建筑中混凝土裂缝的施工处理技术分析

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:随着我国城市化建设步伐的加快,土木工程建设取得蓬勃发展,作为土木工程的基础施工内容,混凝土结构施工的重要性日益凸显。受复杂因素的影响,混凝土结构易产生裂缝,削弱了混凝土结构的承载力、耐久性和抗渗性,降低了混凝土结构的安全性和使用性,严重影响了土木工程的建筑品质。从另一个角度看,由于不同建筑混凝土结构呈现多样化趋势,造成混凝土裂缝的原因也具有不同的特征,对混凝土裂缝处理技术提出了不同的要求。鉴于此,本文以建筑工程混凝土裂缝施工处理技术为研究主题,从内因和外因两个角度,对混凝土裂缝的类型进行了阐述,在此基础上,结合混凝土裂缝类型特征,对建筑工程混凝土裂缝处理技术要点进行了探讨。

  关键词:土木工程建筑;混凝土裂缝;施工处理技术;

  长期以来,在土木工程建筑领域,裂缝问题一直困扰着混凝土结构的施工,成为难以攻克的施工和维护难题。作为混凝土结构的重要缺陷,裂缝产生初期,会产生包浆脱落等现象,对混凝土使用性能影响不大,但随着温差等外界因素的变化,裂缝会不断扩大、恶化,显著降低混凝土结构的抗渗能力,导致钢筋锈蚀问题,影响钢筋混凝土的耐久性。[1]因此,如何科学分析不同混凝土结构产生裂缝的内因,确定混凝土裂缝的类型,从而采取有效的裂缝处理技术,成为土木工程建筑施工中的重要问题。

1 混凝土裂缝类型

  1.1 承载受力裂缝

  根据承载受力形式的不同,产生的混凝土裂缝形态复杂多样。从荷载受力方向看,可分为混凝土水平构件和垂直构件,其中,水平构建包括直接承受荷载的板、梁,垂直构建包括垂直承受荷载的墙、柱以及建筑基础。从荷载受力引起的混凝土内力角度看,混凝土内应力主要包括拉、压、弯以及复合受力。在这些内力作用下,会产生受拉裂缝、受压裂缝、受弯裂缝等承载受力裂缝。

  1.2 收缩裂缝

  收缩裂缝在混凝土裂缝中占有较大比例,一般包括以下几种裂缝类型。一是胶凝裂缝。水泥在凝固过程中会发生固化,使水泥胶体体积明显变小,引发混凝土产生自主收缩的现象,这种现象贯穿于水泥固化的全过程。二是干燥裂缝。在混凝土振捣过程中,引发混凝土内部的游离水溢出,在混凝土表面产生收缩现象,随着混凝土静置时间的增加,游离水持续挥发,引发混凝土表层收缩,造成混凝土体积不断减少。在振捣后会发生后泥土离析现象,引起混凝土表层收缩速度加快,从而引发干燥裂缝。三是碳化收缩裂缝。由于混凝土所含的二氧化碳和氧化钙发生化学反应,其化学产物碳酸钙会造成混凝土体积变小,从而产生裂缝。

  1.3 温差裂缝

  同收缩裂缝一样,温差裂缝也是间接裂缝的一种,其裂缝发生的原因和位置与收缩裂缝相同;在表现形式上,收缩裂缝表现为混凝土体积缩小,而温差裂缝则由于温差变化引起混凝土热胀冷缩变化。在建筑工程领域,温差裂缝常见为大面积混凝土表层裂缝现象。在混凝土硬化过程中,由于外界温差变化,引起混凝土发生温度变形,产生附加应力,在混凝土结构抗拉强度不能满足附加应力的情况下,混凝土表层就会出现裂缝。

  1.4 沉降裂缝

  沉降裂缝是由于地基沉降不均匀导致的裂缝。在地基发生沉降时,混凝土结构就会产生拉应力和剪应力,当混凝土结构抗拉强度和抗剪强度不能抵消拉应力和剪应力时,就会导致混凝土结构中的薄弱部分出现裂缝。根据地基受力方向不同,沉降裂缝的形态具有多样性,常见的有弯曲裂缝和剪切裂缝,还包括水平裂缝和斜向裂缝等。

