码头工程面层混凝土龟裂的产生和防治.doc

码头工程面层混凝土龟裂的产生和防治随着经济的发展，生活质量的提高，人们对物质质量的追求也越来越高。建筑工程是一个工期长、施工难度大、技术复杂，涉及到大量人力、财力及物力的项目，工程质量尤为重要。人们要求在不断提高工程内在质量的同时，对感观质量要求也日趋完美，并且将其作为工程项目竣工验收和质量评定的重要指标之一。随着国家港口建设的发展扩大，施工工艺和施工技术不断完善和提高，码头工程的内部和外部质量都达到了一个新的水平，但是，有些混凝土通病还未能得到彻底的解决，常常成为工程创优的绊脚石。码头混凝土面层龟裂通病就是其中之一。由于码头施工比较特别，面层施工属于水上作业，施工条件不如陆上方便，受到施工船机、天气影响较大，质量控制相对难一些，码头面层砼或多或少都存在着一些龟裂现象，下面就码头面层砼龟裂的共同特点及产生的原因和防治措施做以下探讨：一、码头砼面层龟裂的特点龟裂与干裂的特征和区别：码头工程面层混凝土比较容易出现的裂缝一般有2类：干缩裂缝和龟裂。两者区别主要是表现在形状方面：干缩裂缝接近直线状，裂缝一般稍长、宽、深、疏，干缩裂缝出现后，一般裂缝数量不会明显增加，只是在宽度和深度上发生变化；而龟裂呈龟壳状和鱼鳞状，裂缝一般稍短、细、浅、密。此类裂缝细小，数量多，分布不规则，往往遍布整个码头面层。在出现时间方面：干缩裂缝出现较早，而龟裂出现的时间有早有晚，有的两三天内就出现，有的在面层施工完毕后1530天后出现，而有的则在半年或者一年后才变得较为明显。干缩裂缝和“龟裂”没有严格的、科学的界限，有时，干缩裂缝和“龟裂”也会同时存在，互相影响。在控制方法方面，干缩裂缝比较容易防止和控制，一般以减小混凝土坍落度，把握抹面时间、降低水化热、砼早期加强养护以及选择适当气候条件就能有效防止；而龟裂目前还没有十分有效的防止和控制措施。 面层龟裂不但影响码头面层的美观，重要的是由于沿海码头地处海水环境，裂缝开展会造成面层钢筋的逐步锈蚀从而降低码头使用年限。二、码头砼面层龟裂产生原因分析 由于施工条件千变万化，施工工艺、过程复杂多样，很难控制砼龟裂的形成，在没有外部荷载作用时，施工期码头面层出现龟裂主要是混凝土自身的收缩变形超过其拉伸极限而引起的，而影响该变形的因素有组成材料的性质、水灰比、外界约束、时间及环境温湿度等，根据深圳妈湾5#泊位码头、深圳招商局孖洲岛友联修船基地1#、2#及3#码头等几个工程项目情况，经过了实践、探讨和分析，总结引起码头面层龟裂的主要原因可分为混凝土组成原因产生的龟裂和施工过程中控制不到位形成的龟裂。1、混凝土组成原因产生的龟裂a.码头面层的是浇筑在已安装好的预制板梁上，并与之紧密结合的。当面层混凝土硬化后，面层底部混凝土的变形受到板梁的约束。混凝土发生收缩变形时，自上而下收缩自由度越来越小，顶面收缩应力达到一定值时，将混凝土拉裂，产生多向龟裂。b.现浇面层砼中存在从多余的游离水，水份蒸发后砼表面与内部变形不一致，导致约束性龟裂产生。c.混凝土搅拌时间太短，则拌出的混凝土不均匀，水泥浆不能将骨料充分包裹，甚至本该与水泥结合的水成了自由水，而水泥得不到水化，这样既增大了内部孔隙率，又降低了混凝土的强度，同时表层水泥砂浆因未拌匀，受不均匀材料的胀缩作用会产生无规则网状龟裂。混凝土搅拌时间太长，细骨料因磨损将增加表面积，在不增加用水量的情况下，和易性必然降低，而且在不停的搅拌中，水分会挥发，混凝土和易性更低。这就可能使得浇筑不均匀，或者发生塑性收缩，或者发生材料离析，导致面层龟裂。2、施工过程中控制不到位形成的龟裂a.砼中所用的砂石中杂质（如泥土、粉尘、有机物等）含量过大、砂石级配不良或骨料粒径过大，导致砼均匀性差而产生不均匀性龟裂。b.面层砼浇筑前，面板表面未进行冲洗、湿润，预制面板吸收大量面层砼中的水份，使面层上下产生不均匀性收缩龟裂。c.施工时采用不是同批生产的水泥，特别是不同标号的水泥，导致混凝土强度大幅度降低而可能产生裂缝。