技术创新

支撑垫石混凝土裂缝治理

日期：2016-5-18 15:39:55　来源：互联网　浏览数：
　

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1·前言
    混凝土施工是一种由水泥、骨料、水及外加剂混合而形成的材料，在现代工程建设中起着很重要的作用。但由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，出现一系列的混凝土质量通病，其中混凝土裂缝成了土木、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害，目前施工的宝兰客专兰州枢纽雷坛河特大桥全长1124m，梁体为13-32m+2-24+20-32m 简支箱梁，本桥共有桥墩36 个，上部结构支撑垫石混凝土等级为C50。支撑垫石在施工过程中，由于温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、混凝土坍落度、拆模时间控制不好以及钢筋保护层太薄，出现混凝土裂缝，这些裂缝如不及时地进行处理，雨水、雪水渗入以后，会引起钢筋锈蚀，冬季也会沿着裂缝产生不同程度的冻害，严重影响其承载要求。
    2·裂缝分类及产生的原因
    2.1裂缝分类、特征
    根据雷坛河特大桥目前施工的情况来看，主要有干缩裂缝和温度裂缝。其结构的外荷载都没有加上前，混凝土刚刚浇注完成，就出现裂缝，这时结构的受力状态远远没有达到设计荷载，结构中应力也不大，这种裂缝一般都属于混凝土干缩裂缝。干缩裂缝呈不规则分布、裂缝宽度一般约为0.1 ～ 0.4mm。
    温度裂缝是由于温度的变化，在混凝土内部产生温度应力造成的，多出现在超长混凝土结构及温度梯度变化较大区域。裂缝特征为：裂缝分布有一定的规律性、一般出现在结构的薄弱部位，裂缝为一条或多条垂直于常轴方向，裂缝宽度一般为0.2mm 以上，裂缝贴片观测会发现随温度、季节的变化而变化。
    2.2裂缝产生的原因
    （1）现在铁路施工普遍采用泵送混凝土进行浇注，泵送混凝土塌落度大，石子类径小，混凝土施工过分振捣，模板、垫层过于干燥，混凝土浇注振捣后，粗骨料沉落，造成砂浆在混凝土表面堆积较厚，比上层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝，浇注以后，没有及时的洒水以及覆盖草袋、棉絮等保水措施，致使混凝土干燥收缩产生裂缝。
    （2）钢筋的保护层较薄致使钢筋生锈体积增大，使层面开裂。
    （3）新旧混凝土接缝处常发生裂缝，或因施工方式有误产生施工缝致表面产生龟裂。
    （4）施工前期没有养护好，在混凝土浇筑完成以后，未及时采用覆盖土工布、棉絮等保水措施。
    3 ·裂缝处理的技术途径
    主要使用高强浆液灌浆封闭裂缝，表面涂装防腐抗裂面层以准求理想外观效果。
    3.1施工工艺
    3.1.1裂缝较大、较深处理流程

