淺析混凝土裂縫

□付水田 □郭青英（林州市水務局）□崔志偉（紅旗渠灌區管理處）

1.概述

混凝土是當代最主要的工程材料之一。它是由膠凝材料，顆粒狀集料（也稱為骨料），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，養護施工中的混凝土硬化而成的一種人工石材。混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，因而其使用量越來越大,同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點。事物都是一分為二的，混凝土也存在一定的弊端，就是容易產生裂縫，在水利水電工程施工中普遍存在。盡管我們在施工中采取了各種預防措施措施，但裂縫仍然時有發生。文章對混凝土施工中裂縫的成因、處理措施和預防作如下初步探討。

2.混凝土出現裂縫的原因分析

2.1 混凝土收縮引起的裂縫

塑性裂縫產生的主要原因為：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，因此產生龜裂。

2.2 基礎不均勻沉降引起的裂縫

沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、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，凍土化凍后產生不均勻沉降，致使混凝土結構產生裂縫。

2.3 溫度裂縫

如混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發，導致混凝土內外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。當有約束時，混凝土熱脹冷縮所產生的體積脹縮，因為受約束力的限制，在內部產生了溫度應力，由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應力拉裂，從而產生溫度裂縫。由于太陽暴曬產生裂縫也是工程中最常見的現象。溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。其走向通常無規律，大面積結構裂縫常縱橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結構，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，中間較密。裂縫寬度大小不一。

2.4 外加劑的負效應

外加劑及摻合料種類繁多，只有強度指標缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期試驗資料，且有些試驗資料并不嚴格，有許多外加劑嚴重的增加收縮變形，有的甚至降低耐久性。

3.混凝土裂縫處理的方法

3.1 開槽法修補裂縫

首先要把砂、水泥按配合比調配好;其次把環氧樹脂聚硫橡膠也按比例攪拌均勻，再與砂和水泥攪拌均勻;最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋，中度粘稠的效果最佳。已拌好的改性環氧樹脂砂漿需及時用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干的堿鑿槽內進行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入縫內，一組砂漿的整個施工過程大約需要30min。縫灌好并處理好后，及時將其覆蓋，待完全初凝后，開始養護。

3.2 結構加固法

混凝土的基本性受裂縫的影響很大時，需使用結構加固法對混凝土進行加固處理結構。結構加固主要有以下5種方法：

3.2.1 加大截面面積

優點：具有成熟的設計和施工經驗；施工工藝簡單，適應性強。缺點：現場施工的作業時間長，加固后的建筑物凈空有一定的減小。

3.2.2 注漿加固

采用環氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補，在不影響生產運營的情況下可以達到預期的強度，延長結構的適用壽命，施工快捷方面，不需要大型機械作業，加固效果安全可靠。

優點：采用慢速、低壓連續灌漿，可以確保樹脂注入裂縫細微部位；可以控制注入量，必要時補充灌漿料；可根據需要，調整壓力；注入時可目視觀察。

3.2.3 在構件的角部外包型鋼

優點：受力可靠、施工簡便、現場工作量較小，但用鋼量較大。

3.2.4 預應力法加固

優點：能降低被加固構件的應力水平，還能較大幅度地提高結構整體承載力。

3.2.5 粘貼鋼板加固

它是指用膠黏劑將鋼板粘貼在構件外部的一種加固方法。該法在建筑、橋梁等工程的加固、補強、修復中的應用較為廣泛。

優點：堅固耐用、施工快速、簡潔輕巧、靈活多樣、經濟合理。

3.2.6 繞絲法

該法的優缺點與加大截面法相近；適用于混凝土結構構件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構件施加橫向約束力的場合。

3.3 表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥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。

3.4 灌漿封堵法

灌漿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，它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。

取上述綜合性防治措施后，由于各種原因仍可能有少量裂縫發生。過去對于裂縫的處理多采用開槽抹環氧砂漿、貼鋼絲網抹灰等方法，施工場面大、周期長、噪音、粉塵污染嚴重，特別對已入住的房屋修復更不方便，常導致與住戶矛盾加劇。現在多采用化學灌漿的方法，在不對結構進行任何破壞的情況下對混凝土裂縫進行修復，取得了良好的效果。

4.裂縫的防治措施

4.1 設計方面的預防

在滿足施工要求條件下，鋼筋直徑越細、間距越小則對預防開裂越有利。設計上要注意到那些容易開裂的部位，也應考慮由于地基的沉降而引起的薄弱環節，要對其加以解決。

4.2 施工方案的預防

施工方案主要應確定一定的澆筑量、施工縫間距。在夏季施工，則應采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度,采取良好的施工方案與預防措施，對控制混凝土裂縫有著很大的關系。

4.3 施工質量方面的預防

施工階段是裂縫預防的主要階段，95%的裂縫是由于施工質量原因引起的，如果我們在平時的施工中嚴把質量關，降低裂縫的發生，則在使用階段開裂的可能性也就小了。在施工中要注意以下幾個方面：選擇混凝土合適的配合比，既要滿足強度、施工要求，還要考慮防止裂縫產生的需要選擇適當水灰比。鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固，以免施工中發生變形,鋼筋上的污物和氧化層要清除，以免影響黏結力,澆筑和振搗操作要合理。

4.4 養護方面的預防

養護的目的是使混凝土正常硬化，使其強度不斷增長，不受或少受外界影響。關鍵是設法使混凝土溫度慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程的溫差。

5.結語

混凝土裂縫的存在是普遍現象，而好多混凝土結構的破壞也都是從裂縫開始的，所以必須認真研究、分析其成因，針對性的采取相應的處理措施，并在后續的施工中采取有效的預防措施，才能保證混凝土結構的正常使用。