「分享」无需继续忍受裂缝和龟裂的原因(上)


作者:裂缝对于混凝土来说是与生俱来的,但如果你了解他们产生的原因,就可以对他们的产生进行控制,甚至消除。

我们都听说过:混凝土总是要有裂缝的!虽然那不是100%的正确,但混凝土确实会经常开裂,因此任何从事混凝土工作的人都应该了解为什么会开裂,以及在必要时如何修复裂缝。不要让裂缝毁掉你的好工作!


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当混凝土中的张力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土地坪中就会产生裂缝。混凝土的直接抗拉强度比抗压强度低得多 – 大约10%左右。所以当它拉伸得太厉害时,它就会开裂。即使在较低的应力作用下,裂缝也会传播或持续增长。混凝土中产生张力有很多原因,可能是外部原因,也可能是混凝土自身内部的原因,如冷冻水或骨料膨胀引起的内部压力。


很多情况下,裂缝不会影响性能。地坪表面的塑性收缩裂缝通常不会对性能产生负面影响,而且可能只是因为业主不喜欢它们那样的外观而令人反感。非纵向偏移或在重载作用下不稳定的收缩裂缝实际上只不过是自然收缩裂缝,而钢筋混凝土实际上也需要在钢筋开始起作用之前开裂,尽管对于重型钢筋,裂缝可能太细,不容易看到。


本文只研究混凝土地坪中的开裂,而不是混凝土在冻融作用或碱硅酸反应(ASR)作用下引起的开裂。


塑性混凝土裂缝

混凝土搅拌后,在完全变硬之前,被称为“塑性”状态,在塑性混凝土中最常见的裂缝是塑性收缩裂缝和龟裂,这是由于表面干燥速度快于下层混凝土引起的 – 因为表面的蒸发速度,由于干燥或通风条件不同,要比泌水速度快。很浅的塑性收缩裂缝形成平行线。产生细线图案或鳄鱼式图案的龟裂裂纹类似,但在收光操作后开始出现。这两者裂纹通常都不会对地坪性能产生负面影响,但由于影响美观,可能会引起反感。


塑性收缩裂缝通常在刮平和收光之间形成,通过使用塑料布或麻袋、挡风屏、遮蔽物、喷雾和单分子蒸发抑制剂来防止表面干燥,通常就可以避免裂缝。类似的预防措施都可以防止龟裂,或者只是尽快开始养护工作。在抹光混凝土时,不要对表面过度处理,也决不要用水“保护”混凝土。


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沉降裂缝也很常见,它们都会在地坪中的钢筋上方直接形成,这是由于混凝土持续向钢筋下方沉降引起的。振捣不足或模板泄漏可能是引起这些裂纹的原因,对于较大的钢筋,这种裂纹会变得更严重。在拌和料中使用合成超细纤维可以减少或消除塑性收缩裂缝和沉降裂缝。


那么,你怎样才能修复这些裂缝呢?你不能修复,这不对,可以将表面打磨到足够深度将它们去除,也可以铺一层覆面层将它们盖起来。最好的解决办法可能是说服业主,龟裂是你免费提供的一种特殊装饰处理!


干燥收缩裂缝

地坪中最常见的裂缝是随机干燥收缩裂缝,浇筑后,随着混凝土的干燥,大约收缩0.06%,但混凝土抵抗这种收缩的能力仅为0.015%,这些裂缝是由于约束形成的 — 这种约束是指任何阻止地坪自由移动的东西,比如底基层,它也会形成约束。

如果我们能把地坪神奇地悬在半空中,或者把它放在一块完全没有摩擦力的平板上,就可以避免很多裂缝(需有人发明一种方法,将地坪漂浮起来,直到它完成收缩为止)。


裂缝的程度可以通过收缩量来控制,这种收缩量有时称为潜在收缩。通过减少拌和料中的用水量,并使用较大而且收缩率较低的骨料,可以将潜在收缩降到最低程度。除了浇筑混凝土地坪绝对需要的水量之外,不要添加过多的水,因为一点点额外的水就会导致许多额外的裂缝,因此应该把水想象成液体裂缝!减缩外加剂也有帮助,良好的养护措施能够形成更坚固、无裂缝的表面,但不幸的是,它不会减少最终收缩,因此也不会减少干燥收缩裂缝。


碳纤维修复裂缝

当需要稳定移动裂缝时,比如在安装粘结覆面层之前,可以注入环氧树脂粘结,并用垂直于裂缝的补缝杆或锚固钉固定。


传统的做法是,通过混凝土钻孔和切割,安装U形钢筋来完成。最近介绍的另一种方法是,使用碳纤维连接,安装在横跨裂缝的锯缝中。


环氧树脂铆接技术“依靠穿孔碳纤维带稳定裂缝,是将纤维带粘结到锯缝中防止裂纹移动。碳纤维不会腐蚀,比钢材更坚固,而且施工时需要去除的混凝土要少得多。锯缝的布置间距大约25.4cm,再填充低粘度的环氧树脂,然后再放置碳纤维带,一套修复2.7m裂缝的碳纤维带成本为82美元。