  1.5 构造裂缝

  除了由于混凝土内部缺陷引发的裂缝之外,还要由于混凝土发生结构突变、刚度突变等引发的局部裂缝,这类裂缝被称为构造裂缝,具体分为结构裂缝和构件裂缝。结构裂缝是由于刚度不均匀或者体型突变,引发混凝土刚度突变产生约束力,在混凝土结构的薄弱位置累积过多形出裂缝;构件裂缝是由于混凝土结构转角处纵向受力钢筋发生转折,不能有效消除横向附加力,导致传力不平衡而引发混凝土结构局部构件发生构造裂缝。[2]

2 混凝土裂缝施工处理技术

  2.1 表面处理法

  当混凝土表层发生轻微裂缝时,在稳定不会发展的状态下,轻微裂缝宽度和深度较小,并不会对混凝土结构性能和安全造成影响,一般可以进行裂缝掩饰和修补,通常采用表面处理法。表面处理法一般针对混凝土表面小于0.2毫米裂缝进行处理,这些裂缝不会引发混凝土构件承载力发生变化,不会改变构件的稳定性,通过进行表面处理,可以防止外来物质渗入,增强其耐久性。[3]对于表面处理使用材料,在形变性能上要与混凝土材料的性能类似,而且具有防水、防渗透等特性。在裂缝面积较大的情况下,可使用水泥砂浆等材料,根据施工要求和具体情况,采用表面涂抹水泥砂浆法进行涂抹处理。总体来说,表面处理法具有技术可操作性强的特点,但这种方法不适合活动性裂缝的修补。

  2.2 增大截面加固法

  对于一些能够引发安全隐患的裂缝,需要对混凝土结构进行加固处理。其中,在混凝土强度不足造成结构抗力安全问题的情况下,可以采用增大截面法进行处理。在土木工程领域,针对梁、板等混凝土构件的加固技术通常采用结构加固法,具体来说,就是增加截面面积以提高混凝土结构强度,增大截面法施工简单,但由于截面面积增加,造成构件自重增加,影响了使用空间,同时,由于混凝土结构受力发生变化,对结构安全产生负面影响。增大截面法一般采用钢筋混凝土围套包裹再混凝土结构外层,从而提高了混凝土结构的承载力。

  2.3 混凝土置换法

  对于外表破碎的裂缝,可以采用混凝土置换法进行处理。其施工流程是,对破碎的混凝土进行清理作业,然后对混凝土表层进行打磨,再对表层打磨后的颗粒进行清洁,最后对裂缝进行新混凝土材料浇筑作业。目前常用的混凝土置换材料有水泥砂浆、混凝土以及聚合物砂浆等。

  2.4 聚脲技术

  作为一种新型混凝土裂缝修复技术,聚脲技术具有以下优势:一是具有优异的力学性能。这项技术具有拉伸强度大、硬度范围广等特点,对由于温差导致的混凝土结构热胀冷缩具有很好的适应性,同时,对混凝土裂缝具有很好的抑制作用。二是聚脲反应固化速度快,凝胶反应在几秒内就能完成,因此受温度和湿度等外在因素影响较小。三是施工技术简单,单次喷涂量大,因此喷涂速率较快,效率较高,而且该技术可以进行多种形式的喷涂成型作业。四是聚脲化学活性稳定,不需要添加催化剂,而且使用寿命可以达到七十多年,混凝土裂缝修复质量较高。[4]

  聚脲技术包括以下三个施工阶段:首先,对基础材料进行处理。一般包括两个处理环节,一是对材料表面进行清洁作业;二是对材料表面进行打磨作业。其次,进行底涂施工。使用底涂技术,使混凝土与聚脲涂层实现连接。为确保聚脲的附着力,底涂材料需要根据设计配方进行现场配比。最后,进行聚脲喷涂作业。从功能上来说,聚脲技术汲取了表面修补法、灌浆法等传统修补技术,实现了修补和防护的统一,具有节能环保、无污染、无溶剂等优势,应用领域得到快速推广。

