混凝土裂縫防治的兩種新方法

張 開(kāi) 勇

(山西建筑工程集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000)

選材配比不當(dāng)、施工方法和措施有誤、建筑物結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題均會(huì)使建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，因此開(kāi)展裂縫防治時(shí)要重視上述問(wèn)題帶來(lái)的影響?；炷恋奶厥庑詻Q定了裂縫問(wèn)題將會(huì)是其自身結(jié)構(gòu)破壞的先兆，為提高建筑施工質(zhì)量并保障混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)際施工中我們需要提高對(duì)這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)注度。下文中筆者以混凝土裂縫的產(chǎn)生原因?yàn)榍腥朦c(diǎn)，對(duì)其裂縫防治方法進(jìn)行了分析探究，重點(diǎn)分析了兩種裂縫防治的新方法。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 從施工因素分析混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.1.1混凝土水灰比，坍落度過(guò)大

混凝土的水灰比變化情況是影響其強(qiáng)度值的主要原因，具體來(lái)說(shuō)，這方面的變化主要是水泥劑量變動(dòng)對(duì)其強(qiáng)度產(chǎn)生的影響在發(fā)揮作用。因此建筑混凝土施工環(huán)節(jié)需嚴(yán)格控制好其水灰比和坍落度。相關(guān)案例證明，含泥量越大的粉砂所配置的混凝土的收縮性能越大。假定混凝土水灰比不變，水泥用量越大其收縮率也就越大。想要解決上述問(wèn)題需要控制好混凝土的水灰比以及坍落度，需要作業(yè)操作人員在混凝土攪拌環(huán)節(jié)做到嚴(yán)格把關(guān)。

1.1.2混凝土施工中振搗過(guò)度，模板，墊層過(guò)于干燥

混凝土澆筑振搗完畢之后，混凝土骨料的沉積作用會(huì)擠出殘留于混凝土之中的空氣、水分，之后混凝土表面會(huì)呈現(xiàn)出泌水狀態(tài)并形成沉落。與下層混凝土相比，它擁有更具優(yōu)勢(shì)的干縮性能，因此水分蒸發(fā)之后將會(huì)形成凝縮裂縫。

1.2 從裂縫類(lèi)型分析混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.2.1沉降收縮裂縫

實(shí)際建筑施工中，結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實(shí)等問(wèn)題均有可能會(huì)引發(fā)沉降收縮裂縫。此外，模板剛度不足、支撐間距過(guò)大也有可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)沉降收縮裂縫。綜合相關(guān)數(shù)據(jù)分析，該類(lèi)型的裂縫大都為貫穿或深進(jìn)型，整體形狀為梭形。裂縫的深陷情況是影響其走向的直接因素，通常將按照與地面垂直的方向進(jìn)一步發(fā)展。沉降收縮裂縫若得不到有效控制將會(huì)產(chǎn)生一定程度的錯(cuò)位，具體的裂縫寬度則大都與裂縫的沉降量呈正比。沉降收縮裂縫受溫度以及地基變形的影響因素較小，因此在地基穩(wěn)定之后，裂縫的總體情況也將逐漸趨于穩(wěn)定。

1.2.2溫度裂縫

溫度裂縫經(jīng)常發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的建筑物混凝土結(jié)構(gòu)之中?；炷翝仓瓿芍笮枰M(jìn)行硬化，而這一過(guò)程將會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱。參照已有的數(shù)據(jù)分析可知，若每立方米混凝土用量在350 kg～550 kg之間，每立方米澆筑硬化階段內(nèi)的混凝土將會(huì)釋放出17 500 kJ左右的熱量。此時(shí)混凝土內(nèi)部的溫度將有可能達(dá)到70 ℃。大體積混凝土內(nèi)部的水化熱不易發(fā)散，其內(nèi)部的溫度會(huì)急劇上升。加之混凝土表面溫度的散熱速度要高于混凝土內(nèi)部的散熱速度，所以將會(huì)在其內(nèi)外部形成巨大的溫差。在內(nèi)外部溫差的作用下，混凝土表面將產(chǎn)生一定的壓力，若其拉力值超過(guò)混凝土的拉力強(qiáng)度極限，便會(huì)使混凝土表面出現(xiàn)裂縫。需要強(qiáng)調(diào)的是，溫度裂縫大都發(fā)生于建筑混凝土施工的中后期階段。溫度裂縫的走向往往無(wú)規(guī)律可言，雖說(shuō)只在混凝土表面產(chǎn)生，但大范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)性裂縫卻會(huì)呈現(xiàn)出縱橫交錯(cuò)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。當(dāng)然，其裂縫的寬度也大都長(zhǎng)短各異，受溫度變化因素的影響最為顯著。溫度裂縫出現(xiàn)后的短時(shí)間內(nèi)并不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，但該類(lèi)型的裂縫會(huì)增加鋼筋的銹蝕速度，混凝土的碳化速度同樣將會(huì)因此而受到影響。一旦溫度裂縫發(fā)展到無(wú)法逆轉(zhuǎn)的階段，混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗凍融能力和抗疲勞能力都將受到影響。

