混凝土裂縫形成原因的分析及維修方案的具體操作

張春生

摘 ? ?要：工程中出現(xiàn)的混凝土裂縫一般分為表面不規(guī)則裂縫和局部貫穿性裂縫。這些裂縫的出現(xiàn)大大影響了房屋工程的使用功能、耐久性和安全性，所以我們要盡量避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，混凝土裂縫形成的原因和控制措施則顯得尤為重要。

混凝土裂縫形成的原因可分為兩大類：一是由動、靜荷載和其他各種外荷載引起的裂縫;二是由混凝土內(nèi)外溫差、收縮或地基不均勻沉降等變形荷載引起的裂縫?？刂苹炷亮芽p，必須從混凝土形成裂縫的幾個主要原因著手，才能有效地將裂縫控制在允許范圍內(nèi)。一般分為四個控制階段：一是配合比的計算和試配階段的控制，二是混凝土出廠前原材料的控制，三是混凝土澆筑施工的控制，四是混凝土養(yǎng)護(hù)施工的控制。

關(guān)鍵詞：混凝土;裂縫;控制;維修

1 ? 混凝土裂縫的類型

混凝土裂縫的類型分為表面不規(guī)則裂縫和局部貫穿性裂縫。

1.1 ?表面不規(guī)則裂縫

表面不規(guī)則裂縫一般我們稱之為龜縫，這種裂縫不僅寬度比較大而且分布較密，但深度不大，經(jīng)表面鏟除后沒有發(fā)現(xiàn)裂縫，大多是因為塑性收縮裂縫、養(yǎng)護(hù)不足或者拆模過早，對構(gòu)件影響一般不大，而且比較容易處理。

1.2 ?局部貫穿性裂縫

局部貫穿性裂縫則一般發(fā)生在混凝土澆筑很長一段時間后（長則達(dá)到幾個月），經(jīng)用測縫儀器檢測后發(fā)現(xiàn)裂縫寬度大部分在0.5mm～3mm范圍內(nèi)，而深度最大可以貫穿混凝土截面，形成通透裂縫。這種通透裂縫不僅對工程的使用功能產(chǎn)生影響，而且會對工程的耐久性及安全性產(chǎn)生很大的影響。

2 ?混凝土裂縫形成原因的分類

混凝土裂縫形成的原因可分為兩大類：

一是由動、靜荷載和其他各種外荷載引起的裂縫。

二是由混凝土內(nèi)外溫差、收縮或地基不均勻沉降等變形荷載引起的裂縫。

3 ?控制混凝土裂縫的四個階段

控制混凝土裂縫，必須從混凝土形成裂縫的幾個主要原因著手，才能有效地將裂縫控制在允許范圍內(nèi)。一般分為四個控制階段。

3.1 ?配合比的計算和試配階段的控制

混凝土配合比的計算和試配應(yīng)符合GJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》J，進(jìn)行試配時應(yīng)采用工程中實際使用的原材料。由于大體積混凝土各項指標(biāo)要求較高，并采用泵送混凝土，因此合理設(shè)計配合比是有效控制和預(yù)防混凝土裂縫的前提。應(yīng)根據(jù)工程所處條件，對砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，選擇最優(yōu)方案。混凝土強(qiáng)度試驗時至少應(yīng)采用三個不同的配合比，其中一個應(yīng)為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的水灰比分別增加和減少0.05。用水量應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，砂率分別增加和減少2%。

泵送混凝土配合比的計算和試配應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）泵送混凝土的用水量與水泥和礦物摻合料的總量之比不宜大于0.6。

