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水工钢筋混凝土缺陷处理及预防措施

时间:2022-03-19 23:12:47 措施 我要投稿
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水工钢筋混凝土缺陷处理及预防措施

在混凝土工程施工过程中,由于原材料、配合比、操作、工艺、技术等原因,使混凝土结构物产生一些质量问题,如气泡、麻面、蜂窝、孔洞、露筋、裂缝等。施工中发生质量缺陷应及时处理或返工重做,若因特殊原因使得工程个别部位或局部发生达不到技术标准和设计要求,且未能及时进行处理的工程质量缺陷,应将缺陷产生的部位、产生的原因、对工程安全性、使用功能和运用影响分析、处理方案或不处理原因分析等真实、准确、完整地填写在质量缺陷备案表中,并及时报工程质量监督机构备案。

水工钢筋混凝土缺陷处理及预防措施

一、水工混凝土裂缝的种类

混凝土裂缝按深度不同分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝;按裂缝开度变化可分为死缝、活缝和增长缝;按产生原因分为干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、超载裂缝、碱骨料反应裂缝等。

1、干缩裂缝

置于未饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形,称为干缩。干缩仅是混凝土收缩的一种,干缩扩散的速度比温度的扩散速度要慢1000倍。正因为干缩扩散速度小,混凝土表面已干缩,而其内部不缩,这样内部混凝土对表面混凝土干缩起约束作用,使混凝土表面产生干缩应力,当混凝土干缩应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,称为干缩裂缝。

2、钢筋锈蚀裂缝

混凝土中钢筋发生锈蚀后,其锈蚀产生的体积比原来增长2.4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,当膨胀应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝,称为钢筋锈蚀裂缝。钢筋锈蚀裂缝一般都为沿钢筋长度方向发展的顺筋裂缝。

3、超载裂缝

当建筑物遭受超载作用时,其结构构件产生的裂缝称为超载裂缝。此外,常见的混凝土裂缝还有地基不均匀沉陷裂缝、地基冻胀裂缝等。

4、碱骨料反应裂缝

碱骨料反应主要有碱—硅酸反应和碱—碳酸盐反应,它们都是水泥中的碱和骨料中的某些活性物质如活性sio2以及变形石英等发生反应而生成吸水性较强的凝胶物质,当反应物增加到一定数量,且有充足水时,就会在混凝土中产生较大的膨胀作用,导致混凝土产生裂缝,称为碱骨料反应裂缝。

二、水工混凝土裂缝形成的原因分析

混凝土裂缝形成的原因非常复杂,往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计,施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右,材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右,设计不当引起的裂缝可能占5%。

1、混凝土生产时原材料计量误差大,尤其外加剂的掺加随意性大,没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。此外,在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。

2、采用整体式钢模板台车施混凝土浇筑时不振捣或漏振,混凝土均质性差。

3、夏季施工时砂、石料露天堆放,无切实有效的降温措施,混凝土入模温度高。冬季施工时采取的防寒保温措施不力。

三、水工混凝土裂缝常见修补方法

裂缝修补除了以恢复防水性和耐久性为主要目的外,也可从结构安全及美观角度出发而进行修补。在满足修补目的的前提下,还必须考虑经济性、明确修补范围及修补规模等。

1、充填法

此法适合于修补较宽的裂缝(裂缝宽度大于0.5mm)。具体做法是沿裂缝处凿u形或v形槽,槽顶宽约100m,在槽中充填密封材料。充填材料可用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀,则将混凝土凿除到能够充分处理已经生锈的钢筋部分,将钢筋除锈。然后进行防锈处理,再在槽中充填聚合物水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。对于活缝,沿裂缝走向开一个u形槽,槽底垫一层与混凝土不粘的材料,再填充弹性嵌缝材料,使其与槽两侧粘结。这样嵌缝材料沿槽的整个宽度可自由变形,裂缝发生张拉变形时,不会把嵌缝材料拉开。

