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中圖分類號:TU37 文獻標識碼: A
1 引言
混凝土結構是我國建筑工程的主要形式,而混凝土預制構件則是其中的一個組成部分。目前大多數中小型構件均采用預制方式進行制作,因為這樣不僅能夠提高勞動效率,而且還能夠降低成本。然而混凝土預制構件在制作及養護時常出現某些外觀缺陷,如何對其進行防治,是保證生產合格預制構件重要因素,本文對此問題進行了初步分析研究。
2 表面裂縫
2.1 結構裂縫出現的原因
1)構件太薄、尺寸超長或踩陷負筋都可使構件的整體性遭到破壞,構件內部受力鋼筋腐蝕,也嚴重削弱了構件承載能力。
2)養護不力。對預制構件加工,必須嚴格按規定進行,在正常氣溫20℃左右,最初3d內,夜間至少澆水3次。如不符合規定,構件的本身剛度就會變差,嚴重影響構件質量。
3)預制構件的拆模強度不合格。拆除分節脫模時,構件的混凝土強度不應低于50%;拆除板、梁、柱、屋架等構件底模時,其混凝土強度:對于4m及小于4m的小型構件,不應低于設計標號的50 %;對于大于4m的構件,不應低于設計標號的70%。拆除空心板的芯模時,混凝土強度應能保證不發生坍陷和裂縫,否則,就會降低預制構件的整體性能。
4)預制構件在安裝過程中,坐漿不均,水泥砂漿的水灰比過大,構件在外力作用下整體性能破壞,產生彎曲現象,出現沿構件通長方向的裂縫,即縱向裂縫。
5)吊運不當、環境因素也會影響構件整體性能,產生不同程度的裂縫。
2.2裂縫的修補方法
對于受力部位的預制構件,如果發現大量嚴重(貫穿或深層)裂縫,一般已無修補價值。即便修補,所耗費用將有可能接近或超過構件成本,因此應予以報廢。如構件僅為一般裂縫,則可采用補強修補的方法進行處理。
對于寬度<0.2 mm的裂縫,為防止構件受到鋼筋銹蝕,特別是鋼筋保護層薄的部位,常采用一液(環氧基液)一布(玻璃絲布)或一液進行裂縫修補。具體要求是沿裂縫騎中清出一條寬約15 cm~20 cm的封閉區,長度為在裂縫兩端各延長20cm~50cm,然后用鋼絲刷磨至新鮮混凝土面,并徹底清洗刷磨面(用高壓水,電風吹或人工風均可)如有油污等雜質,還須用丙酮擦洗、晾干、風干或燒干后,即進行環氧基液和玻璃絲布涂貼施工。最后,保持在陰干條件下自然養護,并注意凝固前不得有水浸入。
對于寬度0.2 mm的裂縫,可在鑿縫后,采用高強材料修補。具體步驟是,沿縫鑿出一條深度不小于縫深(可借助于顏色水引導鑿縫)、底寬2cm~4cm、邊坡小于1:0.3的梯形斷面縫槽。如果縫深大于鋼筋保護層,也應鑿開,并露出鋼筋,按與前述相同的清洗方法進行鑿槽清洗后,進行高強材料填補。常用的填補材料有環氧砂漿、氯偏砂漿、苯丙乳液聚合物水泥砂漿等。
氯偏砂漿是一種性能類似環氧砂漿的高強砂漿,回填修補工藝及步驟除了在結合面上需涂刷一層氯偏基液外,其他均與環氧砂漿相同。氯偏砂漿要求在初凝后以濕草袋或灑水等方法進行表面濕養護,時間不應少于14d。
苯丙乳液水泥砂漿是在以水泥作為膠凝材料的基礎上,加入適量(水泥用量的5 %~20%)的苯乙烯一丙烯酸共聚乳液所拌制而成的聚合物水泥砂漿,具有較高的抗壓、抗裂、抗折強度。除了須在結合面上涂刷一道或二道苯丙基液外,其回填修補工藝和步驟全部與氯偏砂漿相同。
對于次要或非受力部位的預制構件,如果產生大量嚴重裂縫,且受力鋼筋已遭創傷,已無修補意義,應予報廢。如果出現表面細微裂縫,不作任何處理。如果僅出現一般性裂縫,也應采用相當的鑿縫修補方法進行處理。常用的回填材料以性能較好且較經濟的預縮漿為主,而以價格偏高的環氧等高強砂漿為輔。
預縮砂漿是一種拌好后歸堆存放0.5 h~1.5 h再使用的干硬性水泥砂漿,該砂漿在拌后以手握能成團,手感潮濕但又不析出水來為度,這時應立即使用。其填補方法和過程均與氯偏砂漿相同,只是在結合面上應先涂抹一層素水泥漿。如遇有較特殊要求的部位,則可采用前述環氧等高強砂漿進行全面修補,或采取在結合層底層填層高強砂漿后,中間和面層填補預縮砂漿的組合修補辦法。
3 麻面
3.1麻面的成因
指混凝土表面未能由水泥砂漿形成相應的外表面或外表面被模板粘損,呈現出無數豆粒般大小的不規則凹點,凹點直徑通常不大于5 mm。
一般成因為:
1)馬蹄上口斜面排氣不暢,且錨固截面錨下鋼筋密集,受抽拔管、波紋管等位置限制,使振搗難以到位或振搗不足,部分氣泡滯留于混凝土與模板間造成麻面。
2)混凝土澆筑連續性差,新拌混凝土入模前,已澆筑混凝土停留時間過長,振搗時已有部分混凝土出現凝固現象,造成新舊混凝土層間結合部出現麻面。
3)使用小骨料混凝土水平分層澆筑完馬蹄,澆筑腹板時水泥砂漿順模板間隙或表面流到下層混凝土表面,拆模后出現若斷若續的“眼淚”現象,類似麻面。
4)混凝土澆筑前模板清理及脫模劑或濕潤工藝不當,致使混凝土中水分被模板吸走,以及模板拼縫漏漿,造成以上部位構件表面砂漿缺損,進而產生麻面。