在条形浇筑的典型混凝土中(如人行道),大约每4.6m就会沿横向形成收缩裂缝,这就是我们为什么要设置收缩缝(有时称为控制缝)的原因,这没有其它用处,就是为了控制裂缝。接缝部位会形成更薄,因此也更弱的横截面,所以那正是裂缝的位置。在正确的时间和正确的深度上采用合适的工具或锯切制成收缩缝,可以强迫裂缝保留在接缝部位。如今,地坪的铺设却没有接缝,或接缝间距很大。


对于一般室内地坪,收缩缝应沿柱网安装,然后在柱网之间均匀布置中间缝。收缩缝间距英尺数的旧标准是板厚英寸数乘以2或3 - 因此,对于5英寸的地坪,收缩缝的间距应在10英尺(3.05m)到15英尺(4.57m)之间。应始终尽量使地坪板面保持正方形(纵横比),但一个方向上的尺寸不得超过另一个方向上尺寸的1.5倍。


接缝可以用工具加工或锯切,深度应至少为板厚的四分之一或最小25.4mm。在炎热天气下施工时,在收光后约4小时,在寒冷天气下施工时最多12小时后,应在不影响表面状态的情况下尽快安装接缝。对于早期进入锯切的接缝,接缝深度应为25.4mm深(决不要超过31.75mm),并且要在表面不剥落时尽快安装,通常是在收光后1小时到4小时内进行,时机很关键- 等得太久,自然收缩的裂缝就会比你抢先出现了。


其他原因

地坪裂缝的另外两个常见原因是土壤支撑系统的沉降和超载。合适的底基层对于无裂缝的成功施工是至关重要的。在施工过程中,当地坪可能还没有达到其全部强度时,经常会发生超载的情况。例如,一个专供客车使用的停车场,结果有重型卡车开上来了,这样经常会产生超载裂缝。


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裂缝的修复

在很多情况下,也许是在大多数情况下,随机干燥收缩裂缝的作用与收缩缝一样;它们只是看起来很糟糕,边缘可能会受到破坏,因此裂缝看起来比实际情况更糟。但业主通常会要求进行某种修复,因此首先要从评估原因开始,再确定修复方案。


首先要测量裂缝宽度,再确定是否有钢筋穿过裂缝。用裂缝比较仪测量宽度,对小于0.9mm的裂缝,荷载是通过骨料联锁传递的,而且能防止纵向偏移。较宽的裂缝可能会发生纵向偏移,因此需要在一侧进行打磨。如果在地坪中使用了钢筋,裂缝会很紧密而且不会移动,但那仍然是裂缝。


真的没有完美的修复措施。我们假设底基层支撑系统得到了适当地加固(并非总是一个好的假设!),裂缝的边缘将保持水平,最好的修复方法可能只是美容。如果地坪要承受较重的载荷,裂缝可能会移动,边缘就会恶化,这样就需要进行结构修复了。


如果需要进行结构修复时,一般的方法就是将裂缝开槽,再尽可能地清理干净,然后注入环氧树脂将裂缝粘合在一起。


如果底基层的支撑力不足,则可能需要重新建立支撑,为此,一个好的方案就是使用聚氨酯。如果裂缝处需要更积极地传递荷载,可以在垂直于裂缝的方向上设置补缝杆(见“碳纤维修复裂缝”部分)。


对于非结构性修复,一般的方法是用裂缝刻刀将裂缝开槽,并用半刚性接缝填料填充。但你应该先评估一下裂缝是否在移动,如果是,柔性材料是最好的,它不会像刚性填料那样支撑裂缝的边缘,但它会稍微发生一点移动,这样弹性材料就不会开裂。为此,您需要将裂缝加宽和加深一点,以便形成密封胶储槽,容纳足够的材料以承受移动。


如果你的目标是裂缝修复后看起来很好,则应考虑不扩大裂缝,而使用粘度非常低的填料,其中有些填料可以染色,以便与你的混凝土地坪颜色一致,在处理有色混凝土时特别好。裂缝基本上是混凝土的固有特性,但通过了解裂缝产生的原因,可以控制甚至消除裂缝。


本文转载自:https://www.concreteconstruction.net/how-to/repair/theres-no-reason-to-crack-up-over-cracks-and-crazing_o

*文中内容和观点由作者提出,朔马珞仅转载相关信息。


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