常見混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析及防治措施

陳傳林 寧 曦

常見混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析及防治措施

陳傳林 寧 曦

目前混凝土結(jié)構(gòu)在各種建筑行業(yè)普遍使用，混凝土澆筑施工過程中出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象也較為常見。混凝土產(chǎn)生裂縫的原因較多，裂縫按照產(chǎn)生的原因可分為三類常見裂縫，分別為收縮裂縫、沉陷裂縫和溫度裂縫，也有部分裂縫是以上兩種或者多種的綜合體。

一、裂縫產(chǎn)生的原因分析

下面就三種常見裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行簡單分析。

（1）收縮裂縫主要是混凝土干縮產(chǎn)生的裂縫。由于混凝土澆筑過程中經(jīng)過振搗，多余水分泛到混凝土表層，在混凝土終凝前其表層強(qiáng)度較低，表層水分通過高溫或者風(fēng)吹蒸發(fā)流失較快，造成混凝土毛細(xì)管中產(chǎn)生較大負(fù)壓而使混凝土體積收縮，表層混凝土干縮后形成裂縫。此類裂縫較細(xì)較淺，長短不一，形狀不規(guī)則。

（2）沉陷裂縫是由于地基基礎(chǔ)沉降或模板剛度不足等原因?qū)е虏痪鶆虺两担两挡课换炷两Y(jié)構(gòu)缺少必要的支撐，混凝土自重或者其上部荷載超過混凝土當(dāng)時(shí)齡期的抗折強(qiáng)度而斷裂，從而形成裂縫。此類裂縫多為貫穿性裂縫，裂縫走向與沉陷部位基本一致，其寬度隨著沉降量的增大而增大。

（3）溫度裂縫多在大體積混凝土表面或溫差變化較大的地方產(chǎn)生。在大體積混凝土澆筑后，混凝土硬化過程中，水泥產(chǎn)生大量的水化熱（據(jù)查閱，當(dāng)水泥用量在350～550kg/m3的混凝土中，產(chǎn)生的水化熱量約17500～27500kJ/m3，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高達(dá)65℃～70℃）。大體積混凝土內(nèi)部水化熱聚積導(dǎo)致內(nèi)部溫度較高而不易散發(fā)，而混凝土表面散熱較快，因此形成了內(nèi)外較大的溫差，表層混凝土收縮，內(nèi)部混凝土膨脹，從而表層混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土初期抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

另外在溫差變化較大的地方，混凝土澆筑后初期，由于沒采取較好的覆蓋保溫等措施，表面溫度急劇下降而產(chǎn)生收縮，表層收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過自身抗拉強(qiáng)度極限值而形成裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的部位產(chǎn)生。

溫度裂縫多發(fā)生在混凝土澆筑后水化熱散發(fā)的初、中期。溫度裂縫無一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯(cuò)，裂縫較淺。

二、裂縫產(chǎn)生的防治措施

根據(jù)以上分析，在混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)過程中及時(shí)采取相應(yīng)的措施就可以減少或避免裂縫的產(chǎn)生。

（1）為防止收縮裂縫產(chǎn)生，首先在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在保證混凝土性能和質(zhì)量的前提下，盡可能降低混凝土的單位用水量；其次控制混凝土的水灰比，降低混凝土的坍落度，合理摻加塑化劑和減水劑。另外，混凝土澆筑后及時(shí)排除表層泌水，覆蓋保水薄膜，避免水分蒸發(fā)過快，否則不但會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫同時(shí)還會(huì)影響表層混凝土強(qiáng)度。

（2）為防止沉陷裂縫的產(chǎn)生，在地基基礎(chǔ)部位嚴(yán)格控制地基基礎(chǔ)的承載力，同時(shí)保證地基基礎(chǔ)的均一性，對回填部位進(jìn)行夯實(shí)處理，達(dá)到承載力標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行混凝土澆筑。對臨時(shí)回填的部位要進(jìn)行預(yù)留沉降并留夠初期沉降時(shí)間后才可進(jìn)行混凝土澆筑。對模板支撐部位要加固牢固并經(jīng)檢查合格后才可進(jìn)行混凝土澆筑，模板支撐要滿足混凝土、鋼筋及人機(jī)等各種綜合荷載承載力要求后才可進(jìn)行混凝土澆筑。