5)模板表面不潔凈,附有原澆筑混凝土、水泥漿、砂漿或其他雜物等,造成混凝土澆筑后出現麻面。
3.2“麻面”的修補方法
麻面即混凝土表面的麻點,對結構無大影響,通常不做處理。如需處理,方法如下:
用稀草酸溶液將該處脫模劑油點或污點用毛刷洗凈,于修補前用水濕透。修補用水泥砂漿,水泥品種必須與原混凝土一致,砂為細砂,最大粒徑<1 mm。 水泥砂漿的配比一般為1:2或1:2. 5左右,由于數量不多,可用人工在小桶中拌勻,隨拌隨用。必要時可通過試驗摻拌白水泥調色。按油漆工刮膩子的方法,將砂漿用刮刀大力壓入麻點處,隨即刮平直至滿足外觀要求。修補完成后,及時覆蓋保濕養護至與原混凝土一致。
4 蜂窩
4.1“蜂窩”的成因
指混凝土表面無水泥漿,骨料間存在空隙,使混凝土形成或多或少的窟窿,大小如蜂窩,形狀不規則,石子出露大于5 mm,不漏主筋,但可能漏箍筋。一般成因為:
1)模板漏漿、振搗不足或過度、跑漏漿嚴重。
2)混凝土塌落度偏小,振搗設備激振力不足或漏振。
3)混凝土澆筑方法不當、混凝土離析、帶漿法下料及趕漿法振搗運用不當。
4)混凝土攪拌與振搗不足使混凝土不均勻、不密實,造成局部砂漿缺損嚴重。
4.2“蜂窩”的修補方法
小蜂窩可按麻面方法修補;大蜂窩可采用如下方法修補:
將蜂窩處及周邊軟弱部分混凝土認真鑿除,并用高壓水及鋼絲刷等將結合面洗凈。修補用水泥砂漿,水泥品種必須與原混凝土一致,砂子宜采用中粗砂。水泥砂漿的配比為1:2或 1:3左右,并攪拌均勻,有防水要求時,在水泥砂漿中摻入水泥用量1%~3%的氯化鐵防水劑,以起促凝和提高防水性能作用。但摻量應通過試驗確定以有效調整混凝土顏色。
按照抹灰工操作法,用抹子大力將砂漿密實壓入蜂窩內,并認真刮平。在棱角部位用靠尺將棱角取直,確保外觀一致。修補完成后,及時覆蓋保濕養護至與原混凝土一致。
5 孔洞
5.1孔洞的成因
指混凝土表面有超過保護層厚度,但不超出截面尺寸1/3的缺陷,結構內存在空隙,局部或部分沒有混凝土,狗洞是指可以望穿混凝土結構的孔洞。一般成因為:
1)內外模板距離狹窄,振搗困難。骨料粒徑過大,腹板鋼筋過密,造成混凝土下料中被鋼筋和抽拔管或波紋管卡住,致使其下部混凝土形成孔洞。
2)混凝土流動性差,或混凝土出現離析,粗骨料集中,造成混凝土澆筑不暢。
3)未按澆筑順序振搗而造成漏振點,未分層澆筑或分層過厚,使下部混凝土振搗作用半徑不足,形成松散部分。
4)水泥結塊或骨料中含有冰塊、泥塊等雜物。
5.2 孔洞修補方法
將修補部位不密實混凝土及突出骨料顆粒認真鑿除干凈,洞口上部向外上斜,下部方正水平為宜。用高壓水及鋼絲刷將基層處理潔凈。修補前用濕棉紗等材料填滿,保濕72 h以上,使空洞周邊混凝土充分濕潤。修補用比原混凝土強度高一級的細石混凝土或補償收縮混凝土填補,水泥品種應與原混凝土一致。為減少或杜絕新舊混凝土間空隙,水灰比宜控制在0.5以內,并摻水泥用量0.1‰以內的鋁粉作為膨脹劑。孔洞周圍先涂以水泥凈漿,然后用比原混凝土強度高一級的細石混凝土或補償收縮混凝土填補并分層仔細搗實,以免新舊混凝土接觸面上出現裂縫。同時,將新混凝土表面抹平抹光至滿足外觀要求。抹平抹光后的混凝土表面宜覆蓋塑料薄膜養護,并用支撐模板頂緊壓實。
6 露筋
指混凝土內部鋼筋在構件表面。其產生的原因是:
1)混凝土和易性不良,產生離析,靠模板部位缺漿或模板漏漿。
2)結構構件斷面較小,鋼筋過密,石子直徑較大卡在鋼筋上。
3)混凝土保護層太小或保護層處混凝土漏振或振搗不實。
防治措施如下:
1)混凝土配合比有良好的和易性。
2)鋼筋稠密區域,按規定選擇適當石子粒徑,最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4,且不得超過鋼筋最小凈距的3/4 。
3)鋼筋保護層墊塊厚度、位置和數量應準確。
7 缺棱掉角
指結構成構件邊角處混凝土局部掉落,不規則,棱角缺陷。其產生的原因是:
1)拆模過早,造成混凝土角隨模板拆除破損。
2)拆模操作過猛,邊角受外力或重物撞擊保護不好棱角被碰掉。
3)木模板未充分澆水濕潤或濕潤不夠,混凝土澆筑后模板吸水膨脹將邊角拉裂,拆模時棱角被粘掉。
4)模板殘渣未清理干凈,未涂隔離劑或涂刷不勻。
防治措施如下:
1)控制拆模強度,拆除側面非承重模板時,混凝土強度不應少于1.2Mpa。
2)拆模時應注意保護棱角,避免用力過猛。
3)木模板在澆筑前應濕潤,混凝土澆筑后認真養護。
4)模板上殘渣要清理干凈,不得粘有殘漿雜物。
我們在莊河至蓋州第四標段的箱梁預制工程施工中,梁板的外觀質量通病一直是我們預防控制的重點。由于我們在施工質量準備工作及施工工藝過程方面加大管理,梁板外觀質量缺陷比以往大大減少,梁板質量方面取得了非常優異的成績。
我們經過多年混凝土梁板預制的混凝土施工經驗總結和長時間的實踐探索,取得了一些有益的經驗和教訓。
