混凝土裂縫的探討

甘努力

摘 要：主要探討了混凝土砼裂縫產(chǎn)生的原因、控制方法和產(chǎn)生裂縫后的處理辦法，以免砼裂縫對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)和使用壽命等造成影響。砼裂縫在水工建筑中是較為嚴(yán)重的問(wèn)題之一，過(guò)寬的裂縫會(huì)引起鋼筋嚴(yán)重銹蝕，進(jìn)而使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。在實(shí)際工程中，已有多個(gè)因砼裂縫而失效、報(bào)廢的先例。此外，在承受水壓力的水工砼建筑中，裂縫還會(huì)降低其抗?jié)B性和抗凍性，進(jìn)而縮短建筑物的使用壽命。

關(guān)鍵詞：混凝土；收縮裂縫；水利工程；環(huán)氧材料

中圖分類號(hào)：TU746.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.127

1 砼裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 養(yǎng)護(hù)管理不到位

砼在初期凝結(jié)的過(guò)程中，如果養(yǎng)護(hù)不到位，則砼表面水分的蒸發(fā)速度會(huì)超過(guò)砼的泌水速度，引起結(jié)構(gòu)表面急劇性干縮，進(jìn)而形成雞爪狀的表層裂紋。裂紋有時(shí)會(huì)很深，但如果在砼凝結(jié)初期過(guò)程中能做到及時(shí)養(yǎng)護(hù)，則裂縫不會(huì)繼續(xù)發(fā)展。

1.2 溫度裂縫

砼硬化養(yǎng)護(hù)需一定的時(shí)間，且該工作會(huì)隨季節(jié)、砼體積的不同而變化。因砼在硬化過(guò)程中會(huì)釋放熱能，導(dǎo)致混凝土內(nèi)、外形成溫差，產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫，尤其是大體積砼，更是容易產(chǎn)生這種溫度裂縫。

1.3 基礎(chǔ)變形裂縫

砼的建筑基礎(chǔ)不牢固。這是因?yàn)椴痪鶆虻某两刀痦艠?gòu)件裂縫，或因模板支襯不牢固、松動(dòng)而引起砼裂縫。

1.4 收縮裂縫

砼的配合比不合理。相關(guān)組建材料或添加劑配料質(zhì)量不合格，導(dǎo)致砼產(chǎn)生收縮裂縫。比如因過(guò)分強(qiáng)調(diào)砼強(qiáng)度，導(dǎo)致配合比中的水泥偏重，砂含量過(guò)少，澆建后的砼收縮性增大，進(jìn)而極易產(chǎn)生裂縫。

1.5 鋼筋銹蝕裂縫

如果砼保護(hù)層不密實(shí)或厚度不足，則水、氣就會(huì)從孔隙中滲透進(jìn)砼內(nèi)部，逐漸使鋼筋銹蝕，導(dǎo)致體積膨脹、順筋開裂。如果摻有氯鹽類的速凝劑或早強(qiáng)劑，則砼構(gòu)件的裂縫將更嚴(yán)重。

1.6 荷載裂縫

鋼筋砼結(jié)構(gòu)會(huì)受到荷載的作用，導(dǎo)致截面的拉應(yīng)力常大于砼的抗拉強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致砼裂縫。

1.7 施工工藝裂縫

渡槽、橋梁的墩臺(tái)采用滑動(dòng)（滑伸）鋼模澆筑砼，一般情況下，墩臺(tái)砼的標(biāo)號(hào)不高。但在實(shí)際中，要提升鋼模（也稱“腹模”），使砼站立。如果砼的水泥用量少，則在提升時(shí)砼會(huì)產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)垮塌。這是因?yàn)楦鼓ｍ乓揽克囵そY(jié)，如果水泥用量較少，則無(wú)法順利完成該環(huán)節(jié)。

