淺論混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的掩飾和修補(bǔ)

崔宇　張坤　羅兵　吳婧

摘要：近年以來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，基建規(guī)模不斷擴(kuò)大。混凝土結(jié)構(gòu)由于其用料省、施工快、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為建筑工程的主要結(jié)構(gòu)形式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在我國(guó)每年工程建設(shè)用鋼筋超過1億t，消耗混凝土20億m以上，約占世界總量的一半。但是，隨著混凝土結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用，其自身存在的一些問題也逐漸暴露出來，其中最為明顯的當(dāng)屬裂縫問題?；炷两Y(jié)構(gòu)在施工及使用過程中會(huì)受到各種因素的影響，從而出現(xiàn)由各種原因引起的裂縫，這在一定程度上制約了混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。同時(shí)，由于對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的判斷不明，處理不當(dāng)，還帶來了許多其他方面的問題。

關(guān)鍵詞：混凝土 裂縫 裂縫處理

1? 引言

自20世紀(jì)末以來的十余年間，房屋建筑（尤其是混凝土結(jié)構(gòu)）的裂縫以及由此而引起的滲漏問題一直占據(jù)消費(fèi)者投訴的首位。這給我國(guó)建筑市場(chǎng)以及住宅產(chǎn)業(yè)造成了相當(dāng)大的負(fù)面影響?；炷两Y(jié)構(gòu)是帶裂縫工作的，而設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)于裂縫寬度的限值只是針對(duì)受力裂縫而言的。實(shí)際工程中常見的裂縫，絕大多數(shù)都屬于非荷載的間接裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)安全并未造成多大的影響。但是一般民眾并不具備有關(guān)的專業(yè)知識(shí)，在某些媒體“建筑應(yīng)該沒有任何缺陷，房屋不能有些許裂縫”的誤導(dǎo)下，使很多本來并不太大的矛盾激化，造成了不小的社會(huì)影響。因此，普及有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的知識(shí)就顯得十分必要。

2? 處理裂縫的準(zhǔn)則

2.1? 對(duì)裂縫的認(rèn)識(shí)

對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫有正確的認(rèn)識(shí)，是處理裂縫問題的首要準(zhǔn)則.前已有述，盡管可以采取一系列措施來控制混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫，但是混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是難以避免的.通常工程中的裂縫不過是其固有內(nèi)在裂縫在一-定條件下延伸、發(fā)展到構(gòu)件表面，形成肉眼可見的裂縫而已.混凝土結(jié)構(gòu)是帶裂縫工作的，因此對(duì)絕大多數(shù)混凝土構(gòu)件而言，產(chǎn)生裂縫是正常的.但是，寬度超過一定限度的可見裂縫畢竟是混凝土結(jié)構(gòu)的一種缺陷，可能會(huì)造成以下方面的負(fù)面影響：

2.1.1? 影響美觀，觀感質(zhì)量不佳;

2.1.2? 有些貫穿裂縫引起液體、氣體滲漏，因此直接影響了結(jié)構(gòu)的使用功能;

2.1.3? 有些較寬的裂縫會(huì)引起用戶的不安全感，造成心理壓力;

2.1.4? 嚴(yán)重的受力裂縫預(yù)示著結(jié)構(gòu)抗力衰竭，會(huì)引起結(jié)構(gòu)安全問題;

2.1.5? 裂縫引起的鋼筋銹蝕和混凝土性能劣化，會(huì)減短結(jié)構(gòu)的使用壽命.

