大体积混凝土裂缝处理篇.docx
《大体积混凝土裂缝处理篇.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大体积混凝土裂缝处理篇.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
大体积混凝土裂缝处理篇
大体积混凝土裂缝处理篇
一、裂缝形成原因
大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。
这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。
表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。
贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。
这两种裂缝不同程度上，都属有害裂缝。
高强度的混凝土早期收缩较大，这是由于高强混凝土中以30%~60%矿物细掺合料替代水泥，高效减水剂掺量为胶凝材料总量的1%~2%，水胶比为0.25~0.40，改善了混凝土的微观结构，给高强混凝土带来许多优良特性，但其负面效应最突出的是混凝土收缩裂缝几率增多。
高强混凝土的收缩，主要是干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、化学收缩和自收缩。
混凝土初现裂纹的时间可以作为判断裂纹原因的参考：
塑性收缩裂纹大约在浇筑后几小时到十几小时出现；温度收缩裂纹大约在浇筑后2到10d出现；自收缩主要发生在混凝土凝结硬化后的几天到几十天；干燥收缩裂纹出现在接近1年龄期内。
干燥收缩：
当混凝土在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水时，就会产生干缩，高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低，故干缩率也低。
塑性收缩：
塑性收缩发生在混凝土硬化前的塑性阶段。
高强混凝土的水胶比低，自由水分少，矿物细掺合料对水有更高的敏感性，高强混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以高强混凝土塑性收缩比普通混凝土更容易产生。
自收缩：
密闭的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。
自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起混凝土的自收缩。
高强混凝土由于水胶比低，早期强度较快的发展，会使自由水消耗快，致使孔体系中相对湿度低于80%，而高强混凝土结构较密实，外界水很难渗入补充，导致混凝土产生自收缩。
高强混凝土的总收缩中，干缩和自收缩几乎相等，水胶比越低，自收缩所占比例越大。
与普通混凝土完全不同，普通混凝土以干缩为主，而高强混凝土以自收缩为主。
温度收缩：
对于强度要求较高的混凝土，水泥用量相对较多，水化热大，温升速率也较大，一般可达35~40℃，加上初始温度可使最高温度超过70~80℃。
一般混凝土的热膨胀系数为10×10-6/℃，当温度下降20~25℃时造成的冷缩量为2~2.5×10-4，而混凝土的极限拉伸值只有1~1.5×10-4，因而冷缩常引起混凝土开裂。
化学收缩：
水泥水化后，固相体积增加，但水泥-水体系的绝对体积则减小，形成许多毛细孔缝，高强混凝土水胶比小，外掺矿物细掺合料，水化程度受到制约，故高强混凝土的化学收缩量小于普通混凝土。
当混凝土发生收缩并受到外部或内部约束时，就会产生拉应力，并有可能引起开裂。
对于高强混凝土虽然有较高的抗拉强度，可是弹性模量也高，在相同收缩变形下，会引起较高的拉应力，而由于高强混凝土的徐变能力低，应力松弛量较小，所以抗裂性能差。
二、有害、无害裂缝判别标准