下面就混凝土的外觀質量控制進行簡要分析:
梁板預制施工中常見的混凝土外觀質量問題有蜂窩、麻而、收縮裂縫、氣泡、跑模、錯臺、層印、缺棱掉角、露筋、“爛邊”、“爛根”、孔洞、“狗洞”等等。
1.蜂窩
蜂窩是指砼表面無水泥漿,骨料間有空隙存在形成數量或多或少的窟窿,大小如蜂窩形狀不規則。
1.1原因分析
模板漏漿,加上振搗過度,跑漿嚴重;砼坍落度偏小,加上激振力不足或漏振;砼澆注方法不當,沒有采用帶漿法下料和趕漿法振搗;混凝土攪拌與振搗不足使混凝土不均勻、不密實,造成局部砂漿過少。
1.2預防措施
澆注前必須檢查和嵌填模板拼縫,并澆水濕潤,澆筑過程中由專人檢查模板質量,并嚴格控制每次振搗時限;嚴格執行帶漿下料和趕漿法振搗,注意混凝土搗實的5點表現;砼拌制時間應足夠,分層厚度不得超過規范規定,防止振搗不到。
1.3修補方法
對于小蜂窩修補前用水濕透,將1:2或1:2.5的水泥砂漿用刮刀壓入,隨即刮平。大蜂窩先將蜂窩軟弱部分鑿去,用高壓水和鋼絲刷將結合面沖洗干凈,將1:2-1:3的水泥砂漿用抹子壓入蜂窩內、刮平,修補完成后用草簾進行保濕養生。
2.收縮裂縫
混凝土的收縮裂縫分干縮和自收縮兩種。干縮是混凝土中隨著多余的水分蒸發,濕度降低而產生體積減少的收縮,其收縮量占整個收縮量的很大部分,自收縮是水泥水化作用和引起體積減少,收縮量只有前者的1/10—1/5。
2.1原因分析
混凝土養護不當,灑水次數過少,表面損失水分過快造成內外收縮不均勻而引起表面砼開裂;過多振搗造成離析,表面水泥含量大,收縮量也增大。
2.2預防措施
澆注完砼12h后開始養護,養護齡期為7天,24h內每1h養護一次,24h后按每12h養護一次;振搗密實而不離析,對梁板頂面進行二次抹壓以減少收縮量。
2.3修補方法
對細微的裂縫可向裂縫內灌入純水泥漿嵌實再覆蓋養護,或將裂縫加以清洗,干燥后涂刷2遍環氧膠泥或加貼環氧玻璃布進行表面封閉,對于較深的或貫穿的裂縫,應用環氧樹脂灌漿后,表面再加刷環氧樹脂膠泥封閉。
3.氣泡
在混凝土應用技術規范中,當混凝土含氣量每增加1%時,28天抗壓強度下降5%。當混凝土表面出現較多氣泡時, 將會給混凝土的強度和耐久性帶來不利影響。
3.1原因分析
雖然精心施工沒有蜂窩發生,但是混凝土表面仍然常有氣泡存在,完全消除氣泡是比較難的。氣泡的數量與振動設備和振動方法有關,也與配合比、澆筑部位、以及其他因素有關。當振動器與振動方法應用不當或者還有其他不利條件時,模制混凝土表面就會生成大量氣泡。
3.2預防措施
為減少氣泡生成,應盡量采用表面光滑的模板,脫模劑不可太黏,以免滯留或黏住水和氣泡,每層砼不可鋪太厚,振動棒應按一排振動搗實,但振動棒不能接觸模板。當靠近模板不可避免時,可用橡皮包裹振動棒頭,振動時還可以用扁鏟在混凝土和模板之間插搗,上下抽動幫助氣泡逸出,或者振動時用槌輕輕敲擊模板,也可以用附著式振搗器,促使砂漿移向模板,有利于減少氣泡數量與尺寸,此外,混凝土含砂率不可太大,含砂率過多,氣泡很難上升逸出。
4.錯臺、跑模
4.1原因分析
模板拼縫經反復拆裝企口變形嚴重或支模時模板垂直度控制得不好,相鄰兩塊模板本身嵌縫;相鄰兩塊模板對拉螺桿松緊程度不一,模板激振后漲開程度不一;砼側壓力較大,拉桿滑絲,激振過程中出現螺母脫絲。
4.2預防措施
定期修整模板,確保模板底邊和拼縫處平整度滿足規范要求;設專人緊固模板,手勁一致保持對拉螺桿松緊一致。裝模時檢查欄桿工作情況,杜絕使用壞絲拉桿螺母和以變形拉桿,拉桿上雙螺母,螺母低下加墊墊片,防止激振器強烈時拉桿崩絲扣,出現跑模。
4.3修補方法
將錯臺高出部分,跑模部分用鐵釬鑿除,露出石子,新柱表面表構件略低,稍微凹陷成弧形,用水將新茬表面沖洗干凈,灑水使砼結合面充分濕潤,用1:2的干硬性水泥砂漿,自下而上用抹刀將砂漿壓入結合面反復搓動、抹平。
5.層印
5.1原因分析
①砼澆注順序控制得不好,澆注下層時上層砼等待時間過長,砼出現明顯的接茬痕跡;②分層澆注時砼振搗過度,造成石子下沉,水泥砂漿上浮,漿多的地方顏色發青,石子多的地方發白,形成對比;③模板上機油涂刷過多往下流,拆模后在構件表面呈現若續若斷的假“分層”。
5.2預防措施
①砼停歇后繼續澆注,雖未超出施T縫停歇時間,也應按施工縫的要求進行檢查,情況嚴重時嚴格按照施工規范的規定處理好施工縫;②精心組織振搗,注意砼振實的5點表現,振搗棒插入下層砼5cm-10cm,避免砼發生離析;③涂機油時以模板出現油光為準,采用質量品質較好的機油涂刷均勻。
5.3修補方法
當油脂引起的假分層現象,用砂紙打磨后即可出現砼本色,對其他原因造成的砼分層,當不影響結構使用時,一般不做處理,需處理時用黑白水泥調制的接近砼顏色的漿體粉刷或噴涂,當有軟夾層影響砼結構的整體性時按施工縫處理。
6.露筋
6.1原因分析
