現澆混凝土結構的裂縫及其處理方法研究

祝文慶

湯陰縣住房和城鄉建設局（456150）

現澆混凝土結構的裂縫及其處理方法研究

祝文慶

湯陰縣住房和城鄉建設局（456150）

本文主要從設計階段、材料、施工等方面探討混凝土結構裂縫形成的具體根源，提出相應的應對措施，希望可以為防止混凝土結構出現裂縫提供一些幫助。

混凝土；裂縫；措施

混凝土已經在工程建設中得到了普遍應用，但是在具體施工過程中，經常會出現的裂縫，這些裂縫成為鋼筋混凝土結構容易出現的質量通病。裂縫的出現，一方面能夠對觀感產生影響，同時會導致鋼筋銹蝕，建筑的穩定性與承載力下降。另一方面還能夠對建筑的整體性產生破壞，有時候還會引發非常嚴重的質量事故。

1 出現裂縫的根源

1.1 設計環節的原因

因設計不足導致的裂縫包括以下幾方面:第一，對構件施加預應力不合理。第二，結構構件截面突變導致應力集中，如果沒有妥善處理，就會導致構件出現裂縫。第三，沒有仔細研究混凝土構件的收縮變形。第四，鋼筋配置不科學。第五，各種類型的縫設置不科學，例如沉降縫、變形縫等，所形成的拉應力高于構件的抗力。第六，所使用的混凝土強度等級太高。

1.2 材料方面

1）骨料粒徑偏小。商品混凝土使用骨料的粒徑相對偏小，水用量相對較高?；炷林?，粗骨料主要用來制約水泥收縮，所以粒徑偏小與用量偏少的粗骨料不利于制約混凝土收縮,非常容易產生裂縫。

2）骨料含泥量過大。含泥量能夠減小骨料和水泥漿兩者的黏結，使得水泥的緊密度減小。含泥量愈大，混凝土收縮性愈高，就愈容易出現裂縫。

3）水泥品種不同。一般來說，在所有的水泥之中，普通硅酸鹽水泥收縮相對較大。為使施工進度加快，商品混凝土中的水泥量一般要大于普通混凝土，還添加一定的外加劑，因此水化速度相對較快，形成較多的水化熱，導致降溫的過程中由于自身約束造成溫度應力遠遠高于普通混凝土，形成和表面溫差較大的梯度而出現裂縫。

4）坍落度過大。商品混凝土具有相對較大的坍落度，因此其收縮值偏高，易于引起裂縫。

5）添加外加劑。商品混凝土攪拌的時候加入一定比例的外加劑，非常容易引起裂縫。

1.3 施工原因

現澆過程中，振搗不合理對混凝土的均勻性與密實性產生影響。終凝前沒有認真進行收光，商品混凝土含泥量高，坍落度大，表面收縮產生裂縫，這種現象在添加活性摻和料的混凝土中非常明顯。施工現場沒有做好養護，混凝土早期脫水，從而產生裂縫。結構受荷載過早，支撐拆除模板的時間太早。

2 控制裂縫出現的方法

出現裂縫影響結構的整體性與剛性，加快混凝土碳化、鋼筋銹蝕，還可以使混凝土抗疲勞能力等性能降低。所以，對于各種裂縫，應當選擇相應的方法進行處理，以確保建筑物結構質量。

2.1 表面修補法

1）將水泥砂漿涂抹在裂縫表面。施工過程中，鑿毛裂縫附近的混凝土表層，或將裂縫鑿成V型槽，清理干凈，灑上水將其浸濕，刷水泥漿一遍后涂抹水泥砂漿，然后把水泥砂漿抹光壓密。

2）表面涂抹環氧膠泥。在涂抹之前，先通過砂布、鋼絲等清理干凈表面。要是存在油污，就應當選擇丙酮或二甲苯把它清理干凈，或者通過噴燈烤干潮濕的表層,使環氧膠泥和混凝土能夠充分的黏結。要是基層潮濕，可以通過涂料進行涂抹處理。

