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混凝土施工冷缝预防及处理措施

施工方案汇总

混凝土施工冷缝预防及处理措施
作者:王胜利
来源:《城市建设理论研究》2013年第24期

摘要:冷缝是大体积混凝土或者要求连续浇筑的混凝土构件在浇筑过程中,由于施工因素(或混凝土供应不及时)造成的不规则的施工质量缝。它降低混凝土结构的强度、耐久性和抗应变能力,文章从施工角度分析了现浇混凝土施工冷缝产生的危害、相关因素,提出了预防和处理措施。

关键字:冷缝危害、浇筑强度、预防处理措施
中途分类号: U445.33文献标识码:A文章编号:

近些年,随着经济的高速发展,高层建筑就像雨后春笋一样,越来越多。对于这些重要的一级建筑,规范要求耐久年限为100年以上,这对混凝土施工提出了很高要求。在现浇混凝土施工中,尤其基础混凝土浇筑,由于混凝土浇筑量较大,并要求连续浇筑完成,所以混凝土施工中易产生温度裂缝和施工冷缝。温度裂缝的产生和预防已引起各方面的足够重视,而防止施工冷缝的产生则往往被一些施工单位所忽视。所谓施工冷缝指混凝土分层浇筑时,由于某种原因,浇筑混凝土时下层混凝土已经初凝后,而上层混凝土尚未注入和振捣,使混凝土分层浇筑的结合处形成不规则的、设计中未作考虑的施工缝。

一、冷缝的危害

冷缝不同于沉降缝、伸缩缝等宏观缝,这类宏观缝在设计和施工中都有适当的处理措施,不会对工程造成不利的影响,然而冷缝作为一种概念缝是混凝土在不连续浇筑的情况下产生的一种薄弱的结合面,它的强度较低,会损伤结构的性能。当带冷缝的混凝土结构承受弯拉作用时,冷缝面得抗折强度就成为一个至关重要的安全指标,直接影响到混凝土构件的质量和使用年限。在相关的研究报告中显示了混凝土冷缝的抗折强度和浇筑间隔时间之间的关系,当混凝土浇筑时间间隔为1T(T为初凝时间)、2T和1d时,冷缝面得抗折强度分别占整体试件抗折强度的27.8%、43.2%和37.7%。由此对混凝土冷缝的预防和处理显得尤为重要。它的出现不仅会降低建筑物使用寿命,而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化和混凝土的抗渗能力,影响建筑物的使用功能和承载能力。

二、冷缝产生的相关因素

冷缝产生的主要原因是混凝土的浇筑强度不足,影响混凝土浇筑强度的因素很多,主要分为内部因素和外部因素。内部因素包括施工性能、混凝土的浇筑方式、布料方法及施工组织设计等,外部因素包括混凝土供应能力、意外情况处理等。具体内容如下:

混凝土的施工性能中与防止施工冷缝产生关系最密切的是混凝土的和易性和凝结时间。混凝土的和易性保证搅拌物易于流动,形成某一形状,并在工艺过程中保证其整体性和均质性。塌落度是表示混凝土和易性的主要指标。塌落度控制主要满足混凝土输送和振捣成型的要求。凝结时间即混凝土从搅拌至入模成型所必须的工作时间,取决于水泥的品种、用量、气温条件和外加剂的性能与掺量,混凝土初凝时间愈长,需要的浇筑强度就愈小,大体积混凝土施工往往希望混凝土缓凝。混凝土的缓凝方法很多,常用的有掺加缓凝剂、减水剂、粉煤灰及采用初凝时间长的水泥品种等。混凝土的浇筑方式有全面分层法、分段分层法及斜面分层法。全面分层法适合于结构平面尺寸不太大的混凝土浇筑。分层分段法,适用于厚度不太大,而面积或长度较大的结构。斜面分层法适用于长度超过厚度3倍的结构。振捣从浇筑层的下部开始,逐步上移,浇灌至结构上平面时,在逐步向前推。显然,这三种方式下,混凝土初凝时间内必须完成的浇筑量不同。泵送混凝土的塌落度一般为8-18cm,在振动棒的作用下其水平延伸长度可达到其浇筑高度的8—10倍。因此计算混凝土的一次浇筑量时,必须考虑工作面推进长度的浇筑量。泵送混凝土的布料方法有布料杆入模和敷管直接入模两种。布料杆入模连续浇筑容易保证,但一次性投入成本较高,敷管直接入模工人劳动强度大,易产生冷缝。

混凝土供应能力指对混凝土的搅拌、运输的综合能力。对商品混凝土,搅拌站混凝土产量满足现场混凝土浇注的需求,车辆是否满足生产需要等;现场搅拌混凝土的供应能力主要取决于机械设备的选用。同时,混凝土的原材料供应、劳动力、施工用电、施工用水应给与保证。意外情况包括临时停水、停电、设备出现故障,道路出现堵塞、搅拌站不能满足浇筑量需要等,使混凝土浇筑不能连续进行。

三、冷缝的预防

从施工冷缝产生的相关因素可知,冷缝病害的隐蔽性强,检测难度大,后果严重,所以必须从设计和施工两方面加以控制。

在设计方面,编制施工组织设计时应对施工冷缝产生的相关因素进行综合的考虑,尽量避免外界因素造成混凝土的浇筑中断。具体来说,首先根据结构特征确定混凝土的浇筑方式;其次计算浇筑一层或一段需要的混凝土量;第三计算需要的混凝土浇筑强度。初步方案制定以后,应进行资源优化调整,如混凝土供应能力不足时,是增加机械还是利用商品混凝土。布料能力不足时,是否添加缓凝剂。临时停电时,是否配备发电机等。

在施工方面,做好操作人员的技术交底。在大体积混凝土浇筑过程中,往往人力、物力、机械高度集中,一旦出现问题,要临时进行调整比较困难,所以施工前必须加以周密的考虑及对操作人员培训,保证技术交底的落实,使工人严格按制定的方案进行施工,避免布料的无序局面,确保混凝土的浇筑质量。

对浇筑断面进行有效的处理,1、对己浇筑断面进行凿冒处理,然后高压水冲洗。2、挂钢丝网。3、钻孔加设锚固钢筋

四、冷缝的处理措施

冷缝的处理方法包括包括表面修补法、灌浆、嵌逢封堵法、结构加固法、混凝土置换法、电化学的方法等。主要的处理方式如下:

1.表面修补法表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能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、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止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。

2.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。

3.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、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

4.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。

5.电化学防护法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三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。

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。

五、结论

冷缝是混凝土浇筑中经常存在的一种现象,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及降低建筑物的使用寿命。因此要对混凝土冷缝要高度重视、认真研究,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。

参考文献:
何淼.浅谈混凝土施工冷缝的产生和预防,河南机电高等专科学校学报 2003.09
徐永安.混凝土冷缝的施工现场控制 ,科技信息 2008.28
吕立东.浅谈施工冷缝形成原因及处理措施 建筑与环境科学2009.10

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