「分享」無需繼續忍受裂縫和龜裂的原因(上)


作者:裂縫對於混凝土來說是與生俱來的,但如果你瞭解他們產生的原因,就可以對他們的產生進行控制,甚至消除。

我們都聽說過:混凝土總是要有裂縫的!雖然那不是100%的正確,但混凝土確實會經常開裂,因此任何從事混凝土工作的人都應該瞭解為什麼會開裂,以及在必要時如何修復裂縫。不要讓裂縫毀掉你的好工作!


「分享」無需繼續忍受裂縫和龜裂的原因(上)


當混凝土中的張力大於混凝土的抗拉強度時,混凝土地坪中就會產生裂縫。混凝土的直接抗拉強度比抗壓強度低得多 – 大約10%左右。所以當它拉伸得太厲害時,它就會開裂。即使在較低的應力作用下,裂縫也會傳播或持續增長。混凝土中產生張力有很多原因,可能是外部原因,也可能是混凝土自身內部的原因,如冷凍水或骨料膨脹引起的內部壓力。


很多情況下,裂縫不會影響性能。地坪表面的塑性收縮裂縫通常不會對性能產生負面影響,而且可能只是因為業主不喜歡它們那樣的外觀而令人反感。非縱向偏移或在重載作用下不穩定的收縮裂縫實際上只不過是自然收縮裂縫,而鋼筋混凝土實際上也需要在鋼筋開始起作用之前開裂,儘管對於重型鋼筋,裂縫可能太細,不容易看到。


本文只研究混凝土地坪中的開裂,而不是混凝土在凍融作用或鹼硅酸反應(ASR)作用下引起的開裂。


塑性混凝土裂縫

混凝土攪拌後,在完全變硬之前,被稱為“塑性”狀態,在塑性混凝土中最常見的裂縫是塑性收縮裂縫和龜裂,這是由於表面乾燥速度快於下層混凝土引起的 – 因為表面的蒸發速度,由於乾燥或通風條件不同,要比泌水速度快。很淺的塑性收縮裂縫形成平行線。產生細線圖案或鱷魚式圖案的龜裂裂紋類似,但在收光操作後開始出現。這兩者裂紋通常都不會對地坪性能產生負面影響,但由於影響美觀,可能會引起反感。


塑性收縮裂縫通常在刮平和收光之間形成,通過使用塑料布或麻袋、擋風屏、遮蔽物、噴霧和單分子蒸發抑制劑來防止表面乾燥,通常就可以避免裂縫。類似的預防措施都可以防止龜裂,或者只是儘快開始養護工作。在抹光混凝土時,不要對錶面過度處理,也決不要用水“保護”混凝土。


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沉降裂縫也很常見,它們都會在地坪中的鋼筋上方直接形成,這是由於混凝土持續向鋼筋下方沉降引起的。振搗不足或模板洩漏可能是引起這些裂紋的原因,對於較大的鋼筋,這種裂紋會變得更嚴重。在拌和料中使用合成超細纖維可以減少或消除塑性收縮裂縫和沉降裂縫。


那麼,你怎樣才能修復這些裂縫呢?你不能修復,這不對,可以將表面打磨到足夠深度將它們去除,也可以鋪一層覆面層將它們蓋起來。最好的解決辦法可能是說服業主,龜裂是你免費提供的一種特殊裝飾處理!


乾燥收縮裂縫

地坪中最常見的裂縫是隨機乾燥收縮裂縫,澆築後,隨著混凝土的乾燥,大約收縮0.06%,但混凝土抵抗這種收縮的能力僅為0.015%,這些裂縫是由於約束形成的 — 這種約束是指任何阻止地坪自由移動的東西,比如底基層,它也會形成約束。

如果我們能把地坪神奇地懸在半空中,或者把它放在一塊完全沒有摩擦力的平板上,就可以避免很多裂縫(需有人發明一種方法,將地坪漂浮起來,直到它完成收縮為止)。


裂縫的程度可以通過收縮量來控制,這種收縮量有時稱為潛在收縮。通過減少拌和料中的用水量,並使用較大而且收縮率較低的骨料,可以將潛在收縮降到最低程度。除了澆築混凝土地坪絕對需要的水量之外,不要添加過多的水,因為一點點額外的水就會導致許多額外的裂縫,因此應該把水想象成液體裂縫!減縮外加劑也有幫助,良好的養護措施能夠形成更堅固、無裂縫的表面,但不幸的是,它不會減少最終收縮,因此也不會減少乾燥收縮裂縫。


