混凝土结构中冷缝的危害分析、处理及预防.pdf

安徽建筑 2 0 1 1年第 3期 ( 总 1 7 8期 ) 混凝土结构中冷缝的危害分析、 处理及预防 T h e Har m f ul An aly si s ， Pos si ble Di sp os e W ay s and Pr ev en t i on Su gge st j on s of t h e Gold J oi n t Con st r u c t i on 彭长领 ， 索小永 ( 中核集团中国核电工程有限公司郑州分公司 ， 河南郑州4 5 0 0 0 2； 安徽工程大学 ， 安徽芜湖2 4 1 0 0 0 ) 摘要 ： 冷缝是指在混凝土浇筑过程因突发不可预料因素而导致混凝土浇筑中断、 且间隔时间超过混凝土的初凝时间， 但小于混凝土的终凝时间 而在混凝土结构中形成的一种病害薄弱面， 是一种概念缝。文章通过冷缝与施工缝的比较 ， 详细分析了冷缝可能对工程结构造成的危害， 并在此基 础上探讨 了冷缝 可能的处理方 法， 最后对冷缝的工程预防提 出了建议。 关键词 ： 冷缝 ； 施工缝； 振捣 ； 咬合力 中图分类号： T U 5 2 8 0 4 1 文献标识码 ： A 文章编号： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 8 7 0 2 0 前言 在钢筋混凝土结构的混凝土浇筑施工中， 一个施工段的混 凝土应连续浇筑以保证混凝土结构的整体性。 为避免因突发情 况而导致浇筑中断， 在混凝土浇筑前备用的浇筑设备应准备到 位， 并保证处于可用状态。 但突发情况并不是可以完全预料的， 如果在混凝土浇筑的过程中因停电， 或突遇大风、 大雨等恶劣 天气而导致浇筑中断，且间隔时间超过混凝土的初凝时间， 就 会在混凝土中形成一种病害薄弱面，也即工程中所说的冷缝。 严格来说 ， 冷缝并不一定是宏观的裂缝 ， 而是一种概念缝。 冷缝 的存在会降低混凝土的抗裂 、 抗剪性能， 并大大降低混凝土的 抗渗性能。本文从冷缝与施工缝的区别 、 冷缝的形态介绍和可 能的处理方法等方面对冷缝进行了探讨分析， 为工程结构的冷 缝处理和预防提供参考。 1 冷缝的定义及其与施工缝的区别 冷缝是指在混凝土浇筑过程因突发不可预料因素而导致 混凝土浇筑中断、 且间隔时间超过混凝土的初凝时间， 但小于 混凝土的终凝时间而在混凝土结构中形成的一个受力薄弱面， 是一种概念缝。 冷缝可能是宏观的裂缝， 也可能不是。 因突发因 素出现的不可完全预料性，冷缝可能出现在结构的任何部位， 对结构的承载性能造成较大的影响。 施工缝则是因混凝土浇筑区过大， 无法连续浇筑 ， 或因特 殊施工工序要求而人为留设的混凝土浇筑结合区。 施工缝应留 设在结构承受剪力较小的部位 ， 且应与结构主轴线垂直。施工 缝部位在重新浇筑混凝土前应清除表面的浮浆、 松动的石子和 软弱层， 将结合面冲毛或人工凿毛 ， 以增加结合面混凝土的摩 擦咬合力。为避免已浇筑的混凝土因固结力小于振动的影响 力 ，而破坏已初凝混凝土内部的凝结和钢筋与混凝土的粘结， 应待结合面混凝土终凝强度达到 1 2 MP a以后再重新浇筑混凝 土 。且 结合 面在 浇筑前 应充 分洒水 湿 润 ，并满铺 一 层 l O m m 1 5 mm厚、 配合比与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆， 以增强上、 下层混凝土交接面的粘结。 2 钢筋混凝土结构中冷缝的危害 从冷缝的定义可以知道 ， 冷缝部位上层混凝土浇筑时先期 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 0 4 3 0 作者简介： 彭长领( 1 9 8 3 一 ) ， 男， 河南夏邑人， 毕业于郑州大学， 硕士， 助 理 工程 师 ， 研 究方向 ： 核 电站 土建施 工管理 。 