淺談混凝土裂縫的修補(bǔ)

　　1、前言

　　混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。輕者使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等，嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)。

　　2、出現(xiàn)混凝土裂縫的原因

　　從微觀上看，混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結(jié)合體，由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所收外界影響的不同，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因也有很多種：

　　1、大體積混凝土水化時產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大使混凝土的形變超過極限而引起的裂縫：

　　2、混凝土在硬化的過程中由于干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至?xí)灤┱麄€構(gòu)件。

　　3、在大厚度的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，在澆搗后數(shù)小時會發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。

　　4、當(dāng)有約束時，混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積脹縮因為受到約束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂從而產(chǎn)生溫度裂縫。（由于太陽曝曬產(chǎn)生裂縫是工程中最常見的現(xiàn)象）

　　5、混凝土加水拌和后，水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起反應(yīng)，析出的膠狀堿—硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨脹，體積增大到三倍從而使混凝土脹裂產(chǎn)生裂縫。

　　6、在炎熱或大風(fēng)天氣，混凝土表面水分蒸發(fā)過快以及混凝土水化熱高等，在混凝土澆筑后數(shù)小時仍處于塑性狀態(tài)時易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

　　7、構(gòu)件承受荷載所產(chǎn)生的裂縫：如、構(gòu)件在均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫；構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。

　　8、當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形，而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，隨著不均勻沉陷的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會進(jìn)一步擴(kuò)大。

　　9、當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件處于不利的環(huán)境中，如海洋等時，由于混凝土保護(hù)層厚度過薄，特別是混凝土的密實性不良，環(huán)境中的氯離子和溶于海水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹生成氧化鐵。氧化鐵的體積比原來金屬的體積大得多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。這種裂縫一般沿鋼筋方向，比較容易識別。順鋼筋方向的裂縫發(fā)生后，更加速了鋼筋銹蝕過程，最后導(dǎo)致保護(hù)層成片剝落，這種順筋裂縫對耐久性的影響較大。

　　工地的地下室外墻板澆搗的混凝土就出現(xiàn)了裂縫。經(jīng)分析裂縫產(chǎn)生的原因是：

　　本工程采用c50這樣高強(qiáng)度的混凝土，水灰比較大，雖然加入了減水劑，但還是未能有效抵消混凝土的收縮變形；另外該地下室墻板的厚度較厚，達(dá)40mm，因而容易產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差。產(chǎn)生溫度和收縮變形，長墻結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的溫度和收縮變形在高度方向是自由的，但在縱向卻受到另一結(jié)構(gòu)地下室底板的約束，在長墻承受降溫和收縮作用時，必將產(chǎn)生縮短變形，受到底板的約束，引起拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度時便引起開裂，這時裂縫方向永遠(yuǎn)垂直于拉應(yīng)力方向，故為豎向。

　　此外本工程外墻混凝土澆筑后并沒有嚴(yán)格按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般來說膨脹混凝土淋水養(yǎng)護(hù)須7～14d，最少為7d，在混凝土終凝后2d即　　　　　　　　　　　　　　　可開始澆水養(yǎng)護(hù)，而混凝土的膨脹值一般要14d才基本穩(wěn)定。同時，摻膨脹劑的混凝土，水化時需水量大，比普通砼更要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，覆蓋淋水，使其表面始終處于潮濕條件。

　　由于施工隊是第一次施工如此高強(qiáng)度的混凝土，施工經(jīng)驗不足，在混凝土養(yǎng)護(hù)上并沒有采取十分有效的措施養(yǎng)護(hù)外墻。同時由于天氣炎熱，混凝土水灰比控制不穩(wěn)定；混凝土振搗不到位，振搗不夠密實，這些也是促使混凝土收縮變形較大，產(chǎn)生裂縫的原因之一。此外，現(xiàn)場施工人員還告訴我：本工程采用的是商品混凝土，商品混凝土塌落度大，稍加振搗即出現(xiàn)石子下沉，漿體上浮，時常有較多泌水，隨著水分的蒸發(fā)，表面會出現(xiàn)塑性收縮裂縫。在混凝土拌和物中有多余水量，混凝土硬結(jié)后，比較容易出現(xiàn)干燥收縮裂縫。

　　3、混凝土裂縫的修補(bǔ)方法

　　問題出現(xiàn)了，解決它的方法自然而然也隨之產(chǎn)生。隨著施工經(jīng)驗的發(fā)展，現(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法有很多：如表面修補(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、仿生自愈合法等等，其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補(bǔ)法和涂膜封閉法三種。

　　低壓注漿法適用于寬度為0.2~0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下：裂縫清理—粘貼注漿咀和封閉裂縫—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。

　　當(dāng)裂縫數(shù)量較多時，先要在預(yù)計要貼的裂縫位置貼上醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷將封縫用漿沿裂縫來回涂刷。使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿咀用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補(bǔ)上，以避免注漿時漏漿。注漿操作一般在粘咀的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話半天就可注漿。操作時先用補(bǔ)縫器吸取注漿液，插入注漿咀，用手推動補(bǔ)縫器活塞，使?jié){液通過注漿咀壓入裂縫，當(dāng)相鄰的咀中流出漿液時，就可以拔出補(bǔ)縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端向另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿咀再次補(bǔ)漿。[Page]

