混凝土施工中的裂縫控制及處理技術

李建

摘要：混凝土裂縫是建筑中常見的病害之一，在房屋混凝土施工過程中，為防止混凝土內外溫差過大，造成溫度應力大于同期混凝土抗拉強度而產生裂縫，因而，對混凝土的養(yǎng)護十分重要。本文混凝土產生裂縫的原因及處理技術進行探討。

關鍵詞：混凝土；施工技術；裂縫

1、混凝土裂縫的國內研究現狀

從現有的行業(yè)技術來看，我國房屋工程以混凝土結構占主導地位，混凝土結構由于內外因素的作用不可避免地存在裂縫，而裂縫是混凝土結構物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。北京冶建工程裂縫處理中心針對混凝土裂縫，開發(fā)了工程師自動低壓灌漿的方法進行修復。自動低壓灌漿技術是混凝土裂縫灌漿領域包括材料、機具、施工的一項綜合技術。國際發(fā)展趨勢表明，建筑物維修、改造業(yè)已成為當今社會的熱門課題，而混凝土裂縫無處不在，無法避免。建筑物的破壞往往是從裂縫開始，因此，對裂縫的控制和處理至關重要。在多項技術的輔助下，我國研制了可對混凝土微細裂縫進行自動壓力灌漿的新型機具和適應各種形態(tài)裂縫修復的灌漿樹脂、配套材料，提供了混凝土缺損維修的聚合物砂漿和界面處理技術，并對裂縫成因和微細裂縫注入理論進行了分析，通過大量工程實踐，總結制定了一套自動壓力灌漿操作細則和質量保證體系，為我國現有建筑物的維修改造提供了有價值的技術途徑和實施手段。

2、混凝土收縮變形引起的裂縫

混凝土是房屋建筑的主要構成材料，由于傳統建材配制工藝存在的缺陷，混凝土施工后容易引起諸多病害，嚴重影響了房屋結構的性能，對住戶的生命和財產安全造成了潛在危害。“裂縫”是房屋建筑的常見病害，也是影響房屋使用安全的重要“病因”，其具有破壞性大、蔓延性快、突發(fā)性強等特點，若不及時采取有效的措施加以處理，會影響到房屋建筑的正常使用。根據勘測結果顯示，房屋混凝土裂縫產生的原因主要是收縮變形引起，具體情況如下：

2.1溫差收縮

混凝土材料性能會隨著外界環(huán)境的變化而改進，當溫度前后差異相差到一定程度時則會發(fā)生溫差收縮，從而引起房屋結構的多個位置發(fā)生裂縫現象?；炷敛牧献陨淼臏囟茸兓矔?/p>

造成溫差收縮變形，如：大面積混凝土施工掐進，因混凝土內部的水化熱過于集中，材料內的溫度大幅度上升而使得外部熱量散失過快，內外部溫度不一形成拉應力后易引起裂縫。

2.2塑性收縮

當表面的水分流失速度過快且加上外部空氣風干作用，混凝土材料易產生塑性收縮，該現象常見于混凝土凝固之前。從建筑房屋施工情況看，塑性收縮受天氣影響的變化較大，尤其是干熱、大風的區(qū)域，建筑物塑性收縮裂縫的發(fā)生率較高。專家指出，如果混凝土材料的強度不達標，減弱了其抵制風干、滲水的能力，經過一段時間的破壞后也會引起塑性收縮。

2.3干燥收縮

早期對于干燥收縮的定義是指陶瓷、耐火材料、磚瓦等原料制成坯體后，由于干燥失水造成的體積、長度、寬度等尺寸大小縮減，從而導致了干燥收縮問題。建筑行業(yè)對干燥收縮的判斷則是由于空氣濕度變化引起風化干燥作用，使得混凝土材料內部水分蒸發(fā)過多，材料表面干燥所引起的收縮變形。干燥收縮引起的房屋裂縫多數集中于結構交接處，如墻角等。

2.4沉降收縮

沉降收縮與房屋地基的承載力有密切的關系，地面建筑結構的重力超過地基承載的范圍便會出現沉降收縮。如房屋的結構地基土質不勻、松軟或回填土不實或浸水等，這些都是沉降收縮的誘發(fā)因素。該類裂縫會隨著地基結構的變化而變化，尤其是面對軟土地基的房屋建筑，裂縫的破壞力會不斷變強，只有地基變形達到穩(wěn)定狀態(tài)，裂縫才會穩(wěn)定。

3、房屋施工階段的裂縫處理技術

施工階段是房屋建設的核心環(huán)節(jié)，各種施工技術的靈活運用對建筑物的質量有決定性作用。收縮變形引起的裂縫形式多種多樣，其造成的破壞力對房屋結構的性能影響甚大。從建筑價值、經濟價值等雙重角度考慮，作業(yè)人員在房屋施工期間需采用先進的施工技術，避免裂縫問題造成的不利影響?；炷亮芽p處理常用的施工技術有灌注法、浸入法、封閉法、灌漿法等，現場施工人員應結合具體的裂縫形式合理選擇處理。

3.1釘合法

訂合法的關鍵作用是恢復主裂縫斷面的抗拉強度，維持房屋結構正常的抗拉性能。如：勘測房屋結構期間，處理混凝土裂縫應避免對周圍結構造成破壞，縮小裂縫的活動范圍，此時可采用訂合法固定裂縫。利用厚度小、長度大的金屬“縫合U型釘”跨過裂縫，再嵌入設置好的槽溝里，并用無收縮砂漿、環(huán)氧樹脂基粘合劑等進一步加固。