灌筑混凝土并振搗時,由于鋼筋綁扎不牢或鋼筋保護層安置不規范,如墊塊位移或墊塊太少或漏放;鋼筋籠位置偏移,致使混凝土表面至少一個面的鋼筋保護層厚度不夠,甚至完全沒有了保護層,致使鋼筋緊貼模板使拆模后外露;凝土漏振或振搗不實,導致嚴重蜂窩,鋼筋暴露在外;振搗棒撞擊鋼筋,使鋼筋位移,造成露筋。
6.2預防措施
梁板施工中鋼筋綁扎點要足夠并且牢固,墊塊綁扎數量、位置、質量要符合規范要求;鋼筋籠綁扎成型后檢查確保鋼筋籠位置準確;混凝土澆筑振搗時,嚴禁振搗棒碰觸鋼筋。
6.3修補方法
將外漏鋼筋上的混凝土和鐵銹清除干凈,然后用1:2的水泥砂漿抹平,如果露筋太深,應先將薄弱的混凝土剔除,先刷一層水泥漿,再用高一級的細石混凝土填補,抹平。
7.“爛邊”“爛根”
7.1原因分析
模板與臺座接縫處不封閉產生漏漿,梁板就會出現“爛邊” “爛根”。
7.2預防措施
臺座兩側均勻的帖上橡膠條或海綿條,使模板與臺座接縫緊密不漏漿,模板安裝前檢查確保橡膠海綿條沒有脫落,兩塊模板連接處也要貼上橡膠海綿條使其接縫緊密不漏漿。
8.孔洞、“狗洞”
8.1原因分析
混凝土和易性差,流動性差不能滿足澆筑施工要求;混凝土澆筑振搗時出現漏振點;卸料時一次性卸入過多混凝土導致混凝土搗時困難。
關鍵詞:鋼混結構; 裂縫; 施工; 防治措施;
中圖分類號: TV543 文獻標識碼: A 文章編號:
前言
隨著建筑技術的發展,建筑物的高度越來越高,結構設計要求也越來越高。在實際工程結構中,出現裂縫是―個普遍性的現象,也是長期令技術人員困擾的―個復雜的技術難題。雖然不可避免,但卻可以控制。只有在設計過程中針對各影響因素考慮全面、細致,嚴格遵守設計規范,才能從源頭上大大減少鋼筋混凝土樓板產生裂縫的可能。工程中常采用的裂縫治理方法有以下幾種,在此進行詳細的論述。
一、表面修補法分析
適用于對承載能力沒有影響的表面裂縫的處理,也適用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。表面涂抹水泥砂漿: 將裂縫附近的混凝土表面鑿毛, 或沿裂縫鑿成深 15~ 20 mm, 寬 150~ 200mm 的凹槽, 掃凈并灑水濕潤, 先刷水泥凈漿一層, 然后用 1 2 的水泥砂漿分 2~ 3 層涂抹, 總厚度控制在 10~ 20 mm, 并用鐵抹抹平壓光。有防水要求時應用 2 mm 厚水泥凈漿及 5 mm 厚 1 2 的水泥砂漿交替抹壓 4~ 5 層, 剛性防水層涂抹 3~ 4 h 后進行覆蓋, 灑水養護。在水泥砂漿中摻入占水泥重量 1% ~3% 的氯化鐵防水劑, 可起到促凝和提高防水性能的效果。為了使砂漿與混凝土表面結合良好, 抹光后的砂漿面應覆蓋塑料薄膜, 并用支撐模板頂緊加壓。表面涂抹環氧膠泥: 涂抹環氧膠泥前, 先將裂縫附近 80~ 100 mm 寬度范圍內的灰塵、浮渣用壓縮空氣吹凈, 或用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈, 油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍, 如表面潮濕, 應用噴燈烘烤干燥、預熱, 以保證環氧膠泥與混凝土粘結良好。若基層難以干燥, 則用環氧煤焦油膠泥涂抹。涂抹時,用毛刷或刮板均勻蘸取膠泥, 并涂刮在裂縫表面。采用環氧粘貼玻璃布: 玻璃布使用前應在堿水中煮沸 30~ 60 min, 然后用清水漂凈并晾干, 以除去油脂,保證粘結。一般貼 1~ 2 層玻璃布。第二層玻璃布的周邊應比下面一層寬 10~ 12 mm, 以便壓邊。表面涂刷油漆、瀝青: 涂刷前混凝土表面應干燥。表面鑿槽嵌補: 沿混凝土裂縫鑿一條深槽, 槽內嵌水泥砂漿或環氧膠泥、聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等, 表面作砂漿保護層。槽內混凝土面應修理平整并清洗干凈, 不平處用水泥砂漿填補, 保持槽內干燥, 否則應先導滲、烘干, 待槽內干燥后再行嵌補。環氧煤焦油膠泥可在潮濕情況下填補, 但不能有淌水現象。嵌補前先用素水泥漿或稀膠泥在基層刷一層, 然后用抹子或刮刀將砂漿或環氧膠泥、聚氯乙烯膠泥嵌入槽內壓實, 最后用 1 2 水泥砂漿抹平壓光。在側面或頂面嵌填時, 應使用封槽托板逐段嵌托并壓緊, 待凝固后再將托板去掉。
二、內部修補法分析
