混凝土裂縫原因及處理方法

徐俊杰

(張家口涿鹿縣七一灌區(qū)，河北張家口 075600)

混凝土裂縫對結(jié)構(gòu)物的危害很大，直接影響結(jié)構(gòu)物的耐久性。裂縫是混凝土的重要缺陷之一，它可使混凝土表面出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，從而引起表面開裂。幾乎所有的混凝土工程都有不同程度的裂縫，只是裂縫的類型、大小不同?；炷两Y(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫的原因有很多，與混凝土的材料性質(zhì)、施工工藝及設(shè)計(jì)、地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、使用荷載大小及環(huán)境等多種因素相關(guān)，在通常情況下，裂縫的產(chǎn)生往往是多種因素相互作用的結(jié)果。因此，裂縫是一種人們可以接受的材料特征，實(shí)際工程中不允許混凝土產(chǎn)生裂縫幾乎是不可能的，關(guān)鍵是我們應(yīng)將裂縫控制在允許的范圍內(nèi)，盡可能減少裂縫，同時(shí)注意對混凝土結(jié)構(gòu)的維護(hù)，特別是對裂縫的及時(shí)處理和修補(bǔ)。本文對混凝土裂縫的成因、種類作了較詳細(xì)的分析，并給出處理方法，以方便施工單位及施工人員參考。

一、混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

(一)混凝土自身的收縮

混凝土的一個(gè)主要特性就是收縮，收縮對混凝土的性能影響很大?；炷潦湛s容易產(chǎn)生裂縫并可能引起結(jié)構(gòu)物開裂、變形等破壞現(xiàn)象。

(二)水化反應(yīng)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力

混凝土內(nèi)的水泥發(fā)生水化反應(yīng)時(shí)，散發(fā)出大量的熱量，使混凝土內(nèi)溫度升高，從而與外部環(huán)境氣溫形成溫差，導(dǎo)致溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力的產(chǎn)生與大小，會直接影響混凝土的開裂程度及裂縫大小。

(三)配筋間距、配筋率及配筋位置

配筋間距和配筋率大小直接影響著混凝土的開裂程度。配筋間距大或配筋率小時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)物均易產(chǎn)生裂縫，且無筋混凝土比有筋混凝土在同等條件下更易開裂。

混凝土結(jié)構(gòu)物中，鋼筋配置的位置要正確，否則保護(hù)層過大或過小均會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

(四)混凝土的配合比及原材料的選擇

混凝土的抗拉強(qiáng)度不夠也是造成其開裂的一個(gè)原因?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)不當(dāng)，也就是混凝土拌合物中的水泥用量和水灰比過大、骨料種類及質(zhì)量不佳、外加劑運(yùn)用不當(dāng)?shù)纫蛩鼐苯踊蜷g接地影響著混凝土的抗拉強(qiáng)度，從而導(dǎo)致混凝土開裂。

(五)混凝土的養(yǎng)護(hù)

一般而言，養(yǎng)護(hù)條件如何，決定裂縫是否出現(xiàn)?；炷猎陴B(yǎng)護(hù)過程中，若出現(xiàn)遮蓋不全或澆水不足，會導(dǎo)致其表面泛白或出現(xiàn)細(xì)小干縮裂縫，此時(shí)應(yīng)立即仔細(xì)遮蓋，充分澆水，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)的時(shí)間一般不得少于14天。

(六)混凝土施工質(zhì)量的優(yōu)劣

在實(shí)際工程中，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，如建筑物的構(gòu)件形式、使用材料和施工條件不同，則裂縫產(chǎn)生的原因也會有差別，我們要區(qū)別對待，根據(jù)具體情況分析原因，提出解決辦法。

