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耐磨混凝土地面出现裂缝的原因及预防措施

2021-03-31甘肃第四建设集团有限责任公司工程师

中国建筑装饰装修 2021年7期
关键词:骨料裂缝混凝土

索 源 甘肃第四建设集团有限责任公司工程师

水泥路面、铁路货场、物流集散中心等地方都需要大面积使用混凝土,容易出现裂缝问题,即使是耐磨混凝土地坪,在长期使用的过程中也会出现裂缝问题,会直接影响整个地坪的强度和寿命。因此,针对裂缝产生的原因提出针对性的建议,具有重要的现实意义。

1 裂缝产生的原因

1.1 内部应力引起的裂缝

1.1.1 温度的剧烈变化

在地面大面积浇筑混凝土后,因为浇筑时混凝土的温度较低,在硬化的过程中水泥中的大量水化热会被释放出来,内部温度持续上升,导致混凝土地面的内外温差过大。除此之外,在降温过程中也可能出现裂缝,当拉应力较大时也会出现裂缝[1]。

同时,任何东西都存在一定程度的热胀冷缩,在浇筑后混凝土地面会因为温度变化发生一定程度的膨胀或者收缩,导致地面发生微小的体积变形。体积变形又会产生内应力,当内应力的强度大到超过抗拉强度时,混凝土地面就会发生开裂。

1.1.2 体积收缩导致耐磨混凝土地面出现裂缝

自身收缩指水泥在水化作用后发生的混凝土体积收缩。此外,还有一种称为塑性收缩,指混凝土地面会发生化学反应,在初凝结时由于化学反应产生收缩,比如水泥的水化物和空气中的二氧化碳发生化学反应。混凝土地面浇筑后是带有水分的黏稠状,当水分蒸发后会产生湿度收缩,这是体积收缩的重要原因。各种原因导致的混凝土地面的体积收缩都会增强内部的内应力,抗拉强度低于内应力的强度,就会产生裂缝。如果采用后切的方法切混凝土地面的分隔缝,很有可能产生长度方向的裂缝,因为浇筑24小时后混凝土会产生体积收缩[2]。

1.1.3 不均匀沉降

不均匀沉降发生在耐磨混凝土地面已经投入使用后,在地面上的车辆会发生不同程度的沉降,这是由混凝土地面在施工时地基不牢和地基打得不均匀造成的。不均匀沉降会导致局部应力过大,产生局部变形,进而就会出现裂缝,如果不均匀沉降程度过大,会导致局部下沉,出现坑洼地面,使得混凝土地面的使用性大打折扣。

1.2 施工操作不当

1.2.1 地基施工不当

地基施工不当很容易造成地面使用过程中出现裂缝,严重时会发生地面破损。地基施工不当包括以下几种情况:

第一,基层标高失控,地基打得不平整,较松散的地基会吸收下渗的砂浆和混凝土拌合物的水分,水分被吸收后,下部混凝土强度会受损。

第二,挨着底基层的混凝土被地基吸收水分后发生失水。

第三,在打地基的过程中,如果地基的压实度不够,就容易发生上述所说的不均匀沉降问题。如果地基的压实度不够,混凝土的厚度、强度自然而然会受损,进而导致地面承受不住混凝土收缩时的应力而产生开裂。

1.2.2 混凝土浇筑时的不当操作

在浇筑过程中容易产生的不当操作也有很多,都可能引发混凝土地面断裂。比如,混凝土振捣不均匀,模板、混凝土配合比失控;两盘混凝土在浇筑的接茬处由于间隔较长的时间,再加上振捣不够,易使两盘混凝土之间发生脱茬的现象。

这种薄弱带在使用期间极易因为外部荷载力而发生地面裂缝或者断裂的现象。一旦混凝土地面在薄弱带上发生裂缝,随着使用时间和载荷的长期积累,会发生彻底断裂。

2 耐磨混凝土地面施工技术要点

在针对耐磨混凝土地面进行施工的过程中,需要应用到混凝土、金属石英砂以及耐磨骨料等材料。在混凝土材料方面,一定要对混凝土混合材料的比例进行重点检查,还要结合施工的实际要求做好混凝土材料配比工作。在石英砂材料方面,一定要选择耐磨性强且大小相对均匀的金属石英砂。如果没有做好石英砂材料选择工作,可能会对地面施工质量产生影响。在针对耐磨骨料进行选择的过程中,由于耐磨骨料为直接出厂产品,在运输耐磨骨料的过程,一定要确保耐磨骨料的质量,避免耐磨骨料的质量因长时间颠簸而降低。基于此,运输耐磨骨料的车辆一定要尽量保证运输的平稳性,尽量减少颠簸。在耐磨骨料入场后,一定要重点针对其质量进行检验。