图 1 冷缝部位结合紧密 图 2 冷缝部位存在宏观裂缝 浇筑的混凝土尚未终凝， 在上层混凝土浇筑振捣的过程中可能 因先期浇筑混凝土的固结力小于振捣影响力， 而破坏已初凝混 凝土内部的凝结和钢筋与混凝土的粘结， 降低冷缝部位混凝土 的强度。先期浇筑的混凝土在振捣过程中会造成粗骨料下沉、 砂浆上浮，初凝后在冷缝部位造成局部无粗骨料的砂浆层， 这 也可能会降低冷缝局部混凝土强度。 因冷缝部位先期浇筑的混 凝土基面并未处理， 会大大降低上、 下层混凝土的咬合力。 且冷 缝处先期浇筑的混凝土基面会有一层泛水灰浆层 ， 如果泛水灰 浆层稍厚会使上、下层混凝土之间存在一个明显的滑动层， 使 上、 下层混凝土脱离接触， 降低冷缝部位混凝土的抗剪力 ， 在混 凝土结构中形成一个明显的抗裂、 抗剪、 抗渗薄弱部位 ， 在大坝 混凝土的施工中曾有因冷缝而导致大坝渗水的实例。 同时因冷 缝部位混凝土尚未终凝， 更有可能因后期混凝土强度发展过程 中的收缩徐变而导致宏观裂缝的出现， 这种情况危害尤甚。 3 钢筋混凝土结构中冷缝的处理 因为影响混凝土浇筑各种因素的不可完全预料性， 在混凝 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 _ 匡 2 0 1 1年第 3期( 总 1 7 8期 ) 安徽建筑 施 工 技 术 研 究 与 应 用 土浇筑过程中出现冷缝并不奇怪。如上述分析 ， 冷缝对钢筋混 凝土结构的危害是巨大的。 在工程实践中如果因不可完全预料 因素而导致在钢筋混凝土结构中出现冷缝应区别对待 ， 一概而 论地将冷缝部位混凝土凿掉重新浇筑也是不科学的。 通过上述 分析可知， 冷缝的出现会降低其周围局部混凝土的强度。 因此， 如果工程中出现冷缝， 则应首先采用回弹、 钻芯、 超声等方法检 测冷缝部位的混凝土强度是否达到设计要求。 如果冷缝部位混 凝土强度达到设计要求 ， 则可结合冷缝出现的部位、 冷缝的形 态、 结构的承载情况及抗渗等级等方面的要求 ， 采取下述适当 的方法进行处理 。 冷缝部位上 、 下层混凝土结合紧密， 接缝处无明显泛水 灰浆层或泛水乳皮 ， 无漏浆 ， 且冷缝部位混凝土以受压为主或 承受的剪力较小。在此种情况下， 冷缝对混凝土的整体受力性 能影响较小， 经原设计人员认可后只需将冷缝部位混凝土保护 层剔凿成矩形槽， 用带自膨胀性的高强无收缩灌浆料进行表面 修补即可。 冷缝部位混凝土漏浆、 存有泛水灰浆层或乳皮层 、 不密 实， 或冷缝部位存在明显的宏观裂缝( 见图 2 ) 。从上述分析可 知， 冷缝对混凝土结构的危害主要是降低冷缝部位混凝土的强 度和摩擦咬合力， 而对其它部位混凝土强度则没有影响。在此 种情况下需用工具清除干净冷缝面软弱浆膜和松动的沙子、 石 子， 用压力化学灌浆的方法往冷缝里灌注化学浆液或结构胶加 强粘结 ， 并填充密实， 保证灌缝抗拉强度不低于混凝土的抗拉 强度 。 如果冷缝部位混凝土强度不达标， 或混凝土漏浆、 不密实 ， 且冷缝部位混凝土承受剪力较大， 抗渗等级要求过高。此种情 况属于比较严重的冷缝情况 ， 须将受冷缝影响的局部混凝土剔 除， 将结合面按施工缝要求处理 ， 并重新浇筑混凝土。 5 冷缝的预防 工程结构中的混凝土冷缝会降低结构的受力性能， 产生冷 缝后的工程处理比较麻烦 ， 严重的情况下甚至会导致冷缝部位 混凝土局部返工处理， 造成工程费用的增加和工期的延后。因 此在混凝土浇筑前和浇筑中必须采取切实有效的措施 ， 防止混 凝土施工冷缝的产生。 混凝土浇筑之前必须有针对性地进行混凝土初凝试验 ， 明确混凝土的初凝时间， 并据此对混凝土的浇筑速度和浇筑时 长进行估计。 在此基础上对混凝土搅拌站的混凝土供应能力和 混凝土搅拌运输车的运输能力进行评估 ， 确保搅拌站的混凝土 供给能力。 