3.2封閉法

封閉法適用于小型裂縫的處理，通過簡單的封閉、加固操作即可發(fā)揮良好的處理效果。低層房屋建筑的結構相對簡單，地面建筑的承載應力較小，選用表面封閉法及時處理可防止裂縫擴散。如遇到對房屋結構影響小的靜止裂縫，采用密封裂縫的方法處理之后，可避免水汽、化學物質、二氧化碳等有害物質的破壞，優(yōu)化裂縫處理的閉合效果。

3.3灌漿法

灌漿法是建筑裂縫處理的新技術，其采用了不同的水泥砂漿作為填充物對房屋裂縫進行填補加固，其包括普通水泥灌漿、聚合物灌漿兩種方法（如圖1）。水泥灌漿運用于厚度較大的混凝土墻結構，可采用注入硅酸鹽水泥砂漿進行密閉；聚合物灌注多數采用氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料，這種方法對房屋結構裂縫具有較好的封閉作用。

圖1 灌漿法填充圖

3.4灌注法

灌注法是將粘合材料填充于裂縫里，再利用修補加工的方式起到加固效果。普通房屋建筑產生的裂縫尺寸較小，在裂縫施工技術的選擇上必須要符合房屋標準的要求。一般情況下，裂縫灌注均選用環(huán)氧樹脂為材料，該材料不僅粘合性能優(yōu)越且灌注的寬度在0.05mm，滿足了小型裂縫處理的需要，顯著改善了混凝土材料的結構性能。

3.5浸入法

浸入法可分為重力浸入法、真空浸入法兩種形式，均是將粘合材料融入裂縫里發(fā)揮出加固作用。重力滲入法是將樹脂涂刷到表面上，使樹脂溢于裂縫表面；真空滲入法常用于無規(guī)則的表面裂縫處理。如房屋混凝土裂縫處理時，把裂縫表面密封，抽去真空，將裂縫里的空氣徹底清除之后，借助于大氣壓力的作用把純環(huán)氧樹脂漿料注入裂縫。

3.6閉合法

閉合法是利用混凝土材料自身的結構性能，通過自閉合的方式實現自修補處理。閉合法運用的原理：空氣里具有一定量的二氧化碳，促進了水泥漿中的氫氧化鈣出現碳化作用，碳酸鈣和氫氧化鈣晶體在裂縫內析出并生長，經過一系列的化學反應會產生粘合晶體，其與水泥漿及骨料表面之間產生粘結作用，從而使混凝土裂縫自動密閉消失。

4、植筋加固法在房屋養(yǎng)護的應用

為了讓房屋建筑的結構性能得到改善，施工單位除了直接對混凝土裂縫采取措施處理外，還可以利用相關的輔助技術起到加固維修的效果。“植筋法”不僅改變了傳統混凝土材料的成分，對整個房屋結構都具有較強的加固成效。植筋法是對房屋內部結構植入鋼筋，再用膠水灌縫粘合以保證鋼筋與房屋融為一體。植筋法可以增強房屋抗震抗裂抗?jié)B的性能，具體施工流程如圖2。

圖2 植筋法施工流程

4.1定位

定位是保證植筋法施工質量的關鍵，作業(yè)人員必須根據房屋建筑的圖紙結構，合理選擇鋼筋植入的位置、數量。鋼筋定位時要避免與原鋼筋結構交叉，以免給下道鉆孔工藝帶來不便。定位結束后要安排技術人員現場檢查，確保所選擇的植筋位置與房屋結構相符合。

4.2鉆孔

鉆孔要使用標準的鉆機、鉆頭，安排鉆孔經驗豐富的人員完成作業(yè)。房屋鉆孔時要控制孔的直徑、深度、鉆進速度等標準，這樣成孔的質量才能達到圖紙的要求。此外，鉆頭的位置應始終與墻面或墻柱保持垂直，斜孔或彎孔均不符合植筋法的要求。

4.3注膠

選用合適的膠水灌入孔內，以對成孔四壁進行加固修理，為鋼筋植入操作提供方便。把植筋膠裝進套筒內，安置到專用手動注射器上，慢慢扣動板機，再把螺旋混合嘴伸入孔底。考慮到避免鋼筋植入孔后膠水外流，通常孔內注膠達70%即可，讓孔內的空間得到充分利用。

4.4植筋

在注膠前梁底模板就已支好，便于植筋后鋼筋定位。植筋前要把鋼筋植入部分用鋼絲刷反復刷，清除銹污，再用酒精或丙酮清洗。鉆孔內注完膠后，把經除銹處理過的鋼筋立即放入孔口，然后慢慢單向旋入，不可中途逆向反轉，直至鋼筋伸入孔底。

5、結論

根據統計和長期的觀察，我們知道混凝土裂縫是房屋建筑的常見病害之一，也是影響房屋使用壽命和質量的主要問題之一，其對建筑物的結構組合、使用性能、施工質量均會造成諸多不利影響。施工單位在制定作業(yè)計劃時，應充分考慮裂縫發(fā)生的可能性，提前制定裂縫處理方案。此外，裂縫處理結束后需定期養(yǎng)護管理，出現相同病害后依舊要及時科學地處理。