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云南吉益佳分享灌浆料施工中出现结构裂缝的原因

信息来源:www.ynjyjjc.com   2022-09-17 15:43:44

灌浆料结构裂缝的成因复杂繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因,主要与施工、设计、材料、环境等有关。据有关资料统计,由施工因素造成的灌浆料早期裂缝占80%左右,因灌浆料材料方面的原因造成的的裂缝占15%左右,因设计不当造成的裂缝占5%左右。


1、施工工艺因素

在灌浆料结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵、横、竖、斜,水平的、表面的、贯穿的等各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位与走向、裂缝宽度因产生的原因而异,通常有:

(1)违章施工、不当施工造成灌浆料裂缝

灌浆料搅拌、运输时间过长,使水分蒸发过多,导致灌浆料坍损较大,使得在浆料体积上出现不规则的收缩裂缝。
主要结构部位模板刚度不足,或施工时拆模过早,灌浆料强度明显不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
灌浆料初期养护工作管理不严,造成灌浆料早期强度增长时失水,收缩量大,使得灌浆料与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

种种原因造成灌浆料运输车不能及时到达及时供料,现场浇筑停歇时间超过灌浆料终凝时间,而又没有按施工缝处理好接头部位等。

(2)振捣方式不当引起裂缝

不正确的振捣方式会造成灌浆料分层离析、表面浮浆而使灌浆料面层开裂,或造成灌浆料砂浆大量向低处流淌致使灌浆料产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。

商品灌浆料由于采用搅拌车运输、泵送浇筑,坍落度比较大,凝结时间较长。一般灌浆料初凝时间都在10h以上甚至更长,即使在炎热的夏天,在掺了高效缓凝减水剂后,浇捣好的灌浆料表面被太阳暴晒,水分蒸发很快,形成一层几毫米厚的“被子”,看上去灌浆料似乎已凝结,实际内部还远未达到初凝,甚至还能流动。这样的灌浆料若不进行二次振捣和多次抹面,表面不可避免会出现裂缝。开始是浅表性的、窄细的,若不及时处理,裂缝就会扩展。由于应力集中,终的裂缝很可能是贯穿性的。采用二次振捣可以消除因塑性沉降引起的灌浆料内分层,阻断因泌水而留下的连贯通道,改善骨料界面结构,提高灌浆料强度和抗渗能力;采用二次以上抹面,可有效提高因泌水而削弱的灌浆料表面强度,消除“被子”现象,使灌浆料因水分蒸发而引起的塑性裂缝及时得到愈合。

(3)养护不当引起灌浆料开裂

现场养护不当是造成灌浆料收缩开裂主要的原因。灌浆料浇筑后,若表面不及时覆盖进行潮湿养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝、特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下,干缩更容易发生。有资料表明,当风速为16m/s时,灌浆料中的水分蒸发速度是无风时的四倍。
目前,许多施工现场在浇筑灌浆料时都不能做到及时覆盖保温养护,一般总要等到后一遍抹光结束后才覆盖,还有很多工地根本就不予覆盖,结果表面开裂。正确的做法应该是在第一次抹平后就立即用塑料薄膜覆盖,不让水分蒸发,依靠灌浆料自身的水分进行保湿养护。需进行第二次抹光时,揭开薄膜,抹完了再及时盖上。
2、外界环境因素
(1)温度

水泥水化过程是大体积灌浆料中的主要温度因素。灌浆料在硬结过程中,由于水泥的水化作用,在初始几天产生大量的水化热,灌浆料温度升高。而大体积灌浆料结构一般较厚,导热不良,相对散热小,所以大量的热量聚集在结构内部。内部水化热不易散失,外部灌浆料散热较快,水化热温升随壁(板)厚度增加而加大,灌浆料形成一定的温度梯度。无论温升阶段,还是温降阶段,灌浆料中心温度总是高于灌浆料表面温度。根据热胀冷缩的原理,中心部分灌浆料膨胀速率要比表面灌浆料大。因此,灌浆料中心与表面各质点间的内约束以及来自地基及其它外部边界约束的共同作用,使灌浆料内部产生压应力,灌浆料表面产生拉应力。当温度梯度大到一定程度时,表面拉应力超过灌浆料的极限抗拉强度时,灌浆料表面产生裂缝。

在升温阶段,灌浆料未充分硬化,弹性模量小,因此拉应力较小,只引起灌浆料表面裂缝。随着水泥水化反应的结束及灌浆料的不断散热,大体积灌浆料由升温阶段过渡到降温阶段。温度降低,灌浆料体积收缩。由于灌浆料内部热量是通过表面向外散发,降温阶段灌浆料中心部分与表面部分的冷缩程度不同,在灌浆料内部产生较大的内约束,同时地基与边界条件也对收缩的灌浆料产生较大的外约束。内外约束的作用,使收缩的灌浆料产生拉应力,随灌浆料的龄期增长,抗拉强度 增大,弹性模量 增高,徐变影响减小。因此降温收缩产生的拉应力较大,易在灌浆料中心部位形成较高拉应力区,若此时的灌浆料拉应力大于灌浆料此龄期的抗拉强度,则大体积灌浆料产生温度裂缝。

(2)钢筋锈蚀因素

由于灌浆料质量较差或保护层厚度不足,保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围灌浆料碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏。钢筋中铁离子与侵入到灌浆料中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长了约2~4倍,从而对周围灌浆料产生膨胀应力,导致保护层灌浆料开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到灌浆料表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与灌浆料裹力减弱,结构承载力下降,并将诱发其他形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。

对于钢筋的锈蚀,施工时应控制灌浆料的水灰比,加强振捣,保证灌浆料的密实性,防止氧气的侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

(3)冻胀因素

大气气温低于零度时,吸水饱和的灌浆料出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而灌浆料产生膨胀应力,同时灌浆料凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布应引起渗透压,使灌浆料中膨胀力加大,灌浆料强度降低,并导致裂缝出现。温度低于零度和灌浆料吸水饱和是发生冻胀的必要条件,当灌浆料中骨料空隙多、吸水性强;骨料中含泥土等杂质过多;灌浆料水灰比偏大、振捣不密实;养护不好使灌浆料早期受冻等,均可导致灌浆料冻胀裂缝。

灌浆料在冬季进行施工时,尤其应当注意这方面的养护。如采用蒸汽加热法、电气加热法等,或者在灌浆料拌和水中加入一定的防冻剂(好不用氯盐),可以保证灌浆料在低温条件下硬化。

3、材料质量因素

灌浆料是指由水泥与集料按一定比例拌和,并在一定条件下硬化而成的石材。通常我们所讲的灌浆料指的是水泥灌浆料,主要由水泥、水、砂石集料组成,其中水泥和水起胶凝作用;集料起骨架填充作用,水泥和水发生反应后形成坚硬的水泥石,将集料颗粒牢固地粘结成整体,使灌浆料具有一定的强度。但是若组成灌浆料所用的材料质量不合格,则会影响灌浆料的强度,导致灌浆料结构出现裂缝。

总之,在实际工程中,灌浆料结构裂缝形成原因是多种因素造成的,其中有主要因素,也有次要因素,因此分清主次因素,对灌浆料结构裂缝原因给出科学正确的“诊断”,对于防止灌浆料结构裂缝才是至关重要的,才能对症下药,减少或避免有害裂缝的发生。