淺析混凝土裂縫控制措施及治理方法

蔡德剛 肖耀廷

（湖北文理學(xué)院 土木工程與建筑學(xué)院， 湖北 襄陽 441053）

生活中混凝土裂縫隨處可見，混凝土裂縫會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載能力和抗?jié)B能力降低，甚至影響人們的財產(chǎn)安全和生命安全。因此，采取合理的措施將裂縫控制在允許范圍內(nèi)是必要的。因而需要了解常見混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其治理方法：干縮裂縫是由于混凝土內(nèi)外層水分散失程度不同，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓使混凝土體積發(fā)生收縮，而此時混凝土的強度還不能抵抗這種收縮，從而產(chǎn)生龜裂，影響因素主要有水灰比、環(huán)境溫度、相對濕度等；沉降收縮裂縫主要是由于地基不均勻沉降、回填土不實或浸水而造成；溫度裂縫是由于澆筑后，在硬化過程中，水泥產(chǎn)生大量的水化熱，大量的水化熱不易散發(fā)從而聚集在混凝土內(nèi)部，使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土外部散熱較快，較大的溫差使混凝土內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而使混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

1 裂縫控制

1.1 設(shè)計控制

（1）增配抗裂鋼筋提高抗裂性能，根據(jù)結(jié)構(gòu)的性能配置收縮的構(gòu)造筋，合理的配筋可以減小混凝土收縮的程度，在相同的配筋情況下，優(yōu)先選用細(xì)筋密布的方法，考慮如何使混凝土的傳力路徑最短，使混凝土材料盡可能受到壓應(yīng)力，在截面突變和轉(zhuǎn)折處、空洞轉(zhuǎn)角及周邊位置，增加斜向配筋，避免結(jié)構(gòu)斷面帶來的應(yīng)力集中裂縫。

（2）留置變形縫和后澆帶，后澆帶可以減少外應(yīng)力和溫度應(yīng)力；同時有利于散熱，降低混凝土的內(nèi)部溫度。

（3）選用合理的材料及配合比

水泥：水泥強度等級宜為混凝土強度等級的1.3～1.7倍，對于有防裂縫要求的結(jié)構(gòu)，宜選用收縮量較小的水泥，即低熱或中熱水泥，如32.5和42.5的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等，水泥用量控制在 450kg/m3以下。

細(xì)骨料：細(xì)骨料級配應(yīng)合理，砂宜選用中粗砂，含泥量應(yīng)滿足設(shè)計要求，細(xì)度模數(shù)控制在2.3以上，粗細(xì)骨料的含泥量應(yīng)控制在1%～1.5%。

粗骨料：優(yōu)先選用粒徑大、砂率小、級配好、表面粗糙的石子，這樣可以提高混凝土的抗拉強度，粗骨料最大粒徑應(yīng)滿足鋼筋凈間距的要求，泵送混凝土的規(guī)格通常為5～25mm。

水：降低混凝土單位用水量，混凝土拌和以及養(yǎng)護(hù)水應(yīng)不影響混凝土的凝結(jié)硬化，不加快鋼筋的銹蝕，適當(dāng)降低水灰比，在其他條件不變的情況小，水灰比的增大會導(dǎo)致混凝土的極限拉應(yīng)變減小，混凝土強度也會降低，收縮就會變大。

外加劑：加入合適的減水劑、緩凝劑、微膨脹劑等。增加混凝土坍落度和易性，改善混凝土的流動性和保水性，其目的是減少水泥和水的用量，降低水化熱。慘入緩凝微膨脹的外加劑，減緩澆筑的速度，有利于散熱和減小水泥用量，降低水化熱，推遲熱峰出現(xiàn)的時間。膨脹劑的膨脹源不僅使混凝土體積產(chǎn)生了適度的膨脹，減少了混凝土的收縮，而且可以填充、堵塞和隔斷混凝土中的毛細(xì)管空隙，因而改善混凝土的自身結(jié)構(gòu)，提高了自身的密實性、抗?jié)B性和抗裂性。

1.2 施工控制

（1）選擇合理的施工工藝，嚴(yán)格按照設(shè)計和施工要求進(jìn)行施工，進(jìn)行分層、分快澆筑，在澆筑前，混凝土的溫度盡量控制在10℃～30℃之間，控制混凝土的出機溫度和入模溫度，減小混凝土內(nèi)外溫差，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的特點，選擇最為合理的澆筑方式。

