談混凝土裂縫預防及處理辦法

顏朝暉

混凝土是當代最主要的土木工程材料之一，它是由膠凝材料、顆粒狀集料、水以及必要時加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經均勻攪拌，密實成型，養護硬化而成的一種非均質脆性材料。混凝土具有原料豐富、價格低廉、生產工藝簡單、抗壓強度高、耐久性好、強度等級范圍寬等特點。而隨著商品混凝土的誕生，由于其質量穩定、施工文明、生產效率高等優點，日益受到人們的歡迎，廣泛應用在土木建筑，水利，道橋，地鐵等工程領域，鋼筋混凝土已經成為改變這個世界和景觀的重要材料。

自從1887年德國工程師科倫首先發表了鋼筋混凝土的計算方法，到1918年艾布拉姆發表了著名的計算混凝土強度的水灰比理論后，近百年來對混凝土的研究方興未艾。現代科學關于混凝土的理論研究以及大量的混凝土工程實踐表明，混凝土構件通常都是帶裂縫工作的，其微觀裂縫是材料本身的物理力學性質決定的，裂縫是大家可以接受的一種材料特性。但在施工時應盡量采取有效措施，將裂縫控制在某一合理范圍之內，從而不會對結構安全造成危害。因此對混凝土裂縫產生的原因以及處理措施的研究越來越成為土木工程領域重要和迫切的課題。

混凝土結構裂縫一般分為溫度裂縫，收縮裂縫，沉陷裂縫以及荷載裂縫等。產生裂縫的原因有很多，有些甚至是多種因素相互影響的。歸納起來，主要有原材料質量、施工工藝及設計三方面的主要原因。如因溫度變化、材料收縮、膨脹等原因引起裂縫;有施工質量和養護不當以及保護層不夠引起的裂縫;有因地基不均勻沉降，外部荷載作用等引起的裂縫。

面對裂縫，就要分析哪些裂縫是有害裂縫，哪些是無害裂縫。在修補裂縫之前應全面考慮與之相關的各種因素，對裂縫要做現狀調查(裂縫的類型和寬度)，有無病害(漏水，鋼筋銹蝕)，了解產生裂縫的經過，檢查施工記錄，進行荷載調查，仔細研究和分析裂縫產生的原因。現場要隨時觀察裂縫是否已經穩定，若仍處于發展過程中，要預估該裂縫發展的最終狀態。混凝土一旦產生有害裂縫后，空氣中的二氧化碳、酸雨和氯化物等腐蝕物極易通過裂縫侵入混凝土內部，使混凝土發生碳化，并會銹蝕混凝土內的鋼筋。有害裂縫的出現不僅會降低建筑的抗滲能力，影響建筑物以及構筑物的使用功能，而且還會降低鋼筋混凝土的耐久性和承載力，從而影響到結構的整體性和安全性，嚴重時甚至發生建筑物的垮塌事故，對人民的生命和財產安全將會造成很大的威脅。所以作為工程設計和施工人員，要在實際工程中仔細研究，區別對待，做到心中有數，有的放矢，根據現場情況合理解決裂縫問題。

經過數十年來國內外廣大工程技術人員不斷的探索和實踐，當前混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法:表面覆蓋封閉法，壓力注漿修補法，開槽填補法，結構補強法，混凝土置換法，電化學防護法以及自修復智能混凝土等。

1 表面覆蓋封閉法

表面覆蓋封閉法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于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，不伸縮以及不再擴展的裂縫，裂縫的寬度一般小于0.2 mm。表面覆蓋法所采用的材料視修補目的以及建筑物所處環境的不同而異，通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹聚合物水泥膏、彈性涂膜防水材料等或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

2 壓力注漿修補法

壓力注漿修補法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是將一定的化學材料配制成溶液，用化學灌漿泵等壓力設備將其壓入混凝土的裂縫中，使其擴散，膠凝固化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。按施工工藝可分為雙液注漿、單液高壓注漿、單液低壓注漿等。雙液注漿(包括預注漿、后注漿)應用范圍包括機場跑道、高速公路、地下通道、港口碼頭及建(構)筑物等;地下工程的堵漏大多采用單液高壓注漿法，例如地鐵、地下隧道、地下泵站、地下水池、地下停車場等地下建筑工程。單液低壓注漿法適用于橋梁、隧道、各種建(構)筑物混凝土的梁、板、柱斷裂縫的處理。常用的膠結材料有特細水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。