（2）泵送混凝土的水泥和礦物摻合料的總量不宜小于300kg/m3。

（3）泵送混凝土的砂率宜為35%～45%。

（4）摻用引氣型外加劑時，其混凝土含氣量不宜大于4%。

3.2 ?混凝土出廠前原材料的控制

所有進(jìn)場的原材料砂、石子必須干凈、堅硬，其含泥量必須符合規(guī)范要求，泵送混凝土宜采用中砂，其通過0.315mm篩孔的顆粒含量不應(yīng)少于15%，粗骨料宜采用連續(xù)級配，其針片狀顆粒含量不應(yīng)大于10%，粗骨料的最大粒徑與輸送管徑之比宜符合表1的規(guī)定。

泵送混凝土應(yīng)選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥，不宜采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。

泵送混凝土應(yīng)摻用泵送劑或減水劑，并宜摻用粉煤灰或其他活性礦物摻合料，其質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3.3 ?混凝土澆筑施工的控制

3.3.1 ?混凝土澆筑前準(zhǔn)備工作

混凝土運至施工現(xiàn)場的和易性和坍落度必須滿足泵送要求，現(xiàn)場嚴(yán)禁人為加水，否則將造成混凝土強(qiáng)度降低，混凝土產(chǎn)生離析，容易出現(xiàn)裂縫。在施工過程中檢測混凝土坍落度和留好試塊并編號。

3.3.2 ?混凝土澆筑施工

混凝土振搗時應(yīng)快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，順序進(jìn)行，不得遺漏，做到均勻振實。振搗時振搗棒不得觸及鋼筋和模板，不正確的振搗方式會造成混凝土分層離析，表面浮漿而使混凝土面層開裂?；炷翝仓戤吅螅m時對混凝土進(jìn)行提漿及二次摸壓，以保證混凝土面層的平整度及密實性。

3.4 ?混凝土養(yǎng)護(hù)施工的控制

混凝土澆筑完畢后的12小時以內(nèi)對混凝土加以覆蓋和澆水，在炎熱夏季可縮短2～3小時，但不得早于8小時，因為澆筑完畢8小時以內(nèi)的混凝土可能尚未達(dá)到終凝?；炷翝菜B(yǎng)護(hù)的時間不得少于7天，澆水次數(shù)根據(jù)現(xiàn)場情況，以能保持混凝土處于濕潤的狀態(tài)來決定。

4 ?混凝土裂縫維修方案的具體操作

我們項目部經(jīng)過多年的施工經(jīng)驗，總結(jié)混凝土裂縫維修方案的具體施工可以分為三大類。

4.1 ?環(huán)氧樹脂膠泥施工

混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，一般我們稱之為龜縫，這種裂縫寬度≥1mm，深度不超過5mm，經(jīng)表面鏟除后沒有發(fā)現(xiàn)裂縫，只要對封閉裂縫進(jìn)行有效的處理，就不會對結(jié)構(gòu)的安全產(chǎn)生影響，我們采用填入環(huán)氧樹脂膠泥修補(bǔ)方案施工。

4.1.1 ?基層處理

將混凝土表面裂縫用鏨子剔鑿成一個10mm寬、10mm深的V形槽，目的是使環(huán)氧樹脂膠泥與混凝土界面粘結(jié)牢固。用空氣壓縮機(jī)將裂縫附近80mm～100mm寬度范圍內(nèi)的浮灰吹凈，用工業(yè)酒精擦凈V形槽兩側(cè)的浮灰。

4.1.2 ?封縫施工

基層必須保證干燥，用刮刀將環(huán)氧樹脂膠泥填入V形槽中，涂抹時，用刮刀均勻?qū)h(huán)氧樹脂膠泥抹平，表面與混凝土表面平整。過24小時后，表面干透進(jìn)行下一步石膏或膩子施工。

4.1.3 ?檢查和驗收

封縫施工結(jié)束后，施工人員自己先自查合格后，由項目部的技術(shù)、質(zhì)量、生產(chǎn)人員進(jìn)行檢查和驗收，驗收合格后，形成書面文件并進(jìn)行下一道工序施工。