碳纖維修復裂縫

當需要穩定移動裂縫時,比如在安裝粘結覆面層之前,可以注入環氧樹脂粘結,並用垂直於裂縫的補縫杆或錨固釘固定。


傳統的做法是,通過混凝土鑽孔和切割,安裝U形鋼筋來完成。最近介紹的另一種方法是,使用碳纖維連接,安裝在橫跨裂縫的鋸縫中。


環氧樹脂鉚接技術“依靠穿孔碳纖維帶穩定裂縫,是將纖維帶粘結到鋸縫中防止裂紋移動。碳纖維不會腐蝕,比鋼材更堅固,而且施工時需要去除的混凝土要少得多。鋸縫的佈置間距大約25.4cm,再填充低粘度的環氧樹脂,然後再放置碳纖維帶,一套修復2.7m裂縫的碳纖維帶成本為82美元。

在條形澆築的典型混凝土中(如人行道),大約每4.6m就會沿橫向形成收縮裂縫,這就是我們為什麼要設置收縮縫(有時稱為控制縫)的原因,這沒有其它用處,就是為了控制裂縫。接縫部位會形成更薄,因此也更弱的橫截面,所以那正是裂縫的位置。在正確的時間和正確的深度上採用合適的工具或鋸切製成收縮縫,可以強迫裂縫保留在接縫部位。如今,地坪的鋪設卻沒有接縫,或接縫間距很大。


對於一般室內地坪,收縮縫應沿柱網安裝,然後在柱網之間均勻佈置中間縫。收縮縫間距英尺數的舊標準是板厚英寸數乘以2或3 - 因此,對於5英寸的地坪,收縮縫的間距應在10英尺(3.05m)到15英尺(4.57m)之間。應始終儘量使地坪板面保持正方形(縱橫比),但一個方向上的尺寸不得超過另一個方向上尺寸的1.5倍。


接縫可以用工具加工或鋸切,深度應至少為板厚的四分之一或最小25.4mm。在炎熱天氣下施工時,在收光後約4小時,在寒冷天氣下施工時最多12小時後,應在不影響表面狀態的情況下儘快安裝接縫。對於早期進入鋸切的接縫,接縫深度應為25.4mm深(決不要超過31.75mm),並且要在表面不剝落時儘快安裝,通常是在收光後1小時到4小時內進行,時機很關鍵- 等得太久,自然收縮的裂縫就會比你搶先出現了。


其他原因

地坪裂縫的另外兩個常見原因是土壤支撐系統的沉降和超載。合適的底基層對於無裂縫的成功施工是至關重要的。在施工過程中,當地坪可能還沒有達到其全部強度時,經常會發生超載的情況。例如,一個專供客車使用的停車場,結果有重型卡車開上來了,這樣經常會產生超載裂縫。


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裂縫的修復

在很多情況下,也許是在大多數情況下,隨機乾燥收縮裂縫的作用與收縮縫一樣;它們只是看起來很糟糕,邊緣可能會受到破壞,因此裂縫看起來比實際情況更糟。但業主通常會要求進行某種修復,因此首先要從評估原因開始,再確定修復方案。


首先要測量裂縫寬度,再確定是否有鋼筋穿過裂縫。用裂縫比較儀測量寬度,對小於0.9mm的裂縫,荷載是通過骨料聯鎖傳遞的,而且能防止縱向偏移。較寬的裂縫可能會發生縱向偏移,因此需要在一側進行打磨。如果在地坪中使用了鋼筋,裂縫會很緊密而且不會移動,但那仍然是裂縫。


真的沒有完美的修復措施。我們假設底基層支撐系統得到了適當地加固(並非總是一個好的假設!),裂縫的邊緣將保持水平,最好的修復方法可能只是美容。如果地坪要承受較重的載荷,裂縫可能會移動,邊緣就會惡化,這樣就需要進行結構修復了。


如果需要進行結構修復時,一般的方法就是將裂縫開槽,再儘可能地清理乾淨,然後注入環氧樹脂將裂縫粘合在一起。


如果底基層的支撐力不足,則可能需要重新建立支撐,為此,一個好的方案就是使用聚氨酯。如果裂縫處需要更積極地傳遞荷載,可以在垂直於裂縫的方向上設置補縫杆(見“碳纖維修復裂縫”部分)。


對於非結構性修復,一般的方法是用裂縫刻刀將裂縫開槽,並用半剛性接縫填料填充。但你應該先評估一下裂縫是否在移動,如果是,柔性材料是最好的,它不會像剛性填料那樣支撐裂縫的邊緣,但它會稍微發生一點移動,這樣彈性材料就不會開裂。為此,您需要將裂縫加寬和加深一點,以便形成密封膠儲槽,容納足夠的材料以承受移動。


如果你的目標是裂縫修復後看起來很好,則應考慮不擴大裂縫,而使用粘度非常低的填料,其中有些填料可以染色,以便與你的混凝土地坪顏色一致,在處理有色混凝土時特別好。裂縫基本上是混凝土的固有特性,但通過了解裂縫產生的原因,可以控制甚至消除裂縫。


本文轉載自:https://www.concreteconstruction.net/how-to/repair/theres-no-reason-to-crack-up-over-cracks-and-crazing_o

*文中內容和觀點由作者提出,朔馬珞僅轉載相關信息。


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