混凝土常見非結構裂縫的防治

覃奕銘

混凝土常見非結構裂縫的防治

覃奕銘

結合施工經驗,就常見的混凝土非結構裂縫種類及成因作了分析,對裂縫的封閉處理工藝作了介紹,并提出了非結構裂縫的處理方法和防控措施,從而減少或避免裂縫的產生,保證建筑物施工質量。

混凝土,非結構裂縫,封閉處理,預防措施

一般工業(yè)與民用建筑中,混凝土結構應用越來越普遍,一些常見的混凝土裂縫是影響結構長久安全使用的主要病癥。特別是近年來大量商品混凝土的使用,個別攪拌站為了達到運輸緩凝及泵送方便的目的,經常擅自提高混凝土水灰比,造成結構構件表面浮漿現象增多,而且塑性收縮與水化熱大大增加,約束應力裂縫呈現多發(fā)態(tài)勢,已成為了工程通病。下面結合長期施工經驗僅就一些常見的非結構裂縫的防治方法和經驗進行介紹。

1 常見非結構裂縫的種類與成因分析

一般主體結構施工至±0.00時,樓面局部(甚至全部)或多或少會出現一些不規(guī)則裂紋,將裂縫按照寬度大小,紋路走向,深度大小(貫穿程度)及形成原因等進行分類,有些復雜裂縫必須經現場多次、長期(一般表面裂縫 1周～2周即可,復雜的至少 3個月以上)連續(xù)的跟蹤觀測、分析,才能得出結論,比較常見的主要有三類：

第一類為干縮裂縫：主要分布在樓板表面,一般是不規(guī)則的表面龜裂,寬度多在 0.05mm～0.2mm之間,深度較淺,出現于混凝土澆筑完畢后的 4 h左右,一周后停止發(fā)展。成因分析：1)混凝土澆筑時(一般春、秋季多發(fā))風大干燥,晝夜溫差較大,剛剛初凝的混凝土強度還很小,在強烈的風、陽光直射和濕度下降的影響下,導致外露表面的水分迅速蒸發(fā),產生收縮應力,引起開裂;2)工程采用的泵送混凝土,坍落度偏大(個別工程甚至能達到23 cm),導致混凝土在振搗時表面積聚大量的浮漿,施工人員又未能及時清除,致使混凝土凝結后表面強度不夠,產生干裂。

第二類為塑性收縮裂縫：多分布在樓板表面,裂縫多呈中間寬兩端細,長短不一,互不連貫,寬度多在0.1mm～0.8mm之間,深淺不一,多數深度大于 25mm,出現于混凝土澆筑完畢后的 4 h左右,產生后仍繼續(xù)發(fā)展,一般約 1.5個月后停止,此時嚴重的會貫穿樓板,造成通縫。成因分析：1)混凝土澆筑時風大干燥,晝夜溫差大,表面游離水分蒸發(fā)過快,體積快速收縮,與內部混凝土收縮程度不一致,產生應力,造成開裂,如未能及時采取有效措施,裂縫一般會繼續(xù)發(fā)展,嚴重的將貫穿樓板;2)樓板較厚,施工中局部振搗不實,與其他部位混凝土產生收縮應力;3)混凝土坍落度大,導致混凝土局部材料比例發(fā)生變化;4)混凝土水灰比過大,模板過于干燥,吸水率大;5)養(yǎng)護不到位。

