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摘 要 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料.由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了结构混凝土施工过程中最常见的工程病害.

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一、裂缝产生的原因

(1)设计构造在设计时考虑不周,结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中;以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂.

(2)基础不均匀沉降是造成钢筋混凝土开裂的主要原因:

(3)施工工艺不当是造成钢筋混凝土开裂的另一个主要原因.

(4)结构受荷在施工中和使用中,由于结构受荷都可能出现裂缝.

(5)温湿度变化.当温度变化时,由于材料热胀冷缩,箱梁各部分构件将产生各自不同的变形,引起彼此制约而产生应力.因箱体混凝土与翼板的线膨胀系数不一致,产生温差裂缝.普通混凝土在空气中硬结,湿度发生变化时,体积会有所收缩,由此而在构件内产生拉应力,在早期混凝土强度较低时,混凝土收缩值最大.因此,

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若构件早期养护不良,极易产生收缩裂缝.


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二、裂缝的控制措施

1.设计方面.(1)设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中.如因结构或造型方面原因等而不得已时,应充分考虑采用加强措施.(2)积极采用补偿收缩混凝土技术.(3)重视对构造钢筋的认识.

2.材料选择和混凝土配合比设计方面.(1)根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强的水泥.(2)选用级配优良的砂、石原料,含泥量应符合规范要求.(3)积极采用掺和料和混凝土外加剂.(4)正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法.(5)模板构造要合理,以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝;模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载作用下,模板变形过大造成开裂.合理掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂.但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护时机.(6)配合比设计应采用低水灰比、低用水量,以减少水泥用量.

3.现场操作方面.(1)浇捣工作:浇捣时,振捣棒要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除混凝土内部的水分和气泡.(2)混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要,以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩.主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护,养护时间为14 d ~28 d.(3)混凝土的降温和保温工作:施工时应充分考虑水泥水化热问题.采取必要的降温措施,避免水化热高峰的集中出现降低峰值.浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝.(4)避免在雨中或大风中浇灌混凝土.(5)夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温入模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度.

4.加强底模支撑系统的牢固性.支架地基的处理一定要彻底,一定要避免地基局部密实度过小而产生沉降,地基土要选择透水性较好的材料,支架地基的标高要高于原地表标高,原地表土土质较差时,必要时要进行换填.同时支架地基四周要做好排水沟,防止雨水浸泡地基.支架一定要牢固,并且要对底模进行整幅预压,预压重量不得小于梁体自重的80%(经验数据),并对预压前后沉降较大的部位查找原因,进行处理,严禁用木支架,主要是难以控制沉降.

5.预应力筋孔道的特殊处理.通过以往的施工经验来看,预应力筋孔道压浆后,水泥浆泌水,由于多种原因,水不能完全被吸收,少量水长时间存留于管道中,冬季气温在0℃以下,产生冻涨,在箱梁混凝土表面产生裂缝.这种情况下,排水是关键.根据预应力管道的设计,在管道相对低处设置排水管道,待排水完毕,封闭管道.

三、裂缝处理的加固方法及工艺

1.修补裂缝的方法.(1)开槽法修补裂缝.该法适合于修补较宽裂缝大于0.5 mm,采用环氧树脂∶聚硫橡胶∶水泥∶砂等于10∶3∶12.5∶28.首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后,将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀.然后掺入已拌好的砂、水泥当中,再用人工继续搅拌.最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约0.4斤丙酮就可以了).及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入.从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内,一组砂浆的整个施工过程需要30 min左右完成.嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后2 h以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖,待完全初凝后,开始用水养护.(2)低压注浆法修补裂缝.低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2 mm~0.3 mm的混凝土裂缝修补.修补工序如下:裂缝清理-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面.(3)表面覆盖法修补裂缝.这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2 mm)的表面上涂膜,以达到修补混凝土微细裂缝的目的.


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2.裂缝处理的工艺.(1)裂缝的检查及标注.对于裂缝宽度<0.2 mm,采用聚合物水泥表面封闭法,聚合物水泥是在加固专用的改性环氧浆液配出后加入50 g 525#水泥搅拌均匀而成,封闭后要考虑梁体表面的美观;对于裂缝宽度≥0.2 mm,采用灌注混凝土裂缝修补胶液封闭裂缝法,将裂缝修补胶液压注入结构物内部裂缝中去,以达到封闭裂缝,恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性的目的,使混凝土构件恢复整体性.(2)钻孔.在裂缝表面进行骑缝钻孔,以此作为灌浆导向孔,沿裂缝走向钻孔.孔深5 cm,孔径8 mm,孔距35 cm,凡裂缝交叉处应在交叉地方钻孔,在钻孔过程中应严禁伤及波纹管.(3)清孔及裂缝表面处理.所有孔眼必须使用高压空气吹洗干净,使其不让灰渣阻塞,之后沿裂缝从上而下将两边3 cm~4 cm范围内的灰尘、浮浆处理干净,将构件表面整平,凿除突出部分,然后用丙酮擦洗,清除裂缝周围的油污,清洗时应注意不要将裂缝堵塞.

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四、结束语

裂缝是预制箱梁中较严重的一种现象,它的出现不仅会降低箱梁的承载能力,影响箱梁的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响桥跨结构的承载能力,因此严格按规程、规范要求施工,尽可能地降低混凝土裂缝的出现.

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