施工中混凝土常见裂缝的预防及处理毕业论文.doc

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1、北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业题 目:施工中混凝土常见裂缝的预防及处理 学习中心: 大同学习中心 专 业: 建筑工程技术 年 级: 2014级 姓 名: 张志永 学 号: 1410833892 指导教师: 杨虎 2016年 6月1日 北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业任务书 大同 学习中心 建筑工程技术 专业 2014年级 张志永 同学(学号1410833892 ): 经研究决定,你的毕业作业题目为: 施工中混凝土常见裂缝的预防及处理 指导教师为: 杨虎 请你于2016年5 月15日-2016年7月1日期间完成。指导教师:(签字) 杨虎 2016年 5月14日学 生:(签字) 王某

2、 2016年 5月14日北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业指导教师评语学习中心 大同 专业 建筑工程技术 年级 2014级 学 号1410833892 学生 张志永 : 毕业作业题目 施工中混凝土常见裂缝的预防及处理 指导教师评分参考标准序号项 目满分1选题合适202观点明确、正确303材料丰富、翔实254逻辑严密、结构严谨155语言文字流畅、优美10合 计100评分:85评语:文章篇幅完全符合学院规定,内容较为完整,层次结构安排科学,主要观点突出,逻辑关系清楚,但缺乏个人见解 指导教师(签字):杨虎 2016年 5月14日北京科技大学远程与成人教育学院毕业作业施工中混凝土常见裂缝的预防及

3、处理摘要: 建筑工程中,混凝土结构的裂缝较为普遍,裂缝的类型也很多,但按成因基本可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。在建筑工程建设中,混凝土工程量占有很大的比重,混凝土施工中出现裂缝的问题经常遇到,这也是带有普遍性的问题。如何进一步提高工程结构设计和施工水平,减少和控制结构裂缝的产生,对于保证工程质量,具有重要意义。关键词: 混凝土 裂缝 预防 处理目 录摘 要.1目 录2引 言4第1章 混凝土施工中常见裂缝及预防.41.1干缩裂缝及预防.51.2塑性收缩裂缝及预防.61.3沉陷裂缝及预防71.4温度裂缝及预防81.5化学反应引起的裂缝及预防9第2章 裂缝处理.102.1 表面修补法.102

4、.2灌浆、嵌缝封堵法.102.2.1低压力注浆法.112.2.2涂膜封闭法122.2.3开槽填补法122.3结构加固法.132.3.1加大截面加固法142.3.2有粘结外包型钢加固法152.3.3无粘结外包型钢加固法152.3.4粘结钢板加固法162.3.5粘结纤维增强塑料加固法.162.3.6预应力加固法.162.3.7增设支点加固法.172.3.8混凝土结构裂缝修补另外常见法.182.4混凝土置换法.192.5电化学防护法.202.6仿生自愈合法.21结论.22参考文献:.23致谢词 .24引 言混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身

5、变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人混凝土裂缝产生的原因很多,有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段,其原因复杂多变,为了分析其成因,试作如下大致分类:从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。微观裂缝

6、是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下,但是要比肉眼可见的即宏观裂缝多得多。这种砼本身固有的微观裂缝,在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察,一定压力的水可以从砼内部的裂缝中渗透出来。在实际工程中要区别对待,根据实际情况解决问题。第1章混凝土施工中常见裂缝及预防1.1干缩裂缝及预防干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分

7、蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.050.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。这种裂缝一般出现在混凝土较

8、薄的结构;如现浇楼板混凝土、道路混凝土、地坪等混凝土,在结构断面300mm、混凝土坍落度100mm时,最容易发生此种裂缝。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部结束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度较低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05-0.2mm之间,大体积混凝土中平面部位多见,较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,在水压力的作用

9、下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。主要预防措施:一是选用收缩量较小的水泥,一般采用中低热水泥和粉媒灰水泥,降低水泥的用量;二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大,水灰比越大,干缩越大,因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用,同时参和合适的减水剂;三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比,混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量;四是加强混凝土的早期养护,并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间,并涂刷养护剂养护;五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。六是在混