4.2 ?壓力灌縫施工

混凝土表面出現(xiàn)局部貫穿性裂縫，這種裂縫寬度<1mm且≥3mm，經(jīng)表面鏟除后發(fā)現(xiàn)裂縫深度超過5mm或貫通裂縫，對于混凝土構(gòu)件我們采用自動壓力灌漿器灌入改性樹脂，對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)的處理措施。我們項目部常用于墻面裂縫修補(bǔ)方案。

施工工藝流程為：裂縫處理→埋設(shè)灌漿嘴→封縫→密封檢查→配制漿液→灌漿→封口結(jié)束→檢查驗收

4.2.1 ?基層處理

對于混凝土構(gòu)件上的裂縫，用鋼絲刷等工具，清除裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣、及松散層等污物，并用壓縮空氣將混凝土碎屑、粉塵清除干凈;然后再用毛刷蘸甲苯、酒精等有機(jī)溶液，把裂縫兩側(cè)20mm～30mm處擦洗干凈并保持干燥。

4.2.2 ?施工順序

先對樓板板面及樓板底面進(jìn)行基底處理，然后在樓板上進(jìn)行表面封閉埋設(shè)灌漿嘴底座，在板底進(jìn)行裂縫表面封閉處理。

4.2.3 ?埋設(shè)灌漿嘴

在墻面裂縫交叉處、端部，均埋設(shè)灌漿嘴。間距25cm，在一條裂縫上必須有進(jìn)漿嘴、排氣嘴、出漿嘴。埋設(shè)時，先在灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的環(huán)氧膠泥將灌漿嘴的進(jìn)漿孔騎縫粘貼在預(yù)定的位置上。

4.2.4 ?封縫施工

采用環(huán)氧樹脂膠泥封縫，先在裂縫兩側(cè)（寬20-30mm）涂一層環(huán)氧樹脂基液，后抹一層厚1mm、寬20-30mm的環(huán)氧樹脂膠泥。抹膠泥時防止產(chǎn)生小孔和氣泡，同時要刮平整，保證封閉可靠。

4.2.5 ?試漏

裂縫封閉后進(jìn)行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏時需待封縫膠泥達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行。試漏前沿裂縫涂一層肥皂水，從灌漿嘴通入壓縮空氣，凡漏氣處，應(yīng)修補(bǔ)密封至不漏為止。

4.2.6 ?自動壓力灌漿器的使用方法

打開灌漿器的連接接頭，取出套筒中的內(nèi)囊，將配置好的AB樹脂到入內(nèi)囊，然后將其和連接接頭擰緊后整體放回套筒內(nèi)并擰緊，最后將自動壓力灌漿器安裝在固定好的底座上，松開拉桿開始灌漿。一次灌漿不足時可連續(xù)補(bǔ)充灌漿。

4.2.7 ? 灌漿

灌漿時由一端向前推進(jìn)，首先從A點進(jìn)行灌漿，當(dāng)B點開始冒漿后，取下A點的自動壓力灌漿器，并迅速在底座上安裝死堵，然后再從B點進(jìn)行灌漿，依此類推，逐步向前施工。待縫內(nèi)漿液達(dá)到終凝時，拆下灌漿嘴（底座），再用環(huán)氧樹脂膠泥把灌漿嘴處摸平封口。

4.2.8 ?AB-灌漿樹脂的配置方法

配合比：甲：乙=4：1 先將甲乙兩組份分別用棒攪拌均勻，然后按比例將其倒入容器內(nèi)用玻璃棒攪拌均勻即可使用。每次配料不宜過多，隨配隨用。封縫膠的配置方法：配合比：甲：乙=40：1（重量比）將甲乙兩組份分別倒在膩子托板上方兩側(cè)，然后用膩子刀按比例將甲乙兩組分在膩子托板下方中部調(diào)拌均勻即可使用。