在混凝土硬化過程中，當(dāng)溫度和濕度變化時(shí)，混凝土產(chǎn)生體積變形。因?yàn)楦鞣N材料變形程度不一致，產(chǎn)生了拉應(yīng)力或剪應(yīng)力，造成混凝土表面出現(xiàn)一些肉眼看不見且分布不規(guī)則的微觀裂縫。在外界荷載作用下，這些肉眼看不見的微觀裂縫會慢慢發(fā)展，漸漸相互串通，最后變成肉眼可見的宏觀裂縫。

二、塑性收縮裂縫、溫度裂縫及干縮裂縫的成因及預(yù)防措施

(一)塑性收縮裂縫

1.產(chǎn)生的主要原因。塑性收縮是指混凝土未凝結(jié)硬化前，還處于塑性狀態(tài)時(shí)發(fā)生的收縮。塑性收縮產(chǎn)生的原因主要是失水，即由于水分從混凝土表面蒸發(fā)損失，導(dǎo)致的混凝土體積收縮。塑性收縮導(dǎo)致的裂縫就稱作塑性收縮裂縫，主要發(fā)生在混凝土暴露表面，裂縫深度一般不大。

2.影響因素?；炷了苄允湛s裂縫的影響因素，主要包括混凝土塌落度、凝結(jié)時(shí)間、鋼筋配置、水灰比、氣溫、風(fēng)速、養(yǎng)護(hù)等。

3.特點(diǎn)?；炷恋乃苄允湛s裂縫通常是互相平行的，間距一般為0.2-1.0m，且有一定的深度，一般裂縫都呈現(xiàn)中間寬而兩端細(xì)長的形狀。

4.主要預(yù)防措施。

(1)水泥的選擇：最好選用早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽水泥，因?yàn)榇朔N水泥干縮值較小。

(2)提高混凝土的塌落度及和易性，控制其水灰比，可采取摻加高效減水劑的措施來減少混凝土中水泥及水用量。

(3)混凝土澆筑前，檢查基層和模板的干濕度。如基層和模板干燥，澆筑好的混凝土板會因水分流失導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂縫，故應(yīng)先在其上均勻?yàn)⑺蛊錆裢浮?/p>

(4)養(yǎng)護(hù)：新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作在混凝土裂縫的防治中起著關(guān)鍵的作用。養(yǎng)護(hù)條件好，便可以減少混凝土在早期的收縮裂縫。在混凝土終凝前，應(yīng)及時(shí)覆蓋塑料薄膜、潮濕的麻片等；如果在高溫和大風(fēng)天氣時(shí)，還應(yīng)設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，保證充分的養(yǎng)護(hù)條件。

(二)溫度裂縫

1.產(chǎn)生的主要原因。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?；炷羶?nèi)部溫度由澆筑溫度、水泥水化熱的內(nèi)熱溫升以及結(jié)構(gòu)散熱溫度等多種形式溫度疊加而形成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，一般而言，外界氣溫越高，混凝土的澆注溫度也越高；如果外界氣溫下降，會增加混凝土的溫度梯度，特別是氣溫驟然下降，就會增加混凝土外層與內(nèi)部的溫差，導(dǎo)致溫度應(yīng)力過大，從而使混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.影響因素。水泥品種、水灰比的控制、骨料及外加劑的選擇、溫度。

3.特點(diǎn)。溫度裂縫多出現(xiàn)在大體積結(jié)構(gòu)的混凝土中，裂縫通常受外界溫度變化影響，氣溫低時(shí)，裂縫較寬，反之則較窄；裂縫的方向不規(guī)則，常呈現(xiàn)縱橫交錯(cuò)的形式；對于梁板類結(jié)構(gòu)物，裂縫呈平行狀。

