(chǎn)生硫酸鈣沉淀物,導(dǎo)致砼體積變大,從而造成裂縫產(chǎn)生。 2砼裂縫的預(yù)防和修復(fù)措施 2.1提高砼自身的極限拉伸性能 砼的極限拉伸應(yīng)變力較小,不利于其抗裂,當(dāng)其抗壓強度增大時,極限拉伸會增大,因此砼

7、的極限拉伸值隨著抗壓強度的提高而有所提高,因此,提高砼的抗壓強度可提高其抗裂性能。選用高標(biāo)號的砼,其抗壓強度較大;傳統(tǒng)上添加卵石配制砼,但向砼中添加碎石等外加物,可以較快增大砼的極大拉伸;提高砼構(gòu)成中骨料的粒徑大小,可以提高砼的極限拉伸。        2.2嚴(yán)格把關(guān)混凝土施工質(zhì)量 對砼中水灰比和水泥用量嚴(yán)格把關(guān),在砼路面施工時,將基層和模板等用水澆透,使其充分浸濕,防止其吸收砼中的水分,并且在砼澆筑完工后用潮濕的材料覆蓋,特別是在高溫時段,注意保濕;及時把握砼的切縫時間;添加減水劑,減少砼中水的比例;保證砼路面基

8、層密度和強度足夠高;在砼與模板之間涂抹脫模劑,減少兩者之間的粘結(jié)作用。 2.3砼裂縫的修量方法 翻補法為傳統(tǒng)方法,對于路面板斷裂、板邊板角的修補可采用此方法,將破損部分周圍小塊區(qū)域鑿除,然后重新澆筑砼。但接縫處要注意防止水進人,可填灌。但該方法缺點是耗時長且浪費人力較多,修補代價高。 對于由于砼路面和基層出現(xiàn)空層導(dǎo)致的裂縫,可以采用注漿法修補裂縫,在板塊上鉆孔,利用注漿泵注漿。該方法的整體性較好。 該方法是將裂縫深度擴大之后用快速修補材料進行粘結(jié)修復(fù)。主要工序是:切割擴縫,翻挖和整理縫面,配置修補材料,澆筑修補,振搗抹平。 該方法是為新技術(shù),指砼在內(nèi)外條件的作用下。釋放或生成物質(zhì)進行自封閉,使裂縫愈合。目前主要有結(jié)晶沉淀技術(shù),指在水的作用下,利用物理等原理使砼的細(xì)小裂縫進行自修復(fù),主要是裂縫中的二氧化碳和水遇到水泥中的氫氧化鈣會反應(yīng)生成難溶物質(zhì)碳酸鈣。沉淀物在裂縫中聚積,由于化學(xué)粘結(jié)作用,裂縫會逐漸被修復(fù);電解沉積技術(shù),利用砼的導(dǎo)體特性(鋼筋可看做陰極),水下的電極為陽極。在陰陽極之間通人直流電,砼表面和裂縫上會生成沉積物,如碳酸鈣、氫氧化鎂等。 3結(jié)論 路橋建設(shè)中水泥砼的大量使用,使得人們對砼裂縫問題廣為關(guān)注和研究,必須意識到砼裂縫是一個十分復(fù)雜的問題,它產(chǎn)生原因并不是單一的,是多因素影響的結(jié)果,設(shè)計到