淺談混凝土裂縫的防制與處理

摘要：本文主要闡述混凝土工程中裂縫是如何產(chǎn)生的，以及幾種常見(jiàn)的干縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫和化學(xué)反應(yīng)引起裂縫產(chǎn)生的原因，針對(duì)這幾種裂縫在實(shí)際工作中應(yīng)采取何種措施加以防制，以及裂縫的處理方法。主要介紹的修補(bǔ)措施方法有開(kāi)槽法修補(bǔ)裂縫、低壓注漿法修補(bǔ)裂縫和表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫。

關(guān)鍵詞：裂縫；溫度；沉陷；修補(bǔ)；措施

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等等。在實(shí)際工程中要分別對(duì)待，根據(jù)實(shí)際情況解決問(wèn)題。

1 凝凝土工程中常見(jiàn)裂縫及防制

1.1 干縮裂縫及防制

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。外界濕度變化時(shí)，混凝土?xí)a(chǎn)生干縮，且這種干縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致不同的變形結(jié)果：混凝土受外部環(huán)境的影響，表面水分蒸發(fā)快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較慢變形較小，表面混凝土受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對(duì)濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。

主要防制措施：一是選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時(shí)摻加合適的減水劑。三是對(duì)于遭受劇烈氣溫或濕度變化作用的混凝土結(jié)構(gòu)表面，常配置一定數(shù)量的鋼筋網(wǎng)，能有效地使裂縫分散，從而限制裂縫的寬度，減輕危害。四是加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。五是在混凝土結(jié)構(gòu)中間隔一定距離設(shè)置伸縮縫。

1.2 溫度裂縫及防制

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。混凝土澆筑后，在硬化過(guò)程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，（當(dāng)水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土將釋放出17500～27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達(dá)70℃左右甚至更高）。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實(shí)踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到25℃~26℃時(shí)，混凝土內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應(yīng)力）。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

主要防制措施：一是盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量，降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的“三冷技術(shù)”的基礎(chǔ)上采用“二次風(fēng)冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。六是在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。七是高溫季節(jié)澆筑時(shí)可以采用搭設(shè)遮陽(yáng)板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。八是大體積混凝土的溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。九是預(yù)留溫度收縮縫。十是減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設(shè)5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。

1.3 沉陷裂縫及防制

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于構(gòu)件所處地基土質(zhì)軟硬不均，或回填土沒(méi)有壓實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因?yàn)槟０鍙?qiáng)度不足，支撐間距過(guò)大導(dǎo)致底部松動(dòng)等，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土融化產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為貫穿性裂縫，其走向與地基沉陷情況有關(guān)，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯(cuò)位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

主要防制措施：一是在松軟地基、填土地基上部施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。二是保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆筑過(guò)程中地基被水浸泡。四是嚴(yán)格遵守模板拆除的拆除時(shí)間，而且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上支撐模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。

1.4 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及防制

混凝土中的粗細(xì)骨料若含有活性骨料，它與水泥中的堿分起作用，產(chǎn)生堿-骨料膨脹反應(yīng)，使混凝土發(fā)生裂縫以及鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)在構(gòu)件使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此在施工中應(yīng)采取有效措施進(jìn)行預(yù)防

主要的防制措施：一是所選用砂石骨料不含有活性骨料，當(dāng)含有活性骨料時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專門(mén)試驗(yàn)。二是選用低堿水泥和低堿或無(wú)堿的外加劑。三是選用合適的摻和劑抑制堿骨料反應(yīng)。

2 裂縫處理

裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和強(qiáng)度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此應(yīng)根據(jù)裂縫的形成原因和具體情況我們要區(qū)別對(duì)待、及時(shí)處理，從而保證建筑物的安全使用。

混凝土裂縫的修補(bǔ)措施主要有以下一些方法：

2.1 開(kāi)槽法修補(bǔ)裂縫

該法適合于修補(bǔ)較寬裂縫大于0.5mm，采用環(huán)氧樹(shù)脂：10，聚硫橡膠：3，水泥：12.5，砂：28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹(shù)脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度（約0.4斤丙酮就可以了）。及時(shí)將已拌好的改性環(huán)氧樹(shù)脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。

2.2 低壓注漿法修補(bǔ)裂縫

低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm~0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下：裂縫清理-試漏-配制注漿液-壓力注漿-二次注漿-清理表面。

當(dāng)裂縫數(shù)量較多時(shí)，先要在裂縫位置上貼醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來(lái)回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補(bǔ)上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時(shí)先用補(bǔ)縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動(dòng)補(bǔ)縫器活塞，使?jié){液通過(guò)注漿嘴壓入裂縫，當(dāng)相鄰的嘴中流出漿液時(shí)，就可拔出補(bǔ)縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個(gè)注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時(shí)可以對(duì)每個(gè)注漿嘴再次補(bǔ)漿。

2.3 表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫

這是一種在微細(xì)裂縫（一般寬度小于0.2mm）的表面上涂膜，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無(wú)法深入到裂縫內(nèi)部，對(duì)延伸裂縫難以追蹤其變化。

表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及建筑物所處環(huán)境不同而異，通常采用彈性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘貼）等。施工時(shí)，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹(shù)脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補(bǔ)材料涂覆表面。

結(jié)論。裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，防患于未來(lái)，盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn)；對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

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