混凝土結構裂縫問題分析與防治
2010-12-31 00:00:00宋子超
現代商貿工業 2010年9期
摘 要:大量的工程和實踐理論分析表明，鋼筋混凝土構件基本上都是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細，甚至肉眼看不見(縫寬<0.5mm)，一般對結構的使用無大的危害，允許其存在。有些裂縫在使用荷載或外界物理及化學因素作用下，不斷產生和發展引起混凝土碳化、保護層剝落及鋼筋銹蝕，使鋼筋混凝土強度和剛度受到削弱，耐久性降低，嚴重時甚至發生垮塌事故，危害結構的正常使用，必須加以控制，因此研究商品混凝土裂縫產生的原因及預防措施是非常重要而迫切的。
關鍵詞:混凝土結構;裂縫
中圖分類號:TU
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)09-0337-01
大量的工程和實踐理論分析表明，鋼筋混凝土構件基本上都是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細，甚至肉眼看不見(縫寬<0.5mm)，一般對結構的使用無大的危害，允許其存在。有些裂縫在使用荷載或外界物理及化學因素作用下，不斷產生和發展引起混凝土碳化、保護層剝落及鋼筋銹蝕，使鋼筋混凝土強度和剛度受到削弱，耐久性降低，嚴重時甚至發生垮塌事故，危害結構的正常使用，必須加以控制，因此研究商品混凝土裂縫產生的原因及預防措施是非常重要而迫切的。
1 混凝土裂縫類型及成因
實際上，鋼筋混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多，甚至多種因素互相影響，但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種原因，其中最常見的是混凝土早期裂縫，混凝土早期裂縫有以下幾種:塑性沉降裂縫;塑性收縮裂縫;溫度應力裂縫;施工工藝質量引起的裂縫;原材料質量引起的裂縫;
2 混凝土裂縫常見預防措施
2.1 塑型沉降裂縫預防措施
此類裂縫預防的措施如下:
(1)在滿足泵送和施工的前提下盡可能減小混凝土塌落度;
(2)保證混凝土均質性，攪拌運輸卸料前先高速運轉20-30秒，然后反轉卸料;
(3)施工過程中應經常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況，不能漏振、過振使混凝土離析分層;
(4)施工過程中嚴禁隨意加水。
2.2 塑性收縮裂縫預防措施
此類裂縫預防的措施如下:
(1)施工單位在澆注混凝土后要及時覆蓋養護，增加環境濕度;
(2)商品混凝土公司在滿足可泵性、和易性的前提下盡量減小出機塌落度、降低砂率、嚴格控制骨料的含泥量。
2.3 溫度應力裂縫預防措施
此類裂縫預防措施如下:
(1)降低混凝土發熱量。選用水化熱低、凝結時間長的水泥，以降低混凝土的溫度;摻加緩凝劑或高效減水劑，以提高混凝土強度并減少用水量及水泥用量，延長混凝土達到最高溫度時間，減少干縮;盡可能選用最大粒徑較大，顆粒形狀好且級配良好的粗骨料，避免砂量過多以減少水泥用量及用水量;在滿足泵送和施工的前提下用低流動性混凝土，嚴格控制水灰比，減少單位體積混凝土用水量。
(2)降低混凝土澆筑溫度。在高溫季節要降低原材料溫度，在環境溫度較低的早晚澆筑;避免吸收外部環境熱量，運輸工具、泵送管路盡量遮蔭，防止混凝土升溫;埋設冷卻水管，通入冷水降溫。
(3)分層分塊澆筑。
(4)表面保溫與保濕。要盡量長時間地保溫和保持混凝土表面濕潤，讓其表面慢慢冷卻、干燥，使混凝土能夠增長強度以抵抗開裂拉應力。主要有蓄水養護和覆蓋灑水養護兩種方式，養護時間一般不少于14d。
2.4 施工方面原因造成的裂縫預防措施
此類裂縫預防措施如下:
(1)加強模板施工的過程管理。模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩定性，在振搗過程中派專人進行看模，防止松扣下沉現象發生;試塊強度達到設計允許值時方能拆模。
