建筑施工中混凝土裂縫出現(xiàn)的原因及處理方法

摘 要 混凝土是目前用量最大的一種建筑材料，但是，許多混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)和使用過(guò)程中出現(xiàn)了不同程度裂縫，這不僅影響建筑物的外觀，而且還危及正常使用的建筑物和構(gòu)筑物耐久性。因此，裂縫問(wèn)題備受關(guān)注。然而，在混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，大量的工程實(shí)踐和強(qiáng)度的混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的，這是它是材料的一種特性。因此，科學(xué)地對(duì)待裂縫問(wèn)題是在對(duì)裂縫進(jìn)行分類、研究的基礎(chǔ)上，采取有效的措施，將裂縫的有害程度控制在允許的范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞 混凝土裂縫 原因 處理方法

中圖分類號(hào)：TU755.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問(wèn)題。硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫。大體積混凝土硬化時(shí)要釋放出大量的水化熱，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高，經(jīng)常出現(xiàn)很多裂縫。微裂縫對(duì)混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會(huì)不斷的擴(kuò)展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢?jiàn)的裂縫。當(dāng)混凝土裂縫的寬度超過(guò)規(guī)定的限值時(shí)，會(huì)影響建筑物和構(gòu)件的適用性和耐久性、不僅有損外觀形象，還會(huì)造成鋼筋外露、腐蝕并減小建筑結(jié)構(gòu)抵抗荷載的能力，降低建筑結(jié)構(gòu)的整體性和剛度。裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，要想控制解決混凝土中裂縫問(wèn)題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手，正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。因此，探討混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和控制方法，對(duì)施工質(zhì)量的控制很有益處。

一、建筑施工中混凝土裂縫出現(xiàn)的各種原因

（一）收縮裂縫。

為了保證操作需要的稠度，在混凝土中加入的水分往往比水泥水化作用需要的水分多4～5倍。這些多余的水蒸發(fā)后會(huì)產(chǎn)生體積收縮，稱為溫度收縮。另外，水泥水化作用也會(huì)引起體積收縮，稱為自收縮。自收縮是溫度收縮的1／5～1/10。這兩部分組成混凝土的總收縮。溫度收縮是主要部分，且收縮值的大小與水泥的品種、用量、拌和水量、骨料規(guī)格、振搗密實(shí)性以及養(yǎng)護(hù)好壞等有關(guān)。因此，施工中常見(jiàn)的混凝土收縮裂縫又分為塑性裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫。

1、塑性收縮裂縫，一般在干熱或刮風(fēng)天氣出現(xiàn)，其形狀類似于干燥泥漿面。裂縫多為中間寬，兩端漸細(xì)，且長(zhǎng)短不一，互不連貫。裂縫產(chǎn)生是混凝土在塑性形狀時(shí)，表面水分蒸發(fā)過(guò)快，產(chǎn)生急劇的體積收縮而形成的。而蒸發(fā)速度的快慢與風(fēng)速、相對(duì)濕度、混凝土表面空氣濕度以及自身溫度有關(guān)。風(fēng)速大、溫度高水分蒸發(fā)速度就快。

2、沉降收縮裂縫，多沿主筋通長(zhǎng)方向上在混凝土表面斷續(xù)出現(xiàn)，或在相鄰斷面顯著變化部位出現(xiàn)。裂縫較淺且較寬，呈菱形，并常在混凝土澆灌后發(fā)生，硬化后停止。該裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土澆搗后，骨料顆粒沉落，水分上升，受到鋼筋、埋設(shè)件或大的粗骨料阻擋，而使混凝土互相分離；混凝土本身組成材料沉落不均造成開(kāi)裂；斜坡上的混凝土由于向下流動(dòng)而開(kāi)裂。

3、干燥收縮裂縫，多在混凝土養(yǎng)護(hù)完畢后一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。裂縫為表面性的，較淺且較細(xì)，多沿短方面分布。裂縫隨濕度和氣溫變化而變化，由表及里，由小到大逐漸發(fā)展。裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土養(yǎng)護(hù)不周，遭受風(fēng)吹日曬，表面水分散失過(guò)快，而內(nèi)部溫度變化小，表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，從而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，造成裂縫。此外，構(gòu)件時(shí)干時(shí)濕，表面濕度發(fā)生劇裂縫變化也會(huì)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