10、凝土还没达到初凝之前,对其表面用木抹子进行再次拍压抹平,并立即在表面覆盖养护,即可消除该种裂缝的再发生。这种裂缝在实际的施工过程中会经常遇到,但只要引起注意,象混凝土早期出现初凝前的裂缝完全可以避免。1.2塑性收缩裂缝及预防塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3米,宽1-5mm。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使

11、混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对温度等等。主要预防措施:一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;二是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥的用量;三是浇注混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透;四是及时覆盖塑料薄膜或潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护;五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。1.3沉陷裂缝及预防沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或是填土不实或

12、浸水而造成不均匀沉降所致;或是因为模板钢度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深井或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30-45角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。主要预防措施:一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固;二是保证模板有足够的强度和刚度,且支撑牢固,并使地基受力均匀;三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡;四是模板拆除的时间不能太

13、早,且要注意拆模的先后次序;五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。1.4温度裂缝及预防温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的体积较大,大量的水化热积聚在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25-26时,混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中

14、后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土表面的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,降低混凝土的抗冻融、

15、抗疲劳及抗渗能力等。主要防止措施:一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下;三是降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6以下;四是改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;五是改善混凝土的搅拌加工工艺,在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺,降低混凝土的浇注温度;六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土中拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间;七是高温季节浇注时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇注混凝土的温度;八是大体积

16、混凝土的温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,因此要合理安排施工工序,分层、分块浇注,以利于散热,减小约束;九是在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差;十是加强混凝土温度的监控,及时采取冷却、保护措施;十一是预留温度收缩缝;十二是减少约束,浇注混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷;十三是加强混凝土养护,混凝土浇注后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击;十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土

17、的温度裂缝控制在一定的范围之内。1.5化学反应引起的裂缝及预防碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施:一是选用碱活性小的砂石骨料;二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。另外,由于混凝土浇注、振捣不良或者是钢筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀

18、裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。第2章裂缝处理裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的炭化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施。主要有以下方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置挽法,电化学防护法以及仿生自愈合法,其中灌浆嵌缝封堵法又可分为低压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法三种。.表面修补法表面修补法是一种简单、常见的修补法,它主要适用于稳定和对结构承载力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧

19、胶泥,或在混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,使得混凝土结构内外出现较大的温差,这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的

20、拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚,水泥用量越大,水化热越高的水泥,其内部温度越高,形成温度应力越大

21、,产生裂缝的可能性越大。 对于大体积混凝土,其形成的温度应力与其结构尺寸相关,在一定尺寸范围内,混凝土结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大,这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。 .灌浆、嵌逢封堵法灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌

22、填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。2.2.1 低压力注浆法低压注浆法适用于宽度为0.2-0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理粘贴注浆咀和封闭裂缝试漏配制注浆液压力注浆二次注浆清理表面。当裂缝数量较多时,先要在预计要贴的裂缝位置贴上医用白胶布,再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷。使裂缝封闭,大约10分钟后,揭去胶布条,露出小缝,粘贴注浆咀用键包严。固化后周边可能有裂口,必须反复用浆补上,以避免注浆时漏浆。注浆操作一般在粘咀的第二天进行,若气温高的话半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注

23、浆液,插入注浆咀,用手推动补缝器活塞,使浆液通过注浆咀压入裂缝,当相邻的咀中流出浆液时,就可以拔出补缝器,堵上铝铆钉。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆咀再次补浆。2.2.2 涂膜封闭法涂膜封闭法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补,也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理,以及防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。涂膜(布)防水所使用的材料为HK96系列增厚型环氧涂料,它们的用途性能分别为:961用于干燥的混凝土表面;962用于潮湿的混凝土表面;963用于水下混凝土或结构物表面;964为弹性涂料。工序为:清扫刮腻子涂

24、刷底层涂料涂刷主层涂料涂罩面层。混凝土表面裂缝、气孔和缺陷先用腻子(混凝土修补胶:粉料=1:1.8-2.0)填充补平,待干后用砂布磨平,再进行底层涂刷(混凝土修补胶:粉料=1:0.7-0.8),涂料在使用前要通过铁窗纱过滤,除去杂质和团块。主层涂料要涂刷三遍,每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂,且两次涂刷方向最好是相互垂直。2.2.3开槽填补法开槽填补法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝,如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为:开槽涂刷界面处理浆压抹聚合物砂浆养护。先用凿子和扁铲沿裂缝开槽,槽深和宽约3-5cm,呈U型,用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,在界面处理浆尚未硬化之前,将拌制

