現(xiàn)代混凝土的裂縫類型與修補方法

摘　要:通過歸納和分析了混凝土的裂縫類型、裂縫形成原因、及其危害,同時在工程實踐基礎(chǔ)上,總結(jié)了混凝土裂縫的各種補救措施和具體的操作方法。

關(guān)鍵詞:混凝土;裂縫類型;修補方法

中圖分類號:TU375 　　文獻標識碼:B 　　文章編號:1009 - 3230 (2007) 11 - 0013 - 03

1 　混凝土工程中常見裂縫

1. 1 　干縮裂縫

　　混凝土受外部條件的影響,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。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫,寬度多在0. 05mm～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?；炷粮煽s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)。

1. 2 　塑性收縮裂縫

　　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天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一,互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般為20cm～30cm ,較長的裂縫可達2m～3m ,寬:1mm～5mm。其產(chǎn)生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強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)時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等等。

1. 3 　沉陷裂縫

　　沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降,致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或30°～45°方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

1. 4 　溫度裂縫

　　溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷翝仓?gt;在硬化過程中> 水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱,(當水泥用量在350kgPm3 ～550kgPm3 ,每立方米混凝土將釋放出:17500KJ～27500KJ 的熱量,從而使混凝土內(nèi)部溫度升達70 ℃左右甚至更高) 。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā),導致內(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(實踐證明當混凝土本身溫差達到25 ℃～26 ℃時,混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在10MPa 左右的拉應(yīng)力) 。當拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時,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溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導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,大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯;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。裂縫的寬度大小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,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。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。

1. 5 　施工裂縫

　　構(gòu)件在制作、脫膜、運輸、堆放、吊裝過程中,由于各種原因而產(chǎn)生縱向、橫向、斜向、豎向、水平、表面或貫穿的各種裂縫,特別情況時薄壁構(gòu)件更易出現(xiàn)。主要原因是,木膜澆筑前未澆水濕透,或隔離劑失效,膜板與混凝土粘結(jié)、膜板吸水發(fā)生膨脹將混凝土拉裂。構(gòu)件成型與拆膜時振動過大,構(gòu)件堆放支撐位置與吊裝位置不當,運輸時受振動沖擊等,均能產(chǎn)生裂縫。

2 　混凝土裂縫的修補方法

2. 1 　表面修補法

　　該方法既適用于對承載力沒有影響的表面裂縫和深進裂縫的處理,也適用于大面積細裂縫的防滲、防漏處理。

2. 1. 1 　表面涂抹水泥砂漿或細石混凝土面層

　　混凝土表面裂縫較多或分布面較廣時,通常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土面層的方法進行處理。

　　(1) 將裂縫附近的混凝土表面鑿毛,或沿深進裂縫鑿成深15～20mm、寬150～200mm的凹槽,用鋼絲刷配以高壓水清洗并灑水濕潤,然后刷一層水泥砂漿,再用1∶(1～2) 水泥砂漿分2～3 層涂抹,總厚度控制在10～20mm 左右,并用鐵抹壓密抹光。

　　(2) 有防水要求時應(yīng)用水泥凈漿(厚度2mm)及1∶2. 5 的水泥砂漿(厚度4～5mm) 交替抹壓4～5 遍,以形成剛性防水層。涂抹3～5 遍后進行覆蓋,并灑水養(yǎng)護。在水泥砂漿中摻入重量為水泥重量的1 %～3 %的氯化鐵防水劑,可起到促凝和提高防水性能的作用。為了使砂漿和混凝土表面結(jié)合良好,抹光后的砂漿面上應(yīng)覆蓋塑料薄膜,并使用支撐模板頂緊擠壓。

　　(3) 細石混凝土面層的施工,應(yīng)配置Φ3mm～Φ4mm、間距100～200mm 的鋼絲網(wǎng)片,并應(yīng)配置低流動性的細石混凝土,澆注振實,表面壓光。條件允許時,宜采用噴射混凝土施工整體面層。整體面層完成后,應(yīng)及時養(yǎng)護,防止再次出現(xiàn)干縮裂縫。

　　(4) 增加整體面層前,應(yīng)進行設(shè)計驗算,以防設(shè)計自重增加后,導致下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)新問題。

2. 1. 2 　表面涂抹環(huán)氧膠泥

　　對于數(shù)量不多又不集中、縫寬> 0. 1mm 的裂縫可采用此方法處理。待修補裂縫的50～100mm寬范圍內(nèi)應(yīng)用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并使其干燥,油污可用二甲苯和丙酮擦洗一遍,若表面濕潤,應(yīng)用噴燈烤干燥、預熱,以保證環(huán)氧膠泥與混凝土粘結(jié)良好,若基層難以干燥,則用環(huán)氧煤焦油膠泥(涂料) 涂抹。涂抹時,用毛刷或刮板均勻蘸取膠泥,涂刮在裂縫表面。