原则上与核安全有关的钢筋混凝土不允许出现裂缝，尤其是反应堆厂房底板、安全壳筒身及穹顶、汽轮机厂房蜗壳泵等重要部位严禁产生裂缝，其他部位应尽可能控制裂缝的产生。
但是由于各种原因不可避免的产生各种裂缝，为了明确当混凝土出现裂缝时如何判别其是否有害、无害？
为此，福清核电各单位（业主、监理、工程公司、施工单位）经过认真研讨，确定了混凝土裂缝判别标准：
1、无害裂缝：
——δf≤0.3mm深度h≤0.5H
——δf≤0.2mm贯穿（自愈性）
——1.0mm≥δf＞0.3mmL≤0.1B
2、有害裂缝（满足下列条件之一）：
——δf＞0.3mm纵深裂缝、h＞0.5H；
——δf＞0.2mm贯穿全截面；
——裂缝影响使用功能（有渗透、透气、透射线等要求，且满足其中之一即可）；
——δf＞0.3mm非贯穿，可能引起钢筋锈蚀裂缝；
——降低结构承载力的裂缝。
3、各符号的含义：
Δf——裂缝宽度L——裂缝长度
h——裂缝深度H——裂缝深度
B——沿裂缝长方向的结构宽度，如浇筑后的沉缩（塑性裂缝）
三、无害裂缝处理方法
1、二次压面法
对于新浇混凝土收缩裂缝，该裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构构件表面出现，有塑态收缩、沉降收缩、干燥收缩、碳化收缩、凝结收缩等收缩裂缝，这种裂缝不深也不宽，处理方法如下：
（1）如混凝土仍有塑性，可采取压抹一遍的方法，并加强养护。
（2）如混凝土已硬化，可向裂缝内渗入水泥浆，然后用铁抹子抹平压实。
2、表面涂抹砂浆法
处理时将裂缝附近的混凝土表面凿毛或沿裂缝凿成深15—20mm宽100—200mm凹槽，扫净并洒水湿润。
先刷水泥净浆（业主批准适用的界面剂）一度，然后用1：
1～2水泥砂浆分2～3层，涂抹总厚10～20mm压光。
有渗漏水时，应用水泥净浆（厚2mm）和1：
2.5水泥砂浆（厚4-5mm,可惨入1—3%于水泥重量的氯化铁防水剂）交替抹压4-5层，涂抹后3-4小时进行覆盖并洒水养护。
3、表面涂抹环氧胶泥（或粘贴环氧玻璃布）法
涂抹前，将裂缝附近表面清洗干净（油污应用丙酮或二甲苯擦洗净）、干燥。
较宽裂缝用环氧胶泥填塞，并将胶泥均匀地涂刮压裂缝表面，宽80-100mm。
基层干燥有困难时可以用环氧煤焦油胶泥。
需要粘贴环氧玻璃布时，先将玻璃布脱钠、干燥，视具体情况可作成一布二油（或二布三油，第二层布的周围应比下一层宽10～15mm）。
4、表面凿槽嵌补法：
当裂缝稀少，但深度较深时，沿混凝土裂缝凿一条V型或U型槽，槽内表面应修理平整，清洗干净，并保持槽内干燥。
槽内嵌入刚性材料如水泥砂浆、环氧胶泥，或填灌柔性材料如聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等密封。
密封材料嵌入前，先涂刷与嵌填材料混凝土性质的稀释涂料（表面可作砂浆保护层或不作保护层），具体做法见图1。
图1表面凿槽修补裂缝的处理方法
（a）一般裂缝处理（b）渗水裂缝处理（c）活动裂缝处理（d）活动裂缝扩展后的情况1—裂缝;2—水泥砂浆或环氧胶泥;3—聚氧乙烯;4—1:
2.5水泥砂浆或刚性防水五层做法;5—密封材料；6—隔离缓冲区；B—槽宽；δ—裂缝活动距离
注：
对于施工缝表面的裂缝，处理时可在与其连接的施工段混凝土浇筑前，按表面凿槽嵌补法的要求在裂缝位置处凿V型或U型槽，该槽内不再填充其他填充物，由该连接施工段浇筑的结构混凝土填充，以保证施工缝处混凝土。
5、表面贴条法
对于裂缝移动范围不限于一个平面并有防水要求不便凿槽修补的活裂缝，可将一条具有柔性的聚丁橡胶密封条置于裂缝上面，用聚丁橡胶粘结剂将周边粘结于混凝土上（见图2），使密封条中部能随裂缝活动而自由活动，长的裂缝可分段为粘结，分段为密封条的连接采用聚丁橡胶粘贴搭接，搭接处上下压搓应切成斜面搭接，长度100mm。
图2柔性密封带表面粘贴
1—裂缝2—油毡或塑料隔离层；3—聚丁橡胶密封条；4—粘结剂
四、有害裂缝处理方法
1、水泥灌浆法