25、好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中,压实抹平。在养护时不需要浇水,在湿空气中即可,养护期间不得淋雨、日晒或风吹,最好覆盖一层塑料薄膜。这三种方法可以单独使用,也可以同时使用。例如桥梁裂缝的修补可先注浆,再涂膜封闭;而对于路面、墩台的粗大裂缝则采用开槽填补发为宜;为了防止钢筋锈蚀,混凝土受到有害离子的腐蚀,则可以采用涂膜防水处理。.结构加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、粘贴钢板加固、采用预应力法加固以及增设支点加固等。 适用于对承载能力没有影响的表面裂缝的处理,也适用于大

26、面积细裂缝防渗、防漏的处理。1)表面涂抹水泥砂浆:将裂缝附近的混凝土表面凿毛,或沿裂缝凿成深1520mm,宽150200mm的凹槽,扫净并洒水湿润,先刷水泥净浆一层,然后用1:2的水泥砂浆分23层涂抹,总厚度控制在1020mm左右,并用铁抹抹平压光。有防水要求时应用2mm厚水泥净浆及5mm厚1:2的水泥砂浆交替抹压45层,刚性防水层涂抹34小时后进行覆盖,洒水养护。在水泥砂浆中掺入占水泥重量13%的氯化铁防水剂,可起到促凝和提高防水性能的效果。为了使砂浆与混凝土表面结合良好,抹光后的砂浆面应覆盖塑料薄膜,并用支撑模板顶紧加压。2)表面涂抹环氧胶泥:涂抹环氧胶泥前,先将裂缝附近80100mm宽度

27、范围内的灰尘、浮渣用压缩空气吹净,或用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净,油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍,如表面潮湿,应用喷灯烘烤干燥、预热,以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好。若基层难以干燥,则用环氧煤焦油胶泥涂抹。涂抹时,用毛刷或刮板均匀蘸取胶泥,并涂刮在裂缝表面。3)采用环氧粘贴玻璃布:玻璃布使用前应在碱水中煮沸3060分钟,然后用清水漂净并晾干,以除去油脂,保证粘结。一般贴12层玻璃布。第二层玻璃布的周边应比下面一层宽1012mm,以便压边。4)表面涂刷油漆、沥青:涂刷前混凝土表面应干燥。5)表面凿槽嵌补:沿混凝土裂缝凿一条深槽,槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等,表面作砂浆保

28、护层。槽内混凝土面应修理平整并清洗干净,不平处用水泥砂浆填补,保持槽内干燥,否则应先导渗、烘干,待槽内干燥后再行嵌补。环氧煤焦油胶泥可在潮湿情况下填补,但不能有淌水现象。嵌补前先用素水泥浆或稀胶泥在基层刷一层,然后用抹子或刮刀将砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥嵌入槽内压实,最后用1:2水泥砂浆抹平压光。在侧面或顶面嵌填时,应使用封槽托板逐段嵌托并压紧,待凝固后再将托板去掉。 2.3.1 加大截面加固法 加大截面法,顾名思义,是采用钢筋混凝土来增大原混凝土结构截面面积,达到提高结构的承载力的目的。在我国加大截面法是一种传统的加固方法,优点是工艺简单,适用面广,可广泛用于一般梁 、板、柱、墙等混凝土结

29、构的加固;同时,应用此技术托梁抽柱对结构受力体系改造、扩大跨度、优化已建房屋的使用功能,更是目前房屋改造的一个热点,介绍托梁抽魔王法在理论分析和实际应用的情况.加大截面加固法加大截面加固法是采用同种材料,即砼和普通钢筋,对原结构进行加固补强,通过加大砼和钢筋截面的面积和一些构造措施,保证后加固部分与原构件可靠连接,共同工作,达到提高截面承载力和刚度的目的。这是一种非常有效的加固方法,可用来提高构件正截面抗弯抗压承载力和斜截面抗剪承载力以及截面的刚度也可以用来修补开裂截面。该法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验,可广泛的用于钢筋砼结构梁、板、柱、墙等构件和一般构筑物的加固,但现场

