水泥混凝土裂縫的成因與處理

□劉端陽(yáng) □謝文良

（許昌水利建筑工程有限公司）

水泥混凝土是建筑工程中使用最廣泛、用量最多的一種混合材料,它具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存有一些弱點(diǎn),如均勻性差、離散性大，容易產(chǎn)生裂縫，尤其以裂縫為突出。它是長(zhǎng)期困擾施工人員的質(zhì)量通病。

一、水泥混凝土裂縫的分類

混凝土結(jié)構(gòu)物的裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指那些肉眼看不見(jiàn)的裂縫，主要有3種，一是骨料與水泥石粘合面上的裂縫，二是水泥石自身的裂縫，三是骨料本身的裂縫；微觀裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是不規(guī)則的、不貫通的。肉眼看見(jiàn)的裂縫是宏觀裂縫，這類裂縫的范圍一般≮0.05mm。宏觀裂縫是微觀裂縫擴(kuò)展而來(lái)的，絕對(duì)存在的，只是應(yīng)將其控制在符合規(guī)范要求范圍內(nèi)，以不致發(fā)展為有害裂縫。

二、裂縫的成因

水泥混凝土裂縫成因很多，但可以歸納為以下幾種：

一是水泥混凝土的收縮。收縮是水泥混凝土的一個(gè)主要特性，由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開(kāi)裂、變形甚至破壞。

二是變形應(yīng)力。這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起的結(jié)構(gòu)變形，當(dāng)變性受到約束時(shí)便產(chǎn)生應(yīng)力，此應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。

三是配筋不足。從實(shí)踐中觀察到，配筋間距大、配筋率小的水泥混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂多，無(wú)筋水泥混凝土比有筋水泥混凝土開(kāi)裂多。

四是水泥混凝土材料及配合比。配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響水泥混凝土的抗拉強(qiáng)度，是造成水泥混凝土開(kāi)裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過(guò)大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)龋@幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)的。有關(guān)試驗(yàn)資料顯示：用水量不變時(shí)，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%;水泥用量不變時(shí)，用水量每增加10%，混凝土強(qiáng)度降低20%，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10%。

五是養(yǎng)護(hù)條件。養(yǎng)護(hù)條件對(duì)裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，水泥混凝土硬化正常，不會(huì)開(kāi)裂，但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工中不可能擁有這種條件。必須注意到，現(xiàn)場(chǎng)水泥混凝土養(yǎng)護(hù)越接近標(biāo)準(zhǔn)條件，水泥混凝土開(kāi)裂可能性就越小。

六是施工質(zhì)量。水泥混凝土澆筑施工中，振搗不均勻，或是漏振、過(guò)振等，會(huì)造成水泥混凝土離析、密實(shí)度差、降低結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。水泥混凝土內(nèi)部氣泡不能完全排除時(shí)，裂縫在鋼筋表面起泡則降低了水泥混凝土與鋼筋的粘結(jié)力。鋼筋若受到過(guò)多振動(dòng)，則水泥漿在鋼筋周圍密集，也將大大降低粘結(jié)力。

這些因素都會(huì)造成水泥混凝土較大的收縮，致使水泥混凝土微觀裂縫迅速擴(kuò)展，形成宏觀裂縫。

三、水泥混凝土裂縫預(yù)防措施

(一)設(shè)計(jì)方面

1.在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中“抗”與“放”的關(guān)系。所謂“抗”就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有足夠的變形余地時(shí)，為防止裂縫所采取的有力措施；而所謂“放”就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無(wú)約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時(shí)所采取的措施。

2.設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來(lái)的應(yīng)力集中。

3.積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。常見(jiàn)混凝土裂縫中，相當(dāng)部分是由于混凝土收縮而造成的。要解決此問(wèn)題，可在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮。實(shí)踐證明，效果很好。

4.重視對(duì)構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識(shí)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置，特別是樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋直徑和數(shù)量的選擇。

（二）選材和配合比設(shè)計(jì)方面

1.根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。

2.選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。

3.積極采用摻合料和混凝土外加劑。

4.正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。對(duì)膨脹劑應(yīng)充分考慮不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應(yīng)通過(guò)大量的試驗(yàn)確定膨脹劑的最佳摻量。

5.配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。

(三)施工操作方面

1.澆搗工作：澆搗時(shí)，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過(guò)振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

2.混凝土養(yǎng)護(hù)：混凝土裂縫防治工作中，新澆混凝土早期養(yǎng)護(hù)尤為重要，可保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。

3.混凝土的降溫和保溫工作：對(duì)于厚大體積混凝土，施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問(wèn)題。采取必要的降溫措施(埋設(shè)散熱孔、通水排熱等)，避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，如表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而引起的溫度裂縫。

4.避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。

5.夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫入模、低溫養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。

四、水泥混凝土裂縫常見(jiàn)修補(bǔ)方法

（一）壓力注漿法修補(bǔ)裂縫

1.機(jī)械動(dòng)力法：利用壓送設(shè)備（壓力0.2～0.4MPa）將補(bǔ)縫漿液注入水泥混凝土裂隙，達(dá)到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，效果很好。

2.低壓注漿法：利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方便，效果也很理想。

（二）開(kāi)槽填補(bǔ)法修補(bǔ)裂縫

沿水泥混凝土裂縫開(kāi)鑿成槽，用聚合物水泥砂漿將其填補(bǔ)封閉的方法稱為開(kāi)槽填補(bǔ)修補(bǔ)法。適用于結(jié)構(gòu)允許開(kāi)槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫，如墩臺(tái)或路面水泥混凝土的裂縫。

（三）涂膜封閉法修補(bǔ)裂縫

在水泥混凝土表面涂刷防水涂膜以封閉微細(xì)裂縫的修補(bǔ)方法稱涂膜封閉法，適用于寬度＜0.2mm的微細(xì)裂縫的修補(bǔ)。