2. 1. 3 　采用環(huán)氧漿液粘貼玻璃絲布

　　(1) 一般采用環(huán)氧樹脂膠或環(huán)氧焦油膠料,粘貼1～2 層玻璃絲布。裂縫表面應(yīng)清潔、干燥,面層應(yīng)堅實。玻璃絲布使用前應(yīng)在堿水中煮30～60min ,除去油蠟,以保證粘結(jié)效果。

　　(2) 在基層表面均勻涂刷環(huán)氧打底料,自然固化12h 后,對基層凹凸不平處用膩子料修補填平,隨即涂刷第二遍底料。打底均勻后- 不得有漏涂、流墜等缺陷。

　　(3) 第二遍打底自然固化24h 后,均勻涂刷一層襯布料,隨即鋪放一層玻璃絲布,并貼實,再在其上均勻涂刷一層襯布料(玻璃絲布應(yīng)浸透) 。如需貼兩層玻璃絲布,則可緊貼著鋪襯一層布壓實,其上再均勻涂刷一層布料。第二層布的周邊應(yīng)比第一層寬10～12mm ,以便壓邊。

2. 2 　內(nèi)部修補法

2. 2. 1 　水泥灌漿

　　水泥灌漿一般用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的修補,其施工程序為:鉆孔→沖洗→止?jié){→堵漏→埋管→試水→灌漿。

　　(1) 鉆孔:采用風鉆或打眼機進行,孔距1～1. 5m ,除淺孔采用騎縫孔外,一般鉆孔軸線與裂縫呈30°～40°斜角,孔深應(yīng)穿過裂縫表面0. 5mm以上,當有兩排或兩排以上的孔時,宜交錯或呈梅花形布置,但應(yīng)防止沿裂縫鉆孔。

　　(2) 沖洗:在每條裂縫鉆孔完畢后進行,其順序應(yīng)按豎向排列自上而下逐孔沖洗。

　　(3) 止?jié){及堵縫:是指縫面沖洗干凈后,在裂隙表面用1∶(1～2) 的水泥砂漿(環(huán)氧膠) 涂抹。

　　(4) 埋管:一般采用直徑19～38mm 的鋼管作灌漿管,鋼管上部加工絲扣。安裝前,應(yīng)在外壁裹上舊棉絮并用麻繩纏緊,然后旋入孔中,孔口管壁周圍的空隙用舊棉絮或其他材料塞緊,并用水泥砂漿或硫酸砂漿封堵,防止冒漿或灌漿管從孔中脫出。

　　(5) 試水:用0. 098～0. 196MPa 壓力水作滲水試驗,采用灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法,檢查裂縫和管路暢通情況,然后關(guān)閉排氣孔,檢查止?jié){堵漏效果,并濕潤縫面,以利于粘結(jié)。

　　(6) 灌漿: 采用P·O42. 5 水泥,其細度要用80μm的標準篩過篩,篩余量在2 %以下,可使用2 :1、1 : 1 等幾種水灰比的水泥凈漿,或使用1 :0. 45 :0. 3 (即水泥∶粉煤灰∶水) 的水泥粉煤灰漿,灌漿壓力一般為0. 294～0. 491MPa ,壓漿完畢時漿孔內(nèi)應(yīng)充滿灰漿,并填入濕凈砂,用棒搗實,每條裂縫應(yīng)按壓漿順序依次進行,當出現(xiàn)大量滲漏情況時應(yīng)立即停止泵堵漏,然后繼續(xù)壓漿。

2. 2. 2 　化學灌漿

　　化學灌漿能控制凝結(jié)時間,有較高粘結(jié)強度和一定的彈性恢復力,結(jié)構(gòu)整體性效果好,適用于各種情況下的裂縫修補、堵漏及防滲處理。灌漿材料應(yīng)根據(jù)裂縫性質(zhì)、裂縫寬度和干燥情況等選用。常用的灌漿材料有環(huán)氧樹脂漿液(能修補縫寬< 0. 2mm 的干燥裂縫) 、甲凝( 能灌0. 03 ～0.       1mm的干燥細微裂縫) 、丙凝(用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補,能灌< 0. 1mm 的細裂縫) 等。環(huán)氧樹脂漿液具有粘結(jié)強度高、施工操作方便、成本低等優(yōu)點,在工程建設(shè)過程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

　　灌漿的主要工序為:表面處理(布置灌漿嘴和試氣) 、灌漿、封孔。一般采取騎縫直接用灌漿嘴施噴,不另設(shè)鉆孔。配置環(huán)氧漿液時,應(yīng)根據(jù)氣溫控制材料溫度和漿液的初凝時間(1h 左右) 。灌漿時操作人員要戴上防毒口罩,以防中毒。在實踐中,應(yīng)根據(jù)裂縫的不同特點采用不同的治理方法,以減少裂縫對構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的危害。

3 　結(jié)論

　　盡管混凝土裂縫類型多種多樣,但通過歸納和總結(jié)裂縫的成因,是可以避免和減少混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。同時,采取正確的補救措施,以提高混凝土的使用性能和使用質(zhì)量。

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