30、施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。 另外加大截面加固法的最大问题就是使新旧部分混凝土整体工作,共同受力问题,而新、老混凝土的结合面是加固结构受力时的薄弱环节。因此,从设计构造上配置足够的贯穿于结合面的剪切摩擦筋或锚固件将两部分连接起来,是确保结合面能有效传力,并使新旧两部分混凝土整体工作的关键。2.3.2 有粘结外包型钢加固法 该法也称湿式外包钢加固法,受力可性、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于60以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。2.3.3 无粘

31、结外包型钢加固法 该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可性;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。 2.3.4 粘贴钢板加固法 该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。 2.3.5 粘贴纤维增强塑料加固法 除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低

32、等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力*质的混凝土结构构件和一般构筑物。2.3.6 预应力加固法 预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构构件或整体进行加固的方法,特点是通过预应力手段强迫后加部分拉杆或撑杆受力,改变原结构内力分布并降低原结构应力水平,致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,因此,后加部分与原结构能较好地共同工作,结构的总体承载能力可显著提高。预应力加固法具有加固、卸荷、改变结构内力的三重效果,适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下,不能用于温度在60以上环境中,也不宜用于混凝土收缩徐变大的

33、结构。预应力法加固按加固对象的不同,分为预应力拉杆加固及预应力撑杆加固。预应力拉杆加固主要用于一般梁板结构、框架结构、桁架结构、网架结构及大偏心受压结构;预应力撑杆加固主要用于轴心受压及小偏心受压框架柱。预应力拉杆加固根据加固目的及被加固结构受力要求的不同又分为水平式(或直线式)、下撑式(或折线式)及混合式等种拉杆布置方式。对于梁,水平式拉杆适用于正截面受弯承载能力不足的加固,下撑式拉杆适用于斜载面受剪承载力及正载面受弯承载力不足以及连续梁的加固,混合式拉杆适用于正截面受弯承载力严重不足而斜截面受剪承载力略为不足的加固。对于桁架,水平式拉杆主要用于下弦杆受拉承载力不足的加固、下撑式拉杆适用于跨

34、中下弦杆及端腹杆受拉承载力不足的加固,混合式拉杆适合于下弦承载力较端腹杆承载力更严重不足的加固。对于框架、刚架、连续梁等,主要采用与结构弯矩图相应的连续折线式拉杆加固方案。预应力撑杆加固按被加固柱受力要求的不同又分为双侧撑杆加固及单侧撑杆加固。双侧撑杆适用于轴心受压及小偏心受压柱加固,单侧撑杆适用于受压筋配筋量不足或混凝土强度过低的弯矩不变号的大偏心柱的加固。 2.3.7增设支点加固法增设支点加固法是用增设支承点来减少结构计算跨度,达到减小结构内力和提高其承载能力的加固方法。其优点是简单可靠,缺点是使用空间会受到一定影响。这种方法适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。该法按支承结构的变形性

35、能,又分为刚性支点和弹性支点两种情况。刚性支点法是通过支承结构的轴心受压或轴心受拉将荷载直接传给基础或柱子的一种加固方法,由于支承结构的轴向变形远远小于被加固结构的挠度变形,对被加固结构而言,支承结构可简化按不动支点考虑,结构受力较为明确,内为计算大的简化;弹性支点法是以支承结构的受弯或桁架作用间接传递荷载的一种加固方法,由于支承结构和被加固结构的变形同属一数量级,支承结构只能按可动点弹性支点考虑,内力分析较为复杂。相对而言,刚性支点加固对结构承载能力提高影响较大,弹性支点加固对结构使用空间影响较小。增设支点加固法支承结构所受外力,应根据被加固结构是否预加支承力,分为两种情况计算。对于有预加支

36、承力时,支承预加力可视作外力计算,由于此力与外荷载方向相反,因此,对结构内力减小较多;对于无预加力时,在正常使用工作状态下被加固结构所能传给支承结构的力,一般只是加固后使用中所增加的荷载q的部分荷载,对结构内力减小有限。因此,除新增荷载q量较大情况外,为充分发挥支承结构潜力,提高结构加固效果,在增设支点的同时,一般都要采用预加支承力或卸荷等辅助措施,尤其是弹性支点加固。2.3.8混凝土结构裂缝修补另外常见方法1.树脂灌注法;2.表面封闭法;3.钻孔嵌塞法;4.柔性封闭法;5.表面附加钢筋法;6.灌浆法;7.干嵌填法;8.钉合法;9.聚合物浸入法(重力渗入和真空渗入);10.迭合面层和表面处理法