3.1.2　裂缝较浅

    3.2主要材料及工具
    3.2.1材料
    （1）JC-11 渗透结晶型防水材料。
    （2）JC-31 混凝土防护底涂料。
    （3）JC-32 柔性混凝土修补砂浆：防腐、抗裂、耐久。
    3.2.2工具
    角磨机、抹刀、鬃刷等。
    4·施工工艺、方法及技术措施
    针对裂缝宽度、深度等现状及发展状况，治理方案分两种：水平环向宽裂缝治理竖向微裂缝治理。
    4.1 针对较宽、深的裂缝（水平环向裂缝）采用开槽、修补法治理，具体施工工艺如下
    （1）观察裂缝走向，沿裂缝凿出宽5cm，深度与裂缝发展深度相当的U 型槽。
    （2）清除U 型槽内松动的砼、灰尘等杂物，并充分润湿基面。
    （3）用鬃刷在U 型槽内表面涂刷一遍JC-11 渗透结晶型防水材料。
    （4）以较小水灰比拌得JC-11 渗透结晶型防水材料（呈胶泥状）填塞封闭U 型槽。
    （5）待U 型槽内材料初凝（约30 分钟）后，在沿U 型槽表面宽度约10cm 范围上，涂刷两遍JC-11 渗透结晶型防水材料。
    4.2针对细小裂缝，（竖向微裂缝），采用涂装封闭法治理，具体施工工艺如下
    （1）清除裂缝处砼表面上所有灰尘、油污和松动的杂物，并充分润湿基面。
    （2）沿裂缝方向宽度10cm 范围内，涂刷两遍JC-11 渗透结晶型防水材料。涂刷第二遍时，要等第一遍初凝后仍潮湿状态时进行涂刷，如果太干则应先喷些水。
    （3）用批刀在裂缝表面上刮涂调好JC-31 混凝土防护底涂料，厚度小于3mm。JC-31 混凝土防护底涂料的涂装顺序为先上后下，施工时环境温度应控制在5 ～ 24℃间，施工后24 小时内环境温度应保持在5℃以上，48 小时内避免直接淋雨。
    （4）将玻璃丝束增强网粘铺在刚刚涂抹的第一层JC-31 混凝土防护底涂料上，用抹刀平压玻璃丝束增强网，使其完全侵没于底涂料涂层中，再用抹刀将从玻璃丝束增强网中渗出的底涂料抹平、压光。如需要时可刮涂第二层底涂材料以达到要求的厚度。第一层刮涂2 小时后方可进行第二层的刮涂。
    （5）JC-31 混凝土防护底涂材料和玻璃丝束增强网施工完成48小时后，将封闭底漆按照规定的稀释比例（＜ 20 ℅的水）稀释制料，用普通喷枪（滚刷亦可）在底涂层上喷涂封闭底漆，干膜厚度40 微米。阴雨天不能施工。
    （6）封闭底漆干燥后（1-2 小时），将JC-32 柔性混凝土防护面涂料按照规定的稀释比例（＜ 5 ℅的水）稀释，面涂2 遍80 微米。阴雨天不能施工。
    4.3后续措施
    随着气温得回升，环向裂缝仍有可能惯性发展一段时间，对新出现得裂缝，仍应按照上述整治方案进行处理，直至不再出现裂缝。
    5·质量控制和质量标准
    5.1质量控制措施
    （1）混凝土基面清理时，必须将表面的灰尘、浮浆及松散的混凝土清除掉，并用水清洗干净。
    （2）各种材料的配比应该严格按照说明书的配比，不得随意调整。
    （3）对于较大、较深的裂缝需要切缝修补时，严格控制缝深。
    （4）掌握好新型防水材料的初凝时间，用多少配置多少，防止材料不必要的浪费。
    5 .2质量标准
    （1）填缝要饱满，浆液体凝固后强度高于垫石混凝土本体，并且体积稳定，无收缩与膨胀。
    （2）涂装层防腐、耐久。
    （3）涂装层无开裂、剥落、漏涂和分层等缺陷。
    （4）涂层应均匀平整、涂装后的颜色与原混凝土基本颜色一致。
    6 ·混凝土裂缝预防措施
    （1）从设计方面考虑，在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。
    （2）确定可学的施工方案，对于预防、控制裂缝极为关键，主要应确定一定浇筑砼量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等方案。
    （3）由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95% 以上，因此施工阶段是裂缝预防的主要阶段，需注意以下问题：首先砼配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂，并严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，在满足强度与施工要求的前提下，还要从防止产生裂缝的需要出发。其次选用碱活性小的砂石骨料、低碱水泥和低碱或无碱的外加剂、选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。第三钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形；要清除钢筋上的污物和氧化皮，以免影响粘结力。第四是浇筑、振捣操作合理，特别提高振捣操作技术。
    （4）加强养护，养护的目的是使正常硬化、增长强度，不受或少受外界影响。因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要，特别是混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应引起高度重视。
    7 ·体会
    宝兰客专兰州枢纽雷坛河特大桥施工的支撑垫石，采用新型防水材料和修补砂浆的施工工艺对产生的裂缝做出了有效的处理，充分考虑到了每一个施工的细节，从而保证了支撑垫石强度，达到了预期的效果。施工过程中得到的一些体会如下：
   （1）采用开槽、修补法治理，切缝的深度和宽度一定要到位，并将表面的灰尘和松动的杂物清理干净，充分润湿表面后按要求施工。
    （2）材料配比应该严格按照说明施工，不得随意调整。
    （3）涂层应均匀平整、涂装后的颜色与原混凝土基本颜色一致。
    （4）严格控制施工温度，阴雨天禁止施工。
    （5）混凝土配合比应该严格按照配比施工，不得随意调整，并加强混凝土施工浇注过程控制。