第三類為溫度裂縫：分布在大跨度樓板、剪力墻的中間部位和大面積連續(xù)澆筑的混凝土結構中應力集中的部位上。裂縫走向多平行于約束方向,呈中間寬兩端細,長短不一,互不連貫,寬度多在 0.05mm～0.25mm之間,深淺不一,多數為貫穿裂縫,出現于混凝土澆筑完畢后的一周內左右,產生后仍繼續(xù)發(fā)展,約 2個月～3個月后穩(wěn)定。成因分析：1)溫度裂縫受溫度變化影響較為明顯,混凝土在硬化期間水泥釋放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,特別是在室外產生較大晝夜溫差時,將導致混凝土表面急劇的溫度變化,而產生較大降溫收縮,此時表面受到內部混凝土的約束,產生很大的應力,造成開裂;2)深進和貫穿的溫度裂縫多由于結構自身溫差并受到外界約束而引起,由于大面積、大體積混凝土結構在澆筑時,沒有采取隔離層、設置后澆帶等放松約束的措施,水泥水化熱溫度很高,當混凝土降溫收縮,全部或部分受到地基、框架柱、梁等外部結構的約束,在混凝土內部產生很大的拉應力,產生開裂;3)一次澆筑面積過大,澆筑速度過快;4)未設置抗溫度應力鋼筋;5)拆模過早,保溫不好,導致開裂。

2 裂縫的處理措施

混凝土裂縫產生的原因很多,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)護環(huán)境不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區(qū)別對待,根據具體情況提出解決裂縫的措施。

首先在修補裂縫前應全面考慮與之相關的各種影響因素,通過分析、檢驗、測算,看所觀察到的裂縫是否可以定性為非結構裂縫,對結構安全無影響;其次經過對裂縫的長期觀測,看裂縫是否已經穩(wěn)定,若仍處于發(fā)展過程,要估計該裂縫發(fā)展的最終狀態(tài);第三,仔細研究產生裂縫的原因,調查的原則、普查、詳查方法主要有：1)裂縫的現狀調查(裂縫類型和寬度);2)有無病害(漏水、鋼筋銹蝕);3)產生裂縫的經過(發(fā)生時間和過程);4)設計書的檢查;5)施工記錄的檢查;6)根據混凝土鉆芯檢查構件的強度、厚度;7)荷載調查;8)中性化試驗;9)鋼筋調查(鋼筋位置、細筋數量及有無銹蝕);10)地基調查;11)混凝土分析;12)荷載試驗;13)振動試驗等等。

在一般工業(yè)與民用建筑中,由于鋼筋混凝土構件是帶縫工作的,微裂在混凝土中也是不可避免的,因此,混凝土結構設計規(guī)范對有些結構按其所處條件的不同,允許存在一定寬度的裂縫。通常情況下,裂縫寬度小于 0.3mm是允許的(貫穿裂縫等影響結構耐久性能的除外),也是安全的,所以針對表面小于 0.3mm的淺層裂縫采用水泥砂漿封閉處理法;對第二、三類大于 0.3mm及深進貫穿裂縫采用環(huán)氧樹脂封閉處理法。處理時要考慮溫度、收縮應力在較長時間情況下的影響,以免處理后再出現新的裂縫。

3 封閉處理施工工藝

第一種水泥砂漿封閉處理法較為簡單,可向裂縫內裝入干水泥粉,然后加水潤濕,或直接在表面抹薄層水泥漿進行處理;第二種環(huán)氧樹脂封閉處理法較為復雜,且關系到混凝土構件的耐久安全使用,因此就其施工工藝作一詳細介紹。