（二）溫度裂縫。

混凝土受溫度影響，會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮變形，當(dāng)變形變化不均受到約束時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。建筑施工中常見(jiàn)的溫度裂縫有兩類：一類是約束裂縫，是由于混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而引起的。在養(yǎng)護(hù)期間，若混凝上在烈日下突然遭冷水淋濕，就會(huì)降溫過(guò)快；或過(guò)早脫模，導(dǎo)致表面產(chǎn)生較大的溫差、收縮差，從而引起變形。這種變形受到溫度變化很小的內(nèi)部混凝土的約束而導(dǎo)致裂縫。這種裂縫多發(fā)生在早期，通常只在混凝上表層出現(xiàn)，表層以下仍然保持結(jié)構(gòu)完整。另一類是外約束裂縫，是由于溫差過(guò)大引起的。大體積混凝土構(gòu)筑物經(jīng)澆灌后在其硬化期間，水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度上升很高，散熱較慢，而表面溫度散熱快，這種溫差在表面引起拉應(yīng)力；后期均勻降溫冷卻時(shí)，當(dāng)其受到巖石地基、老混凝土墊層或基礎(chǔ)的約束，又會(huì)在內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便出現(xiàn)裂縫。這種裂縫多發(fā)生在施工后2～3個(gè)月或更長(zhǎng)的時(shí)間里，多在結(jié)構(gòu)中段出現(xiàn)，裂縫多為深進(jìn)性和貫穿性。外約束作用的大小與接縫間距、澆灌塊形狀、地基基層種類有關(guān)。

（三）沉陷裂縫。

此種裂縫多為深進(jìn)裂縫或貫穿性裂縫，其位置與沉陷方向一致。較大的沉陷裂縫往往有一定的錯(cuò)距，裂縫度與沉降值成比例。裂縫產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)構(gòu)件落在未經(jīng)加強(qiáng)處理的回填土或松軟地基上，混凝土澆灌后，因地基浸水引起不均勻沉降而導(dǎo)致裂縫。再者，由于模板剛度不足，模板支撐間距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)以及過(guò)早拆模，也常導(dǎo)致這類裂縫出現(xiàn)。

（四）其他施工裂縫。

構(gòu)件脫模、運(yùn)輸、堆放、吊裝過(guò)程中，有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的或水平的各種裂縫，特別是在高度比較大、側(cè)向配筋少、剛度差的構(gòu)件中較易出現(xiàn)。如木模澆制的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，混凝土澆灌前未澆水濕透，混凝土澆灌后收水膨脹，常將柱梁角拉裂。構(gòu)件成型翻轉(zhuǎn)時(shí)受振動(dòng)，拆模過(guò)早或敲擊過(guò)重，起吊時(shí)吊鉤位置不當(dāng)，起模受力不均或受碰撞沖擊時(shí)也會(huì)產(chǎn)生裂縫。運(yùn)輸時(shí)，構(gòu)件受到劇裂顛簸沖擊等等情況都會(huì)使構(gòu)件發(fā)生各種裂縫。另外，構(gòu)件或地坪表面過(guò)多抹壓觸動(dòng)，會(huì)使表面形成含水量大的砂漿層，常使表面出現(xiàn)龜裂。

二、混凝土裂縫的處理方法

（一）表面修補(bǔ)法。

表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)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(kāi)裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

（二）灌漿、嵌縫封堵法。

灌漿法主要適用于對(duì)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(shù)脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，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。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

（三）結(jié)構(gòu)加固法。

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：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。

（四）混凝土置換法。

混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，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。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

（五）電化學(xué)防護(hù)法。

電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長(zhǎng)期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。

三、結(jié)束語(yǔ)

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力。影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。通過(guò)對(duì)混凝土裂縫出現(xiàn)原因的分析及在出現(xiàn)裂縫時(shí)及時(shí)的處理方法，可以大大減少混凝土裂縫給混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)的損害。

（作者單位：棗陽(yáng)市鵬亞建筑工程有限公司）

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