水泥混凝土裂縫的成因與防治

【摘 要】在當(dāng)前施工中如何克服水泥混凝土裂縫是一件非常重要的事。通過對一些工程的參與和觀察了解，分析了地下室大體積混凝土、現(xiàn)澆樓板混凝土及屋面防水細(xì)石混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因，并提出預(yù)防措施和處理方法。

【關(guān)鍵詞】混凝土裂縫；成因；防治

1 混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發(fā)病。病情絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段，其原因復(fù)雜多變，一般可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。

微觀裂縫是指肉眼看到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，這種砼本身固有的微觀裂縫，荷載不超過設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下，一般視為無害。

宏觀裂縫是指肉眼可見的，寬度在0.05mm以上的裂縫，它是由微觀裂縫擴(kuò)展而來的。因此，裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中是絕對存在的，需要注意的是，經(jīng)過近代科學(xué)研究和大量的混凝土工程實(shí)踐證明，在混凝土工程中裂縫在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范【GB50010-2002】3.3.4條也明確規(guī)定了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值，認(rèn)為寬度小于0.2—0.3mm的裂縫是無害的，但是必須有個前提，即裂縫不再擴(kuò)展，為最終寬度。文中所敘述的裂縫是指寬度0.3mm以上的宏觀裂縫。

2 混凝土裂縫的成因和預(yù)防

裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，有設(shè)計(jì)方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產(chǎn)生的，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。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。下面從較易產(chǎn)生裂縫的幾個部分進(jìn)行闡述。

2.1 地下室大體積混凝土

地下室大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因如下：

（1）大體積混凝土水化時產(chǎn)生大量的水化熱得不到散發(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。

（2）混凝土在硬化工程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生裂縫。

（3）大體積混凝土由于厚度較大，混凝土由于塑性坍落引起裂縫。

（4）混凝土的配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)，水泥含量過多也容易產(chǎn)生裂縫。

其預(yù)防措施如下：

（1）嚴(yán)格控制水化熱。在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求和征得設(shè)計(jì)同意的前提下，混凝土配合比設(shè)計(jì)可考慮采用60d強(qiáng)度，以減少水泥用量，同時，應(yīng)選擇低熱水泥，減少水泥水化熱。

（2）通過“雙摻”技術(shù)（摻加緩凝高效減水劑及粉煤灰），以減少水泥用量，并改善混凝土的和易性，提高混凝土的可泵性。

（3）澆筑順序采用”分段定點(diǎn)，一個坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的方法，一次整體連續(xù)澆筑結(jié)束。

（4）大體積混凝土澆搗完畢后，初凝前用長刮尺刮平，經(jīng)6h先用鐵滾筒滾壓數(shù)遍，再用木抹子在混凝土表面拍實(shí)并搓毛兩遍以上，以閉合收水裂縫，防止產(chǎn)生表面收縮裂縫，約12—14h后，覆蓋塑料薄膜和草包進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。并按規(guī)定時間測量混凝土各部位的溫度，確?；炷羶?nèi)外溫度差不超過25℃。

2.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的主要原因有：

（1）混凝土水灰比、塌落度過大；

（2）板負(fù)筋位置不當(dāng)；

（3）施工不規(guī)范，如澆注混凝土前模板不灑水或?yàn)⑺粔?、混凝土振搗及成型過程中模板出現(xiàn)局部變形；

（4）現(xiàn)場施工時，梁、板、柱一次澆搗成型，砼初凝前收縮，由于變形大小差異，在砼成型后造成板與梁柱交接處開裂。

預(yù)防措施如下：

（1）嚴(yán)格控制混凝土施工配合比，對于商品混凝土的塌落度應(yīng)加強(qiáng)檢查。

（2）在樓板澆搗過程中派專人護(hù)筋，避免踩下負(fù)筋的現(xiàn)象發(fā)生。

（3）加強(qiáng)模板施工過程管理，編制模板工程施工方案，并對其支撐系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算，施工過程中必須嚴(yán)格按照方案進(jìn)行施工；當(dāng)梁板柱一次施工時，先澆柱、梁，待1—2h混凝土成型收縮后再澆混凝土板；強(qiáng)化混凝土施工過程中的管理，澆筑前必須先將基層和模板澆水濕透。

2.3 屋面細(xì)石混凝土

屋面細(xì)石混凝土剛性防水層開裂的主要原因有：

（1）未設(shè)分格縫或分格縫設(shè)置不合理；

（2）混凝土內(nèi)鋼筋網(wǎng)片在分格縫處未斷開；

（3）混凝土與基層間宜設(shè)置可靠的隔離層；

（4）養(yǎng)護(hù)不好。

預(yù)防措施如下：

（1）混凝土應(yīng)在屋面板的支承端、屋面的轉(zhuǎn)折處、突出屋面結(jié)構(gòu)的交接處設(shè)置分格縫，其縱橫間距不宜大于6m；

（2）混凝土內(nèi)鋼筋網(wǎng)片應(yīng)在分格縫處斷開；

（3）混凝土與基層問設(shè)置可靠的隔離層；

（4）混凝土澆完后應(yīng)按規(guī)定做好養(yǎng)護(hù)工作。

3 混凝土裂縫的處理方法

3.1 開槽法修補(bǔ)裂縫

采用聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿，其配比為：環(huán)氧樹脂10，聚硫橡膠3，水泥12.5，砂28。

首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻人已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度（約0.4斤丙酮就可以了）。及時將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的砼鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入砼縫內(nèi)，一組砂漿的整個施工過程需要30min左右完成。

嵌入后的砂漿養(yǎng)護(hù)即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時以內(nèi)及時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養(yǎng)護(hù)。

3.2 低壓注漿法修補(bǔ)裂縫

低壓注漿法適用于寬度為0.2—0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下：裂縫清理一試漏一配制注漿液一壓力注漿一二次注漿一清理表面。

當(dāng)裂縫數(shù)量較多時，先要在裂縫位置上貼醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約l0min后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補(bǔ)上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補(bǔ)縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補(bǔ)縫器活塞，使?jié){液通過注漿嘴壓人裂縫，當(dāng)相鄰的嘴中流出漿液時，就可拔出補(bǔ)縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補(bǔ)漿。

3.3 表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫

這是一種在微細(xì)裂縫（一般寬度小于0.2mm）的表面上涂膜，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無法深入到裂縫內(nèi)部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。

表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及建筑物所處環(huán)境不同而異，通常采用彈性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘貼）等。施工時，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補(bǔ)材料涂覆表面。3.4 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)法等。

除以上4種常用混凝土裂縫修補(bǔ)法外，還有結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法、仿生自愈合法等修補(bǔ)方法，要根據(jù)工程具體情況選用合適的混凝土裂縫修補(bǔ)方法。

4 結(jié)語

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)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，才能保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]建筑施工手冊.4版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社出版，2003.

[責(zé)任編輯：劉帥]