混凝土裂縫的缺陷分析及防治、處理措施

文/王學超 中鐵建工集團東非有限公司南方管理部 北京 100071

混凝土裂縫的缺陷分析及防治、處理措施

文/王學超 中鐵建工集團東非有限公司南方管理部 北京 100071

在建筑工程施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生是一項質(zhì)量通病，因此對混凝土裂縫的缺陷分析、防治措施以及產(chǎn)生后的修補處理是建筑生產(chǎn)過程中較為普遍的現(xiàn)象，應(yīng)引起足夠的重視。

混凝土；裂縫；缺陷；分析；防治；處理；措施

在建筑工程施工中，混凝土裂縫的產(chǎn)生是一個普遍存在的問題，而裂縫的解決也是一個較為棘手的問題?；炷亮芽p的產(chǎn)生若不加以預(yù)防采取措施解決，它的進一步發(fā)展延伸會導致內(nèi)部鋼筋等產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、抗?jié)B性能、耐久使用年限，甚至會影響人民的生命及財產(chǎn)安全。

1、混凝土裂縫的成因及種類

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，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現(xiàn)出一些非均質(zhì)的特性。

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有在外載力作用下引起的裂縫；有養(yǎng)護環(huán)境不當和化學作用引起的裂縫等等。

混凝土中常見的裂縫主要有以下這些：

①干縮裂縫；②塑性收縮裂縫；③沉降裂縫；④溫度裂縫；⑤化學反應(yīng)引起的裂縫。

2、混凝土中常見裂縫的形成原因及預(yù)防措施

2.1 干縮裂縫及預(yù)防措施

2.1.1 干縮裂縫的形成原因

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結(jié)果?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

2.1.2 干縮裂縫的主要預(yù)防措施：

①選用收縮量較小的水泥。

②嚴格控制好水灰比，同時摻加合適的減水劑。

③嚴格控制混凝土配合比。

④加強混凝土的早期養(yǎng)護。

⑤在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的伸縮縫。

2.2 塑性收縮裂縫的形成原因及預(yù)防措施

2.2.1 塑性收縮裂縫的形成原因

塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等等。

2.2.2 塑性收縮裂縫的主要預(yù)防措施：

①選用干縮值較小早期強度較高的水泥。

②嚴格控制水灰比，減少水泥及水的用量。

③澆筑前，將基層和模板澆水均勻濕透。

④及時最好表面養(yǎng)護。

⑤高溫天氣要設(shè)置遮陽設(shè)施。

2.3 沉陷裂縫的形成原因及預(yù)防措施

2.3.1 沉陷裂縫的形成原因

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

2.3.2 沉陷裂縫的主要預(yù)防措施：

①夯實和加固地基。

②保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固。

③防止地基被水浸泡。

④控制好模板拆除時間及先后次序。

2.4 溫度裂縫的形成原因及預(yù)防措施

2.4.1 溫度裂縫的形成原因

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷翝仓?由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。

2.4.2 溫度裂縫的主要預(yù)防措施：

①盡量選用低熱或中熱水泥。

②減少水泥用量（一般低于450kg/m3）。

③降低水灰比（一般低于0.6）。

④摻加高效減水劑等來減少水泥用量。

⑤改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。

⑥高溫天氣澆筑要搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升。

⑦大體積混凝土要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑。

2.5 化學反應(yīng)引起的裂縫的形成原因及預(yù)防措施

2.5.1 化學反應(yīng)引起的裂縫的形成原因

堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學反應(yīng)而引起的裂縫。混凝土拌和后會產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)中混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進行預(yù)防。

2.5.2 化學反應(yīng)引起的裂縫的主要預(yù)防措施：

①選用堿活性小的砂石骨料。

②選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。

③選用合適的摻和料抑制堿骨料反應(yīng)。

3、混凝土裂縫的處理措施

混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法：表面修補法，灌漿、嵌縫封堵法，混凝土置換法，電化學防護法以及仿生自愈合法。

3.1 表面修補法（表面覆蓋法）

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，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，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

3.2 灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法是利用壓力設(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整體，從而起到封堵加固的目的。適用于裂縫寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。

嵌縫法是沿裂縫鑿槽，該法適合于修補較寬裂縫大于0.5mm，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。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。

3.3 混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損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。

3.4 電化學防護法

主要有陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法，利用施加電場在介質(zhì)中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達到防腐的目的。

3.5 仿生自愈合法

仿生自愈合法是在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分如含黏結(jié)劑的液芯纖維或膠囊，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當混凝土出現(xiàn)裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

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行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，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，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

雖然目前學術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時在實踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以減少的。