水工混凝土各种病害、缺陷主要有裂缝、破损、腐蚀、渗漏、钢筋锈蚀以及结构外观变形等,而裂缝则是混凝土建筑物常见的病害,另外结构物破常常是裂缝开始的,所以人们常常把裂缝的存在视作结构物濒临破的危险征兆。因此。在研究混凝土病害及修补技术时,应对裂缝危害及形成原因有充分的认识,并采取措施减少裂缝的开展,这对减轻混凝土病害,具有十分重要的意义。
1 混凝土裂缝对水工构筑物的危害
1.1 混凝土裂缝将使建筑物产生渗漏
渗漏的结果,一方面在水压力作用下使裂缝逐步扩宽和发展;另一方面当水渗人混凝土内部后将一部分水泥的某些水化产物溶解并流失。水泥水化产物中容易溶解的Ca(OH)2,它的溶蚀会促使水泥水化物的水解。首先引起水解破的是水化硅酸三钙和水化硅酸二钙的多碱性化合物,然后是低碱性的水化产物的破,由此可能导致混凝土结构物的破。这种危害主要出现在水下建筑物、地下洞室、和建筑物外墙等。
裂缝状态判断
钢筋混凝土结构在使用状态下出现裂缝属于正常现象。但理论和大量试验表明结构的破又往往从裂缝开始,因此可以把桥上的裂缝分为“有害裂缝”和“无害裂缝”。
“有害裂缝”主要指:对桥梁结构的承载能力、变形、节点构造的牢固程度等有直接影响或严重影响的裂缝,如由于墩台不均匀沉降、倾斜造成的结构裂缝;由于主筋腐蚀而膨胀所引起的顺钢筋向裂缝;承重构件受荷载作用后,展开宽度超过规范要求限值的裂缝。“有害裂缝”必须采用相应的措施进行维修,以限制其进一步发展;因结构承载力不足而产生的“有害裂缝”,还需要对结构承载力进行补强。
“无害裂缝”主要指:暂时对桥梁结构不致产生安全方面的不利影响,但也不能认为是无害的裂缝,待其发展到一定程度、结合其它方面的因素,也可能对桥梁结构安全产生威胁。需要长期观察记录该裂缝发展情况并加以分析,以采取相应措施。
这种修复材料施工比较简单,改变了传统的修复时间长,修复成本高,所以,这种修补剂一经推出,在短短的几年内,就有上千家的施工单位与亨利建材进行合作,其中,很多交通部分,大型国有企业都是长期合作,施工的案例遍及全国。
混凝土表面鱼鳞纹
产生原因:
新拌和混凝土离析,或放置时间过长造成泌水,形成水膜及水泥稀浆挤占骨料间空隙,并分散、包裹于骨料表面,水份迁移形成水膜痕迹及浅表层多孔低强度的硬化水泥石,低强度硬化水泥石在拆模时易与模板粘连、脱落,从而形成表面粗糙,色差等鱼鳞纹。
当混凝土过振形成离析时,石料挤压形成一部分骨料少,一部分骨料多,外观颜色不一形成色差,骨料多的地方外观便形成鱼鳞纹。
当芯模反压固定及芯模底部未封闭,浇筑时芯模上浮,混凝土出现塑性变形并向下滑移,也将会在表面出现鱼鳞纹。
预防措施:
控制混凝土离析及放置时间过长,控制骨料的粒径及骨料级配,碎石应为连续级配,做理论配合比时应适当增加砂率,浇筑时应尽量不让混凝土等待时间过长,运输过程中应尽量减少转运次数,这样便可控制混凝土的泌水。
对芯模要一次性的固定好,防止上浮。
分段浇筑后,封闭芯模底模,限制混凝土从芯模底板处上翻。
采用二次振捣,先用50型棒,间隔一定距离后,再用30型棒进行二次补振,振动棒振捣间距要均匀,时间要大致相等,不能间距时大时小,时间时长时短,这样便可控制混凝土不离析、不漏振、不过振。
亨利建材认为,在针对水泥路面受冻后严重起砂这个问题上,很多单位都有过失败的修补经验,明明他们所采用的修补操作方法是完全正确的,也使用了高粘结力和高强度的水泥路面修补料,为什么没有将受冻后严重起砂的路面修补好呢?
混凝土裂缝的存在,使空气中二氧化碳极易渗透到混凝土内部与水泥的某些水化物相互作用形成,这就是混凝土的碳化。中和水泥的基本碱性,使混凝土的碱度降低,使钢筋纯化膜遭受破,当水和空气同时渗人时,钢筋就会产生锈蚀,同时加剧混凝土收缩开裂,导致混凝土结构物破。通常在空气中二氧化碳的浓度很低时,混凝土碳化速度非常缓慢,当混凝土不密实或布满裂缝时,则可能在1-2年内就使混凝土钢筋保护层完成碳化。