內部修補法是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中, 由于其凝結、硬化而起到補縫作用, 以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響, 或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料, 可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度> 0. 5 mm 的裂縫, 可采用水泥灌漿, 對寬度< 0. 5 mm 的裂縫, 或較大的溫度收縮裂縫, 宜采用化學灌漿。水泥灌漿: 一般用于大體積混凝土結構的修補, 主要施工程序是鉆孔、沖洗、止漿、堵漏、埋管、試水、灌漿。鉆孔采用風鉆或打眼機進行, 孔距 l~ 1. 5m。除淺孔采用騎縫孔外, - 般鉆孔軸線與裂縫呈30 ~ 45 斜角, 孔深應穿過裂縫面 0. 5 m 以上, 當有兩排或兩排以上的孔時, 宜交錯或呈梅花形布置, 但應注意防止沿裂縫鉆孔。沖洗在每條裂縫鉆孔完畢后進行, 其順序按豎向排列自上而下逐孔沖洗。止漿及堵漏待縫面沖洗干凈后, 在裂縫表面用 1 2 的水泥砂漿或用環氧膠泥涂抹。埋管( 一般用直徑 19~38 mm 的鋼管作灌漿管, 鋼管上部加工絲扣) 安裝前應在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊, 然后旋入孔中,孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其它材料塞緊, 并用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵, 防止冒漿或灌漿管從孔口脫出。試水是用 0. 098~ 0. 196 MPa 壓力水作滲水試驗, 采取灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法, 檢查裂縫和管路暢通情況, 然后關閉排氣孔, 檢查止漿堵漏效果, 并濕潤縫面以利于粘結。灌漿應采用 425 號以上的普通水泥, 細度要求經 6 400 孔/ cm2的標準篩過篩, 篩余量在 2% 以下, 可使用 2 1, 1 1, 0. 5 1等幾種水灰比的水泥凈漿或 1 0. 54 0. 3( 即水泥粉煤灰 水) 的水泥粉煤灰漿, 灌漿壓力一般為0. 294~ 0. 491 MP a。壓漿完畢時漿孔內應充滿灰漿, 并填入濕凈砂, 用棒搗實, 每條裂縫應按壓漿順序依次進行, 當出現大量滲漏情況時, 應立即停泵堵漏,然后繼續壓漿。化學灌漿: 化學灌漿能控制凝結時間, 有較高粘結強度和一定的彈性, 恢復結構整體性效果較好,適用于各種情況下的裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。常用的灌漿材料有環氧樹脂漿液( 能修補縫寬 0. 2mm 以下的干燥裂縫) 、甲凝( 能灌 0. 03~ 0. 1 mm的干燥細微裂縫) 、丙凝( 用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補, 能灌 0. 1 mm 以下的細裂縫) 等。環氧樹脂漿液具有粘結強度高、施工操作方便、成本低等優點, 應用最廣。灌漿操作主要工序是表面處理( 布置灌漿嘴和試氣) 、灌漿、封孔, 一般采取騎縫直接用灌漿嘴施灌, 不用另外鉆孔。配制環氧漿液時, 應根據氣溫控制材料溫度和漿液的初凝時間( 1 h 左右) 。灌漿時,操作人員要戴上防毒口罩, 以防中毒。
三、結構加固法分析
鋼筋混凝土結構的加固, 應在結構評定的基礎上進行, 加固的目的有結構強度加固、穩定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯系又有區別, 最常遇到的是結構強度加固( 即結構補強) 。結構加固可分為不改變結構受力圖形和改變結構受力圖形的兩種方法, 亦可分為非預應力加固和預應力加固兩類。對結構或構件存在的強度( 拉、壓、彎、剪、扭、疲勞) 、剛度( 撓曲) 、裂縫( 由受力、溫度、沉降、安裝引起的) 、穩定( 由傾斜、偏歪、長細比過小、支撐不妥引起的) 、沉降( 由不均勻荷重或不均勻地基、淤泥層、大孔土地基、回填土等引起的) 、使用( 凈空尺寸不夠、吊車卡軌、振動、鋼筋銹蝕、結構腐蝕) 等方面的問題, 要區分局部性還是全局性的, 關鍵部位還是次要部位的, 在分析了問題產生的主要原因后, 分別根據處理的原則和界限, 視工程具體情況和條件取適當加固方法。
四、結語
目前混凝土仍然是世界上使用量最大、應用最廣泛的建筑材料,雖然混凝土材料的使用已經有如此長的時間,但在建筑工程混凝土質量中仍然存在許多的問題。因此對于這一問題應盡量在各方面給予重視,以避免裂縫的出現或把裂縫控制在許可的范圍之內。
【關鍵詞】隧道二次襯砌,外觀缺陷,處理
中圖分類號: U45 文獻標識碼: A
一、常見外觀缺陷的成因分析
(1)麻面:①配合比計量不準,砂石級配不好;②模板清理不凈,或拆模過早,模板粘連;③脫模劑涂刷不勻或漏刷;④澆注時間過長,模板上掛灰過多不及時清理,造成面層不密實;⑤振搗時間不充分,氣泡未排除。