4.主要預(yù)防措施。

(1)在水泥選擇時(shí)，應(yīng)盡量采用中、低熱的水泥品種。

(2)在滿足強(qiáng)度和其它性能不變的前提下，盡量降低水泥用量。

(3)降低水灰比。

(4)改善骨料級配。

(5)改善混凝土的攪拌加工工藝。

(6)摻加適宜的外加劑。

(7)嚴(yán)格控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度。

(8)及時(shí)采取表面保護(hù)、保溫隔熱措施降低混凝土內(nèi)外溫差。

(三)干縮裂縫

1.產(chǎn)生的主要原因?；炷粮煽s變形的機(jī)理較復(fù)雜，多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)后的一段時(shí)間，由于混凝土內(nèi)部空隙產(chǎn)生水蒸發(fā)，引起毛細(xì)管應(yīng)力而導(dǎo)致其產(chǎn)生收縮變形。

2.影響因素。水泥品種、混凝土配合比、集料品種、集料性質(zhì)及用量、外加劑、外界環(huán)境條件等。

3.特點(diǎn)。干縮裂縫常出現(xiàn)在大體積混凝土結(jié)構(gòu)物的平面部位，呈平行線狀或網(wǎng)狀，裂縫寬度通常在0.05mm-0.2mm的范圍之內(nèi)。

4.主要預(yù)防措施。

(1)采用收縮量小的普通硅酸鹽水泥。

(2)嚴(yán)格控制水灰比，并摻加適宜的減水劑。

(3)加強(qiáng)混凝土攪拌和施工中的配合比的控制。

(4)應(yīng)選用適宜的外加劑，如引氣劑會增加混凝土干縮量，用量應(yīng)控制在5%以內(nèi)。

(5)混凝土早期的養(yǎng)護(hù)對干縮裂縫的出現(xiàn)也有一定的影響，應(yīng)適當(dāng)延長其養(yǎng)護(hù)時(shí)間。如在冬季施工，應(yīng)在其表面涂刷養(yǎng)護(hù)劑，并延長保溫覆蓋時(shí)間。

三、混凝土裂縫的處理方法

混凝土裂縫修補(bǔ)之前，應(yīng)調(diào)查分析與之相關(guān)的各種因素，研究裂縫產(chǎn)生的主要原因，并選擇合理的修補(bǔ)方法。常用的處理方法包括表面修補(bǔ)法、充填法、注入法等。

(一)表面修補(bǔ)法

為恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)物的表面美觀或提高其耐久性，常采用該法。該法修補(bǔ)的裂縫較穩(wěn)定，且裂縫較窄，一般是沿混凝土裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料。常用的表面修補(bǔ)材料有環(huán)氧類樹脂或丙烯酸橡膠。

(二)充填法

此法一般適用于修補(bǔ)水平面上較寬的裂縫(>0.3mm)，應(yīng)根據(jù)裂縫的實(shí)際情況，直接向縫內(nèi)灌入不同粘度的樹脂。對于寬度小于0.3mm的裂縫，則應(yīng)開成V形或U形槽，并沖洗干凈，先在其表面涂上一層界面處理劑或低粘度樹脂，然后進(jìn)行填充。

(三)注入法

在裂縫寬度較小且裂縫深的情況下，一般使用注入法。該法是將修補(bǔ)材料直接注入混凝土裂縫內(nèi)部。注入前，要用表面處理法將裂縫表面的其它部位封住，并在裂縫處加裝注入管，再用手動泵或電動泵將低粘度環(huán)氧樹脂材料注入裂縫。

結(jié)束語

在實(shí)際工程中，我們應(yīng)加強(qiáng)施工方面的管理，合理設(shè)

計(jì)，嚴(yán)格施工；根據(jù)裂縫產(chǎn)生的不同原因，采取相應(yīng)的處理措施，盡量減少混凝土結(jié)構(gòu)物中裂縫的數(shù)量和寬度，而且各方面采取的防裂措施也應(yīng)配合使用，缺一不可。其中，混凝土配合比設(shè)計(jì)和混凝土養(yǎng)護(hù)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測，也可了解和驗(yàn)證所選用的配合比是否合理，有助于比較不同混凝土配合比的收縮情況，切實(shí)做好混凝土的防裂工作。

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