2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施

2.1 對(duì)混凝土原料的選材進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)

建筑混凝土施工中，由于選材不嚴(yán)格而出現(xiàn)的混凝土裂縫將會(huì)對(duì)建筑物的安全性、耐久性以及使用效能產(chǎn)生一系列的嚴(yán)重影響，在建筑物投入使用后期，這種影響幾乎是無(wú)法消除的?；炷潦┕ぶ校ぷ魅藛T需盡可能防止水和骨料中有害物質(zhì)對(duì)混凝土質(zhì)量產(chǎn)生影響并影響到其使用效能。可以從控制混凝土攪拌用水、養(yǎng)護(hù)用水、集料硫化物含量等方面來(lái)完成這部分工作，只要目標(biāo)明確、方法合理，最終將達(dá)到理想的控制效果。綜上所述，原材料選擇是混凝土施工中我們所必須要重視的一部分工作。水、砂石、水泥、鋼筋以及外加劑的選擇均需要重視，待水質(zhì)監(jiān)測(cè)完畢并確定其能夠達(dá)到混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠正式將其投入使用。粗細(xì)集料的含泥量、有毒有害物質(zhì)的檢測(cè)把控以及耐久性控制也是選擇工作中必須要關(guān)注的焦點(diǎn)。為保障施工質(zhì)量、盡可能避免出現(xiàn)混凝土裂縫，工作人員應(yīng)當(dāng)在試配開(kāi)始之前做好堿性骨料的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)在于明確水泥用量、強(qiáng)度、安定性以及凝結(jié)時(shí)間等要素。對(duì)鋼筋、鋼絞線(xiàn)等混凝土施工材料的檢驗(yàn)則通常通過(guò)抽檢的方式來(lái)完成，需要按照既定的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行抽檢并確保材料在抽檢完畢入場(chǎng)之后能夠得到妥善管理，從而保障其使用性能，提高施工效率[1]。

2.2 強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能，使用質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)的摻合料

強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能對(duì)提高其施工質(zhì)量有著非常重要的意義，這方面的優(yōu)化改革將從源頭避免混凝土裂縫的出現(xiàn)。而實(shí)現(xiàn)既定優(yōu)化目標(biāo)的前提則是要選用質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)的摻合料。具體施工環(huán)節(jié)中，我們需要根據(jù)特定項(xiàng)目、結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境、承載能力、所在部位以及所發(fā)揮的作用來(lái)選擇質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)的摻合料，并通過(guò)一系列的優(yōu)化調(diào)整來(lái)確定最終的配合比。在此需強(qiáng)調(diào)，確定配合比時(shí)需盡可能減少膠凝材料的使用總量，以降低混凝土塑性收縮的發(fā)生概率。在此基礎(chǔ)上，若能夠在保證質(zhì)量的前提下降低水泥用量并添加一定數(shù)量的外加劑，便可以在現(xiàn)有條件下有效降低混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的水化熱[2]。這一環(huán)節(jié)的優(yōu)化改革同樣有助于提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗凍性。實(shí)際施工中，若可以在混凝土中摻入緩凝型特征的外加劑，便可以有效推遲放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，必要情況下?lián)饺肱蛎泟﹦t有助于抵消混凝土的收縮效應(yīng)，從而避免混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂的問(wèn)題。

