混凝土裂縫的預(yù)防和處理

楊俊生

（中鐵三局北京國際工程分公司，北京 010055）

1 混凝土裂縫

現(xiàn)代工程建設(shè)中，混凝土作為一種基礎(chǔ)性建設(shè)材料，有著非常廣泛的應(yīng)用，而混凝土裂縫作為一種混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的病害與多發(fā)病害是無所不在的?；炷两Y(jié)構(gòu)施工初級(jí)階段是其病害高發(fā)期，并且產(chǎn)生的原因復(fù)雜多變，具體可以被分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指混凝土內(nèi)部一種肉眼看不到的不連貫性固有裂縫，一般狀態(tài)寬度不超過0.05 mm，在設(shè)計(jì)規(guī)范范圍內(nèi)，不出現(xiàn)過載，是無害的。宏觀裂縫則規(guī)定寬度超過0.05mm，且在0.2~0.3 mm之間的無擴(kuò)展裂縫為無害。

2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及常見裂縫

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜多樣，比較常見的產(chǎn)生裂縫的原因主要包括：水泥干縮造成的裂縫、溫度變化造成的裂縫、應(yīng)力集中造成的裂縫、過載變形造成的裂縫、張拉力造成的裂縫、不均勻沉降造成的裂縫以及施工初期模板不穩(wěn)造成的裂縫等。以下就集中介紹一些比較常見的裂縫。

2.1 干縮裂縫

在混凝土養(yǎng)護(hù)和澆筑結(jié)束后的一段時(shí)間，常常會(huì)由于水泥泥漿水分蒸發(fā)而形成一種不可逆性干縮，這就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。其產(chǎn)生原因是：在水分損失的過程中，外部損失比較快、形變明顯，而內(nèi)部則比較慢，發(fā)生不明顯形變，外部干縮變形會(huì)受到內(nèi)部約束的影響而產(chǎn)生拉應(yīng)力，在相對(duì)濕度低、水泥干縮發(fā)生較快時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫多以寬度為0.05~0.2 mm的平行線狀與網(wǎng)狀淺細(xì)狀出現(xiàn)在大體積混凝土表面部位，它會(huì)對(duì)混凝土的抗?jié)B性、持久性造成影響，同時(shí)還會(huì)造成鋼筋銹蝕等。

2.2 溫度裂縫

在大體積混凝土表面與溫差變化比較大的混凝土結(jié)構(gòu)中，常會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。其產(chǎn)生原因是：混凝土澆筑完成后的硬化期間，混凝土內(nèi)部會(huì)有大量的水化熱聚集在大體積混凝土內(nèi)部，從而造成溫度積累導(dǎo)致溫度上升，而混凝土外部表面散熱則比較快，這就會(huì)使內(nèi)外產(chǎn)生溫差，影響內(nèi)外脹縮，從而產(chǎn)生一定量的拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。在溫差比較大的地區(qū)，混凝土裂縫也是由這一原理產(chǎn)生的，此裂縫會(huì)促使混凝土碳化，引起鋼筋銹蝕，影響混凝土的抗?jié)B、抗凍融等能力。

2.3 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫，常常是因?yàn)閴A性骨料反應(yīng)與鋼筋銹蝕造成的。拌和后的混凝土產(chǎn)生的堿離子與混凝土內(nèi)部的部分活性骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)大量失水，從而使混凝土出現(xiàn)酥松、膨脹，產(chǎn)生裂縫。這種裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中危害比較大的一種，一旦出現(xiàn)，是沒辦法補(bǔ)救的。

2.4 沉陷裂縫

結(jié)構(gòu)地基松軟、土質(zhì)不均勻、浸水等會(huì)造成不均勻沉降，同時(shí)模板不穩(wěn)也是沉降裂縫產(chǎn)生的條件。在冬季，凍土化凍之后會(huì)發(fā)生不均勻沉降，就會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。這些裂縫多沿與地面成30°~45°夾角方向深進(jìn)或貫穿，主要受到混凝土沉降量的影響，與溫度變化關(guān)系較小。

2.5 塑性收縮裂縫

在混凝土凝結(jié)前，會(huì)出現(xiàn)快速失水從而發(fā)生塑性收縮，而在大風(fēng)、干熱天氣下，就會(huì)產(chǎn)生塑性收縮裂縫。這種裂縫多以中間寬兩頭細(xì)長且長短不一、無連貫的狀態(tài)存在，短的裂縫一般有20~30 cm，長的裂縫一般為2~3 m，寬度均在1~5 mm。

3 混凝土裂縫的預(yù)防

基于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因來分析，對(duì)于混凝土裂縫來說，預(yù)防要比后期補(bǔ)救有效，以下集中歸納了混凝土裂縫的預(yù)防措施。

3.1 做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該著重考慮一些薄弱易開裂部位以及不均勻沉降可能對(duì)結(jié)構(gòu)造成的影響，從而針對(duì)具體環(huán)節(jié)在結(jié)構(gòu)承載允許的前提下，對(duì)結(jié)構(gòu)配筋作出一定的調(diào)整，以便對(duì)裂縫作出預(yù)防；而鋼筋越細(xì)、間距越小，越能夠有效地預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。