（2）混凝土澆筑后需進(jìn)行二次振搗，對板面進(jìn)行抹壓，在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行二次抹壓，以消除混凝土因泌水在石子、鋼筋周圍產(chǎn)生的空隙或水分，提高粘接力，增加混凝土的密實性，抗拉強度可以提高10～20%，從而有效地提高抗裂性，當(dāng)混凝土需要較長時間停放或長距離運輸時，加入緩凝劑、緩凝減水劑可以減弱裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展，宜在30%的收縮已經(jīng)完成后澆筑后澆帶。

（3）改善攪拌工藝，提高抗拉強度，從而提高混凝土的極限拉應(yīng)變，采用二次投料的方法，避免水泥集中在石子表面形成水膜。加強混凝土溫度的監(jiān)控，預(yù)埋冷卻水管，通入冷水或冷空氣，減小混凝土內(nèi)外溫差，加強早期養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間。

1.3 養(yǎng)護(hù)階段控制

（1）加強混凝土的養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以混凝土強度增長最快的階段為準(zhǔn)，即7～28天，混凝土澆筑后，及時進(jìn)行保溫、保濕，用草簾、鋸末或塑料布覆蓋，并在終凝前進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，目的是控制溫差，防止表面產(chǎn)生裂縫，潮濕的環(huán)境可以防止混凝土產(chǎn)生干濕裂縫，根據(jù)條件選擇合適的養(yǎng)護(hù)周期，應(yīng)當(dāng)確?；炷羶?nèi)外溫差不超過25℃，在澆筑完成18小時開始對鋼模板進(jìn)行灑水降溫。

（2）控制養(yǎng)護(hù)的溫度，混凝土表面采取保溫措施，根據(jù)條件制定合理的拆模時間，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間，使混凝土表面緩慢冷卻，混凝土拆模時，內(nèi)外溫差不超過20℃。

2 裂縫的治理方法

表面修補法：對結(jié)構(gòu)承載力影響不大或穩(wěn)定的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫宜采用表面修補法，常用的方法為在裂縫表面涂刷水泥漿、環(huán)氧膠泥、瀝青等防腐材料。

結(jié)構(gòu)加固法：結(jié)構(gòu)加固法主要有以下幾種方法：增大截面加固法，適用于梁、板、柱、墻等的加固；預(yù)應(yīng)力加固法，適用于承受高應(yīng)力或截面偏小構(gòu)件的加固；粘貼鋼板加固法，適用于受剪、受彎、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固；有粘貼外包型鋼加固法，適用于需要大幅度提高抗震能力和承載能力構(gòu)件的加固；噴射混凝土加固法，適用于修補施工不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫。

低壓注漿法：寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫宜采用低壓注漿法。如果裂縫較多，應(yīng)將醫(yī)用白膠布貼在裂縫位置，用沾漿的刷子來回涂刷裂縫，幾分鐘后揭開膠布，封閉的裂縫會露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。插入注漿嘴前先用儀器吸取適量注漿液，用手推動儀器活塞使?jié){液進(jìn)入裂縫，相鄰的嘴中流出漿液時，拔出儀器，堵上鋁鉚釘。

開槽法：適用于修補寬度大于0.5mm的混凝土裂縫。首先將水泥、曬干篩后的砂配好后，按配比拌勻環(huán)氧樹脂聚硫橡膠。然后加入到已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再進(jìn)行人工攪拌。已拌好的砂漿用少量的丙酮稀釋到適宜稠度。在已鑿好洗凈的混凝土鑿槽內(nèi)嵌入拌好的環(huán)氧樹脂砂漿。

混凝土置換法：混凝土置換法常用于嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的治理，此方法是先去除損壞的混凝土，再換上新的混凝土或其他置換材料。水泥砂漿或普通混凝土，聚合物混凝土或砂漿都是常用的置換材料。

3 結(jié)束語

混凝土裂縫通病是所有工程活動中不可避免的一個大難題，本文主要闡述了各種混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、混凝土裂縫的控制、混凝土裂縫的治理。系統(tǒng)地回答了混凝土結(jié)構(gòu)從設(shè)計到完工的裂縫控制方法及其治理技術(shù)，在提高經(jīng)濟效益的同時，滿足混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性。