3 耐磨混凝土地面防裂缝的措施

对大面积的混凝土地面要及时切割分隔缝,只有在混凝土浇筑后的初凝期,也就是在1~2天及时切割分隔缝,才能避免大面积的整块混凝土地面因为内应力的问题产生裂缝。在建造耐磨混凝土地面的前期,也就是在准备施工材料的过程中,要对施工材料进行严格筛选,尤其水泥和砂石等原料的质量更要严格把控,防止购入不合格的原材料。使用不合格的水泥会引起水泥水化热过高[3]。还有如果使用不合格的砂石骨料会出现碱骨料反应,会使混凝土体积膨胀,进而地面会产生裂缝。

对于施工过程的打地基过程也要严格把控,严格要求基底的施工质量达标,必须保证混凝土地面的地基平整性、地基密实度达到要求,保证垫层材料和垫层含水率要符合规范要求,从而才能有效避免因为地基施工不当出现地面裂缝。在施工过程中,要加大管理力度,只有在各个施工环节中对人员和施工质量进行严格管理,才可以确保每个施工环节的质量[4]。对于有业主活动的混凝土地面,应积极与业主展开沟通交流,避免因为业主不清楚地面的承载能力而造成混凝土地面因为超负荷使用而出现开裂。

同时,还要根据混凝土裂缝的类型采取不同的施工措施。尤其是针对横向裂缝来进行处理的过程中,除了要严格控制混凝土路面的锯缝时间之外,其切缝要和混凝土的强度数值相匹配,一般情况下,取低数值来避免产生断板。此外,针对混凝土路面的浇筑连续时间过长、锯缝设备不足等情况,可以先间隔几十米对设置一条压缝进行锯断,避免混凝土产生收缩应力积聚,其后在进行分段锯开。

混凝土路面的切缝深度必须符合我国制定的《水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2003)要求: 即传力杆缩缝的切缝深度约为板厚度的三分之一到十分之一,且不得低于70毫米。如果没有传力杆缩缝,其切缝深度必须控制在十分之一到五分之一之间,最浅深度不得低于60毫米。

为了确保混凝土路面的基础结构稳定没有沉陷,必须要控制其沟槽回填处的紧密度。针对浅埋涵或其他构造物,可以通过布设强钢筋网来进行加固。同时也要在填挖交接处做好台阶搭接工作,并通过补强钢筋予以补强。

最后,在进行面板施工过程中,需要重点对基层进行检查,并针对基层中出现的如非扩展性湿缩、干缩裂缝等问题采取相应的干预措施。如可以通过灌沥表密封防水,在裂缝上粘贴油毡、土工布或土工织等方式来对其进行覆盖。一般情况下,要求其覆盖宽度不应小于 1000毫米。

4 混凝土裂缝的处理方法

4.1 表面修补法

表面修补法是地面出现裂缝的情况下使用最广泛的方法。该方法具体来说就是采取方法修补裂缝,用泥浆或者环氧胶泥在裂缝处涂抹修补,或者使用一些防腐蚀材料,也适用于修补地面的地基相对稳定和承载能力没有受到影响的表面裂缝。在进行修补的同时,将玻璃纤维布粘贴在裂缝的表面,这样做可以避免混凝土地面因为某些原因再次开裂。当某混凝土地面出现较多的裂缝,而且分布的面积也比较大的时候,就要采用整体性的方法[5],如增加一层水泥砂浆,或者加一层内部配有双向钢丝网的细石混凝土整体面层进行修补。

4.2 混凝土置换法

混凝土置换法适用于混凝土地面有局部大量开裂或者断裂甚至塌陷的情况。该方法就是在地面有局部严重损坏的情况下剔除损坏的混凝土地面,当清除完损坏的混凝土后,润湿地基,然后刷涂结合层,最后再将高一级标号的材料置换浇筑进去。对于置换的材料一般使用水泥砂浆、聚合物、普通混凝土,或者改性聚合物混凝土。

4.3 灌浆、嵌缝封堵法

灌浆、嵌缝封堵法是对裂缝处进行封堵,使地面再次形成一个整体。对于对地面的整体性产生影响的裂缝,要使用灌浆法进行封堵。灌浆法就是通过专业的压力设备把胶结材料压到裂缝中,胶结材料进入缝隙后会逐渐硬化,硬化后就与缝隙两侧的混凝土连为一体,形成一个整体,起到加固的作用。常使用的胶结材料有环氧树脂、聚氨酯和水泥浆等物质。嵌缝法也是一个常用的方法,其原理就是将发生裂缝的地面凿开一个槽,将刚性或者塑性止水材料填补进去,可以有效加固裂缝。塑料油膏和聚氯乙烯胶泥是常用的塑性材料,聚合物水泥砂浆是常用的刚性材料。

5 结语

耐磨混凝土地面容易出现裂缝问题,一直是困扰工程施工的重大难题。出现裂缝的原因有很多,会严重影响地面的整体性和寿命,地面的使用功能也会大打折扣,本文提出了有效的修补措施,希望能够为相关研究提供借鉴。

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