4.2.9 ?檢查和驗收

封口結(jié)束后，由項目部的技術(shù)、質(zhì)量、生產(chǎn)人員深入施工現(xiàn)場，進(jìn)行檢查和驗收，驗收合格后，形成書面文件并進(jìn)行下一道工序施工。

4.3 ?碳纖維復(fù)合片材施工

混凝土表面出現(xiàn)局部貫穿性裂縫，這種裂縫寬度大于1mm，經(jīng)

表面鏟除后發(fā)現(xiàn)裂縫深度超過10mm或貫通裂縫，所在位置為混凝土頂板，我們采用碳纖維復(fù)合片材施工。碳纖維復(fù)合片材型號為單位面積重量300g/㎡，厚度為0.167mm。在頂板粘貼碳纖維復(fù)合片材時，要用同層數(shù)的壓條進(jìn)行處理。

4.3.1 ?材質(zhì)選用及性能

碳纖維復(fù)合片材與粘結(jié)膠的選用必須經(jīng)過相關(guān)權(quán)威部門鑒定，滿足設(shè)計及規(guī)范的要求。碳纖維復(fù)合片材的基本性能須達(dá)到高強(qiáng)I級，粘結(jié)膠的基本性能（包括老化性能的快速檢測）須達(dá)到A級膠要求。

4.3.2 ?施工準(zhǔn)備

在施工前對所使用的碳纖維復(fù)合片材、粘結(jié)膠、機(jī)具等材料再次做好充分的準(zhǔn)備工作，對作業(yè)人員的調(diào)度、工作區(qū)的劃分、材料的現(xiàn)場搬運、粘結(jié)膠的試配、作業(yè)面的清除和廢棄物的回收利用等一定要分開分清實施。材料按照施工單位指定庫房存放，應(yīng)避免火源、高壓電源、高溫、易燃物品等。

4.3.3 ?表面處理

應(yīng)先清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，并用修復(fù)材料（如1：3水泥砂漿）將表面修復(fù)平整。待粘貼的混凝土表面打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行倒角處理，并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm?；炷帘砻媲謇砀蓛?，并保持干燥。

4.3.4 ?粘貼碳纖維復(fù)合片材

應(yīng)按設(shè)計要求的尺寸裁剪碳纖維復(fù)合片材;應(yīng)按產(chǎn)品生產(chǎn)廠提供的工藝規(guī)定配制浸漬粘結(jié)膠，并均勻涂抹于粘貼部位;將碳纖維復(fù)合片材用手輕壓貼于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬粘結(jié)膠充分浸透碳纖維復(fù)合片材。

4.3.5 ? 施工控制要點

（1）粘貼碳纖維復(fù)合片材用的膠粘劑應(yīng)采用改性環(huán)氧樹脂膠，其性能和質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50367—2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》。

（2）膠粘劑進(jìn)場時，應(yīng)對其品種、級別、型號、包裝、中文標(biāo)志、出廠日期等進(jìn)行檢查，并應(yīng)對其粘接抗剪強(qiáng)度、纖維層間剪切強(qiáng)度及鋼-混凝土粘結(jié)正拉強(qiáng)度等三項性能進(jìn)行復(fù)驗。

（3）經(jīng)清理、修整后的混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件，其粘貼部位的混凝土表面應(yīng)按要求進(jìn)行打磨處理，若局部有凹陷，應(yīng)先用修補(bǔ)膠填充找平;對有斷差及內(nèi)轉(zhuǎn)角的部位應(yīng)抹成平滑曲面，再進(jìn)行處理。

（4）對梁、柱的棱角進(jìn)行圓化處理時，應(yīng)采用機(jī)械打磨成設(shè)計要求的圓弧角;若設(shè)計未規(guī)定圓弧半徑r，應(yīng)取R≥20mm。