——钻孔：
采用风钻钻孔，孔距1-1.5m除浅孔采用骑缝孔外一般占孔轴线与裂缝呈30—45·斜角（见图3）,孔深应穿过裂缝面0.5m以上，当钻孔有两排或两排以上时，宜交叉或呈梅花形布置。
图3钻孔示意图
1—裂缝；2—骑缝孔；3—斜孔
——冲洗：
钻孔完毕后，应用水冲洗，按竖向排列自上而下逐孔进行。
——密封：
缝面冲洗净后，在裂缝表面用1：
1～2水泥砂浆或环氧胶泥涂抹。
——埋管：
一般用ø19-38的钢管作灌浆管（钢管上端加工丝扣），安装前在钢管外壁用生胶带缠紧，然后旋入孔中，孔中管壁周围的空隙用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵，以防冒浆或灌浆管冲孔中脱出。
——试压：
用0.1-0.2MPa压力水作渗水试验，采取灌浆孔压水，排水孔排水的方法检查裂缝和管路畅通情况，然后关闭排气孔检查止浆堵漏效果，并湿润缝面，以利粘结。
——灌浆：
合格的经设计批准使用的填缝用注射性水泥，水泥净将水灰比为0.4，灌浆压力0.3—0.5MPa。
在整条裂缝处理完毕后，孔内应充满净浆，并填入净砂用棒捣实。
2、化学灌浆法
——钻孔：
采用风钻钻孔，孔距1-1.5m除浅孔采用骑缝孔外一般占孔轴线与裂缝呈30—45·斜角（见图3）,孔深应穿过裂缝面0.5m以上，当钻孔有两排或两排以上时，宜交叉或呈梅花形布置；
——密封：
缝面冲洗净后，在裂缝表面用1：
1～2水泥砂浆或环氧胶泥涂抹。
——埋管：
一般用ø19-38的钢管作灌浆管（钢管上端加工丝扣），安装前在钢管外壁用生胶带缠紧，然后旋入孔中，孔中管壁周围的空隙用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵，以防冒浆或灌浆管冲孔中脱出。
—试压：
用0.2-0.3MPa压缩空气进行压力实验；
——灌浆：
采用环氧树脂浆液进行灌浆。
环氧树脂浆液配比：
材料名称
重量配合比
备注
环氧树脂（g）
煤焦油（g）
邻苯二甲酸二丁脂（ml）
二甲苯（ml）
乙二胺（ml）
粉料
（g）
环氧浆夜
100
10
40-50
8-12
注浆用
环氧腻子
100
10
10-12
50-100
固定喷浆嘴、封闭裂缝用
环氧胶泥
100
10
30-40
8-12
25-45
涂面和粘贴玻璃布用
环氧煤焦油胶泥
100/
（100）
100/
（50）
5/
5
50/
25
12/
（12）
100/
（100）
潮湿基层涂面和粘贴玻璃布用
注：
1.二甲苯、乙二胺、粉料的掺量，可视气温和施工操作具体情况适当调整。
2.环氧煤焦油胶泥配合比，分子用于底层，分母用于面层。
图4灌浆工艺流程及设备
1—混凝土结构；2—裂缝；3—环氧封闭带；4—灌浆嘴；5—活接头；6—木塞；7—高压塑料透明胶管；8—阀门；9—压浆罐；10—压力表；11—进料口；12—高压胶管；13—空压机和手压泵；14—调压阀
五、有害裂缝处理案例
1RC筒体G段混凝土裂缝处理措施
1、裂缝处理施工流程：
裂缝清理→选取灌浆嘴埋设点→涂刷封缝胶及埋设灌浆嘴→封缝检验→配置灌浆胶液→压力灌浆→拆除灌浆嘴及砼表面清理→灌浆效果检验
1.1、裂缝清理
裂缝缝口及缝边表面应清平，剔除松散杂物。
将附在混凝土表面上的灰浆、尘土清除，在宽约6cm的范围内，将粘贴压浆嘴处的裂缝内的异物清干净，然后用压缩空气吹净，若有油污等要用丙酮或酒精清洗；若砼表面处于潮湿状态时，必须要等到其干燥后才能施工。
1.2、选取灌浆嘴埋设点
在裂缝的交错处、裂缝较宽处及裂缝端部必须设置注浆嘴，注浆嘴的间距根据裂缝大小、走向及结构形式而定，一般缝宽0.1-0.5mm时注浆嘴间距为20-50cm，在一条裂缝上必须设置有进浆口、排气口或出浆口。
注浆嘴底盘粘贴面要用砂布打磨，并用丙酮擦洗干净；粘贴时注浆嘴底盘周围均匀地抹上1～2mm裂缝封闭胶胶泥，并与孔眼对准贴于裂缝上，注意粘贴牢固，且不得堵嘴堵缝。
按照灌浆嘴埋设原则在裂缝处做好埋设标识。