2、表面覆盖法

这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)的表面上涂膜,以提高其防水性及耐久性为目的的修补方法,分为涂覆裂缝部分及全部涂覆2种方法。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部,对延伸裂缝难以控制其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及其建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工时,首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛、清除表面附着物,用水冲洗干净后充分干燥,然后用树脂充填混凝土表面的气孔,再用修补材料涂覆表面。

3、注入法

注入法分为压力注入法与真空吸入法2种。压力灌浆法适用于较深较细的裂缝,而真空注入法是利用真空泵使缝内形成真空,将浆材吸入缝内,该法适用于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性环氧浆材等。

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总之,在水利工程混凝土施工中,严格按设计要求,加强对混凝土工程的这些要点质量控制,对延长水工混凝土使用寿命,节省工程费用,实现经济、安全、高效的工程建设管理目标有着重要的现实意义。

水工混凝土通病成因分析及防治措施2017-03-19 16:35 | #2楼

论文摘要:水工混凝土在其生产使用过程中,由于各种因素的影响,其质量通病的产生难以避免。结合多年从事水工混凝土施工和处理通痛的经验,分析探讨其产生的根本原因,提出了经过实践检验能有效解决几种常见通病的防治措施。 

1 前言 

水工混凝土施工生产过程中,受材料、施工、温度、气候等多种因素的影响,产生蜂窝麻面、裂缝、渗漏、冻融、变形等质量通病,降低水工混凝土质量等级,严重影响其结构安全,缩短了水工混凝土使用寿命。为此,通过对以下几种常见质量通病成因的分析研究,结合成功经验和实际做法,提出相应的防治措施,有效解决水工混凝土病害处理问题,对提高工程质量、延长工程使用寿命具有重要的现实意义。 

2 水工混凝土质量通病成因分析 

2.1 水工混凝土表面蜂窝麻面及气孔的成因 

水工混凝土浇筑拆模后,结构局部出现表面酥软、缺浆凹坑、粗糙麻点、豆状小孔、石子多而漏深大于5mm、表面形成孔隙群类似蜂窝状的窟窿、结构内部有尺寸较大的空隙、钢筋局部或大部裸露等。成因主要是:①混凝土配合比和粗细骨料级配不当,造成石子多,砂浆少;②混凝土搅拌时间短,拌和不均匀,混凝土和易性差;振捣不密实或过振出现漏浆;③运距过长,装卸料、运料不当,混凝土石子、砂浆离析、严重跑浆;④混凝土施工过程振捣不密实,不均匀振捣中产生气泡未采取适当措施及时排出;⑤模板安装质量不合格,模板表面粗糙或新旧混凝土接茬处漏浆,拆模不当造成混凝土表面被粘坏;⑥架模时模板表面湿润不够,隔离剂涂刷不均或局部漏刷失效等;⑦钢筋配置较密,粗骨料粒径太大或混凝土坍落度过小,浇筑时掉入泥块等杂质;③浇筑基础、柱子、墙根部等结构部位时间歇时间不够,上层混凝土连续浇筑或预留的孔洞和埋件处混凝土下料搁空、振捣不到位等。 

2.2 水工混凝土裂缝的成因 

混凝土表面或内部由于混凝土硬化凝固时产生的大量水化热作用,或不均匀收缩变形、沉降、干缩、温度变化、结构应力变化、结构约束变化产生的微观裂缝和宏观裂缝现象。 

混凝土在浇筑过程中,在尚未受荷载作用时,混凝土硬化产生不均匀的体积变形,形成黏着裂缝、水泥石裂缝、骨料裂缝等微细裂缝(宽度小于0.05mm)。当受压荷载在30%~70%极限强度时,微观裂缝逐渐开始扩展并增加,形成宏观裂缝;当荷载在70%~90%极限强度时,裂缝显著扩展并迅速增多,裂缝相互串联直至混凝土完全破坏。 