施工方案中必须明确混凝土布料设备的布置， 布料要到 位 ， 不留死角。 根据混凝土的现场浇筑经验， 在混凝土的浇筑过 程中经常出现浇筑设备故障， 如泵送机堵管、 爆管等。因此， 备 用机械设备必须到位 ， 浇筑过程中维修人员必须在浇筑现场随 时应对突发情况。 混凝土浇筑之前应就浇筑时长范围内的天气情况向气 象部门作出了解，避免混凝土浇筑在恶劣气候条件下进行 ， 保 证混凝土质量。 混凝土浇筑的过程中必须配备足够的专业工人 ，工长、 技术、质检及旁站监理人员必须到位并对浇筑过程进行监督 ， 确保混凝土振捣到位， 防止漏振 、 欠振 ， 尤其是先、 后浇筑的混 凝土接触面， 振动棒必须深入先浇混凝土 5 1 0 c m振捣以保证 此部位混凝土结合均匀、 密实。 应急措施要考虑到位， 应急预案交底应贯彻到负责现场 施工的管理、 技术人员和施工班组 ， 以增强现场管理、 施工人员 在停电、 突遇暴雨、 大风、 布料机堵管等突发情况下的应急能 力。此工作尤其重要 ， 在混凝土浇筑过程中出现的问题大多是 由于现场管理人员经验不足、 应急措施没有落实到位造成的。 6 结束语 冷缝对工程结构造成的危害是显而易见的， 尤其在重要的 工程结构中不允许冷缝的存在。在大型、 重要结构混凝土浇筑 前应制定详细的混凝土浇筑方案 ， 并对混凝土的供应 、 运输能 力进行充分的分析，确保混凝土供应速度满足现场浇筑要求。 同时应做好现场备用机械设备的调试 、 维护， 确保备用机械设 备可以随时投入使用。 若因不可完全预料因素而导致混凝土浇 筑中断时间超过混凝土的初凝时间， 应采取果断措施 ， 立即停 止混凝土浇筑， 并对初凝面按施工缝要求处理后再进行混凝土 浇筑， 杜绝工程结构中混凝土施工冷缝的出现。 参考文献 1 李立青， 袁群， 等 冷缝对钢筋混凝土梁抗剪性能影响的试验研究 f J 】 郑州： 人民黄河， 2 0 0 8 2 袁群， 马朝运， 等混凝土冷缝抗渗性能的试验研究 混凝+2 0 o 8 ( 9 ) 3 G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量及验收规范 s 】 北京： 中 国建筑工业出版社， 2 0 0 2 4 陈治涛 酷暑期施工混凝土表面出现冷缝的原因及其防治 长安 大学学报( 建筑与环境科学版) ， 2 0 0 3 ( 3 ) 警 业 业 盥 业 业 业 业 业 业 业 坐 业 业 坐 业 业 业 业 业 业 ( 上接 第 1 1页) 元性的住宅表皮需要综合运用材料 ， 具体的原则就是在特定的 秩序下拼贴出一个包容多样性的整体， 既包含丰富性 ， 又体现 出创造性， 才能塑造出多元的视觉感受( 见图 4 o 3 3设计考虑行为主体的行为特征 在施工图审批阶段， 对于没有充分考虑行为主体行为的设 计 ， 进行严格把关。 除了设计层面的努力 ， 政府部门应出台相应 措施 ： 为了治理城市面貌， 对非建筑表皮装修进行统一的规划 和管理， 对部分比较差的环境进行改造 ， 对广告牌制定统一标 准等。但是如要根治， 还得在设计层面就应该全面考虑。 4结语 重庆这座充满特色的山城，需要建筑师通过不懈的努力， 设计出美化城市的住宅表皮。在住宅表皮设计及材料选用上， 必须结合山地城市地理和气候环境，继承和发扬优秀设计经 验， 提高创新意识， 富有创造性， 产生诗意， 塑造不同的视觉影 像和建筑表情， 给人们带来多元的视觉体验， 才能创造一个个 性突出、 独具魅力的山城城市风貌。 参考文献 1 诸智勇 建筑设计的材料语言 M 】 北京： 中国电力出版社， 2 0 0 6 2 黄毅建筑表皮的实践与视觉影像的创造 J 】 华中建筑， 2 0 0 8 ( 2 ) 3 赵万民， 王纪武现代山地都市轮廓线景观研究叨华中建筑， 2 o o 4 ( 2 ) 4 魏晓 现代建筑表皮的材料语言研究【 D 重庆大学硕士学位论文， 2 0 0 7 虽 筑 _