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鋼筋混凝土連續(xù)箱梁的裂縫分析與處理

更新時間:2009-10-19 15:27:29 來源:|0 瀏覽0收藏0

  1 裂縫產(chǎn)生的原因分析

  影響裂縫產(chǎn)生的原因很多,有地基沉降、支架系統(tǒng)變形、混凝土收縮、溫差、材料質(zhì)量和施工質(zhì)量等原因,當然也有設(shè)計原因。

  1.1 混凝土收縮裂縫

  混凝土是由氣、液、固三相組成的假固體(指澆注過程到保養(yǎng)),其中尚有未水化的水泥顆粒,還要吸收周圍的水份。液固相間的膠凝體,因水份散失,體積會縮小,引起收縮裂縫:

  ①箱梁的體積與表面積比值小,混凝土收縮大,易產(chǎn)生裂縫。

  ②箱梁混凝土澆筑均采用泵送混凝土,由于泵送混凝土施工工藝要求坍落度大,混凝土用水量和水泥用量較大,濕潤養(yǎng)護如不及時,混凝土中的水泥水化物因部分失水而干縮,導致水泥混凝土表面的干縮裂縫。

 ?、塾捎跍夭钭饔?,混凝土頂部溫度較高、底部溫度較低,頂部混凝土收縮受到下部混凝土的約束產(chǎn)生裂縫;由于泵送混凝土時,溫度較高,同時內(nèi)部水化熱進一步升溫,而外部環(huán)境溫度較低時,形成了較大的內(nèi)外溫差,從而使混凝土表面開裂。

  1.2 地基基礎(chǔ)沉降差異產(chǎn)生的裂縫

 ?、僖虻鼗至踊驑侗谕翆拥淖兓菰S承載力的差異導致早期或晚期裂縫。

  ②由于基礎(chǔ)本身施工時處理不當,處理不均勻,致使箱梁澆筑后基礎(chǔ)在外荷載作用下發(fā)生不均勻沉降導致早期或晚期裂縫。

  1.3 支架系統(tǒng)變形產(chǎn)生的裂縫

 ?、儆捎谥瘟U(或立柱)不均勻分布,各部分剛度分布不一致,使其桿件的彈性變形不均勻,導致早期裂縫。

  ②支架的地基不均勻沉降引起現(xiàn)澆箱梁的早期裂縫。

  1.4 施工管理不善產(chǎn)生裂縫

 ?、侔柚苹炷習r不按配合比計量,任意加水,澆筑的質(zhì)量不均勻,收縮不統(tǒng)一產(chǎn)生裂縫。

  ②混凝土從攪拌到澆筑的時間過長,致使大量網(wǎng)狀不規(guī)則的裂縫產(chǎn)生。

 ?、刍炷琉B(yǎng)護差,混凝土在高溫和大風的影響下,常產(chǎn)生早期裂縫,裂縫常發(fā)生在梁的薄弱處(據(jù)有關(guān)資料表明:周圍溫度高于30℃,水份蒸發(fā)很快,當風速增至11.1m/s的大風時,水份蒸發(fā)速度快7倍)。

 ?、苡械氖┕ぬ幚聿划?,沒有按規(guī)定處理就澆筑新混凝土,造成施工縫處新老結(jié)合處夾渣和裂縫。

 ?、菹淞夯炷吝^早受力產(chǎn)生裂縫,由澆筑方法本身不夠嚴密或者提早拆?;蜻^早落架使梁過早受力,這種情況經(jīng)常發(fā)生。

 ?、抟靶U施工,用重物撞擊等造成裂縫。

  1.5 材料差異造成的裂縫

  ①使用不合格水泥出現(xiàn)早期不規(guī)則的短縫。

  ②砂、石的含泥量超過規(guī)定,不僅降低混凝土的強度和抗?jié)B性,還會使混凝土干燥時產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