　　涂膜封閉法適用于寬度小于0.2mm的微細(xì)裂縫的修補(bǔ)，也可用于混凝土外表面的裝飾和防水處理，以及防止混凝土保護(hù)層的炭化和有害離子對混凝土的腐蝕。工序為：清掃—刮膩子—涂刷底層涂料—涂刷主層涂料—涂罩面層。

　　混凝土表面裂縫、氣孔和缺陷先用膩子（混凝土修補(bǔ)膠：粉料=1：1.8~2.0）填充補(bǔ)平，待干后用砂布磨平，再進(jìn)行底層涂刷（混凝土修補(bǔ)膠：粉料=1：0.7~0.8），涂料在使用前要通過鐵窗紗過濾，除去雜質(zhì)和團(tuán)塊。主層涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且兩次涂刷方向最好是相互垂直。

　　開槽填補(bǔ)法適用于結(jié)構(gòu)允許開槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫，如墩臺或路面混凝土的裂縫。工序為：開槽—涂刷界面處理漿—壓抹聚合物砂漿—養(yǎng)護(hù)。

　　先用鑿子和扁鏟沿裂縫開槽，槽深和寬約3~5cm，呈u型，用刷子在槽底和兩壁均勻涂刷一層界面處理漿，在界面處理漿尚未硬化之前，將拌制好的聚合物水泥砂漿用抹刀壓入槽中，壓實抹平。在養(yǎng)護(hù)時不需要澆水，在濕空氣中即可，養(yǎng)護(hù)期間不得淋雨、日曬或風(fēng)吹，最好覆蓋一層塑料薄膜。

　　這三種方法可以單獨使用，也可以同時使用。例如橋梁裂縫的修補(bǔ)可先注漿,在涂膜封閉；而對于路面、墩臺的粗大裂縫則采用開槽填補(bǔ)發(fā)為宜；為了防止鋼筋銹蝕，混凝土受到有害離子的腐蝕，則可以采用涂膜防水處理。

　　本工程地下室出現(xiàn)的裂縫經(jīng)研究決定使用sj-75混凝土裂縫修補(bǔ)劑進(jìn)行修補(bǔ)，采用的方法是開槽填補(bǔ)法：首先用切割機(jī)在裂縫兩邊出寬×深=1.2cm×1.0cm的小槽，鑿除混凝土，清理干凈。再直接用水泥與修補(bǔ)劑配成水泥砂漿修補(bǔ)膏進(jìn)行修補(bǔ)。具體操作如下：用毛筆或小刷子在混凝土裂縫處涂刷sj-75裂縫修補(bǔ)劑兩遍，待以上涂膜干燥后，選用普通硅酸鹽水泥，用sj-75修補(bǔ)劑調(diào)成水泥凈漿修補(bǔ)膏即可使用。（配比為：修補(bǔ)劑：水泥=1：3.5）裂縫填補(bǔ)分為兩次，第一次填補(bǔ)0.5 cm深，第二次填補(bǔ)漿體高出混凝土表面2~3m m。裂縫修補(bǔ)后除采用薄膜覆蓋，防止因雨淋等因素降低修補(bǔ)效果外，還要仍按原設(shè)計要求對修補(bǔ)出進(jìn)行sj防水涂料施工。特別要注意的是修補(bǔ)劑要存放于室內(nèi)，避免陽光直射和雨淋。施工溫度要求在4℃以上，避免在陰雨天氣施工。

　　4、小結(jié)

　　雖然現(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法越來越多，效果也越來越好，但與其事后補(bǔ)過還不如事前做好預(yù)防工作。通過和現(xiàn)場工作人員的交流，我大致總結(jié)出以下幾點預(yù)防混凝土裂縫的建議；

　　1、設(shè)計單位應(yīng)該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝土施工養(yǎng)護(hù)的基本要求，確定外加劑的品種和摻量，確?；炷潦湛s與膨脹相抵消；

　　2、混凝土配合比控制要求嚴(yán)格，計量要準(zhǔn)確，坍落度抽檢工作要加強(qiáng)，不能流于形式；

　　3、混凝土振搗要密實，拆模后須掛草簾或麻布澆水養(yǎng)護(hù)保持濕潤狀態(tài)兩天。

　　4、施工過程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況，不能漏振、過振，且在第一次振搗后要進(jìn)行第二次振搗。

　　5、配置大體積混凝土宜使用低水化熱水泥，如礦渣水泥，此外可摻加膨脹劑，同時要采用塑料薄膜和草袋覆蓋以確保混凝土內(nèi)外溫差小于25℃。

　　6、對于商品混凝土，則要在滿足其可泵性、和易性的前提下盡量減小出機(jī)時的塌落度、降低砂率、并嚴(yán)格控制骨料的含泥量等。

　　我相信只要施工人員本著一顆認(rèn)真負(fù)責(zé)的心，嚴(yán)格按規(guī)定要求施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。就必定能防患于未來，盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn)。