3.1 工藝流程

現場裂縫勘察、標記→基層清理、修補→孔位布設→鉆孔、剔槽→打封縫膠→安裝注漿嘴→注漿→檢驗注漿效果→二次補漿→拆除灌漿器→清除封縫膠→試水驗收。

3.2 具體施工步驟

1)現場裂縫勘察,基層處理,必要時通過試水試驗找出全部裂縫;2)根據裂縫寬度和性質布設注漿孔,一般孔距 200mm～300mm;3)沿裂縫剔 V形槽,以增加嵌縫效果,為減少對原有混凝土的破壞,剔縫寬度一般小于 20mm,深度小于 15mm;4)鉆孔采用騎縫孔,鉆孔直徑 20mm,深度 100mm;5)清理基面(吹孔、吹縫、洗孔、洗縫等),并沿縫涂刮快干型封縫膠,埋設灌漿嘴,四周用環(huán)氧樹脂膩子封閉固定;6)試壓：為檢查封縫效果和選擇灌漿材料配比,對灌漿孔進行一定壓力的檢測,壓力一般控制在0.3 MPa～0.5MPa;7)灌漿：松開灌漿器開關,確認注入狀態(tài),灌漿應從下到上,或從左到右,隔孔注入,終點孔注入完畢后再進行第二次隔孔注入;8)觀察檢測灌漿效果,對個別灌漿不密實的部位進行二次注漿,直至注膠速度降低,不再進膠,裂縫填充密實為止;9)拆除注漿嘴,待灌漿材料固化后,清除封縫膠及清理V形槽表面并用環(huán)氧樹脂膩子刮實;10)驗收：在樓板上蓄水,從板底進行裂縫檢驗,以無滲漏為驗收達標。

4 裂縫的控制與預防措施

通過以上裂縫連續(xù)觀測及成因分析,我們就可以針對造成混凝土開裂的因素,在今后的施工過程中采取以下預防和控制措施：

1)每三天做一次混凝土強度檢測,以確定上人時間,并嚴禁在樓板應力集中處大量堆載;

2)選用收縮量較小的中低熱水泥,配合比上盡量減少水泥用量,或摻加緩凝劑,減緩澆筑速度,以利于散熱,選擇級配良好的石子,減小空隙率和砂率;

3)嚴格控制水灰比,可適當摻加減水劑,一般泵送商品混凝土坍落度控制在 150mm～160mm為宜;

4)對澆筑完的混凝土要及時保溫和養(yǎng)護,控制混凝土構件與外界溫差,夏季適當延長養(yǎng)護時間,冬季適當延長保溫和脫模時間;

5)選擇適當的脫模時間和拆模次序,避免混凝土結構未達到強度就提前承載,引起開裂;

6)大面積混凝土構件采取分段間隔澆筑,或設置施工縫來減小約束應力;

7)如有必要,也可以通過增設部分抗溫度應力鋼筋來控制裂縫的產生;

8)混凝土澆筑施工中分層澆筑并振搗密實,提高混凝土的抗拉強度,如出現局部過振,須將表面浮漿及時清除;

9)確保鋼筋保護層厚度達到規(guī)范要求,避免不必要的開裂;

10)在混凝土初凝后應進行表面二次碾壓搓毛處理,必要時可增加次數,以增加表面混凝土的密實度,及時消除表面初始裂縫;

11)盡量避免在高溫、風大的時間澆筑混凝土,如必須澆筑,要做好相應防范、養(yǎng)護措施。

經多年施工實踐證明,效果顯著。

5 結語

混凝土裂縫是混凝土病害的主要表征之一,防治混凝土裂縫是保證混凝土結構質量的重中之重,混凝土構件如產生裂縫,首先對裂縫性質進行定性,看是否為有害裂縫,并在處理過程中區(qū)別對待,按因施治是至關重要的;其次,作為一個合格的施工管理人員,還應根據工地、氣候、材料等因素,在熟練掌握混凝土結構特性的基礎上,合理配置施工方案,減少甚至杜絕混凝土裂縫的產生,特別是有害裂縫的產生,防患于未然,則是最主要的目的。

[1]王 艷.施工裂縫分析與防治[J].山西建筑,2009,35(17)：137-138.

Prevention for comm on non-structural concrete cracks

QIN Y i-m ing

Integrating with construction experience,this thesis analyzes kinds and causes of common non-structural concrete cracks,introduces the sealing processing technology for cracks,and puts forward some processingmethods and p reventivemeasures for non-structural cracks,so as to reduce or avoid cracks,and to ensure the construction quality of buildings.

concrete,non-structural cracks,sealing p rocessing,preventive measures

TU755.7

A

1009-6825(2011)03-0080-02

2010-09-30

覃奕銘(1973-),男,碩士,工程師,中國人民解放軍 61769部隊,山西 文水 032100