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論碼頭工程砼面層裂縫的成因及處理

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摘要:本碼頭施工的面層裂縫現(xiàn)象較為常見,但不容忽視,關(guān)系到施工的質(zhì)量。碼頭混凝土砼面層裂縫表現(xiàn)地尤為突出。有必要采取一定的設(shè)計與施工措施,可以克服并控制住很多的裂縫。為了進(jìn)一步加強對碼頭砼面層混凝土裂縫的認(rèn)識,盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫,本文對碼頭砼面層混凝土建筑物裂縫的種類和產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,以方便設(shè)計、施工,找出控制裂縫的可行辦法,達(dá)到防患于未然的作用 。從幾個方面分析了產(chǎn)生的原因,并針對提出了解決的方法。
關(guān)鍵詞:碼頭 裂縫 處理方法
  一、工程概況
  京杭運河常州市區(qū)段改線工程建設(shè)的西港池全長1195m,港區(qū)陸域占地面積247畝,碼頭前沿設(shè)置18個泊位:散貨泊位7個(1000T泊位4個,500T泊位3個),件雜貨泊位6個,多用途泊位5個。起訖樁號為6K+510~7K+705,其主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋砼扶壁式碼頭。
  
  二、混凝土收縮引起的裂縫
  
  混凝土主要是由水泥和水發(fā)生水化反應(yīng)而形成水泥膠體,將砂、石等材料膠合起來的一種非勻質(zhì)材料,其功能主要是設(shè)計用來抗壓。混凝土的材料的非均勻性,對混凝土抗拉甚為敏感,故抗拉強度的離散程度遠(yuǎn)大于抗壓強度?;炷亮芽p絕大多數(shù)是由抗拉強度和極限拉伸不足而引起的。混凝土澆筑后,其裂縫有粘著裂縫和水泥石裂縫,粘著裂縫主要是在混凝土干燥硬化的水化過程中,由于水泥石、骨料的干縮系數(shù)不同,在水泥石與骨料間產(chǎn)生極為微細(xì)的分裂裂縫,當(dāng)混凝土受溫濕作用,產(chǎn)生內(nèi)力時,粘著裂縫就慢慢擴大,深入附近的水泥石,而在混凝土面層產(chǎn)生網(wǎng)狀連續(xù)的裂縫。
  在沒有外部荷載作用時,施工期碼頭面層出現(xiàn)裂縫主要是混凝土自身的收縮變形超過其拉伸極限而引起的,而影響該變形的因素有組成材料的性質(zhì)、水灰比、外界約束、時間及環(huán)境溫濕度等?;炷恋氖湛s分為硬化收縮、塑性收縮、失水干縮,當(dāng)收縮變形得不到滿足時,將引起變形應(yīng)力(內(nèi)應(yīng)力)。工程上80%的裂縫是因變形而產(chǎn)生的,具體分以下幾種情況:
  1、硬化收縮 混凝土的收縮過程實際上是水泥和水發(fā)生水化作用的過程,在此過程中,混凝土的收縮變形可正可負(fù),普通硅酸鹽水泥混凝土的收縮變形是正的,即縮小變形,而礦碴硅酸鹽水泥及摻粉煤灰混凝土的收縮變形是負(fù)的,即膨脹變形,對抵抗裂縫的產(chǎn)生有利。
  2、塑性收縮 混凝土澆筑4~10h左右,水泥水化反應(yīng)劇烈,水泥凝膠的晶體結(jié)構(gòu)越來越多,出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象,引起失水收縮,這都發(fā)生在初凝過程,終凝以前。一般情況下,碼頭面層的頂面先干,內(nèi)部后干,致使外部發(fā)生塑性收縮,而內(nèi)部還未發(fā)生,這時就使面層頂部任一微小的單元體受到變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力作用。而此時混凝土處于凝結(jié)過程或硬化初期,抗拉強度極低,極易產(chǎn)生裂縫。
  3、失水干縮 混凝土中含有大量的空隙,粗細(xì)毛細(xì)孔。這些空隙、毛細(xì)孔中存在著以物理力學(xué)結(jié)合水方式存在的自由水及以物理化學(xué)方式結(jié)合的吸附水。當(dāng)環(huán)境干燥,太陽直射時,自由水先期蒸發(fā),并且在細(xì)孔及微細(xì)毛細(xì)孔中產(chǎn)生毛細(xì)壓力,水泥石承受毛細(xì)壓力后產(chǎn)生壓縮變形。待毛細(xì)水蒸發(fā)后,進(jìn)一步蒸發(fā)吸附水,首先蒸發(fā)晶格間的水分,其次蒸發(fā)分子層中的吸附水。因為砂、石的壓縮率低,水泥石的壓縮率高,所以這些水分的蒸發(fā)引起顯著的水泥石壓縮,產(chǎn)生混凝土干縮變形的主要部分,也即碼頭面層裂縫的主要原因。
  處理及解決辦法主要有:
  1、在混凝土中加鋪鋼絲網(wǎng)或加一種防裂材料丙綸纖維,規(guī)格19mm,添加量為0.8-~0.9kg/m3,這樣可以減少混凝土的沉降收縮;同時可以提高混凝土的抗拉強度,增強混凝土的韌性。
  2、在混凝土澆注過程中,對于局部表面出現(xiàn)的泌水,用海棉或其他工具及時析出。完成后馬上用塑料薄膜將砼表面覆蓋,防止水分蒸發(fā)。
  3、經(jīng)過多次壓光抹面后,在混凝土初凝后,先用塑料薄膜將砼表面覆蓋養(yǎng)生。等混凝土終凝后,改用粘墊覆蓋,并灑水濕潤養(yǎng)護