3 開槽填補法

開槽填補法適用于結構專業允許開槽而且縫寬較大但數量不多的裂縫，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的，具有粘結力高，耐久性好等特點。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。

4 結構補強法

當超荷載產生的裂縫以及裂縫長時間不處理導致的混凝土結構的耐久性能降低以及火災造成的裂縫影響到結構強度時，就要考慮采取補強法對混凝土結構進行處理。其常用的主要有以下幾種方法:截面補強法，錨固補強法，預應力法，粘貼鋼板加固以及噴射混凝土補強加固法等。

5 混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損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砂漿。

6 電化學防護法

這是一種修復鋼筋混凝土結構裂縫的新方法，其特征在于將混凝土結構中鋼筋作為陰極，將石墨板或鈦網作為陽極，放置在鋼筋混凝土結構的附近，將鋼筋混凝土浸在電解質液中，陰極與陽極之間施加直流電源，通過電解沉積作用，在混凝土表面、裂縫中產生、沉積一層化合物，來填充混凝土的裂縫，以達到密實封閉混凝土表面的作用。

7 自修復智能混凝土

自修復智能混凝土就是模仿生物組織，對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到愈合的機能，在混凝土傳統組分中復合特性組分(如含有粘結劑的液芯纖維或膠囊)，在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統，模仿動物的這種骨組織結構和受創傷后的再生、恢復機理。采用粘結材料和基材相復合的方法，使材料損傷破壞后，具有自行愈合和再生功能，恢復甚至提高材料性能的新型復合材料。在日本，以東北大學三橋博三教授為首的日本學者將內含粘結劑的膠囊或空心玻璃纖維摻入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下發生開裂，部分膠囊或空心玻璃纖維破裂，粘結液流出并深入裂縫，粘結液可使混凝土裂縫重新愈合。裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，雖然現在對混凝土裂縫處理的方法越來越多，效果也越來越好，但畢竟只是一種事后的解決辦法。修補得再好，也不過是一種消極被動的辦法，不但造成浪費，還要投入大量的人力物力。為此，我總結出以下幾點預防混凝土產生裂縫的建議:

1)設計單位應提出混凝土施工溫度控制和混凝土養護的具體要求，確定外加劑的品種和摻量，以確保混凝土收縮和膨脹相互可以抵消。設計時應合理確定混凝土的強度等級，重視構造鋼筋的作用，適當提高配筋率，尤其是對地下室外墻。對泵送混凝土梁應加強其腰筋，從構造措施上約束和限制混凝土的收縮。

2)嚴格控制混凝土的配合比，加強對原材料質量的控制，選用水化熱小和收縮小的水泥，選擇級配良好的石子，減小空隙率，提高混凝土的抗裂強度，加強坍落度的檢查工作，不能流于形式。

3)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時的坍落度，降低砂率，并嚴格控制骨料的含泥量等。

4)在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分。澆搗過程中應經常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況，做到既振搗充分又避免過度振搗。

5)嚴格施工操作程序，不盲目趕工，杜絕過早上傳荷載和過早拆模。在樓板澆筑過程中派專人看護鋼筋，避免踩彎負筋的現象發生。通過在大梁兩側的面層內配置通長的鋼筋網片，承受支座負彎矩，避免因不均勻沉降而產生的裂縫。

6)對于較粗的線管或多根線管的集中處，可增設垂直于線管的抗裂鋼筋網。線管敷設時應盡量避免立體交叉穿越。對于計劃中的臨時大面積材料吊卸堆放區域部位的模板支撐架在搭設前，就應預先考慮采取加強措施。

［1］ 車俊寶.混凝土裂縫的成因與防治［J］.山西建筑，2011，37(3):89-90.