 ?、凵啊⑹募壟洳睿械纳傲_^細,用這種材料拌制的混凝土常造成梁側(cè)面裂縫。

  1.6 化學反應(yīng)導致裂縫

  ①使用反應(yīng)骨料或風化巖石引起裂縫。骨料中含有泥性硅物質(zhì)與堿性物質(zhì)相遇,則水、硅、堿反應(yīng)生成膨脹的膠質(zhì),吸收水后造成局部膨脹和拉應(yīng)力,則構(gòu)件產(chǎn)生爆裂狀裂縫,在潮濕的地方較為多見。

 ?、谒帷Ⅺ}類腐蝕。混凝土中含氯量超過規(guī)定后,一段時間后沿鋼筋方向產(chǎn)生裂縫。

 ?、厶蓟湛s裂縫??諝庵械腃O2與水泥石中Ca(OH)2等分子相互作用生成碳酸鈣(CaCO3),同時放出結(jié)合水,使混凝土體積縮小,引發(fā)細絲裂紋網(wǎng)。

  1.7 設(shè)計原因(僅供參考)

 ?、贅?gòu)件結(jié)構(gòu)面積不足時,在扭曲或局部應(yīng)力作用下,會導致在構(gòu)件較弱的部位產(chǎn)生裂縫。

  ②鋼筋含筋量過大或保護層太小,會引起沿鋼筋縱向方向的裂縫。

  2 預(yù)防措施

  2.1 施工管理不善產(chǎn)生的裂縫和混凝土收縮

 ?、贁嚢杌炷烈茸雠浜媳?,施工時嚴格按照配合比計量,控制用水量,確保混凝土強度及坍落度一致。

  ②采用高效減水劑,在滿足混凝土坍落度的前提下降低水泥用量及含水量。

 ?、蹪仓炷習r,前、后方配合好,設(shè)專人負責,隨拌隨用。

 ?、芑炷翝仓煤笠M行二次抹平壓實,以消除沉縮裂縫。

  ⑤澆筑好的混凝土箱梁在12小時內(nèi)加以覆蓋和灑水,以保持混凝土的濕潤狀態(tài),一般不小于7天,必要時采用養(yǎng)護液噴灑或用塑料膜覆蓋封閉,防止水分蒸發(fā),以利于混凝土的養(yǎng)護。

 ?、迖栏癜凑铡朵摻罨炷潦┕ぜ膀炇找?guī)范》預(yù)留和處理施工縫,并盡量縮短施工縫上下兩部分混凝土的施工時間差,以減少由于兩部分不同量收縮而產(chǎn)生的相互作用力。已澆筑混凝土的抗壓強度大于1.2MP后清除混凝土表面的水泥薄膜和松動石子及弱混凝土層,用水沖洗干凈,且不積水,澆筑前,宜先鋪一層水泥漿,將混凝土搗實,使新、老混凝土緊密結(jié)合。

 ?、呋炷翝仓绦蛞浞终撟C,避免已初凝的混凝土過早受力造成裂縫。

  ⑧在暑期晝夜溫差較大,混凝土澆筑安排盡量避開高溫階段。

  ⑨在暑期使用砂、石料盡量遮陽、灑水等措施降低拌和時的溫度。

 ?、鈬栏窨刂撇鹉:吐浼軙r間,避免使梁過早受力。并嚴禁在拆除底模的梁上堆放重物。

  2.2 地基沉降和支架原因產(chǎn)生的裂縫

  ①支架的地基要處理均勻,并對下臥層的不良土層進行處理。

 ?、谥Ъ茉O(shè)計時應(yīng)盡量分布均勻,其桿件的剛度應(yīng)盡量保持一致。并進行預(yù)壓,設(shè)計合理的預(yù)拱度。

  2.3 材料質(zhì)量差異引起的裂縫

 ?、偎噙M場必須有出廠合格證,并對其抽樣試驗,以滿足其抗壓、抗折強度及安定性要求。應(yīng)使用水化熱較低的硅酸鹽水泥,不應(yīng)使用水化熱較高的水泥。

