淺議混凝土裂縫的成因與預(yù)防及處理

牛海東

1 概述

目前我國(guó)的建設(shè)規(guī)模正日益增大,如何保證建筑工程質(zhì)量也日益受到社會(huì)各界的關(guān)注。在眾多的工程質(zhì)量問題中,混凝土裂縫現(xiàn)象較為突出,因此必須十分重視。

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料?；炷脸尚秃?在外力、溫差等作用下,其中的微裂縫不斷的擴(kuò)大或連通,就形成了宏觀裂縫。

混凝土實(shí)體一般都是帶縫工作的,但裂縫會(huì)使內(nèi)部的鋼筋產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的抗?jié)B能力、承載能力及耐久性,影響建筑物的外觀和使用壽命,嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

造成混凝土裂縫產(chǎn)生的原因綜述起來,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。

2 混凝土裂縫的危害

混凝土裂縫是混凝土實(shí)體的嚴(yán)重病害之一?；炷猎缙诘谋砻媪芽p在溫度應(yīng)力和外力作用下,表面裂縫可發(fā)展成具有破壞性的貫穿裂縫和深層裂縫。貫穿裂縫和深層裂縫會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性,進(jìn)而改變混凝土的受力條件,并且會(huì)使局部甚至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能,嚴(yán)重影響建筑物的運(yùn)行安全性和質(zhì)量。

3 混凝土工程中常見裂縫及預(yù)防

3.1 干縮裂縫及預(yù)防

在空氣中的混凝土因水分散失而引起體積縮小而變形,混凝土表面產(chǎn)生干縮變形,原因是其內(nèi)部混凝土干縮在起約束作用,使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,這種拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性,引起鋼筋的銹蝕進(jìn)而降低混凝土的耐久性和承載力?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

主要預(yù)防措施:1)選用收縮量較小的水泥,施工中采用水化熱較低的水泥和粉煤灰水泥,降低水泥的用量。2)盡量控制好水灰比,同時(shí)摻加合適的減水劑。3)嚴(yán)格控制混凝土施工中的配合比,尤其是混凝土的用水量要嚴(yán)格控制。4)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。5)在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。

3.2 塑性收縮裂縫及預(yù)防

塑性收縮是指混凝土在終凝之前,表面失水速度較快而產(chǎn)生的收縮。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有混凝土的凝結(jié)時(shí)間、水灰比、環(huán)境溫度、風(fēng)力大小、相對(duì)濕度等等。

主要預(yù)防措施:1)選用干縮值較小、早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。2)嚴(yán)格控制水灰比,摻加高效減水劑來達(dá)到減少水泥及用水量的目的。3)澆筑混凝土之前,將基層和模板澆水均勻濕透。4)要保持混凝土終凝前表面濕潤(rùn)。5)在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽及擋風(fēng)設(shè)施,及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

3.3 沉陷裂縫及預(yù)防

沉陷裂縫是由于混凝土實(shí)體地基土質(zhì)松軟或回填土不均勻沉降所致;或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔?模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

主要預(yù)防措施:1)對(duì)松軟土、填土地基進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。2)防止混凝土地基被水浸泡。3)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。4)模板拆除的時(shí)間不能太早,且要注意拆模的先后次序。

3.4 溫度裂縫及預(yù)防

混凝土澆筑期環(huán)境溫度下降較快,表層混凝土收縮幅度較大,而內(nèi)部混凝土處于高溫狀態(tài),限制表面混凝土收縮,收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土極限拉應(yīng)力后就會(huì)發(fā)生溫度裂縫。此種裂縫會(huì)引起鋼筋的銹蝕,加劇混凝土的碳化,降低混凝土的抗疲勞及抗?jié)B、抗凍融能力等。

主要預(yù)防措施:1)選用低熱水泥。2)降低水灰比。3)摻入礦渣粉、粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。4)降低混凝土的澆筑溫度。5)高溫季節(jié)澆筑時(shí)采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升。6)合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱。7)在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道,通冷水或者冷氣降溫。8)預(yù)留溫度收縮縫。9)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),混凝土澆筑后,及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保證混凝土表面緩慢冷卻。10)混凝土中摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。

3.5 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及預(yù)防

堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救,因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。

主要的預(yù)防措施:1)選用堿活性小的粗細(xì)集料。2)選用低堿或無堿的外加劑和低堿水泥。3)選用合適的摻合料抑制堿骨料反應(yīng)。

由于混凝土澆筑、振搗不密實(shí)或者是鋼筋保護(hù)層較薄,有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕,銹蝕的鋼筋體積膨脹,導(dǎo)致混凝土脹裂,此種類型的裂縫多為縱向裂縫,沿鋼筋的位置出現(xiàn)。通常的預(yù)防措施有:1)保證鋼筋保護(hù)層的厚度。2)混凝土級(jí)配要良好。3)混凝土澆筑要振搗密實(shí)。4)鋼筋表層涂刷防腐涂料。

4 裂縫處理

4.1 表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見的修補(bǔ)方法。處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧樹脂膠泥或在混凝土表面涂刷防腐材料,在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.2 灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體,進(jìn)而起到封堵加固的目的。

嵌縫法是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達(dá)到封閉裂縫的目的。

4.3 結(jié)構(gòu)加固法

結(jié)構(gòu)加固中常用的方法:加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積,在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

4.4 混凝土置換法

混凝土置換法是處理混凝土嚴(yán)重?fù)p壞的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除,然后再置換入新的混凝土或其他材料。

4.5 填充法

用修補(bǔ)材料直接填充裂縫,一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫,作業(yè)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低。寬度小于0.3 mm,深度較淺的裂縫,或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開V形槽,然后作填充處理。

5 結(jié)語

裂縫是混凝土中普遍存在的一種現(xiàn)象,要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)、區(qū)分對(duì)待,采用有針對(duì)性的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)大,保證混凝土實(shí)體穩(wěn)定工作。并且具體施工中我們要多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后深刻分析,結(jié)合多種預(yù)防處理措施,混凝土裂縫的危害是可以大大降低的。

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