d.砼振捣时插点随意，不均匀，振捣时间不一致使面层砼不均匀而产生不均匀性龟裂。e.面层抹面收面时间掌握不好或抹面时风力较大，气温较高，使得砼表面水份蒸发较快，易产生干缩性龟裂；f.混凝土表面泌水较多、浆体太厚、没有经过二次提浆及二次抹面造成砼龟裂；g.面层砼养护期内养护方法不当或养护不及时产生干缩性龟裂。码头面层较薄，面积较大，水分极易在阳光、风力作用下挥发。而早期混凝土抵抗变形的能力相对较弱，根据混凝土收缩的微观原理，必须降低其内部自由水和吸附水的蒸发速度，所以必须在混凝土结硬后就要进行恰当的养护。养护不当，水分挥发的越早、越快，则龟裂产生的越早、越快，现象就越严重。三、龟裂处理措施裂缝处理的基本原则是达到补强、防渗、防止钢筋生锈的目的，根据实践经验，提出以下几种修补方案：表面修补法 该法适用于缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。施工时先将砼表面用钢丝刷打毛，清水洗净干燥，将砼表面气孔由油灰状树脂填平，然后在其上铺设薄膜，如果单纯以防水为目的，也可采用涂刷沥青的方法。填充法当裂缝较宽时，可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽，使用树脂砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料。施工时，先将槽内碎片清除，必要时涂底层结合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂轮或抛光机将表面磨光。注入法 当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入砼内部的修补方法，首先裂缝处安设注入用管，其他部位用表面处理法封住，使用低粘度环氧树脂注入材料，用电动泵或手动泵注入修补，此法在裂缝宽大于0.2mm时，效果较好。全面修补法全面修补法是在裂缝出现的划块范围全部凿除30mm或凿除至裂缝深度，再用同标号细石混凝土浇筑。此方法工作量较大，修补彻底，修补后比较美观。四、面层砼龟裂的防治措施：面层砼龟裂一直是码头砼施工的一道难题，但也并不是不可克服的顽症，只要我们针对施工实际情况，制定严密的施技术措施，采取得力有效的施工工艺，面层砼龟裂就可以得到有效的控制。根据经验，可以从以下几个方面综合考虑：1.从材料入手a.选择收缩性小的普通硅酸盐水泥，适量掺加微膨胀剂。b.严格控制碎石、砂骨料质量，精骨料碎石选用坚硬、抗压强度高、粒状呈多棱角的石子，细骨料砂选用清洁、坚硬的中粗砂，并对砂内有害杂持贪量严加限制，严格进行砼投料计量，防止人为造成砼的不均匀性。c.掺加外加剂，现浇面层砼中掺入一定量的聚炳稀腈纶纤维材料来提高砼的表面张力，以减少面层龟裂。2.从施工工艺上入手a. 优化混凝土配合比设计，选用合理的级配和砂率，采用低水化热水泥，水灰比不应超过0.5，严格控制好砼坍落度，一般控制在5070mm，使砼可塑性处于较理想范围。b.施工前对预制面板、已浇筑的砼进行充分均匀湿润，并清除表面积水。d.采用真空吸水工艺，以减少面层砼中多余的游离水，以减少面层干缩性龟裂。d.严格控制振捣时间和振捣的均匀性，防止漏振和过振。 e.浇筑面层时，要一次成型，不得用水泥净浆、干水泥抹面和找平。f.采用抹面机抹面，提高抹面的均匀度，并掌握控制好抹面时机，以砼初凝后手压砼有印痕为宜。g.抹面成型后，当混凝土表面用手指按压无痕迹时，即可在混凝土表面用土工布覆盖，防止表面失水形成微裂缝。h.对浇筑好的面层砼及时进行分缝处理，以便让面层砼有足够的伸缩余地。 j.夏季施工气温过高，混凝土散热不利，尽量避开高温时间浇筑，控制混凝土入仓温度，浇筑后及时加强洒水养护，采取有效的散热措施等，可有效控制龟裂的产生。k.冬季施工混凝土早期受冻，会使表面产生裂纹，空鼓现象，可采取有效的防冻、保温等保护措施