三、施工人為因素引起裂縫處理辦法
  
  1、混凝土攪拌時間太短,則拌出的混凝土不均勻,水泥漿不能將骨料充分包裹,甚至本該與水泥結(jié)合的水成了自由水,而水泥得不到水化,這樣既增大了內(nèi)部孔隙率,又降低了混凝土的強度,同時表層水泥砂漿因未拌勻,受不均勻材料的脹縮作用會產(chǎn)生無規(guī)則網(wǎng)狀裂縫。
  2、混凝土攪拌時間太長,細(xì)骨料因磨損將增加表面積,在不增加用水量的情況下,和易性必然降低,而且在不停的攪拌中,水分會揮發(fā),混凝土和易性更低。這就可能使得澆筑不均勻,或者發(fā)生塑性收縮,或者發(fā)生材料離析,導(dǎo)致面層裂縫。
  3、澆筑速度太快,由于碼頭面層較薄,單位面積上需要的混凝土量較少,如果澆筑太快,振搗、抹面跟不上,混凝土中的水分蒸發(fā)變干,工人有時就會加水。一方面來不及全面振搗會使振搗不密實,混凝土沉陷、泌水;另一方面人為加水,改變水灰比,又無法充分拌和,會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的自由水,增加孔隙率,也就增大了混凝土的干縮,導(dǎo)致裂縫發(fā)生。
   4、早期養(yǎng)護不當(dāng),因為碼頭面層較薄,面積較大,水分極易在陽光、風(fēng)力作用下?lián)]發(fā)。而早期混凝土抵抗變形的能力相對較弱,根據(jù)混凝土收縮的微觀原理,必須降低其內(nèi)部自由水和吸附水的蒸發(fā)速度,所以必須在混凝土結(jié)硬后就要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護。養(yǎng)護不當(dāng),水分揮發(fā)的越早、越快,則裂縫產(chǎn)生的越早、越快,現(xiàn)象就越嚴(yán)重。
  5、施工原因引起的裂縫應(yīng)從施工管理、監(jiān)理方面進(jìn)行嚴(yán)格控制,主要有針對性的做好幾個方面:
  (1)嚴(yán)格控制混凝土攪拌時間,不能太短或太長,攪拌時間太短易造成水泥漿與骨料不能充分包裹,降低混凝土的強度;攪拌時間太長會造成細(xì)骨料磨損,減少和易性,造成澆筑不均勻;一般自落式攪拌機攪拌時間不少于2分鐘,有條件情況下最好進(jìn)行試拌,調(diào)整確定具體攪拌時間;
  (2)控制混凝土的澆筑速度,特別是氣溫較高時,澆筑、振搗、抹面三個環(huán)節(jié)要配合得當(dāng),不能脫節(jié),同時禁止在施工過程是隨意增減用水量,確保水灰比;
  (3)加強混凝土的早期養(yǎng)護,混凝土養(yǎng)護期間應(yīng)重點加強混凝土的濕度和溫度控制,盡量減少表面混凝土的暴露時間,及時對混凝土暴露面進(jìn)行緊密覆蓋(可采用蓬布、塑料布等進(jìn)行覆蓋),防止表面水分蒸發(fā)。暴露面保護層混凝土初凝前,應(yīng)卷起覆蓋物,用抹子搓壓表面至少二遍,使之平整后再次覆蓋,此時應(yīng)注意覆蓋物不要直接接觸混凝土表面,直至混凝土終凝為止。
  
  四、結(jié) 語
  
  本文對混凝土裂縫成因與防治措施之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實踐上的初步探討,混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關(guān)鍵,在施工中應(yīng)切實重視起來,最好采用混凝土養(yǎng)護劑養(yǎng)護措施。這就要求技術(shù)人員在具體施工中要多觀察、多比較、多分析、多總結(jié),根據(jù)工程的不同情況,采取不同的方法進(jìn)行防止,混凝土的裂縫是完全可以避免的。
  
  參考文獻(xiàn)
  [1]《水運工程混凝土施工規(guī)范》 JTJ268-1996
  [2]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展.混凝土,2002. 5.
  [3]郭仕萬,肖欣,趙和平.混凝土施工中的裂縫控制.山西水利科技,2000.11

發(fā)布:2007-07-25 11:05    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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