淺析混凝土裂縫

□付水田 □郭青英（林州市水務(wù)局）□崔志偉（紅旗渠灌區(qū)管理處）

1.概述

混凝土是當(dāng)代最主要的工程材料之一。它是由膠凝材料，顆粒狀集料（也稱為骨料），水，以及必要時(shí)加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實(shí)成型，養(yǎng)護(hù)施工中的混凝土硬化而成的一種人工石材?；炷辆哂性县S富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點(diǎn)，因而其使用量越來越大,同時(shí)混凝土還具有抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，強(qiáng)度等級范圍寬等特點(diǎn)。事物都是一分為二的，混凝土也存在一定的弊端，就是容易產(chǎn)生裂縫，在水利水電工程施工中普遍存在。盡管我們在施工中采取了各種預(yù)防措施措施，但裂縫仍然時(shí)有發(fā)生。文章對混凝土施工中裂縫的成因、處理措施和預(yù)防作如下初步探討。

2.混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析

2.1 混凝土收縮引起的裂縫

塑性裂縫產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。

2.2 基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致，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，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

2.3 溫度裂縫

如混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積脹縮，因?yàn)槭芗s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象。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。其走向通常無規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯(cuò)；梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一。

2.4 外加劑的負(fù)效應(yīng)

外加劑及摻合料種類繁多，只有強(qiáng)度指標(biāo)缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期試驗(yàn)資料，且有些試驗(yàn)資料并不嚴(yán)格，有許多外加劑嚴(yán)重的增加收縮變形，有的甚至降低耐久性。

3.混凝土裂縫處理的方法

3.1 開槽法修補(bǔ)裂縫

首先要把砂、水泥按配合比調(diào)配好;其次把環(huán)氧樹脂聚硫橡膠也按比例攪拌均勻，再與砂和水泥攪拌均勻;最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋，中度粘稠的效果最佳。已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿需及時(shí)用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干的堿鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入縫內(nèi)，一組砂漿的整個(gè)施工過程大約需要30min。縫灌好并處理好后，及時(shí)將其覆蓋，待完全初凝后，開始養(yǎng)護(hù)。

3.2 結(jié)構(gòu)加固法

混凝土的基本性受裂縫的影響很大時(shí)，需使用結(jié)構(gòu)加固法對混凝土進(jìn)行加固處理結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)加固主要有以下5種方法：

3.2.1 加大截面面積

優(yōu)點(diǎn)：具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)；施工工藝簡單，適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：現(xiàn)場施工的作業(yè)時(shí)間長，加固后的建筑物凈空有一定的減小。

3.2.2 注漿加固

采用環(huán)氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補(bǔ)，在不影響生產(chǎn)運(yùn)營的情況下可以達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度，延長結(jié)構(gòu)的適用壽命，施工快捷方面，不需要大型機(jī)械作業(yè)，加固效果安全可靠。

優(yōu)點(diǎn)：采用慢速、低壓連續(xù)灌漿，可以確保樹脂注入裂縫細(xì)微部位；可以控制注入量，必要時(shí)補(bǔ)充灌漿料；可根據(jù)需要，調(diào)整壓力；注入時(shí)可目視觀察。

3.2.3 在構(gòu)件的角部外包型鋼

優(yōu)點(diǎn)：受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，但用鋼量較大。

3.2.4 預(yù)應(yīng)力法加固

優(yōu)點(diǎn)：能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力。

3.2.5 粘貼鋼板加固

它是指用膠黏劑將鋼板粘貼在構(gòu)件外部的一種加固方法。該法在建筑、橋梁等工程的加固、補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)中的應(yīng)用較為廣泛。

優(yōu)點(diǎn)：堅(jiān)固耐用、施工快速、簡潔輕巧、靈活多樣、經(jīng)濟(jì)合理。

3.2.6 繞絲法

該法的優(yōu)缺點(diǎn)與加大截面法相近；適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。

3.3 表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

3.4 灌漿封堵法

灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(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，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。

取上述綜合性防治措施后，由于各種原因仍可能有少量裂縫發(fā)生。過去對于裂縫的處理多采用開槽抹環(huán)氧砂漿、貼鋼絲網(wǎng)抹灰等方法，施工場面大、周期長、噪音、粉塵污染嚴(yán)重，特別對已入住的房屋修復(fù)更不方便，常導(dǎo)致與住戶矛盾加劇?，F(xiàn)在多采用化學(xué)灌漿的方法，在不對結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何破壞的情況下對混凝土裂縫進(jìn)行修復(fù)，取得了良好的效果。

4.裂縫的防治措施

4.1 設(shè)計(jì)方面的預(yù)防

在滿足施工要求條件下，鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對預(yù)防開裂越有利。設(shè)計(jì)上要注意到那些容易開裂的部位，也應(yīng)考慮由于地基的沉降而引起的薄弱環(huán)節(jié)，要對其加以解決。

4.2 施工方案的預(yù)防

施工方案主要應(yīng)確定一定的澆筑量、施工縫間距。在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度,采取良好的施工方案與預(yù)防措施，對控制混凝土裂縫有著很大的關(guān)系。

4.3 施工質(zhì)量方面的預(yù)防

施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段，95%的裂縫是由于施工質(zhì)量原因引起的，如果我們在平時(shí)的施工中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，降低裂縫的發(fā)生，則在使用階段開裂的可能性也就小了。在施工中要注意以下幾個(gè)方面：選擇混凝土合適的配合比，既要滿足強(qiáng)度、施工要求，還要考慮防止裂縫產(chǎn)生的需要選擇適當(dāng)水灰比。鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固，以免施工中發(fā)生變形,鋼筋上的污物和氧化層要清除，以免影響?zhàn)そY(jié)力,澆筑和振搗操作要合理。

4.4 養(yǎng)護(hù)方面的預(yù)防

養(yǎng)護(hù)的目的是使混凝土正常硬化，使其強(qiáng)度不斷增長，不受或少受外界影響。關(guān)鍵是設(shè)法使混凝土溫度慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程的溫差。

5.結(jié)語

混凝土裂縫的存在是普遍現(xiàn)象，而好多混凝土結(jié)構(gòu)的破壞也都是從裂縫開始的，所以必須認(rèn)真研究、分析其成因，針對性的采取相應(yīng)的處理措施，并在后續(xù)的施工中采取有效的預(yù)防措施，才能保證混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用。