  2.5 粘刚、碳纤维加固法

  该技术使用粘结剂,把粘刚或者碳纤维与裂缝进行紧密粘结,从而提升混凝土结构的承载力,这种技术对施工场地空间要求低、加固效果良好,而且施工时间短、工艺简单等优点,在混凝土裂缝修补工程中得到广泛应用。其中,粘结质量的高低决定了裂缝修补的效果。具体包括以下流程。

  一是表面处理。表面处理是该加固法中的重要工序,首先使用毛刷、清洁剂等工具对混凝土表面油污进行清洁;其次利用打磨机打磨2-3毫米粘合面,然后清除粘合面上的粉粒,并进行擦拭;再次使用钢丝刷进行二次清洁;最后使用毛刷和清洁剂进行二次清洗。[5]二是进行涂胶处理。建筑结构胶配置要严格依照配比和搅拌程序进行,确保结构胶色泽均匀、流动适中。三是把结构胶均匀涂抹在混凝土新面,并反复刮抹,确保结构胶充分渗透和浸润,在涂抹方法上要遵照中间厚边缘薄的原则,涂抹厚度保持在1-3毫米,最后把钢板贴在裂缝位置。四是进行固定和加压。一般采用膨胀螺栓和卡具进行固定措施,并有效控制加压量,确保胶液保持在最佳位置。五是在20度的环境下进行固化,一般需要24小时。六是进行质量检验,一般采用小锤击打钢板,确认结构胶硬化程度,通过肉眼观察钢板边缘结构胶色泽,以确认结构胶的密实程度。七是依据施工要求,采用防腐涂料,对粘合面进行防腐处理。

  2.6 环氧树脂灌浆法

  环氧树脂浆材可灌性好,粘度低,渗透特性与水接近,适用于宽度小于1毫米的裂缝;此外,环氧树脂刚灌入时粘度较低,在固结中强度逐渐增大,有利于施工时间的控制和调整。虽然环氧树脂灌浆法成本较高,但总体来说,环氧树脂稳定性好、粘合力强、强度高、收缩力小、常温固化等特征,配合使用稀释剂和固化剂,有效提升了环氧树脂的使用功能。

  在裂缝修补时,环氧树脂需要具备以下条件:一是要有良好的流动性,保证灌浆材料在压力较小情况下,就能顺利注入裂缝末端。二是要有较强的粘合强度。混凝土裂缝在修补后,基体会受到付复合力的作用,对灌浆材料的粘合强度提出了较高要求。三是对固化条件要求简单。在使用环氧树脂灌浆法时,只需要对粘合面进行清洁即可,对固化压力要求不高。四是固化后灌浆材料性能稳定,材料强度较高。五是灌浆材料成本较低,原材料市场供应充足。六是灌浆材料具有一定的变形能力,与混凝土基体能实现同步形变。

3 结束语

  综上所述,在建筑工程中使用混凝土裂缝施工处理技术,可以有效消除由于裂缝问题引发的安全隐患,提升混凝土结构的稳定性和使用性,提高建筑工程质量和安全。由于造成混凝土裂缝的原因负责,不同的裂缝类型采用的施工技术不同,因此,在混凝土裂缝施工处理过程中,要结合混凝土裂缝类型特征和施工具体情况,采取科学有效的裂缝施工处理技术,消除混凝土裂缝安全隐患,提升混凝土结构使用性能,为建筑工程的安全和质量提供保障。

参考文献

  [1]杨建青,张恒.探析房屋建筑装配式混凝土结构施工的关键技术[J].建材与装饰,2019(26):10-11.

  [2]曾建新.装配式混凝土建筑结构施工要点的分析与探讨[J].工程技术研究,2019,4(15):22-23.

  [3]张小军.土木工程中混凝土裂缝的成因及防治对策研究[D].湖北工业大学,2018.

  [4]施恩.土木建筑工程中混凝土裂缝的施工处理技术分析[J].施工技术,2019:11.

  [5]邢磊.房屋建筑工程结构缝隙控制及处理技术研究[J].住宅与房地产,2019(05):194-196.

作者:刘陈风 单位:福建守恒建设工程有限公司

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