淺談大型混凝土構(gòu)筑物裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施

張興茄

摘要：本文結(jié)合工作實踐對大型混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的一般處理方法進(jìn)行分析介紹。

關(guān)鍵詞：砼結(jié)構(gòu);裂縫處理;原因分析;具體措施

1 裂縫情況調(diào)查

對己出現(xiàn)裂縫情況的調(diào)查是獲得第一手資料，用以分析推斷裂縫產(chǎn)生的原因，并判斷裂縫是有害或無害的，有無處理的必要及選擇何種修補(bǔ)、加固補(bǔ)強(qiáng)的處理措施，其調(diào)查內(nèi)容主要有：

（1）裂縫的分布現(xiàn)狀：裂縫形式、所在位置、長度、寬度、深度是否是貫穿開裂;

（2）裂縫出現(xiàn)及發(fā)展情況：發(fā)現(xiàn)裂縫出現(xiàn)的時間、開裂及發(fā)展過程、裂縫展開速度等;

（3）裂縫對建筑物的影響程度：是否滲漏水、對鋼筋銹蝕造成的影響程度、外觀影響等;

（4）設(shè)計資料：施工圖紙文件、設(shè)計變更、竣工圖紙、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算資料等;

（5）施工情況：原材料及砼包括：粗細(xì)骨料的品種、產(chǎn)地、規(guī)格、顆粒級配、含泥量及針片狀、空隙率、有害物質(zhì)含堿量等;摻合料種類、細(xì)度等級和摻量;外加劑的種類、用量、同水泥的相容性;用水量及水質(zhì);水泥的品種、用量、強(qiáng)度等級及檢驗的相關(guān)資料;拌合物的用水量、坍落度、流動性、泌水、粘聚性初凝時間等。砼的設(shè)計配合比及施工配合比;攪拌機(jī)型號、容量、攪拌時間、出機(jī)坍落度;運輸機(jī)械及停置時間;砼成形澆筑：人模溫度、分層厚度、澆筑方向、振搗順序、施工縫的留置和處理、表面的壓抹、覆蓋及養(yǎng)護(hù)等。同時還要調(diào)查模板是否下沉變形、地基下沉變形、砼澆筑時的環(huán)境，風(fēng)速、溫濕度、下雨等影響因素。

2 原因分析及推斷

2.1 采用原材料及施工期間產(chǎn)生裂縫的主要原因分析

（1）原材料方面：水泥存放時間長、受潮產(chǎn)生凝結(jié)、非正常膨脹、水化熱高;骨料連續(xù)級配不均勻、含泥量大、骨料表面含堿;摻合料比例過大、細(xì)度不達(dá)標(biāo);外加劑摻量過大或過小、與水泥或摻合料的相容性不好?；炷脸跄乃苄院统两凳湛s、硬化過程中缺水產(chǎn)生的干燥、水化和自身收縮、砼硬化后期的溫度體積變化、碳化、干濕體積變化等。

（2）施工控制方面：原材料、外摻合料、外加劑摻量不準(zhǔn);攪拌時間過長或不足、拌合物不均勻、任意加水;運輸停置時間長、泵送輸不出加生水改變砼的水灰比;澆筑順序不當(dāng)、人模速度快、攤鋪分層過厚、振搗不及時過振或漏振、施工縫處理不當(dāng);養(yǎng)護(hù)不到位末及時覆蓋保濕或保溫、早期失水補(bǔ)充不及時、在強(qiáng)度很低時過早上人或吊裝材料、造成砼結(jié)構(gòu)的內(nèi)傷。

2.2 矽自身在環(huán)境中變化的原因分析

（1）沉降收縮：發(fā)生在砼硬化過程前的塑性階段，當(dāng)下沉的固體顆粒遇到水平鋼筋或受側(cè)模板的阻礙時，就會與周圍的砼形成沉降差，在砼頂部表面形成塑性沉降裂縫。

（2）塑性收縮：砼在澆筑振搗后開始凝結(jié)硬化，拌合物表面在自然環(huán)境下水分也較快蒸發(fā)，內(nèi)部水分不斷向表面遷析，形成砼在塑性階段體積的微小收縮。

（3）干燥收縮：這種收縮發(fā)生在砼的硬化過程中，由于失水而逐漸干燥產(chǎn)生的水泥石體積收縮。

（4）自身收縮：水泥漿在模板內(nèi)形成所需要的形狀后，與外界無質(zhì)量交換時，由于拌合物中水的不斷減少，微毛細(xì)管中水分形成凹液面產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致砼自身收縮。