（5）粘貼碳纖維材料部位的混凝土，其表層含水率不應(yīng)大于4%。對含水率超限的混凝土和澆筑不滿90d的混凝土應(yīng)進(jìn)行人工干燥處理。

（6）若粘貼纖維材料的施工工藝有涂刷底膠的要求時，應(yīng)按底膠產(chǎn)品使用說明書的要求進(jìn)行涂刷和養(yǎng)護(hù)。

（7）為徹底清除混凝土粘合面殘留的雜物，應(yīng)在粘貼纖維材料前用軟布擦拭混凝土表面。

（8）碳纖維復(fù)合片材可采用特制的剪力剪斷或用優(yōu)質(zhì)美工刀切割成所需尺寸，織物裁剪的寬度不宜小于 100mm，嚴(yán)禁折疊。

（9）粘膠的配制應(yīng)按產(chǎn)品說明書的配比調(diào)配;拌合應(yīng)采用低速攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢?拌好的膠液應(yīng)均勻、無氣泡，并應(yīng)防止水、油、灰塵等雜質(zhì)混入。

（10）碳纖維復(fù)合片材的粘貼位置，與設(shè)計要求的位置相比，其中心線偏差不應(yīng)大于10mm。

（11）按膠粘劑生產(chǎn)廠商規(guī)定的膠粘固化時間，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定時間，經(jīng)檢查確認(rèn)固化（以邵氏硬度大于等于70?為判定標(biāo)準(zhǔn)）后，進(jìn)行施工質(zhì)量檢驗、驗收。

4.3.6 ?安全注意事項

（1）碳纖維復(fù)合片材為導(dǎo)電材料，施工碳纖維復(fù)合片材時應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源，或采取可靠的防護(hù)措施。

（2）碳纖維復(fù)合片材配套粘結(jié)膠的原料應(yīng)密封儲存，遠(yuǎn)離火源，避免陽光直接照射。

4.3.7 ?檢查和驗收

（1）碳纖維復(fù)合片材與混凝土之間的粘貼質(zhì)量可用錘擊法或其他有效探測法進(jìn)行檢查。按檢查結(jié)果確認(rèn)的總有效面積不應(yīng)小于總粘貼面積的95%。

（2）當(dāng)采用錘擊法檢查時，應(yīng)將粘貼的復(fù)合材分區(qū)，逐區(qū)測定空鼓面積，即無效粘貼面積;若單個空鼓面積<10000mm2，可采用注射法充膠修復(fù);若單個空鼓面積≥10000mm2，應(yīng)割除修補(bǔ)，重新粘貼等量纖維復(fù)合材，且各邊搭接長度不應(yīng)小于100mm。

檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。

檢驗方法：檢查檢測報告及處理記錄。

（3）碳纖維復(fù)合材料與混凝土間的正拉粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50367—2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》安全性能檢驗合格指標(biāo)的要求。若不合格，應(yīng)剝?nèi)ブ刭N，并重新檢查驗收。

（4）纖維復(fù)合材料粘貼位置，與設(shè)計要求相比，其中心線偏差不應(yīng)大于10mm。

檢查數(shù)量：全數(shù)檢查。

檢驗方法：鋼尺測量。

（5）纖維符合材的膠層厚度（δ）應(yīng)符合下列要求：

對纖維織物（布）：δ≦2mm;對預(yù)成型板：1mm≦δ≦3mm。

檢查數(shù)量：利用正拉粘接強(qiáng)度檢驗的式樣逐個檢查。

檢驗方法：刻度放大鏡測量。

5 ?結(jié)束語

總之，混凝土裂縫不僅影響了住戶的居住水平和安全系數(shù)，對施工單位的回訪維修也造成了很大的難度。形成混凝土裂縫的原因很多，在施工過程中采取控制措施也很復(fù)雜，在此我們在施工方面給大家做了一定的簡述，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，我們還要從設(shè)計、配合比、原材料、施工過程及當(dāng)時的溫度及環(huán)境等方面做了全面分析，并采取控制裂縫的各種措施，在一定程度上對混凝土裂縫還是可以控制的。

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