因此，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫仍應(yīng)采取針對(duì)性的措施加以處理.工程實(shí)踐表明，防止裂縫（堵）出現(xiàn)是十分困難的.比較現(xiàn)實(shí)的做法是：-方面盡量避免可見裂縫的發(fā)生;另一方面則承認(rèn)裂縫難以避免，并妥善處理已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫（補(bǔ)），將其影響降低到可以接受的最低限度。

2.2? 裂縫判斷的重要性

裂縫的處理必須建立在對(duì)裂縫作正確判斷的基礎(chǔ)之上“對(duì)癥下藥”.不同原因引起不同性質(zhì)裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)安全以及使用功能的影響差別很大。因此，正確判斷裂縫就變得非?，F(xiàn)實(shí)而且重要，這是解決裂縫問題的關(guān)鍵.裂縫出現(xiàn)后，應(yīng)根據(jù)對(duì)開裂混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、調(diào)查結(jié)果進(jìn)行綜合分析，推斷裂縫產(chǎn)生的原因、性質(zhì)、發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)結(jié)構(gòu)性能和使用功能的影響，并以此為依據(jù)，選擇合理的方法進(jìn)行處理。

實(shí)際結(jié)構(gòu)工程中的可見裂縫，絕大多數(shù)是由于溫度、收縮、強(qiáng)迫位移等非荷載因素引起的間接裂縫。對(duì)于這類裂縫，基本上可以不擔(dān)心安全問題.但對(duì)某些影響使用功能的間接裂縫，則必須封閉消除。而對(duì)于標(biāo)志結(jié)構(gòu)抗力衰竭，預(yù)示結(jié)構(gòu)即將破壞（尤其是脆性破壞或倒塌、解體等）的個(gè)別受力裂縫，則應(yīng)及時(shí)采取措施，停止使用并進(jìn)行加固處理或拆除。

不同原因引起的不同性質(zhì)的裂縫，其影響、后果及處理方式有著巨大的差異.而所采取的不同處理方式，完全取決于對(duì)裂縫性質(zhì)的判斷。因此，裂縫判斷的重要性是不言而喻的。

2.3? ?裂縫的處理方法

應(yīng)根據(jù)裂縫的特征、產(chǎn)生的原因、發(fā)展趨勢(shì)、對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響程度，采用不同的方法對(duì)其進(jìn)行處理，以達(dá)到事半功倍的目的?；炷两Y(jié)構(gòu)中的可見裂縫中由于溫度、收縮、強(qiáng)迫位移等非荷載因素引起的間接裂縫，對(duì)于這類裂縫，基本上可以不擔(dān)心安全問題，其處理方法大體可以分為以下幾類;

（1）掩飾裂縫;

（2）修補(bǔ)裂縫;

以下兩章將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)闡述。

3? 掩飾裂縫

3.1? 適用范圍

“掩飾裂縫”適用于對(duì)輕微裂縫的處理。輕微裂縫也可稱為無害裂縫，一般寬度較小，深度也有限，通常用肉眼勉強(qiáng)可以辨認(rèn)。其除了對(duì)觀瞻可能造成影響以外，對(duì)于結(jié)構(gòu)使用功能、承載安全和耐久性基本上不造成影響。因此，只要裂縫已經(jīng)穩(wěn)定，無須采用特別的處理手段，簡(jiǎn)單地進(jìn)行表面處理，加以掩飾就可以了。

3.2? 處理方法

3.2.1 結(jié)構(gòu)表面涂刷

結(jié)構(gòu)混凝土表面的淺層裂縫（龜裂或細(xì)小的表層裂紋，一般寬度小于0.2mm），或?qū)挾炔怀^限值的正常受力裂縫，待其穩(wěn)定以后可以用涂刷水泥漿、其他涂料（如彈性涂膜防水材料、聚合物水泥膏等）或者外加抹灰層（混水結(jié)構(gòu)）的方式加以掩蓋，確保其不再顯現(xiàn)而造成觀感缺陷就可以了。

一般施工方法為：先用鋼絲刷將混凝土表面打毛，清除表面附著物;然后用水沖洗干凈后充分干燥;最后用涂刷材料充填混凝土表面的裂縫。施工的關(guān)鍵在于界面結(jié)合的牢固程度。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)便;缺點(diǎn)是修補(bǔ)施工無法深入到裂縫內(nèi)部，對(duì)延伸裂縫難以追蹤其變化。