(2)蜂窩:①配合比計量不準,砂石級配不好;②攪拌不勻;③模板漏漿;④振搗不夠或漏振;⑤一次澆搗混土太厚,分層不清,混凝土交接不清,振搗質量無法掌握;⑥自由傾落高度超過規定,混凝土離析、石子趕堆;⑦振搗器損壞,或間時斷電造成漏振;⑧振搗時間不充分,氣泡未排除。
(3)空洞:①同蜂窩原因;②鋼筋太密,混凝土骨料太粗,不易下砼,不易振搗;
(4)爛根:①模板根部縫隙堵塞不嚴漏漿;②澆注前未下同混凝土配合比成份相同的無石子砂漿;③混凝土和易性差,水灰比過大石子沉底;④澆注高度過高,混凝土集中下料,混凝土離析或石子趕堆;⑤振搗不實;⑥模內清理不凈、濕潤不好。
(5)錯臺:①放線誤差過大;②模板位移變形,支模時無須直找正措施;③上板模板傾斜或漲模,下板模板糾正復位形成錯臺。
(6)砼表面氣孔:①混凝土拌合料含砂過多、水灰比偏大;②振搗不足、單層澆注混凝土厚度過大、砼的塌落度過大,氣體沒能充分引排。
(7)砼表面砂帶:①接縫不嚴密;②混凝土坍落度偏大水分過多、振搗過強、澆筑速度快。
(8)砼表面色差:①原材料變化及配料偏差;②攪拌時間不足、澆注過程中混凝土離析;③脫模劑涂刷不均勻及澆注間隔時間長。
(9)裂縫:①養護不當,水分過度蒸發而產生的表面裂縫;②混凝土自收縮裂縫,未留置適當的施工縫、后澆帶;③應力裂縫:設計上應力過于集中或鋼筋(溫度筋、分布筋)分布不合理而使混凝土產生裂縫,裂縫深而寬、可出現貫通性;④沉縮裂縫:地基下沉使混凝土沉降而產生的裂縫;⑤冷縫裂縫:混凝土澆筑不連續,接茬部位出現冷縫,極易產生裂縫。
二、外觀缺陷的修補措施
(1)材料選擇
為保證修補的漿體材料能夠與結構本體牢固結合、顏色相近,特選用普通水泥、白水泥及膠結劑三種材料。水泥選用于砼同品牌、標號水泥,白水泥選用普通硅酸鹽水泥(標號不低于42.5級),膠結劑采用西卡結構膠。
(2)配合比
①水泥漿:為保證修補材料的強度、粘結力及固化后的外觀顏色,必須進行配合比試驗。根據以往類似處理經驗,可選擇普通水泥:白水泥:結構膠=1:1:0.5或1:1.5:0.5或1:2.5:0.5或1:3.5:0.5。膠結劑可以根據需要適當調整,現場選用配合比根據混凝土顏色相近的由現場試驗選定。
②預縮水泥砂漿:
對于蜂窩、空洞、露筋等缺陷需要采用預縮水泥砂漿,水泥采用P042.5R硅酸鹽水泥; 砂采用河砂和人工砂,細度模數1.8-2.0;水質應符合拌制混凝土要求; 抗壓強度≥45MPa;抗拉強度:≥2.0 MPa;粘結強度:≥1.5 MPa。
預縮砂漿初擬水灰比為0.3-0.4,水泥和中砂重量比為1:2,采用預縮砂漿形成永久表面時,采用白水泥與混凝土同類水泥混合料作為膠凝材料,使拌制的預縮砂漿顏色與混凝土一致。制備預縮砂漿,以手握成團,且手上有濕痕而無水膜為宜。拌制好的砂漿應遮蓋存放0.5-1.0h后使用,并要求在4h內用完。
(3)處理方法
①氣孔修補。a)基層處理。將氣孔內灰塵用塑料刷刷凈,并用清水沖洗干凈后修補。b)填孔。大孔用灰刀調配好的漿體填滿孔槽,小孔采用海綿塊涂上調配好的漿體在小孔范圍涂刷,使漿液填滿小的孔隙,孔內一定填塞密實,對于氣孔周邊多于的漿液用刮刀將氣孔周邊污染的表面刮掉,自然干燥硬化。c)打磨。氣孔填滿后等風干后,采用棉紗順模板方向打磨填孔部位,直至表面平順自然。
②蜂窩。a)基層處理。在蜂窩四周橫平豎直的劃線,用手動切割機沿線將表層切開,深度0.5mm左右,鑿除蜂窩面積內松散的石子及表面光滑的部位,露出堅固的砼面,并用鋼絲刷將鑿除后的表面徹底拉毛一遍,主要是清除松散的砂粒、碎屑。再用清水沖洗干凈,待其表面干躁后進行處理。b)修補。用灰刀將已拌制好的水泥漿(較大面積采用預縮砂漿)擠壓到碎石間的低凹處,整個缺陷面積的低凹處修補大致平整后,在其表面(劃線范圍內)采用調配好的漿體壓實整平,整平后的漿體表面比原表面略高,使其外露部分略突出砼面,保證打磨達到要求后的表面與原表面相平。修補72小時后,用打磨機將突出部分打磨平整,并用砂紙進行細部打磨使表面光滑平整,用手摸無明顯的凸凹。
③麻面及砂帶。a)基層處理。用鋼絲刷將缺陷表面松散的砂、水泥漿刷除干凈,并用清水沖洗,待其表面徹底干躁后進行處理。b)修補。用刮刀將已拌制好的水泥漿在缺陷表面反復刮壓,修補平整后自然風干,用砂紙進行細部打磨使表面光滑平整,用手摸無明顯的凸凹。
④色差。對于修補面積較大且表面顏色差別較大時,為統一外觀,將整版砼表面進行統一涂裝,涂裝材料選擇滲透性水泥結晶材料(水泥基)及108膠。涂裝前必須對原表面用砂輪機或砂紙全面打磨,破壞其表面光潔層,并用清水清洗。干燥后涂刮水泥基,整版必須一次涂刮完成。自然干燥后,用砂紙進行整個表面的細部打磨使表面光滑平整,用手摸無明顯的凸凹。
④露筋。拆模后發現部位較淺的露筋缺陷,須盡快進行修補。先用鋼絲刷洗刷基層,充分濕潤后用拌制好的預縮水泥砂漿抹灰,抹灰厚度在1.5~2.5cm之間,并注意結構表面的平整度,采用細砂紙及棉紗磨平。如果是嚴重峰窩、孔洞等原因形成的露筋,制定專項方案上報批復后按方案實施。
