混凝土裂縫的預(yù)防與處理

　　本人通過查閱與砼凝土裂縫相關(guān)資料專著并與設(shè)計(jì)、施工等多家單位專家研討，通過在施工實(shí)踐中不斷積累總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，就砼開裂原因、防治和處理取得了一定經(jīng)驗(yàn)，下面就此問題做簡單闡述。

　　一、砼板裂紋產(chǎn)生的原因

　　混凝土板裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫；開始如溫度濕度變化、收縮、膨脹等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有化學(xué)作用引起的裂縫；施工操作引起的裂紋等等。在實(shí)際工程中要區(qū)別對待，根據(jù)實(shí)際情況解決問題。

　　二、混凝土工程中常見裂縫及預(yù)防

　　1.干縮裂縫及預(yù)防

　　干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果?；炷潦芡獠織l件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05到0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

　　主要預(yù)防措施：一是選用收縮量較小的的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時(shí)摻加合適的減水劑。三是嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量。四是加混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。五是在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。

　　2.塑性收縮裂縫及預(yù)防

　　塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20到30cm，較長的裂縫可達(dá)2到3m,寬1到5mm。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。

　　主要預(yù)防措施：一是選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴(yán)格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時(shí)覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。五是在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

　　3.溫度裂縫及預(yù)防

　　溫度裂縫多發(fā)生在溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

　　溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

　　主要預(yù)防措施：一是盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。五是基礎(chǔ)上采用二次風(fēng)冷新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。六是高溫季節(jié)澆筑時(shí)可以采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。七是加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑后，及時(shí)用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施，以防止寒潮的襲擊。八是混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。

　　4.化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及預(yù)防

　　堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。

　　混凝土拌和后會產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。主要的預(yù)防措施：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應(yīng)。

　　由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄，有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導(dǎo)致混凝土脹裂，此種類型的裂縫多為縱向裂縫，沿鋼筋的位置出現(xiàn)。通常的預(yù)防措施有：一是保證鋼筋保護(hù)層的厚度。二是混凝土級配要良好。三是混凝土澆注要振搗密實(shí)。四是鋼筋表層涂刷防腐涂料。

　　5.預(yù)埋管線處裂紋及預(yù)防

　　預(yù)埋線管，特別是多根線管的集散處是砼截面受到較多削弱，從而引起應(yīng)力集中，容易導(dǎo)致裂縫發(fā)生的薄弱部位。當(dāng)預(yù)埋線管的直徑較大，線管的敷設(shè)走向又重合于（即垂直于）砼的收縮和受拉力向時(shí)，就很容易發(fā)生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集散處建議增設(shè)50×50規(guī)格的φb4鋼筋網(wǎng)片，寬度每管側(cè)≥100㎜，用馬凳墊起后再將管吊在鋼筋網(wǎng)片上，網(wǎng)片兩端與負(fù)筋搭接長度≥300㎜。即能有效加強(qiáng)局部鋼筋截面，提高砼截面抗拉計(jì)算值，避免從此薄弱部位開裂。

　　線管在敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡量避免立體交叉穿越，在多根線管的集散處宜采用放射形分布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的砼灌筑順利和振搗密實(shí)。

　　6.上荷過早樓面裂縫防治

　　目前在主體結(jié)構(gòu)的施工過程中，普遍存在著質(zhì)量與工期之間的較大矛盾。一般主體結(jié)構(gòu)的樓層施工速度平均為5到7天左右一層，最快時(shí)甚至不足5天一層。因此當(dāng)樓層砼澆筑完畢后不足24小時(shí)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，就忙著進(jìn)行鋼筋綁扎、材料吊運(yùn)等施工活動，這就給大開間部位的房間雪上加霜。除了大開間的砼總收縮值較小開間要大的不利因素外，更容易在強(qiáng)度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規(guī)則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成，就難于閉合，形成永久性裂縫，這種情況主體快速施工時(shí)較常見。對這類裂縫的綜合防治措施如下：

　　1.主體結(jié)構(gòu)的施工速度不能強(qiáng)求過快，樓層砼澆筑完后的必要養(yǎng)護(hù)（一般不宜≤24小時(shí)）必須獲得保證。主體結(jié)構(gòu)階段的樓層施工速度宜控制在6到7天左右一層為宜，以確保樓面砼獲得最起碼的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

　　2.科學(xué)安排樓層施工作業(yè)計(jì)劃，在樓層砼澆筑完畢的24小時(shí)以前，可限于做測量、定位、彈線等準(zhǔn)備工作，最多只允許柱鋼筋焊接工作，不允許吊卸大宗材料，避免沖擊振動。24小時(shí)以后，可先分批安排吊運(yùn)少量小批量材料，做到輕卸、輕放，以控制和減小沖擊振動力。第3天方可開始吊卸鋼管等大宗材料以及從事樓層墻板和樓面的模板正常支模施工。

　　3.在模板安裝時(shí)，吊運(yùn)（或傳遞）上來的材料應(yīng)做到盡量分散就位，不得過多地集中堆放，以減少樓面荷重和振動。

　　4.對計(jì)劃中的臨時(shí)大開間面積材料吊卸堆放區(qū)域部位（一般約40平方米左右）的模板支撐架在搭設(shè)前，就預(yù)先考慮采用加密立桿（立桿的縱、橫向間距均不宜大于800毫米）和擱柵增加模板支撐架剛度的加強(qiáng)措施，以增強(qiáng)剛度，減少變形來加強(qiáng)該區(qū)域的抗沖擊振動荷載，并應(yīng)在該區(qū)域的新筑砼表面上鋪設(shè)舊木模加以保護(hù)和擴(kuò)散應(yīng)力，進(jìn)一步防止裂縫的發(fā)生。

　　三、裂縫處理

　　裂縫的出現(xiàn)不但會影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對待，及時(shí)處理，以保證建筑物的安全使用。

　　混凝土裂縫的修補(bǔ)措施常用的有以下一些方法：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌縫封堵法，結(jié)構(gòu)加固法，混凝土置換法，電化學(xué)防護(hù)法以及仿生自愈合法。

　　1.表面修補(bǔ)法

　　表面修補(bǔ)法是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

　　2.灌漿、嵌縫封堵法

　　灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。

　　嵌縫法是裂逢封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等，常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

　　3.結(jié)構(gòu)加固法

　　當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

　　4.混凝土置換法

　　混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

　　四、結(jié)論

　　裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定。