3.2.2 后澆混凝土掩蓋

對(duì)于有找平層、后澆層、疊合層等混凝土后續(xù)施工的情況，可以對(duì)開裂的混凝土表面打毛或剔鑿成粗糙面，經(jīng)清掃、沖水、濕潤(rùn)后，利用后澆混凝土振搗時(shí)水泥漿的滲人，彌合裂縫。

3.2.3 表面抹灰裝修

對(duì)于有抹面層、裝飾層、粘貼層的混水構(gòu)件表面，則無須特別處理。在后續(xù)施工前，澆水濕潤(rùn)或涂刷界面粘結(jié)材料（水泥漿等），再進(jìn)行表面裝飾層施工而將其掩蓋，即可消除裂縫的影響。

3.2.4 清水表面處理

對(duì)于清水混凝土構(gòu)件的表面，可以通過涂刷水泥漿或其他裝飾性材料而掩蓋微細(xì)裂縫。如果裂縫較寬，則可以采用刮膩?zhàn)拥姆椒▽挾容^大的裂縫填塞，然后再涂刷面層材料加以掩飾。

3.2.5 建筑手法處理

有時(shí)還可以通過建筑處理的手法掩蓋裂縫。例如，沿構(gòu)件拼接處主動(dòng)設(shè)置裝飾性的凹槽或其他形式的線條，引導(dǎo)出現(xiàn)裂縫并用深色涂料加以掩蓋，還能取得裝飾性的效果。

某些房間內(nèi)的裝飾性線條，實(shí)際就是為了達(dá)到引導(dǎo)并掩蓋裂縫的目的而設(shè)置的，甚至室外墻面也通過布置雨漏管或豎向裝飾性線條以及其他類似的手法掩飾或處理，都取得了很好的效果。

上述處理方法1和方法4，只適用于已靜止、已經(jīng)穩(wěn)定的淺層裂縫，不適合處理處于發(fā)展期的裂縫。

3.3? 驗(yàn)收

掩飾裂縫的主要目的就是為了消除可見缺陷，改進(jìn)觀瞻上的效果。因此，處理施工完成以后，按相應(yīng)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范對(duì)于外現(xiàn)質(zhì)量的要求，進(jìn)行檢查、驗(yàn)收就可以了。

4? 修補(bǔ)裂縫

4.1? 適用范圍

“修補(bǔ)裂縫”的處理方法適用于不影響安全和使用功能的較寬裂縫。實(shí)際工程中，基本不影響安全和使用功能的一般裂縫是很難避免的。即使在施工階段經(jīng)嚴(yán)格控制而未出現(xiàn)裂縫，在服役初期結(jié)構(gòu)也難免因收縮、溫度變化或基礎(chǔ)沉降而開裂。實(shí)際結(jié)構(gòu)中，絕大多數(shù)的可見裂縫均屬此類。對(duì)這類裂縫，僅作修補(bǔ)即可。

4.2? 處理方法

4.2.1 鑿槽嵌補(bǔ)

鑿槽嵌補(bǔ)法是在開裂混凝土結(jié)構(gòu)的表面上沿裂縫剔鑿凹槽，然后嵌填修補(bǔ)材料，以消除結(jié)構(gòu)表面的可見裂縫（圖4-2-1）。

凹槽可為V形、梯形或U形，寬度和深度可為40～60mm左右。凹槽鑿成后，可用壓縮空氣清掃槽內(nèi)殘磕并用高壓水沖洗干凈。

接著用環(huán)氧樹脂、環(huán)氧膠泥、聚氯乙烯膠泥、瀝青膏等材料嵌補(bǔ)、填平，或再以水泥砂漿等修補(bǔ)材料按規(guī)定的工藝填塞、抹平。有時(shí)表面還要刷水泥凈漿或其他涂料，或者進(jìn)行表面處理，壓實(shí)抹平，使外形平整、光滑、美觀。在某些場(chǎng)合，為了功能的需要，還將加做防水油膏或加做防銹涂料層等。水泥砂漿由于會(huì)收縮，所以使用時(shí)一般加入適量的膨脹劑。當(dāng)鋼筋已經(jīng)銹蝕時(shí)，應(yīng)先將鋼筋除銹并做防銹處理后，再嵌補(bǔ)修補(bǔ)材料。