⑤錯臺。錯臺修補時先采用鑿子將突出部位沿模板方向畫線鑿除,在用水磨石機或手砂輪打磨平整,用水將面清洗干凈,涂刷拌制好的水泥漿,帶風干后采用砂紙打磨平整。
⑥空洞。在二襯混凝土澆筑中空洞已產生在拱頂部位,對有空洞部位采用回填注漿的方式壓注密實。
⑦裂縫。產生裂縫時不得擅自處理,需請第三方檢測單位對裂縫進行鑒定,判斷是屬于哪種情況的裂縫,對結構安全是否有影響,對于普通的裂縫采取以下措施:a)細小裂縫:寬度小于0.5mm的細小裂縫,可用注射器將環氧樹脂溶液粘結劑或早凝溶液粘結劑注入裂縫內。注射前須用噴燈或電吹風將裂縫內吹干,注射時,從裂縫的下端開始,針頭應插入縫內深入,緩慢注入。使縫內空氣向上逸出,粘結劑在縫內向上填充。b)淺裂縫:深度小于10mm的淺裂縫,順裂縫走向用小鑿刀將裂縫外部擴鑿成“V”形,寬約5~6mm,深度等于原裂縫,然后用毛刷將“V”槽內顆粒及粉塵清除,用噴燈或電吹風吹干,然后用漆工刮刀或抹灰工小抹刀將環氧樹脂膠樹脂膠泥壓填在“V”槽上,反復搓動,務使緊密粘結,縫面按需要做成與構件面齊平或稍微突出成弧形。對于結構安全有影響的裂縫要制定專項處理方案,報批后按方案實施。
三、混凝土澆筑振搗控制
關鍵詞:混凝土缺陷處理
1.前言
南水北調工程是我們國家的重點工程,承擔著為華北及京津供水的重任,工程質量則是重中之重。其中湯陰段II標,標段長度6km,標段內共有各種建筑物9座。 渠道過水斷面為梯形斷面。起點渠底高程為87.879m,終點渠底高程為87.553m,渠道縱坡為1/28000, 設計底寬為13~18.5m。全渠段采用混凝土襯砌,渠坡厚度10cm,渠底厚度8cm。
2. 混凝土缺陷修補材料
2.1干硬性預縮砂漿
干硬性預縮砂漿是指水泥砂漿拌好后,碼堆存放預縮0.5~1h,使其體積預先收縮一部分,以減少修補后的體積收縮和與基材脫開。因水灰比小,強度較高(用P.O42.5普通硅酸鹽水泥拌制的預縮水泥砂漿,其強度可達到50MPa以上),稠度較小,有利于在無模條件下進行施工和減少修補裂縫的發生;其適宜于填塞氣泡、麻面、蜂窩以及對混凝土表面鋼筋露頭、對銷螺栓預留孔的處理。
預縮砂漿原材料性能控制指標:水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥,必須新鮮、無結塊;砂采用河砂,,并經1.6mm(或2.5mm)孔經篩,細度模數1.8~2.0mm;預縮砂漿的配合比為水:水泥:砂=(0.28~0.32):1:(2.0~2.5),夏季施工宜適量摻加緩凝劑,以增加和易性,方便施工,同時遮蓋防曬,以免過早凝結;預縮砂漿力學控制指標:抗壓強度≥40 MPa,過流面≥450MPa;抗拉強度≥2.00MPa;與混凝土粘結強度≥1.50MPa。
拌制出預縮砂漿應以手握成團,手上濕痕而無水膜為宜,拌制好的砂漿應用塑料布遮蓋存放0.5~1h后使用,使其體積預縮一部分以減少修補后的體積收縮和基材脫開,并控制夏天2h,冬天4h內使用完畢。
填補前,先對基面鑿毛、清污、沖洗、濕潤,使其處于飽和面干狀態。接著,刷一道水灰比為0.4~0.45的濃水泥漿作粘結劑,再分層填補預縮砂漿,每層厚4~5cm,用木棒或木錘搗實。直至泛漿。各修補層間,用竹刷或鋼刷刷毛,以利結合。對修補厚度大于8cm的,除表層4cm外,內部應填補預縮砂漿混凝土,即砂漿中加入直徑0.5~2.0cm的小石。修補完成后8h內用濕麻袋覆蓋保溫、保濕。
2.2 干硬性細石混凝土
細石混凝土是采用直徑在5~20 mm的小石作為骨料,細度模數2.4~2.6的砂P.O42.5普通硅酸鹽水泥按照一定的比例拌制的混凝土,混凝土的坍落度小于1 cm。其適宜于進行孔洞和局部漏筋部位的處理。
但對于孔洞和露筋區域修補量大的部位,宜采取立模現澆混凝土和補充灌漿回填的方式進行處理。
3. 混凝土修補工藝
3.1氣孔
(1)修補步驟
高壓水清潔表面保濕24h用麻布擦抹法填補濕養護72h。
(2)修補方法
麻布擦抹法: 首先表面要充分濕潤。用干凈的麻布或橡膠海綿抹子在整個表面上擦抹砂漿,以填滿所有的氣孔和凹坑;所用的砂漿配比為1份水泥和2份砂,砂的最大尺寸小于600μm,砂漿用水量要足以使其稠度成為濃乳漿。開始擦抹前24小時,應采取遮蔽或噴霧的方法,保持待補表面局部周圍環境溫度不超過10℃。
當凹坑內的砂漿還具有塑性時,在表面上撒一層水泥和砂的干拌物后再打磨。
3.2表面凹痕及麻面
(1)修補步驟
缺陷區打毛、鋼絲刷清理高壓水清潔填補預縮砂漿濕養護72h。
(2)修補方法
對于混凝土表面的凹痕和麻面,施工步驟為:首先用鑿子或鑿石錘對現存的面打毛,并用鋼刷清理。然后采用高壓水沖洗后,再使用潔凈的麻布或海綿對修補區不斷擦拭,使其周圍至少150mm范圍內保持濕潤直至混凝土浸透,做到混凝土飽和面干。使用批灰刀逐一把預縮砂漿用力抹上擠壓入摳除部位,表面用鐵抹子反復8~10次壓平。濕麻袋覆蓋,2小時以后灑水養護28天。
