淺談混凝土產(chǎn)生裂縫原因及防治措施

【摘要】隨著國家加大對建筑的投入，混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位，而在現(xiàn)場施工中，混凝土的裂縫較為普遍，盡管我們在施工中采取各種措施，小心謹(jǐn)慎，但裂縫仍然時有出現(xiàn)，本文著重論述了混凝土產(chǎn)生裂縫的原因和的解決策略，提出了控制和防治裂縫的措施。

【關(guān)鍵詞】混凝土；裂縫；防治措施

1.裂縫的原因分析

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)生的原因可分為以下幾種：

（1）混凝土在凝結(jié)硬化的時，由于干燥收縮會引起的體積變形受到約束時，就可能產(chǎn)生干縮裂縫。這種裂縫的寬度有時會很大，甚至?xí)灤┱麄€構(gòu)件。

（2）大體積混凝土體積龐大，混凝土澆筑后釋放出大量水化熱， 由于體積較大，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。

（3）在厚度較大的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落遭到模板或頂部鋼筋的抑制，凝土澆筑后數(shù)小時，即可發(fā)生這種裂縫。

（4）當(dāng)有約束時，混凝土熱漲冷縮性質(zhì)所產(chǎn)生的體積漲縮，受約束力的局限變形得不到滿足，在內(nèi)部就會產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。

（5）混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等發(fā)生反應(yīng)，生成出的膠狀堿—硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。

（6）在炎熱的夏季和大風(fēng)天氣，混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，造成混凝土內(nèi)部水化熱過高，在混凝土澆筑數(shù)小時后仍處于塑性狀態(tài)，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：例如：構(gòu)件在超出設(shè)計的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)件受到強迫變形，而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，就有可能會產(chǎn)生裂縫，隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會進(jìn)一步擴大。

（9）當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護層厚度有限，特別是當(dāng)混凝土密實性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于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的多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。而在施工過程中，我們最為常見的多是因溫度而引起的裂縫。

2.裂縫的修補措施

國內(nèi)外修補裂縫的方法很多，歸納起來主要有以下三大類：

2.1開槽法修補裂縫

開槽法修補法是裂縫封堵中經(jīng)常使用的一種方法，該法適合于修補較寬裂縫大于0.5mm，材料的配合比為：采用環(huán)氧樹脂：聚硫橡膠：水泥：砂=10：3：12.5：28.首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度（約0.4斤丙酮就可以了）。及時將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內(nèi)，一組砂漿的整個施工過程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養(yǎng)護即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時以內(nèi)及時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養(yǎng)護。

2.2低壓注漿法修補裂縫

低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理—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，先要在裂縫位置上貼醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補縫器活塞，使?jié){液通過注漿嘴壓入裂縫，當(dāng)相鄰的嘴中流出漿液時，就可拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。

2.3結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能時，就要考慮從力學(xué)的角度采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面積，在構(gòu)件的角部處包型鋼，采用預(yù)應(yīng)力法加固，粘貼鋼板加固，增設(shè)支點加固以及噴射混凝土補強加固等。結(jié)構(gòu)加固法牽涉到對結(jié)構(gòu)的形態(tài)和受力方式的改變，因此在運用時應(yīng)該先跟設(shè)計及監(jiān)理進(jìn)行溝通，找出原因，通過受力計算后提出解決方案，在經(jīng)過綜合論證認(rèn)為可行后才付諸實施。

3.裂縫的防治措施

由于水化熱產(chǎn)生的升溫較高、降溫幅度大、速率快，使混凝土產(chǎn)生較大的溫度和收縮應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此，為防治水化熱引起的裂縫，施工前應(yīng)計算計升溫峰值、內(nèi)外溫差及降溫速率，制定相應(yīng)的技術(shù)措施，防止和控制溫度裂縫，確保工程質(zhì)量。

3.1降低混凝土入模溫度

（1）降低原材料進(jìn)入攪拌機的溫度如夏季在水箱內(nèi)加冰塊，降低水溫；粗骨料遮陽防曬，并灑冷水降溫；細(xì)骨料遮陽防曬；散裝水泥提前儲備，避免新出廠水泥溫度過高。采取以上措施最大限度降低混凝土出機溫度。

（2）夏季，混凝土運輸車加保溫套或?qū)摅w噴淋冷水降溫。混凝土泵送管道遮陽防曬。

（3）混凝土澆筑作業(yè)面遮陽，減少混凝土冷量損失。

3.2降低混凝土水化熱

（1）選擇中低熱品種水泥，優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥。

（2）利用混凝土后期強度用，R60或R90替代R28作為設(shè)計強度。

（3）摻人一定比例的粉煤灰。

（4）摻人高效減水劑。

（5）摻加緩凝劑。

3.3摻UEA膨脹劑

摻人UEA膨脹劑，在最初14天潮濕養(yǎng)護中，使混凝土體積微膨脹，補償混凝土早期失水收縮產(chǎn)生的收縮裂縫。

3.4采用二次抹壓技術(shù)

混凝土大模振搗，表層刮平抹壓1～2小時后，即在混凝土初凝前在混凝土表面進(jìn)行二次抹壓，消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮產(chǎn)生的表面裂縫，增加混凝土內(nèi)部的密實度。但是，二次抹壓時間必須掌握恰當(dāng)，過早抹壓沒有效果；過晚抹壓混凝土已進(jìn)入初凝狀態(tài)，失去塑性，消除不了混凝土表面已出現(xiàn)的裂縫。

3.5混凝土自然養(yǎng)護

（1）保濕養(yǎng)護混凝土表面經(jīng)過二次抹壓后，立即對混凝土暴露面進(jìn)行緊密覆蓋（可采用蓬布、塑料布等進(jìn)行覆蓋），防止表面水份蒸發(fā)速度過快，保持混凝上處于潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護。特別是對于摻入UEA膨脹劑的混凝土，在最初14天內(nèi)，必須潮濕養(yǎng)護，方能促使膨脹劑充分發(fā)揮膨脹作用。

（2）每次混凝土澆筑完畢后，保濕養(yǎng)護根據(jù)混凝土絕熱溫升計算，確定中心最高溫度，按溫控技術(shù)措施，確定養(yǎng)護材料及覆蓋厚度和養(yǎng)護時間。

保溫養(yǎng)護的目的：①減少混凝土表面熱擴散，減少內(nèi)外溫度；②延緩散熱時間，控制降溫速率，有利于混凝土強度增長和應(yīng)力松馳，避免產(chǎn)生貫穿裂縫。養(yǎng)護一般不少于15天。

（3）在常溫季節(jié)，混凝土終凝后也可采取蓄水養(yǎng)護的辦法，替代前兩種保濕保溫養(yǎng)護辦法。根據(jù)混凝土內(nèi)外溫差數(shù)據(jù)，及時調(diào)整蓄水高度，也能收到預(yù)期效果。

4.結(jié)束語

雖然當(dāng)前學(xué)術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論理，但對于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，混凝土裂縫的產(chǎn)生，其內(nèi)因與外部條件，非常復(fù)雜，既有單一因素，也有綜合因素。因此，我們對某一種裂縫的產(chǎn)生，不應(yīng)孤立的看，應(yīng)綜合進(jìn)行分析研究，以確保混凝土的工程質(zhì)量，減少裂縫所造成的損失。

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