鑿槽嵌補(bǔ)的方法只是一種消除結(jié)構(gòu)表面可見裂縫的方法，其并不能填補(bǔ)混凝土內(nèi)部的裂縫，故結(jié)構(gòu)中仍可能殘存裂縫。但這些內(nèi)部裂縫對(duì)于結(jié)構(gòu)安全和使用功能并不構(gòu)成影響。當(dāng)然，這種方法對(duì)原混凝土結(jié)構(gòu)造成一定程度的損害，施工量也較大。

4.2.2? 扒釘控制裂縫

對(duì)尚處于發(fā)展期的寬大而且不穩(wěn)定的裂縫，有時(shí)為了避免裂縫的繼續(xù)延伸和發(fā)展加寬，可以跨裂縫采用扒釘加以控制。此時(shí)除鑿槽嵌補(bǔ)以外，還要沿裂縫以一定間距和跨度預(yù)先鉆孔，然后跨縫釘入扒釘，并采用環(huán)氧樹脂等膠結(jié)材料填充鉆孔，固定扒釘（圖4-2-2）。

這種方法可以增強(qiáng)裂縫區(qū)域的抗力，但可能會(huì)使混凝土在其他地方（比如附近區(qū)域）產(chǎn)生裂縫，因此，應(yīng)考慮對(duì)相鄰區(qū)域的混凝土進(jìn)行監(jiān)測(cè)或處理。

修復(fù)裂縫的方法相對(duì)比較簡(jiǎn)便，因此在實(shí)際工程中經(jīng)常應(yīng)用。盡管其并不能根除裂縫，但對(duì)于處理一般裂縫也已足夠有效了。

4.2.3 自行愈合

在潮濕及無拉應(yīng)力的情況下，一種稱之為“自愈合”的自然修復(fù)方法可能比較有效。其常應(yīng)用于閉合潮濕環(huán)境中的非活動(dòng)裂縫，例如屋蓋、地下室墻混凝土中的靜止裂縫。

這種愈合作用通過水泥的連續(xù)水化以及存在于空氣和水中的CO2對(duì)水泥漿體中的Ca（OH）2碳化而產(chǎn)生碳酸鈣CaCO3晶體，其在裂縫中沉淀、聚集和生長(zhǎng)，從內(nèi)部密封裂縫。此外，晶體之間相互連接，產(chǎn)生了一種機(jī)械粘結(jié)力，在相鄰晶體之間及晶體與水泥漿體及骨料表面形成化學(xué)粘結(jié)力，對(duì)修補(bǔ)裂縫產(chǎn)生有利作用。

在愈合過程中，裂縫和鄰近混凝土的飽水度是獲得足夠強(qiáng)度的必要條件?？梢詫㈤_裂截面浸沒在水中或者將水蓄在混凝土的表面，使裂縫中充滿水。在整個(gè)愈合過程中，必須保證裂縫的濕潤(rùn)狀態(tài)，否則出現(xiàn)干濕循環(huán)現(xiàn)象會(huì)使愈合強(qiáng)度急劇下降。愈合過程應(yīng)當(dāng)在裂縫出現(xiàn)后就立即付諸實(shí)施，推遲愈合，會(huì)使強(qiáng)度恢復(fù)程度降低。

4.2.4? 仿生自愈合法

目前正在研究一種新的裂縫處理方法，即“仿生自愈合法”。它模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能。在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分（如含膠粘劑液芯纖維的膠囊），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(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)，破裂膠囊分泌出的部分液芯纖維，就可使裂縫重新愈合。

4.3? ?驗(yàn)收

在施工過程中發(fā)現(xiàn)的一般缺陷裂縫，及時(shí)進(jìn)行處理后，按施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的要求檢查驗(yàn)收就可以了。對(duì)交付使用以后在服役期出現(xiàn)的一般裂縫、同樣在修補(bǔ)處理的施工完成以后，按施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的要求進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。

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