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灌浆料施工中产生裂缝的原因及解决措施

发布时间: 2021-11-18    作者:宁夏灌浆料
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由于裂缝的存在和发展,内部钢筋等材料通常会被腐蚀,降低钢筋灌浆材料的承载力、耐久性和抗渗性,影响建筑物的外观和使用寿命,严重时甚至会威胁到人。灌浆裂缝的原因有很多,如变形引起的裂缝,今天,宁夏灌浆料厂家就进一步跟大家探讨一下施工中灌浆材料裂缝的原因及处理措施。

灌浆在现代工程建设中起着重要的作用。如今,灌浆材料的裂缝屡见不鲜,工程中裂缝几乎无处不在。虽然我们在施工中采取了各种措施和小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。原因之一是我们对灌浆材料的温度应力变化重视不够。

一、裂缝原因

灌浆材料产生裂缝的原因很多,主要是温湿度变化、灌浆材料的脆性和不均匀性、结构不合理、模板变形、地基不均匀沉降等。

灌浆硬化过程中,水泥释放大量水化热,内部温度不断升高,造成表面拉应力。在后期冷却过程中,由于基础或旧混凝土的约束,灌浆材料中会出现拉应力。气温的降低也会对灌浆材料表面造成很大的拉应力。当这些拉应力超过灌浆材料的抗裂性时,就会出现裂缝。许多灌浆材料的内部湿度变化很小或很慢,但表面湿度可能变化很大或很大。如养护、干湿不当,表面收缩变形受内部灌浆材料约束,常导致裂缝。水泥浆是一种脆性材料,其抗拉强度约为抗压强度的1/10。短期加载下的极限拉伸变形仅为(0.6 ~ 1.0 )× 104,长期加载下的极限伸长变形仅为(1.2 ~ 2.0 )× 104。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,在运输和浇筑过程中会出现离析,因此灌浆材料具有耐腐蚀性。在钢筋灌浆材料中,拉应力主要由钢筋承担,灌浆材料只承担压应力。如果在普通灌浆材料或钢筋混凝土边缘的结构中存在拉应力,则必须由灌浆材料自身承担。一般来说,设计中不需要拉应力或只需要很小的拉应力。然而,当灌浆材料在操作过程中从温度冷却到稳定温度时,通常会在灌浆材料中产生相当大的拉应力。温度应力有时会超过其他外荷载引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对合理的结构设计和施工非常重要。

二、温度应力分析

根据温度应力的形成过程,可分为以下三个阶段:

(1)前期:从灌浆材料开始到水泥放热结束,一般需要30天左右。这一阶段有两个特点,一是水泥释放大量的水化热,二是凝结弹性模量变化快。由于弹性模量的变化,灌浆材料在此期间形成残余应力。

(2)中期:从水泥放热作用结束到灌浆材料冷却至稳定温度这段时间,温度应力主要由灌浆材料冷却和外界气温变化引起,这些应力与前期形成的残余应力叠加,在此期间灌浆材料的弹性模量变化不大。

(3)后期:灌浆材料完全冷却后的作业期。温度应力主要由外界气温的变化引起,这些应力与前两个残余应力叠加。三.温度控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝和降低温度应力,我们可以控制温度和改善约束条件。温度控制措施如下:

(1)采用改善骨料级配、使用干硬性灌浆材料、拌合混合料、添加引气剂或增塑剂等措施,减少灌浆材料中水泥用量;

(2)混合灌浆材料时,加水或用水冷却碎石,以降低灌浆材料的浇筑温度;

(3)大热天浇筑灌浆材料时,减小浇筑厚度,利用浇筑层散热;

(4)在灌浆材料中埋设水管,并引入冷水降温;

(5)指定合理的拆模时间,气温骤降时保持表面温暖,避免灌浆材料表面出现急剧的温度梯度;

(6)施工中长时间暴露的灌浆材料浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节应保温;

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三、改善约束条件的措施有:

(1)合理划分缝和块;

(2)避免基础波动过大;

(3)合理安排施工工序,避免高差过大,侧面长期暴露。

此外,提高灌浆材料的性能、提高抗裂性、加强养护和防止表面收缩也非常重要,特别是保证灌浆材料的质量以防止裂缝。要特别注意避免贯通裂缝,出现后很难恢复结构完整性。因此,在施工中应以预防贯通裂缝为主。

在灌浆材料的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求尽快清除新浇筑的灌浆材料。当灌浆材料温度高于气温时,需适当考虑拆模时间,避免灌浆材料表面出现早期裂缝。新浇前期拆模会对表面造成很大的拉应力,造成“温度冲击”现象。灌浆材料浇筑初期,由于水化热,表面产生相当大的拉应力,此时表面温度也高于气温。此时拆模时,表面温度突然下降,不可避免地造成温度梯度,从而在表面增加拉应力,与水化热应力重叠,灌浆材料干涸,表面拉应力达到较大值,会导致裂缝。但是,如果在拆模后及时在表面覆盖泡沫海绵等轻质保温材料。钢筋对大体积灌浆材料的温度应力影响不大,因为大体积灌浆材料的配筋率极低。它只影响一般的加固灌浆材料。

在温度不太高,应力低于屈服极限的条件下,钢的性能是稳定的,与应力状态、时间和温度无关。钢材的线膨胀系数与灌浆材料的线膨胀系数相差不大,当温度变化时,两者之间只产生很小的内应力。因此,在灌浆材料中很难使用钢筋来防止微小裂缝的发生。然而,加固后,结构中的裂缝一般数量变大,间距变小,宽度和深度变小。

四、灌浆材料的早期维护

实践证明,灌浆材料中常见的裂缝多为不同深度的表面裂缝。主要原因是温度梯度引起的寒冷地区气温骤降容易形成裂缝。因此,灌浆材料的保温对防止早期表面裂缝尤为重要。从温度应力的角度来看,保温应符合下列要求:

(1)防止灌浆材料内外温差和灌浆材料表面梯度,防止表面裂缝。

(2)为防止灌浆材料过冷,应尽量使灌浆材料在施工期间的温度不低于灌浆材料使用寿命期间的稳定温度。

(3)防止旧灌浆材料太冷,以减少新旧灌浆材料之间的约束。

灌浆材料早期养护的主要目的是保持适宜的温度和湿度条件,从而达到两个效果。一方面,它可以保护灌浆材料免受不利的温度和湿度变形,防止有害的冷缩和干缩。一方面,水泥的水化可以顺利进行,以达到设计强度和抗裂性。

适宜的温度和湿度条件是相互关联的。保温措施对凝血往往有保湿的作用。因此,灌浆后的前几天是养护的关键期,施工中要注意。

以上,宁夏灌浆料厂家从理论和实践上初步探讨了灌浆材料施工温度与裂缝的关系。虽然学术界对灌浆材料裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对混凝土预防和改进措施的意见相对统一,在实践中的应用效果也比较好。在混凝土施工中,要靠问题发生后多观察、多对比、多分析、多总结,结合各种防治措施,才能彻底避免灌浆料裂缝。