3 混凝土裂縫防治的兩種新方法

實(shí)際施工中，在明確混凝土裂縫發(fā)生原因及防治措施的背景下，我們也需要借助相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)對(duì)具體的裂縫防治方法進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新。結(jié)合行業(yè)發(fā)展的實(shí)際現(xiàn)狀分析，目前實(shí)踐領(lǐng)域中應(yīng)用于混凝土裂縫修正補(bǔ)救的方法有很多，以下筆者依托實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，著重分析了其裂縫防治過(guò)程中的兩種新方法、新理念。

3.1 電化學(xué)防護(hù)法

具體來(lái)說(shuō)，電化學(xué)混凝土裂縫防護(hù)法主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容：

1)陰極防護(hù)法?；炷梁弯摻罱缑嬷檄h(huán)境介質(zhì)的濃度不一致是出現(xiàn)灌漿銹蝕問(wèn)題的主要原因，這里所指的環(huán)境介質(zhì)即水、氧氣和二氧化碳濃度。正因?yàn)閮烧唛g的濃度不一致，所以灌漿表面容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。陽(yáng)極裂縫防護(hù)法的核心在于通過(guò)外加電場(chǎng)組織或減弱可以引發(fā)鋼筋腐蝕的電流，其中用到的導(dǎo)體應(yīng)盡可能采用抗腐蝕性較強(qiáng)的導(dǎo)體材料。綜合相關(guān)案例分析，該裂縫防治方法具有如下優(yōu)勢(shì)：首先它可以適用于受氯鹽侵蝕較為嚴(yán)重的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之中；其次即便混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)裂縫也依舊可以使用該方法；最后該方法應(yīng)用于新建建筑結(jié)構(gòu)之中對(duì)于重要工程的長(zhǎng)期防腐能夠起到積極的推動(dòng)作用。2)氯鹽提取法。3)堿性復(fù)原法。

2)，3)兩種方法其實(shí)與陰極防護(hù)法的原理非常相似——“借助于介質(zhì)中的電化學(xué)作用改變混凝土結(jié)構(gòu)中的離子狀態(tài)，從而提高鋼筋周?chē)乃釅A度，最終達(dá)到鈍化鋼筋的效果”。當(dāng)然，這種“鈍化”并不會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋材料原本的質(zhì)量及性能。

3.2 仿生愈合法

顧名思義，這是一種由模仿生物本能出發(fā)創(chuàng)造出的混凝土裂縫修補(bǔ)方法。應(yīng)用該方法之后，具有機(jī)敏性自愈能力的材料會(huì)在受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種帶有修補(bǔ)功能的物質(zhì)，之后混凝土創(chuàng)傷部位的技能便能夠得到愈合。它能夠在混凝土內(nèi)部形成一種帶有智能型仿生自愈合功能的神經(jīng)系統(tǒng)，混凝土在出現(xiàn)裂縫時(shí)，部分液芯纖維能夠使裂縫自動(dòng)愈合?；诤暧^(guān)層面分析，混凝土裂縫的自動(dòng)修復(fù)愈合系統(tǒng)為混凝土微裂縫的有效修復(fù)帶來(lái)了新思考。其機(jī)敏性自愈功能的順利發(fā)揮主要是下列材料起到了關(guān)鍵性作用：

1)內(nèi)部損壞因素；2)釋放修復(fù)化學(xué)制品的刺激物；3)用以裂縫修復(fù)的纖維；4)用以裂縫修復(fù)的化學(xué)制品，能夠在刺激物的刺激作用下發(fā)生位移；5)在纖維內(nèi)部推動(dòng)化學(xué)制品進(jìn)一步變化的助推劑。

綜合相關(guān)案例分析，仿生愈合法在實(shí)踐領(lǐng)域中的應(yīng)用仍有諸多問(wèn)題需要解決，因此擺在我們面前的工作局面并不輕松，我們需要進(jìn)一步優(yōu)化其細(xì)節(jié)的控制，確保該技術(shù)能夠在裂縫修復(fù)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土裂縫防治已經(jīng)制約建筑混凝土施工優(yōu)化發(fā)展的首要因素，我們需要在明確裂縫發(fā)生原因的前提下展開(kāi)這一環(huán)節(jié)的優(yōu)化改革，并進(jìn)一步推進(jìn)裂縫防治新方法的應(yīng)用。上文中筆者對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行了分析探究。