對于超標準的氣泡,先鑿成深度不小于20mm的坑,再以預縮砂漿填補。
3.3蜂窩
(1)修補步驟
鋸割邊線鑿至堅硬的混凝土高壓水清潔預浸待表面干燥濃水泥漿涂抹表面回填干硬性預縮砂漿刮平表面并濕養護。
(2)修補方法
混凝土表面出現蜂窩現象時,應先在其四周用金剛鋸鋸出邊線,然后用鈍頭工具鑿除蜂窩部位的松散混凝土,直至露出密實的混凝土,避免使用尖銳鑿除工具,因為它會產生微裂紋。鋸割區域應盡量為方形或長方形,這有助于置換材料的體積穩定性,減少修補脫落的可能性。再用高壓水和壓縮空氣反復沖洗,直至混凝土飽和面干,采用水灰比為0.4~0.45的濃水泥漿涂抹表面,以利于修補材料與混凝土的結合,用木錘將高強度干硬性預縮砂漿分層回填到與原混凝土表面齊平后,木錘反復敲擊砂漿至表面泛漿,各層修補間,用鋼絲刷刷毛,以利結合,填平后進行收漿抹面。收漿抹面時,應與周邊成型砼平順連接,用力擠壓使其與周邊混凝土接縫嚴密。
在修補材料初凝之后將多余的砂漿刮去,鐵抹子從中間向四周分至少八遍將表面收平,并處理好修補面與老混凝土的結合縫。濕麻袋覆蓋2~4小時后開始灑水養護28天。
3.4混凝土錯臺、掛漿
對形成錯臺的部位,首先將突出的混凝土鑿除,預留約5mm厚度,然后對預留的部位用角向磨光機的碗式磨片進行打磨處理。
磨除后的坡度控制:平行水流方向1/10,垂直水流方向1/5,磨除后的混凝土表面確保與成型混凝土平順連接。對于掛漿部位的混凝土采用角向磨光機表面輕微進行打磨,將漿皮磨除。處理原則是:“多磨少補、寧磨不鑿”,盡量不損壞建筑物表面混凝土的完整性,以確保工程質量。
3.5孔洞、露筋
混凝土表面的孔洞、露筋部位,要先使用風鎬鑿除表面孔洞和不密實部位,直到全部漏出堅硬、密實的混凝土為止,鑿坑邊緣應鑿成1:1的陡坡,并成方形或圓形,嚴禁形成鍋底或反坡形狀,有銳角的部位應鑿除。鑿挖時應避免造成周邊混凝土表面脫皮,鑿挖的深度視缺陷架空的深度而定,原則上不小于20mm,鑿挖時如鋼筋出露,鑿至鋼筋底面以下不小于100mm。如果修補回填區深度超過100mm,在這種情況下,孔洞的上部從洞底到表面應鑿成1:3坡度的倒斜面。
但對于修補量較大區域的狗洞和露筋部位修補,宜采取立模現澆混凝土和補充灌漿回填的方式進行處理。立模時所使用的前臉擋板頂部應開成漏斗形的孔,而且擋板的頂部要比上口高,這樣在回填時就形成一種壓力以保證新修補混凝土與空洞的修補面緊密結合,這樣也利于使用振搗器振搗回填。
現場人工拌制,拌制現場打掃干凈,拌制場地鋪一層鐵皮,每次拌和量視修補量而定,最大一次拌和量不超過0.1m3。嚴格按配比要求進行各種材料的稱量。應充分拌和均勻,在滿足施工要求的前提下盡量減少用水量。以能手捏成團,手上有濕痕而無水膜為準,拌和均勻后,歸堆存放預縮30分鐘左右再使用。
基面鑿挖的形狀、深度、范圍經質檢人員或監理驗收符合要求后,用鉆子和鋼刷清除基面松動顆粒,用清水反復沖洗干凈,用棉紗沾干積水,基面應濕潤但無明水。
細石混凝土修補前,先在基面上涂刷一道水灰比為0.4~0.45的濃水泥漿作粘結劑,然后分層填補混凝土,并予以搗實(用木棒或木錘),直至泛漿。各層修補間,用鋼絲刷刷毛,以利結合,填平后進行收漿抹面。收漿抹面時,應與周邊成型混凝土平順連接,用力擠壓使其與周邊混凝土接縫嚴密。
混凝土修補完8~12小時后,用草袋覆蓋養護,經常保持濕潤,由專職人員負責養護,使之處于潮濕狀態不少于14天。
混凝土修補養護7天后,用小錘敲擊表面,聲音清脆者合格,聲音發啞者應鑿除重補。
3.6對銷螺栓預留孔、鋼筋露頭
(1)修補步驟
模板對銷螺栓預留孔: 取出鋼錐套打磨錐孔內混凝土表面除掉表面周圍的薄弱區高壓水清洗保濕24h預縮砂漿回填刮平表面并濕養護。
模板拉筋頭處理方法:用空心鉆鉆孔造出孔內混凝土切割拉筋頭打磨錐孔內混凝土表面除掉表面周圍的薄弱區高壓水清洗保濕24h預縮砂漿回填刮平表面并濕養護。
(2)修補方法:對混凝土表面的對銷螺栓預留孔,先使用鐵釬將孔內鑿毛;對于鋼筋露頭部位,先使用鉆機以鋼筋露頭為中心鉆出深度為5cm,直徑為75~90cm的鉆孔,用風鎬或鐵釬鑿除孔內混凝土,割除鋼筋頭。風、水輪流沖洗、濕潤孔洞,使孔洞周圍混凝土飽和面干,1:4水泥漿涂抹孔壁和孔底。將預縮砂漿分層填塞、搗實,直至表面泛漿,用鐵抹子將表面分八次以上收平。水平面和斜面拉桿預留孔和鋼筋露頭處理后,濕麻袋覆蓋2~4小時后灑水養護28天;立面拉桿預留孔和鋼筋露頭,待修補材料表面變硬后,涂刷養護劑3遍養護。
5 結語
通過總結南水北調中線湯陰段渠道混凝土缺陷的分析及工藝處理,不僅使我們進一步掌握渠道混凝土施工問題的正確處理方法,而且也使我們更清楚的認識渠道混凝土施工中可能出現的問題,從而對今后渠道混凝土施工質量的事前控制提供借鑒,使渠道混凝土工程的施工質量少出問題而更趨于穩定。