3.2 做好施工方案

要想控制裂縫的發(fā)生，就必須有一套良好的施工方案，包括對(duì)混凝土的澆筑量、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸、振搗等的確定。同時(shí)還要注意，如果是在溫差變化比較大的情況下進(jìn)行施工，應(yīng)該注意入模溫度。

3.3 注意施工質(zhì)量

95%以上的裂縫產(chǎn)生都是因?yàn)槭┕べ|(zhì)量造成的，在施工階段很好地對(duì)裂縫進(jìn)行控制，能夠大大降低其在使用時(shí)出現(xiàn)裂縫的可能性。在要求使用適宜的混凝土配合比的同時(shí)，還要要求混凝土配合比的設(shè)計(jì)不僅僅只是滿足強(qiáng)度要求，還應(yīng)該能夠有效地控制裂縫的產(chǎn)生。最后應(yīng)該做好鋼筋成型、模板安裝工作，要嚴(yán)格按要求進(jìn)行振搗、澆筑。

3.4 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

為了使混凝土能夠很好地硬化，保證其強(qiáng)度地增長，同時(shí)不被外界因素干擾，應(yīng)該做好養(yǎng)護(hù)工作。需要重點(diǎn)注意的是混凝土的降溫，應(yīng)該使其溫度與外界溫度接近，同時(shí)減少降溫過程中溫差的出現(xiàn)，這樣能夠有效地降低溫度應(yīng)力的產(chǎn)生，從而減少阻力裂縫的發(fā)生。最為常見的方法就是噴水，噴水能夠有效地降低混凝土表面積收縮，防止龜裂的發(fā)生。同時(shí)還要注意拆模時(shí)間，一般標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)為28 d，同條件養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長，其強(qiáng)度值就越高。

4 混凝土裂縫的處理方法

4.1 表面處理法

作為一種簡(jiǎn)單、方便、快捷的常見修補(bǔ)方法，表面處理法主要分為表面涂抹與貼補(bǔ)兩種。其主要適用范圍是對(duì)結(jié)構(gòu)沒有影響的混凝土表面及深井裂縫。對(duì)于難以灌入漿材的細(xì)、淺型裂縫，以及未深入至鋼筋表面的發(fā)絲縫，不漏水、不伸縮縫等不會(huì)再出現(xiàn)變化的裂縫，一般常用表面涂抹法。而對(duì)于已出現(xiàn)大面積漏水的抗?jié)B堵漏，則使用土工膜或者防水材料進(jìn)行表面貼補(bǔ)。

4.2 灌漿法

將膠結(jié)材料利用壓力設(shè)備灌入混凝土裂縫中，待到膠結(jié)材料硬化與混凝土結(jié)合成一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)加固補(bǔ)縫的目的就是灌漿法的運(yùn)用原理。灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響和有比較高抗?jié)B要求的混凝土裂縫修補(bǔ)，一般膠結(jié)材料有水泥漿、甲基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂等，該方法是一種運(yùn)用范圍比較廣泛的方法，并且效果比較顯著。

4.3 嵌縫填充法

首先沿裂縫鑿槽，然后將塑性、剛性防水材料嵌填在槽內(nèi)，從而對(duì)裂縫進(jìn)行封閉，這就是嵌縫填充法。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等，而剛性止水材料則為聚合物水泥砂漿。此方法一般適用于寬度較大的裂縫，具有操作簡(jiǎn)便、成本耗費(fèi)低的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于灌漿法不能夠解決的、寬度在0.3 mm以下的較淺裂縫，以及裂縫中有填充物的情況，都可以運(yùn)用此方法。

4.4 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)受到裂縫的影響時(shí)，要著重考慮結(jié)構(gòu)的整體性，應(yīng)該對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。針對(duì)不同的情況，加固的要點(diǎn)也不相同，主要包括增加混凝土結(jié)構(gòu)的橫截面積、黏貼鋼板加固、增生支點(diǎn)、角部外包型鋼、預(yù)應(yīng)力加固等方法。

5 結(jié)束語

通過以上介紹可以知道，造成混凝土裂縫的原因有很多，主要包括：水泥干縮造成的裂縫、溫度變化造成的裂縫、應(yīng)力集中造成的裂縫、過載變形造成的裂縫、張拉力造成的裂縫、不均勻沉降造成的裂縫以及施工初期模板不穩(wěn)造成的裂縫等。因這些原因造成的裂縫在混凝土應(yīng)用、施工中是不可避免的，而有效地預(yù)防裂縫的發(fā)生，要比后期對(duì)裂縫的治理效果好。本文筆者提出了混凝土裂縫的預(yù)防措施與治理方法，希望可以讓更多的專業(yè)人士對(duì)混凝土裂縫這一課題給予關(guān)注，以便我國的建筑建設(shè)事業(yè)能夠更好地發(fā)展壯大。

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