(2)混凝土的成品保護。對澆筑好的板面，必須在混凝土強度達到1.2N/MM2后方可上人。③鋼筋綁扎施工加強對負彎矩筋的管理。加密支撐馬凳的間距、確保板面負彎矩筋的保護層厚度。④振搗方式方法必須正確。振搗易快插、慢拔。振搗時間過短，混凝土不均勻;時間過長，易導致嚴重浮漿。
3 混凝土裂縫常見補救措施
3.1 表面處理法
包括表面涂抹和表面補貼法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。
3.2 灌漿法
此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。
3.3 填充法
用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后作填充處理。
3.4 結構補強法
因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗;鉆心取樣試驗;壓水試驗;壓氣試驗等。
4 濟南市政務中心工程實例
濟南政務中心大廈15層框架剪力墻結構，總建筑面積約350000m2。施工中發現3月12號澆筑的D2段2層梁、板混凝土，至3月16號混凝土強度上升一直不明顯，且拆除模板后現澆板多處出現不規則裂縫。質檢部門對該工程混凝土質量進行了現場檢測，檢測結果表明，混凝土抗壓強度滿足設計要求，混凝土的均質性滿足規范要求。
根據現場檢查，D2區北區現澆板多處出現不規則裂縫，其中D2工段2層現澆板D6軸線角較嚴重，個別裂縫長度約1200mm，寬度約0.6mm，框架梁身混凝土未見裂縫。
根據對裂縫檢測的分析，裂縫產生的主要原因是:
(1)混凝土早期強度上升慢
(2)混凝土收縮
(3)混凝土養護不到位
該裂縫為非結構受力裂縫，雖然對結構受力無較大影響，但裂縫的存在對混凝土的耐久性影響很大，應根據裂縫情況進行必要的處理。經集體技術部研究決定，報設計院通過做如下處理:
4.1 對寬度小于0.3mm的裂縫進行封縫處理
可沿裂縫用環氧樹脂膠泥對其進行表面封閉，環氧樹脂膠泥配比為:環氧樹脂﹕二丁脂﹕乙二胺﹕水泥=100﹕30﹕10﹕250-300(重量比)，該配比可根據現場實際情況進行調整。
施工注意事項:
(1)封閉前，應對裂縫表面進行處理，用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的灰塵、浮渣及松散層等污物，然后再用毛刷蘸丙酮、酒精等有機溶液，把沿裂縫兩側20-30mm處擦洗干凈并保持干燥。
(2)裂縫處理好后，先在裂縫兩側寬20-30mm范圍內涂一層環氧樹脂基液，然后抹一層厚1 mm左右的環氧樹脂膠泥。抹膠泥時應防止產生小孔和氣泡，表面需要刮平整，保證封閉嚴密。
4.2 較寬裂縫的處理對寬度大于0.3mm的裂縫進行化學壓力灌漿處理
采用環氧樹脂漿液進行灌注。環氧樹脂漿液配合比為:環氧樹脂﹕丙酮﹕糠醛﹕乙二胺=100﹕20-25﹕20-25﹕15-20(重量比)，該配比可根據現場實際情況進行調整。
施工注意事項:
(1)對裂縫表面進行處理，沿裂縫用鋼釬鑿成“V”形槽，槽寬與槽深可根據裂縫深度和有利于封縫來確定，一般為20 mm×20mm。鑿槽時先沿裂縫打開，再向兩側加寬，鑿完后用鋼絲刷及壓縮空氣將混凝土碎屑粉塵清除干凈。
(2)埋設灌漿嘴的間距可根據裂縫的深度確定，一般為350-500mm。埋設時，先將灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的環氧膠泥，將灌漿嘴的進漿孔騎縫粘貼在預定的位置上。
(3)裂縫封閉后，應進行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏須待封縫膠泥有一定強度后進行。(4)灌漿機具、器具、及管子在灌漿前應進行檢查，運行正常時方可使用。灌漿結束后，應立即拆除管道，并用丙酮沖洗管道和設備。
(5)灌漿結束后，應檢查補強效果和質量，發現缺陷應及時補救，確保工程質量。
