淺談建筑工程混凝土裂縫的成因與預(yù)防處理措施

劉耀剛

（河南派普建設(shè)工程有限公司，河南 鄭州 450000）

淺談建筑工程混凝土裂縫的成因與預(yù)防處理措施

劉耀剛

（河南派普建設(shè)工程有限公司，河南 鄭州 450000）

混凝土裂縫現(xiàn)象是建筑工程施工質(zhì)量中常見的問題之一，一旦發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象應(yīng)采取有效合理的措施進(jìn)行處理，同時加以預(yù)防。其關(guān)鍵在于分析裂縫成因，增強措施的針對性。

混凝土裂縫；分類；原因；預(yù)防與處理

1 混裂土裂縫的分類

混凝土的裂縫是混凝土施工的一種常見病和多發(fā)病。從裂縫外觀可分成微觀裂縫和宏觀裂縫兩種類型：

1）微觀裂縫，就是指肉眼看不到的，其內(nèi)部固有的一種裂縫，并且它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，在荷載不超過設(shè)計規(guī)定的條件下，一般視為無害。用超聲波探測儀等物理檢驗手段都可鑒定出這種裂縫。另一種就是用滲水觀察，一定壓力的水可以從混凝土內(nèi)部裂縫中滲透出來。

2）宏觀裂縫，寬度在0.05mm以上，通常認(rèn)為寬度小于0.2～0.3mm的裂縫是無害的，但必須基于裂縫不再擴展的前提為最終寬度。

3）還有一種干縮裂縫，就是混凝土硬化過程中，表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生的表面裂縫。

混裂土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫后，外界的空氣、酸堿等腐蝕介質(zhì)就會腐蝕鋼筋，造成鋼筋生銹，其體積也會變大，將裂縫撐得更大，由此形成惡性循環(huán)，鋼筋很快就會被腐蝕掉。鋼筋是主要受力材料，尤其是受彎受拉的構(gòu)件，一旦被腐蝕，結(jié)構(gòu)肯定會受到嚴(yán)重破壞。

2 混凝土裂縫的成因

1）混凝土的干縮作用。主要是在混凝土形成的初期，水分受到外部條件影響而損失導(dǎo)致混凝土收縮，對混凝土的性能有很大的影響。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓的作用下會產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。

2）濕度應(yīng)力。濕度應(yīng)力的形成分為早期、中期、晚期三個過程。由濕度應(yīng)力引起的裂縫原因可分為自生應(yīng)力和約束應(yīng)力兩類。自生應(yīng)力就是邊界上沒有任何約束或靜止的結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)部濕度是非線性分布所以結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的濕度應(yīng)力。約束應(yīng)力則是結(jié)構(gòu)的部分邊界或全部邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力?；炷羶?nèi)的水泥在水化反應(yīng)中散出大量熱量，使其濕度升高同時與外部濕形成一定的濕度差，從而產(chǎn)生濕度應(yīng)力。其大小與濕度差有關(guān)，并直接影響到混凝土的開裂及裂縫寬度。

3）配筋不足。鋼筋數(shù)量太少，不足以抵抗荷載作用，使混凝土受拉破壞，此種裂縫一般出現(xiàn)在天花板處，即屋面下面。從實踐中觀察到，配筋間距大，配筋率小的混凝土結(jié)構(gòu)開裂多，鋼筋的保護(hù)層較薄致使鋼筋生銹體積增大，使混凝土屋面開裂，無筋混凝土比有筋混凝土開裂多。

4）混凝土材料及施工工藝。配合比設(shè)計不當(dāng)會直接影響混凝土的抗拉強度，是造成混凝土發(fā)生裂縫不可忽視的原因。由于涉及混凝土施工的因素較廣，所以由施工工藝引發(fā)的裂縫問題也較為復(fù)雜。

5）地基不均，沉降引起混凝土裂縫。這種裂縫主要是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不均和松軟或者清水及回填土不結(jié)實造成不均勻沉降所致，或者是因為模板剛度不足，模板支撐地基松動等現(xiàn)象所導(dǎo)致，特別是在冬季模板支撐在凍土上，等凍土化凍后生產(chǎn)不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