（3）針對大體積混凝土的溫度裂縫，可以使用低水化熱的水泥，降低水化熱的產(chǎn)生；夏季澆筑時(shí)，控制砂石料及拌合用水溫度，最大限度地降低混凝土初始溫度，盡可能安排在夜間施工；白天施工時(shí)，在砂石料堆放場地設(shè)遮陽裝置，或用濕麻袋覆蓋，必要時(shí)向骨料噴冷水，通過水分蒸發(fā)降低骨料入機(jī)溫度。澆筑完成后及時(shí)保濕覆蓋，待初凝后，及時(shí)用濕麻袋覆蓋。冬季澆筑時(shí)，做好防凍處理措施，防止內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生溫度裂縫。根據(jù)氣溫選擇合適的時(shí)段進(jìn)行澆筑作業(yè)，不可避免須低溫澆筑時(shí)可采用溫水拌合，確保入倉混凝土溫度不低于5℃，冬季混凝土澆筑時(shí)利用原材料加熱及水泥水化熱蓄熱，并采取適當(dāng)保溫措施延緩混凝土冷卻，在混凝土溫度降到0℃以前達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度的施工方法。加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，混凝土盡可能晚拆模，由于冬季混凝土初凝時(shí)間較長，早期強(qiáng)度較遲，必要時(shí)加入早強(qiáng)劑和防凍劑，在混凝土終凝前進(jìn)行第二次或者第三次抹壓收光，隨即在混凝土表面覆蓋塑料薄膜，使混凝土內(nèi)蒸發(fā)的水分留在混凝土表面進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，在薄膜上再覆蓋草簾或者土工布等保溫材料。

三、裂縫處理方法

裂縫處理要根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)使用情況來確定，對于裂縫不影響結(jié)構(gòu)承載力等使用功能時(shí)，可采用表面封閉法、灌漿填充法、開槽修補(bǔ)法處理；對于裂縫影響結(jié)構(gòu)承載力時(shí)，要經(jīng)過設(shè)計(jì)復(fù)核，必要時(shí)要經(jīng)過專家討論研究，可采取粘貼加固法、圍護(hù)加固法處理。

1.表面修補(bǔ)法

對于寬度小于0.15mm無法使用材料填充的微縫，可以通過表面涂刷封閉材料的方式進(jìn)行處理，以提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防水性，避免水分浸入混凝土結(jié)構(gòu)使鋼筋銹蝕。表面封閉法施工時(shí)首先清洗處理干凈混凝土表面，待充分干燥后使用粘度相對較低的液態(tài)樹脂或表面涂料膠均勻地填充涂刷裂縫表面，形成對裂縫的封閉處理。

2.灌漿填充法

對于寬度介于0.15～0.5mm的裂縫，可采用一定壓力下將水泥或者環(huán)氧、甲凝類材料灌入裂縫內(nèi)部進(jìn)行填充固結(jié)到達(dá)修復(fù)目的，主要包括水泥灌漿以及化學(xué)灌漿兩種方式。灌漿填充法施工時(shí)首先清潔裂縫，其次確定灌漿口并封閉裂縫其他部位，接著安設(shè)底座及灌漿設(shè)備進(jìn)行壓力灌漿及封口，最后作業(yè)結(jié)束后清理灌縫表面的封縫膠。

3.開槽填補(bǔ)法

對于寬度超過0.5mm而且較長的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)表層裂縫，一般采用開槽填補(bǔ)的方式處理。其施工工藝為首先利用切割機(jī)沿裂縫發(fā)展方向?qū)⑵淝谐蒝型槽，其次將處理后的裂縫清洗干凈，接著將槽底通過水泥漿處理后分層填充環(huán)氧砂漿、水泥砂漿或者其他密封材料，密封裂縫后將混凝土結(jié)構(gòu)表面抹平壓實(shí)。

4.粘貼加固法

對于寬度超過1mm以上的深度裂縫，可將鋼板或者型鋼用改性環(huán)氧樹脂和粘接劑粘貼到結(jié)構(gòu)物裂縫部位表面，使鋼板或者型鋼與混凝土結(jié)構(gòu)物形成一體，對于水下部位結(jié)構(gòu)物處理時(shí)鋼板或型鋼必須進(jìn)行噴砂防銹處理。施工工藝為清潔裂縫及其兩側(cè)一定的粘貼范圍，晾干粘貼部位并對鋼板或型鋼進(jìn)行防銹處理，對粘貼部位進(jìn)行涂抹環(huán)氧樹脂和粘接劑，將鋼板或型鋼粘貼于裂縫處。

5.圍護(hù)加固法

對于較寬的貫穿裂縫，在出現(xiàn)裂縫的建筑物結(jié)構(gòu)外側(cè)包鋼筋混凝土或者鋼箍，以便增加結(jié)構(gòu)物的受力面積或防止裂縫擴(kuò)散，提高其承載力。加固時(shí)，盡可能使鋼筋混凝土或鋼箍與混凝土結(jié)構(gòu)物表面緊密接觸，一方面確保結(jié)構(gòu)物與加固件同時(shí)受力，另一方面防止裂縫擴(kuò)大。

四、結(jié)語

混凝土裂縫產(chǎn)生勢必會(huì)降低建筑物的性能，有的影響建筑物安全使用功能，有的會(huì)降低結(jié)構(gòu)物的耐久性，有的會(huì)降低結(jié)構(gòu)物的承載力。由于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因較多，因此在施工過程中需認(rèn)真對待每個(gè)細(xì)節(jié)，做好事前、事中和事后每個(gè)環(huán)節(jié)控制，就可以減少甚至避免混凝土裂縫的產(chǎn)生

（作者單位：淮河水利水電開發(fā)總公司 233001 淮委治淮工程建設(shè)管理局233001）