1.3、涂刷封缝胶及埋设灌浆嘴
封缝质量的好坏直接影响灌浆效果与质量，应特别予以重视。
裂缝封闭胶采用JN-F封口胶系列A、B两组分腻子状专用裂缝封闭胶粘剂，在配胶重量比为A:
B=100:
25-50（即A:
B=2-4:
1）的宽范围内，在施工前先进行试配确认。
但为保证工程质量，仍应进行称量，一般情况下推荐配胶比例为A:
B=100:
30，25℃时的可操作时间约为50-60分钟。
随着B剂用量的增加，可操作时间相应缩短。
每次配胶量不宜过大，以在可操作时间内用完为准。
（特殊说明在30℃～40℃情况下的配胶比例及可操作时间。
可操作时间约30-40分钟。
）
按确定配胶比例称取JN-F封口胶于洁净干燥容器中，用油灰刀搅拌至色泽完全均匀一致。
将调好的封闭胶沿着裂缝涂刮均匀，封闭宽度为5cm，长度比实际裂缝两端各长10cm。
在裂缝封闭胶涂刷过程中同时进行灌浆嘴的埋设按照事先预定的埋设位置逐一埋设灌浆嘴。
灌浆嘴周围应先用丙酮洗净，灌浆嘴底盘周围均匀地抹上1～2mm厚裂缝封闭胶泥，并与孔眼对准贴于裂缝上，注意粘贴牢固，且不得堵嘴堵缝。
1.4、封缝检验
待裂缝封闭胶固化后，向注浆嘴里吹进一定的烟气，检查封缝的效果。
如果有泄露情况出现，必须再补刮裂缝封闭胶，保证裂缝封闭密实。
1.5、配置灌浆胶液
配制sikadur52胶液前应将A、B两组分充分摇匀，根据估计的灌胶量按推荐配胶比准确称量两组分并混合均匀。
从胶液混合开始，注胶操作应在胶液适用期内完成（25℃时约为90分钟）。
（特殊说明在30℃～40℃情况下的时间.）（1公斤胶液在30℃～40℃情况下的时间约为35～45分钟）。
1.6、压力灌浆
注胶操作应使用专用的注胶器具。
注胶前，应用压缩空气将孔缝吹净，达到无水干燥状态。
根据裂缝区域大小，可采用单孔灌浆或分区群孔灌浆。
在一条裂缝上的灌浆可由低到高，由下而上，由一端到另一端。
压力灌浆设备的压力要≥0.6Mpa，压浆过程中，始终观察浆液是否流动及流速大小，终压时压力要达到0.2～0.6Mpa，并持压2-3分钟。
在保证灌浆顺畅的情况下，采用较低的灌浆压力和较长的灌浆时间，可获得更好的灌浆效果。
当最后一个出浆口出胶且出胶速率保持稳定后，再保持压注3分钟左右即可停止灌浆。
拆除管路，并注意防止流胶。
1.7、灌浆固化
Sikadur52应在5℃以上的环境中固化，固化时间视环境温度而定。
一般情况（25℃）下固化1～2天即可。
胶液固化后，即拆除注浆嘴，敲掉环氧胶泥，并用角磨机打磨，最后进行外观处理，要求基本与原护壁砼颜色一致。
2、每条裂缝处理实施性施工措施：
2.1、裂缝具体描述：
序号
裂缝深度（mm）
裂缝宽度（mm）
裂缝长度（mm）
裂缝顶部距H层底长度（mm）
裂缝底部距F层顶长度（mm）
备注
1
234
0.27
676
378
926
2
414
0.23
917
147
196
3
386
0.25
560
363
337
4
207
0.26
373
357
530
5
163
0.12
550
320
1110
6
212
0.15
613
150
1217
7
175
0.13
618
625
737
8
142
0.14
886
443
652
9
167
0.2
1436
472
72
10
248
0.25
1515
301
162
11
403
0.13
786
692
502
12
163
0.14
692
268
1018
2.2、实施性施工：
1号、2号、3号、4号、9号、10号裂缝处理步骤:
第一步先清理裂缝的基层（缝口及缝边表面）在裂缝两侧，用小锤、手铲、钢丝刷把砼表面整平，然后用丙酮擦洗，清洗时应注意不要将裂缝堵塞，最后用压缩空气吹净裂缝内的异物。
第二步设置注浆嘴前注浆嘴底盘粘贴面要用砂布打磨，并用丙酮擦洗干净；距裂缝下部底端10㎝处设置第一个灌浆嘴，并在裂缝上标出注浆点的位置，然后依次按间距30㎝～35㎝设置灌浆嘴。
灌浆嘴的中心要对准裂缝的中心位置,以便灌封胶容易进入裂缝内部通道。