2.3 水工混凝土渗漏的成因 

混凝土的施工缺陷引起混凝土渗漏,长期作用会导致钢筋锈蚀和混凝土冻融破坏;漏水较大时会引起工程建筑物沉陷垮蹋、输水量损失等严重后果。 

一般混凝土渗漏有如下几种情况:施工过程振捣不密实;施工缝处理不当;产生裂缝;伸缩缝止水带漏设或埋设不良;沿模板贯穿钢拉杆渗漏等。 

2.4 水工混凝土冻融破坏的成因 

混凝土微孔隙中的水,在正负温度交替变化作用下,其中毛细孔内的水结冰产生很大冰压力,形成冻胀压力和渗透压力联合作用,使得混凝土材料产生疲劳应力,造成混凝土强度降低,内部微裂逐渐增加、扩展连通,产生由表及里的剥落破坏。影响混凝土抗冻融性的因素主要有以下几种:①材料影响。用量不当的外加剂和掺合料使混凝土强度降低,抗冻融性减弱。对不同使用要求的混凝土,其外加剂和掺合料要通过科学实验合理确定。②混凝土配合比的影响。混凝土抗冻融性随水灰比的增大而降低;在相同水灰比条件下,混凝土抗冻融性随骨灰比的增大而降低;影响混凝土抗冻融性的主要因素是水灰比。③施工工艺影响。混凝土施工过程中,拌和工艺、成型工艺、混凝土养护均对混凝土抗冻性有不同影响。 

2.5 水工混凝土建筑物地基变形的成因 

混凝土建筑物地基条件不良,软硬不均,温差过大导致强冻胀,或因环境水、渗漏水造成局部地基产生不均匀沉陷、地基冻胀引起建筑物结构变形、裂缝破坏等,严重时影响混凝土建筑物安全运行。 

3 水工混凝土质量通病的防治措施 

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3.1 水工混凝土表面蜂窝麻面及气孔的防治措施 

3.1.1 防止蜂窝麻面积及气孔的主要措施。改善施工工艺,提高模板制作安装质量;认真设计、严格控制混凝土配合比、坍落度;粗细骨料计量准确,拌和均匀;运料过程中避免混凝土泌水离析;振捣时应均匀分层振捣,防止穿层过振、移位漏振等。浇筑过程中要防止出现漏浆;对基础、柱、墙根部等特殊部位浇筑时应控制1~1.50h的间歇时间,待沉实后再浇筑上层混凝土,防止出现“烂脖子”现象和尽蜂窝麻面、气孔和孔洞等。 

3.1.2蜂窝麻面的补强处理。混凝土表面蜂窝麻面的处理多采用改性水泥砂浆修补,方法简便,价格便宜。施工时先将蜂窝麻面清理干净,涂一层体积比为1:2的水泥与聚合物胶乳黏结层,在其潮湿状态下立即修补聚合物改性水泥砂浆,补平即可。聚合物常用丙烯酸胶乳和丁苯胶乳等,聚合物在聚合物改性水泥砂浆中的含量为10%,水泥与砂子的比为1.25:3,一般合格的建筑用砂即可。有特殊要求混凝土修补可采用环氧砂浆抹面修补。 

3.13表面气孔和孔洞的补强处理。对混凝土拆模后表面出现的豆状小孔、轻微少量的孔洞,多由于模板表面积留的水或空气引起,或不均匀振捣、漏浆严重所致。浇筑时主要通过调整混凝土配合比,提高混凝土的和易性;加强均匀振捣;加用减水剂、可吸收性模板、改变脱模剂等,避免气孔、孔洞产生。其补强处理一般采用改性水泥砂浆修补。 

3.2 水工混凝土裂缝的防治措施 

裂缝的处理一般是指宏观裂缝的补强处理,一般根据不同裂缝的成因类型和开缝宽度,采用涂抹法、贴补法、充填法、锚固法、灌浆法等。选用的材料有水泥浆、环氧浆液、丙烯酸橡胶(砂浆)、氯丁砂浆、聚硫密封膏、甲凝、聚氯乙烯胶泥、土工布、止水橡胶、紫铜片等。常见的宏观裂缝有以下几种: 