37、等等。同时修补方法的选择一般还要考虑的因素:1.判断裂缝是活动的还是静止的?2.修补的主要目的是什么?是减少过多的渗漏、使裂缝处完全水?是否需要加固处理?3.裂缝产生的主要原因是什么?4.裂缝未来的变化(数值和方向)如何?常见的混凝土裂缝修补原理的基本要点:1.树脂灌注法环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度,并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀,树脂可以灌入到0.05的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外,当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时,通常不易采用树脂灌注法。北京冶建工程裂缝处理中心开发的具有国际领先水平的YJ自动压力灌浆技术是树脂灌注法的最佳工法之一。2.

38、聚合物浸入法2.1重力渗入法低粘度的液态树脂可用来密封路面、桥面的不小于0.1的裂缝。将树脂涂刷到表面上,或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的围堤,使树脂溢于裂缝表面。2.2真空渗入法更适合封闭多重无规则表面裂缝。先将裂缝表面密封,抽去真空,使裂缝中和孔隙中的空气全部排除。再在大气压力下用纯环氧树脂浆料注入裂缝表面中。3.钉合法当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时,使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。用相对薄而长的金属“缝合U型钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中,用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。4.表面封闭法这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构

39、影响不大的静止裂缝,通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。5.灌浆法5.1普通水泥灌浆大体积水坝、厚混凝土墙、或者水工结构的岩石基础上的裂缝,有时通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。5.2聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料,和水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料,起到封闭裂缝的作用。可在潮湿环境中使用。6.钻孔嵌塞法这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。如果要求密封防水,孔中应填入柔性沥青来代替砂浆;如果灌注栓塞的作用比较重要,孔中则要灌注环氧树脂。7.柔性密封法通常将活动裂缝转变为运动节缝是比较适宜的办法。沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。节缝底部使用隔离层。8.粘贴法

40、当运动不止作用于一个平面时,或者过度的运动已超过一个普通尺寸的凹槽所允许的范围时,或者不可以切割出槽时可使用这个方法。用柔性的密封带盖住裂缝,仅将带的边缘部分粘住。9.附加钢筋法9.1普通钢筋首先将裂缝密闭,然后贯穿裂缝平面大约90的方向钻孔,将环氧树脂注入孔内,再将钢筋插入孔中使之粘合成整体。9.2外部施加预应力通过后张法施加应力,来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。10.干嵌填法用手工将低水灰比的砂浆连续嵌入裂缝,形成与原有混凝土结构紧密连接的密实砂浆。先在裂缝表面开槽,大约25宽、25深,清理后涂刷界面剂、连续嵌入低水灰比的砂浆。11.迭合面层法当结构表面存在大量的裂缝,而且采用其它办法

41、单独处理各个裂缝过于昂贵时,用这个方法来密闭、覆盖(不是修复)裂缝非常有效。对于偶然出现大面积网状裂缝使用该法很有效。12.自闭合法混凝土依靠自身合拢裂缝称为“自闭合”,这是在存在湿气并且没有拉应力作用时发生的一种现象。机理:由于周围空气和水中存在二氧化碳,使水泥浆中的氢氧化钙发生碳化作用,结果碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长。晶体组合交织产生一种机械粘接作用,又被邻近晶体之间以及晶体和水泥浆及骨料表面间的化学粘接作用所增强,最后混凝土裂缝部位的抗拉强度得到一定的恢复,裂缝也被密闭了。主要用于修补潮湿环境的结构,。整个自闭合时期的水饱和必须连续保持。13.涂层及其它表面处理法修复开裂的混

42、凝土结构可以使用范围很广的表面浸渍密封剂和涂料。如果混凝土开裂已经稳定,则可通过涂料获得成功地修补。但不适合低温区域操作。.混凝土置换法混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。. 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴

43、极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的种方法。2.6 仿生自愈合法仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。结 论裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。虽然现在混凝土裂缝修补的方法越来越多,但与其事后补过还不如事前做好预防工作。通过和现场工作人员的交流,我大致总结出几点预防混凝土裂缝的建议:

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