（5）水化收縮：水泥水化反應(yīng)生成水化物的體積小在反應(yīng)前水泥與水的體積，絕對體積減少。

（6）碳化收縮：Ca（OH）2和CO2結(jié)合，生成Ca-CO3，其密度變大但體積縮小。

（7）干濕對體積變化的影響：砼硬化后在高濕環(huán)境下會因水過多而膨脹，干燥失水后體積產(chǎn)生收縮。

（8）溫度對體積變化的影響：水泥遇水后產(chǎn)生水化熱導(dǎo)致砼體積膨脹，溫度降低則體積縮小。

3 外表面修補(bǔ)處理方法

3.1 表面處理

當(dāng)裂縫寬度<0.2mm及以下時，鋼筋未受到浸蝕時用表面處理措施進(jìn)行處理。主要用來提高結(jié)構(gòu)的防水、防止裂縫的擴(kuò)大、延長結(jié)構(gòu)的耐久性。這種表面處理措施的不足是砂漿無法深入到裂縫內(nèi)部，不能徹底對裂縫補(bǔ)好，對于裂縫寬度有變化的，應(yīng)采用有彈性的材料填充，大面積處理時應(yīng)注意防止空鼓、起皮、防裂，加強(qiáng)早期的保濕防護(hù)。施工前先用鋼絲刷清除修補(bǔ)部位表面的污染，并打毛表面用壓力水沖洗干凈，處理時表面干燥均勻涂刷修補(bǔ)材料;處理用材料根據(jù)建筑物所處環(huán)境位置縫的形狀而定，可用水泥素漿、水泥砂漿、彈性涂膜防水、聚合物砂漿等。由于是薄層施工，對修補(bǔ)后表面的保濕很重要。

3.2 灌漿處理

灌漿處理是將水泥類材料或環(huán)氧樹脂在一定壓力下注入到裂縫的內(nèi)部深處，填滿縫隙。為保證注漿效果，必須采用壓力達(dá)到縫的內(nèi)部空隙。壓力灌漿法分為高壓和低壓兩種。用低壓注入時其用量可以控制，裂縫不會因壓力過大而加寬，修補(bǔ)材料易于滲入到縫隙內(nèi)部，適用于裂縫寬度較窄、深度較淺的裂縫。對于裂縫較寬、深度較深的裂縫，低壓力無法達(dá)到深度范圍，必須采用高壓力注漿才可將漿伸人到內(nèi)部達(dá)到目的。高壓注入時如壓力過大，可能會導(dǎo)致裂縫寬度增加，注意控制壓力不宜過大。

3.3 填充處理

填充法適合于修補(bǔ)比較寬的裂縫，即寬度>0.5mm的縫，施工前沿裂縫鑿成八字型，沖洗干凈再填充修補(bǔ)材料。如鋼筋己出現(xiàn)銹蝕時，應(yīng)將鋼筋除銹并經(jīng)防銹處理后再填充修補(bǔ)。

4 加固補(bǔ)強(qiáng)處理方法

4.1 粘結(jié)鋼板法

粘結(jié)鋼板法加固是常對鋼筋用量不足時采用。施工時將鋼板作為補(bǔ)強(qiáng)用材料，通過結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在需要加固的表面處。一般粘貼在構(gòu)件的側(cè)面，使其與砼結(jié)構(gòu)件形成一體共同受力，以提高結(jié)構(gòu)體的承載力。粘結(jié)鋼板法使用的材料主要是鋼板和結(jié)構(gòu)膠。

4.2 粘貼碳纖維布法

粘貼碳纖維布的方法加固，是使用碳纖維配套樹脂將碳纖維布作為補(bǔ)強(qiáng)材料粘貼在砼構(gòu)件表面，同構(gòu)件成為一個整體共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)的荷載。粘貼碳纖維布方法與粘貼鋼板的加固機(jī)理基本相似，但更高強(qiáng)效果好，施工簡捷方便，具有極好的耐腐蝕性和耐久性。

4.3 預(yù)應(yīng)力法

采用預(yù)應(yīng)力方法是借助所施加的預(yù)應(yīng)力，來減少構(gòu)件中的拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)件施加壓應(yīng)力，使裂縫閉合或減少裂縫的寬度，增加結(jié)構(gòu)件的承載能力和剛度。預(yù)應(yīng)力法不僅可以用于局部加固補(bǔ)強(qiáng)，還可以改變構(gòu)件或整個結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，但要有相應(yīng)設(shè)備，施工過程比較復(fù)雜。

4.4 增大截面積法

在已有的構(gòu)件外部補(bǔ)澆砼，使其增大截面積以提高承載力。施工時必須注意新舊砼的粘結(jié)強(qiáng)度，使其粘結(jié)牢固成為一體。

4.5 包鋼加固法

是采用不同型號的型鋼，在結(jié)構(gòu)件的外部或四周焊接加固，這種方法用于柱、梁的加固較多，由于某種原因柱、梁截面較小而采取包鋼方法加固，其同構(gòu)件接觸的效果較好，對提高承載力效果明顯，但要注意對鋼材的防腐蝕保護(hù)問題。

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