3.2.1塑性收缩裂缝防治修补。浇筑完成的混凝土,表面由于风吹日晒,水分迅速蒸发变干,体积缩小变形,产生不连续、多为对角线方向的较短裂缝,严重时也有可能互相连通,配有钢筋时裂缝方向会有改变 防止塑性裂缝一定要注意加强混凝土的振捣和施工期的防风防晒,洒水养护,表面覆盖,掺加适量引气剂减少裂缝。其修补一般采用涂抹法,选用水泥浆、环氧浆液、丙烯酸橡胶、聚氯乙烯胶泥等材料涂抹封堵,处理死缝。 

3.2.2干缩裂缝防治修补。混凝土浇筑完成数月后,体积收缩形成龟裂状的干缩裂缝。影响因素有:骨料颗粒收缩、含水量增加收缩、水泥浆缩水收缩、减水剂、缓凝剂、过量的引气剂、湿养龄期不够等等。防治时应注意预防和处理。 

3.2.3温度裂缝。大体积混凝土浇筑后,水泥水化热使混凝土内部温度升高到最高峰后,受环境温度的影响, 

降温过程中混凝土产生收缩,表面产生无规则裂缝。 

防治温度裂缝,一定要严格按照施工规范和设计要求控制温度,混凝土浇筑后,要及时加强保温养护措施,避免混凝土内外温差过大产生裂缝。 

3.2.4超载或设计不当引起的裂缝。混凝土裂缝一般发生在拉引力区,裂缝一般平直规则。缝宽小于允许开展宽度时,一般不处理,否则要进行加固补强处理。 

3.3 水工混凝土渗漏的防治措施 

3.3.1混凝土渗漏的防治。加强各类水工结构和各类缝隙止水工艺设计工作;施工时严格按照施工规范控制混凝土配合比、水灰比;加强混凝土振捣养护和温控措施,增强混凝土的密实性,减少各类裂缝发生。 

3.3.2混凝土渗漏的修补。止水带渗漏时重新粘贴处理,裂缝渗漏参照各类裂缝处理方法处理。对混凝土不密实渗漏水的表面处理方法有两种:一是进水表面处理法,先将进水表面蜂窝麻面松动部分凿除,刷净灰土后,然后用聚合物胶乳与水泥拌成腻子,将混凝土表面填平,再用氯磺化聚乙烯涂料涂刷3~4遍即可,耐热性、耐老化性能好,且价格便宜。二是出水表面处理法,当混凝土渗漏水较多时,先预备好1:2的水泥、河砂均匀拌合物,再调制水与1:4水玻璃拌合物,将渗漏处表面清洗干净,再将拌制的两种拌合物快速拌合后,压抹于渗漏处即可。 

3.4 水工混凝土冻融破坏的防治措施 

改善提高混凝土抗冻性可采取的措施:①正确选择混凝土抗冻性各项指标;②选择使用符合规定要求的原材料;③选择最佳的混凝土配合比,严格控制水灰比,选用最佳砂率,合理确定合适的含气量以满足混凝土抗冻性要求;④精心施工,提高工程综合质量;⑤加强日常运行管理维护,随时解决处理好检测运行中出现的问题,做好维护工作等。 

混凝土冻融破坏的修复,一般把冻融破坏、松动发酥的混凝土凿除,再浇以新的抗冻混凝土。通常在剥蚀深度小于5~10cm,采用掺人大于10%的丙烯酸水溶性乳液、优质引气剂,常规施工修补即可。在剥蚀深度大于10cm,修复面积较大时,掺用优质引气剂、保持适当含气量,严格控制水灰比,除旧补新,常规施工修补即可。 

3.5 水工混凝土建筑物地基变形的防治措施 

工程实践中主要采取加强工程前期地基地质勘探工作,加强工程施工期的监理工作和驻工地设代工作,加强地基地质认证工作,完善设计措施,针对不同情况采取修改加固设计、加大基础承载面积、补设井桩、地基灌浆加固、结构补强加固、换基处理、甚至返工重做。 

4 结语 

上述几种水工混凝土常见通病的防治措施,经过景电工程多年来的实践检验,成功解决水工混凝土通病的有效措施,对延长水工混凝土使用寿命,节省工程费用。实现经济、安全、高效的工程建设管理目标,其实用性和借鉴价值是显而易见的。

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