2 砼裂縫的控制方法

砼裂縫的控制方法具體有以下5種：①在水工建筑施工中，澆筑砼之前必須了解當(dāng)?shù)氐臍鉁刈兓闆r，并有針對(duì)性地制訂具體施工方案，對(duì)于一些特殊情況，要具備專業(yè)的解決方案和措施，有效避免意外情況的發(fā)生。施工時(shí)，要加強(qiáng)監(jiān)管力度，施工人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，細(xì)心觀察砼沉降是否均勻，振動(dòng)器是否打到位，水灰比是否合適，要防止發(fā)生模板變形或移位。在砼澆筑前、后，要有專人值班看守，尤其是在冬季施工時(shí)更應(yīng)重視值守。只要做好以上工作，則可避免因人為因素而造成砼裂縫。②在施工配料時(shí)，要根據(jù)溫度、混凝土的體積、鋼筋配筋率、骨料粗細(xì)和添加劑綜合考慮配合比；按照國(guó)家混凝土配料編制選擇材料和配料，認(rèn)真檢查已選擇的材料。在攪拌和澆筑砼的過(guò)程中，要嚴(yán)格按相關(guān)要求和規(guī)程操作，以保證澆筑出的砼符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而避免產(chǎn)生裂縫。③要特別注意做好大體積砼的溫度控制措施，以減少溫度裂縫的產(chǎn)生。具體而言，應(yīng)減少砼的發(fā)熱量（減少每立方米砼的水泥用量、采用低發(fā)熱量的水泥）、降低砼的入倉(cāng)溫度（合理安排澆筑時(shí)間、采用加冰或加冰水拌和、預(yù)冷骨料）、加速砼的散熱速度（采用自然散熱的方式、砼內(nèi)預(yù)埋水管通水冷卻）。④做好砼澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作。在砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%前，應(yīng)24 h保持砼濕潤(rùn)，不使砼表面發(fā)白。夏季施工時(shí)，要及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)，如果溫度較高，手觸摸砼表面時(shí)無(wú)水泥漿黏手，且灑水時(shí)無(wú)水沖動(dòng)現(xiàn)象，則應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)；冬季施工時(shí)，砼表面要蓋麻袋或草包，且最好用熱水噴灑砼。⑤滑動(dòng)鋼模施工控制砼裂縫的前提是溫度、水泥用量、水灰比和提升腹模的速度達(dá)標(biāo)。因此，應(yīng)在開工前先做試驗(yàn)，再正式施工。

3 砼裂縫的處理方法

所謂“裂縫處理”，是通過(guò)特定的方法將塑性修補(bǔ)材料或化學(xué)漿液壓放入砼裂縫的間隙中，待塑性修補(bǔ)材料硬化或化學(xué)漿液凝固，從而使防水性、耐久性、結(jié)構(gòu)整體性滿足要求。目前，國(guó)內(nèi)處理裂縫的主要方法可分為填充法和化學(xué)灌漿法。一般而言，填充法適用于修補(bǔ)量少且寬度在5 mm以上的裂縫、深度較淺的裂縫（裂縫深度小于結(jié)構(gòu)厚度的50%）、鋼筋腐蝕生銹的裂縫和仍在發(fā)展的裂縫；可根據(jù)需要調(diào)節(jié)漿液的膠凝時(shí)間和起始黏稠度選用化學(xué)灌漿法，適用于砼細(xì)微裂縫和較寬裂縫。

在實(shí)際應(yīng)用中，上述2種方法應(yīng)交叉或同時(shí)使用，這是因?yàn)橥粭l裂縫（特別是長(zhǎng)裂縫）不同部位的深度和寬度不統(tǒng)一，使用某一種固定的處理方法很難達(dá)到理想效果。

在實(shí)際工作中，常采用的具體方法有以下6種：①龜裂縫或開度<0.5 mm的裂縫。可用表面涂抹環(huán)氧砂漿或表面貼條狀砂漿的方法處理，有些裂縫可采用表面鑿槽嵌補(bǔ)或噴漿的方法處理。②滲漏裂縫?？筛鶕?jù)開裂情況，在滲水出口處采用表面鑿槽嵌補(bǔ)水泥砂漿或環(huán)氧材料的方法處理，有些裂縫需要采用鉆孔灌漿的方法處理。③沉陷縫和溫度縫。可用環(huán)氧砂漿貼橡皮等柔性材料修補(bǔ)，也可用鉆孔灌漿、表面鑿槽嵌補(bǔ)瀝青砂漿和涂抹環(huán)氧砂漿等方法處理。④施工（冷）縫。一般采用鉆孔灌漿方法處理，也可用噴漿或表面鑿槽嵌補(bǔ)方法處理。⑤小體積（或小斷面）砼。因裂縫太多，往往需要將周邊的砼剝離，加裝模板和注入膨脹劑，以重新澆筑。⑥特殊結(jié)構(gòu)。比如桁架、拱肋渡橋等小切面砼裂縫，可先用環(huán)氧樹脂填充，再用鋼板或其他金屬材料粘連并包裹表面。

處理裂縫時(shí)應(yīng)注意的要素有以下3點(diǎn)：①一般裂縫宜在低于水頭或地下水位較低時(shí)修補(bǔ)，且要在適宜于修補(bǔ)材料凝固的條件下進(jìn)行。②如果必須在水下修補(bǔ)水下裂縫時(shí)，則應(yīng)選用相應(yīng)的材料和方法。③對(duì)于受氣溫影響的裂縫，宜在低溫季節(jié)裂縫開度較大時(shí)修補(bǔ)；對(duì)不受氣溫影響的裂縫，宜在裂縫已穩(wěn)定的情況下選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ扪a(bǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在工程建設(shè)中，雖然不能完全避免裂縫的產(chǎn)生，但只要工程人員嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程和要求施工，采用合格的材料，做好溫控措施，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，就能使一些裂縫缺陷少產(chǎn)生或不產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