第三步裂缝封闭先采用sikadur52胶液（按胶液重量比为A:
B=1:
0.5）沿裂缝方向涂刷一层灌封胶，然后再用JN-F封口胶进行封闭（配胶重量比为A:
B=100:
40），用油灰刀搅拌至色泽完全均匀一致。
将调好的封闭胶沿着裂缝涂刮均匀，封闭宽度为5cm，长度比实际裂缝两端各长10cm。
第四步检验封缝，裂缝封闭1天后，裂缝封闭胶已固化，检查封缝的效果。
如果有粘结不牢固现象，必须再补刮裂缝封闭胶，保证裂缝封闭密实。
第五步经封缝检验合格后，即可配制胶液，准备灌胶。
具体操作步骤如下：
将A胶和B胶按100∶50的比例混合均匀，一次混合的胶数量相当于1h的用量为宜。
用注射器取混合均匀的灌缝胶，抽取完毕后，将注射器的制动条卡住活塞的卡口，防止活塞活动，以免将灌缝胶挤出。
将灌缝胶的注射器安装在灌胶嘴上。
所有注射器安装完毕后，将注射器的活塞按顺时针方向旋转，直到制动条卡口中脱开，注射器在弹簧的压力下开始自动匀速地注射工作。
当注射器中灌缝胶已经注射完毕，立即取下空注射器，重新换上另一个装有灌缝胶的注射器，继续工作。
为了确保所有裂缝完全灌满，所有空注都要重新抽取灌缝胶，继续注射。
在注射器静止2h～3h后，拆下注射器。
静止24h后拆灌胶嘴。
第六步胶液固化后，即拆除注浆嘴，敲掉环氧胶泥，并用角磨机打磨平整，最后进行外观处理，要求基本与原护壁砼颜色一致。
5号、6号、7号、8号、11号、12号裂缝除灌浆嘴埋设间距缩短至20㎝～25㎝外其他处理方法与上述裂缝处理方式相同。
产品的主要技术要求见下表：
性能
编号
试验项目
技术要求
固特邦JN-F
封缝胶
Sikadur52
低粘度灌缝胶
物理性能
1
外观
腻子状触变膏体
粘稠液体,杂质
2
粘度（mPa.S）
≤1000，≤3000
3
适用期（min）
≥30
≥30
4
密度（g/cm3）
力学性能
5
内聚抗压强度（Mpa）
≥50.0
≥65.0
6
内聚抗拉强度（Mpa）
≥15.0
≥30.0
7
内聚抗弯强度（Mpa）
≥45.0
8
钢-钢粘接抗剪强度（Mpa）
≥10.0
≥15.0
9
钢-钢粘接抗拉强度（Mpa）
≥33.0
10
钢-混凝土粘接抗剪强度
11
钢-混凝土粘接抗拉强度
12
水泥砂浆（8字模）粘接抗拉
耐久性
13
沸煮抗剪强度（Mpa）
14
人工老化抗前强度（Mpa）
≤6.5
裂缝处理质量保证措施
10.3钢筋接头的位置及钢筋间连接严格按施工图纸及施工规范施工。
钢筋要认真作好标识工作，防止钢筋在施工中错绑、漏绑。
插筋要求位置准确，不得移位，施工中要加强插筋的看护。
10.4混凝土浇筑时应防止跑模、胀模，保证混凝土施工质量。
10.5建立技术安全交底制，隐蔽工程验收制，交接班自检、互检制，岗位责任制。
10.6施工前作好电器及机械设备维修准备，砼浇筑时出现故障能及时修复投入工作。
并作好备用机械设备的准备及调试工作。
10.7严格工程质量检查验收，在各班组自检、互检的基础上进行交接检查，上道工序不合格绝不允许下道工序施工。
10.8在施工中，各施工人员要加强程序意识，严格按有关程序施工，不得违背程序。
技术人员向施工班组作好交底工作。
10.9砼浇筑明确责任，严格实行在岗位上交接班制度，施工人员要作好砼施工记录。
10.10浇筑砼时，砼捣固由有经验的人员操作，做到既不漏振也不过振，不得振动止水片，并按规定检查砼的坍落度，发现问题及时调整。
10.11止水钢片以及钢筋密集处的砼应仔细浇捣，必要时辅以人工布料和人工浇捣。
10.12砼严禁出现冷缝；施工缝留设必须保证其尺寸，留设顺直，深浅一致。
砼捣实后，应对砼表面进行二次压光处理。
10.13测温点埋设应基本准确，测温装置预先调试，测温情况应及时向有关人员汇报，做到信息化施工。
10.14砼浇筑前应将施工计划提交业主，保证砼施工期间的水电供应。
10.15砼浇筑前应注意天气预报，以避开灾害天气，浇筑砼过程中若遇到下雨等天气，按相应程序施工。
升级会员 