  ②砂必須選用材質(zhì)堅硬、干凈的中粗砂;粗骨料的最大粒徑、級配、強度均要滿足規(guī)范要求,并要嚴格控制含泥量。

  2.4 化學反應(yīng)導致的裂縫

 ?、俦M量不用堿集料反應(yīng)性骨料。

  ②冬季施工時嚴格控制混凝土中的含氯量。

  ③提高外露部分混凝土的強度等級,加強混凝土表面的壓實抹光工序。

  3 裂縫的處理

  本文介紹兩種裂縫處理方法,一般來講對混凝土收縮裂縫等這些對梁體結(jié)構(gòu)本身受力影響并不大,為了防止鋼筋生銹而進行的裂縫處理,或者裂縫較小,象這類裂縫一般采用壓注環(huán)氧樹脂進行粘合封閉;另一種則是因箱梁過早受力和部分設(shè)計原因等引起的裂縫,這種裂縫一般采用環(huán)氧砂漿進行封堵。

  3.1 環(huán)氧樹脂法

 ?、偈紫葘炷亮芽p的基層表面進行處理,在裂縫表面用鋼絲刷將其表面的灰塵、浮渣、油垢等清除,并沿縫用丙酮擦洗,晾曬干燥,且其含水率不能大于6%。

  ②環(huán)氧樹脂膠料配制

  稱取定量的環(huán)氧樹脂,按膠料配合比加入稀釋劑二甲苯與環(huán)氧樹脂均勻拌和,待溫度降至常溫后,再加入固化劑乙二胺充分攪拌就配制成了環(huán)氧樹脂膠料。配制好的環(huán)氧樹脂膠料,至加入固化劑起,必須在30分鐘內(nèi)處理完畢。

 ?、郗h(huán)氧樹脂膠料的配合比(重量比):

  環(huán)氧樹脂∶二甲苯∶乙二胺=100∶40∶8

 ?、茏詈笥貌AР蓟蚯兜秾h(huán)氧樹脂膠泥仔細批嵌封閉。

 ?、莶牧弦螅?/P>

  a.環(huán)氧樹脂采用E-44#(舊稱6101),其軟化點為12~20℃、環(huán)氧值(當量/100g)為0.41~0.47,為淡黃色至棕黃色粘稠透明液體。

  b.乙二胺:純度大于70%,為無色透明液體。

  3.2 環(huán)氧砂漿封堵法

 ?、偬幚聿襟E

  a.混凝土基層表面清理,沿縫鑿寬8~10mm,深度大于10mm,用鋼絲刷沿縫槽將灰塵、浮渣及松散層徹底清除,用丙酮將其油垢擦洗干凈、晾曬,其含水率不大于6%。

  b.在清潔的混凝土槽內(nèi),薄而均勻地涂刷環(huán)氧底膠料,不得有漏涂和留墜現(xiàn)象。

  c.涂完底膠料后,自然固化12小時后,然后用玻璃布或嵌刀將環(huán)氧砂漿分層封堵,每層厚度不大于5mm,用溝縫條壓平壓實。

  d.環(huán)氧砂漿自然固化24小時后,用環(huán)氧底膠料封閉,封閉寬度應(yīng)大于環(huán)氧砂漿縫寬,且每邊要超出2~3mm。

  e.封堵后要保持干燥,用碘鎢燈烘烤。

 ?、谂浜媳?重量比)

  a.環(huán)氧底膠料

  環(huán)氧樹脂∶二甲苯∶乙二胺=100∶60∶8

  b.環(huán)氧砂漿配合比

  環(huán)氧樹脂∶二甲苯∶乙二胺∶石英粉∶石英砂=100∶60∶8∶100∶150

 ?、叟渲品椒?/P>

  a.環(huán)氧底膠料的配制方法與環(huán)氧樹脂膠料的配制方法一樣,只不過配合比不同而已。

  b.環(huán)氧砂漿的配制:先將石英粉、石英砂按比例拌勻,然后將前面拌制好的環(huán)氧底膠料倒入已好的混合料中充分攪拌均勻即可。

 ?、茏⒁庖c:

  a.配制好的環(huán)氧砂漿自加入固化劑起計時,必須要在40分鐘內(nèi)用完。

  b.裂縫基層清理完成的縫或槽,必須經(jīng)檢查合格后方能進行封堵。

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