6）化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫。就是堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫，也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫?；炷涟韬秃髸a(chǎn)一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料生產(chǎn)化學(xué)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)在混凝土結(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(jìn)行預(yù)防。

3 混凝土裂縫預(yù)防及處理措施

1）表面修補、封閉法

這是最簡單和最普通的裂縫修補方法。用于修補對結(jié)構(gòu)影響不大的靜止裂縫，通過密封裂縫來防止水汽、化學(xué)物質(zhì)和二氧化碳的侵入。它的主要用途：一是對一些不影響整體結(jié)構(gòu)的表面裂縫進(jìn)行穩(wěn)定，二是深入裂縫進(jìn)行內(nèi)部處理。最常見的處理措施有：將水泥漿抹到裂縫的表面，將油漆瀝青等防腐材料涂刷在混凝土表面或環(huán)氧膠泥上。在防護(hù)的同時，為了避免混凝土在各種外力的作用下繼續(xù)開裂，一般還可以將玻璃貼在裂縫的表面。

2）嵌縫封堵法

封堵法也包括灌漿法，但最常用的是嵌縫法。它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)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）電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)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(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常見而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。

4）仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分，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(dāng)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。

5）結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的性能受到裂縫影響時，需考慮對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。如加大混凝土的截面積再包裝型鋼、鋼板粘貼加固、支撐點增設(shè)加固、結(jié)合應(yīng)力法進(jìn)行加固等，都是常用的結(jié)構(gòu)加固法。

4 混凝土裂縫的針對性預(yù)防

1）干縮裂縫預(yù)防措施：一是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比較大，干縮較大，因此在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。二是選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。三是加強混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時間。冬季施工時要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。四是嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計所給定的用水量。五是在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。

2）沉陷裂縫主要預(yù)防措施：一是對松軟土、回填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設(shè)模板時要注意采取一定的預(yù)防措施。

5 常見的混凝土裂縫修補原理的基本要點

1）樹脂灌注法

環(huán)氧樹脂是最常見的裂縫灌注材料。它具有較高的機械強度，并能抵抗混凝土所遇到的大多數(shù)化學(xué)侵蝕，樹脂可以灌入0.05mm的裂縫。除某些特殊的環(huán)氧樹脂之外，當(dāng)裂縫是活動的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數(shù)量極多時，通常不宜采用樹脂灌注法。

2）聚合物浸入法

低粘度的液態(tài)樹脂可用來密封路面、橋面的不小于0.1mm的裂縫。將樹脂涂刷到表面上，或者在水平表面上沿裂縫構(gòu)筑臨時堤圍，使樹脂溢于裂縫表面。此法更適合于封閉無規(guī)則表面裂縫。先將裂縫表面密封，抽去真空，使裂縫中和孔隙中的空氣全部排除。再在大氣壓力下用純環(huán)氧樹脂漿料注入裂縫中。

3）水泥灌漿法

普通水泥灌漿適應(yīng)于大體積水壩、厚混凝土墻，或者水工結(jié)構(gòu)的巖石基礎(chǔ)上的裂縫，有時通過注入硅酸鹽水泥砂漿來密封。

4）聚合物灌注法

聚合物灌注是基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料，和水反應(yīng)后形成固態(tài)沉淀物或泡沫材料起到封閉裂縫的作用，可在潮濕環(huán)境中使用。

5）附加鋼筋法

外部施加預(yù)應(yīng)力，是通過后張法施加應(yīng)力來加強結(jié)構(gòu)件的主要部分或者封閉裂縫。普通鋼筋，是將環(huán)氧樹脂注入貫穿裂縫平面的鉆孔內(nèi)，再將鋼筋插入孔中使之粘成一個整體。

結(jié)語

混凝土裂縫是建筑工程中存在的普遍現(xiàn)象，混凝土裂縫問題也是長期以來對于工程建設(shè)發(fā)展的一大困擾。我們只有認(rèn)真熟悉混凝土的一切詳細(xì)信息并結(jié)合實際情況，做到有效的處理和提前預(yù)防，才能減少裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)及確?；炷恋氖褂眯阅?。

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2017-06-26