3）當表面干燥之后，涂刷瀝青、油漆。

2.2 內部修補法

內部修補法是利用壓漿泵把膠結材料壓到裂縫里面,利用膠結材料凝結硬化的方式來修補，最終使結構具有較好的整體性。該方法對有防水防滲要求的裂縫修補時非常適用，在修補對整體性有影響的裂縫時也比較適用。通常情況下，灌漿膠結材料為水泥與化學材料，具體來說，應當根據施工狀況與裂縫的要求進行選擇。對于裂縫寬度在0.5 mm以下的通常選擇化學灌漿，超過0.5 mm的通常選擇水泥灌漿的方法。

1）水泥灌漿。通過該種方式修補大體積混凝土結構，其具體的操作步驟為:鉆孔、沖洗→止漿、堵漏→埋管、試水→灌漿。

通常情況下，鉆孔孔深往往要穿過裂縫面至少0.5 m，孔間距通常保持在1～1.5 m范圍內，鉆孔軸線和裂縫往往保持在30°～40°范圍之內。當按照裂縫的要求需2排及其以上的孔時，鉆孔布置則變成了交錯或梅花形。鉆孔工作結束以后應當沖洗孔，自上而下逐孔沖洗。當沖洗干凈后，通過環氧膠泥與水泥砂漿來涂抹裂縫表面，止漿、堵漏。埋管安裝之前需要將舊棉絮包在管外且用麻絲纏住，接著把它旋入鉆孔，用水泥砂漿封堵，防止從孔口冒漿。同時,還需進行滲水試驗，水壓力為0.098～0.196 MPa，通過灌漿孔壓水、排氣孔排水等技術對裂縫與管線通暢情況進行檢查，然后關閉排氣孔，對止漿堵漏狀況進行檢查，并且濕潤裂縫面，使其能夠充分黏結。灌漿過程中一般選擇普通水泥（425號以上），灌漿壓力保持在0.294～0.491 MPa范圍內，結束壓漿之后漿孔內應充滿灰漿，同時加上濕凈砂，然后用工具順次搗實。

2）化學灌漿?；瘜W灌漿具有彈性恢復力強、黏結強度高等特點，可以有效掌控凝結時間，具有更好的整體性結構效果。選擇灌漿材料，主要按照開裂性質、裂縫寬度、干燥狀況等作為依據。灌漿材料主要有環氧樹脂漿液、甲凝、丙凝等，其中，環氧樹脂漿液具有一系列優點，包括成本相對較低，便于進行施工，具有相對較高的黏結強度等，因此，該種材料在施工實踐中非常普及。

化學灌漿的操作步驟:處理表面，安排灌漿嘴、試氣，在此基礎上，實施灌漿、封孔等工作。通常情況下，通過用灌漿嘴騎縫直接施噴，不另設鉆孔。

2.3 結構補強加固法

當混凝土裂縫嚴重且對建筑結構性能產生影響的時候，應當對其實施補強加固措施，防止裂縫不再開裂，使其整體性恢復。通常情況下，選擇鋼板、錨桿等來進行。

1）選擇錨桿加固的時候，一般情況下，選擇樹脂或水泥砂漿當作灌注材料，錨桿和縫面兩者之間的夾角愈大愈好。等到灌漿漿液凝固后，錨桿就會和結構結合,還可以彌合混凝土，最終提高結構的承載能力。

2）鋼板補強法的步驟是，先利用黏合劑在混凝土表面上黏結鋼板，然后通過錨桿固定安裝。為取得充分的黏合效果，先固定鋼板，然后通過灌漿來充分彌合鋼板與混凝土兩者之間的孔隙。

3）鋼筋混凝土補強法是將鋼筋混凝土澆筑在原混凝土結構的表層，使裂縫封閉，增強其承載力，避免裂縫進一步蔓延。

2.4 混凝土置換法

混凝土置換法是對那些裂縫較為嚴重的結構所采取的一種技術。施工時將原有混凝土剔除，然后加上新材料。置換材料主要包括普通混凝土、水泥砂漿、聚合物或改性聚合物。

2.5 電化學防護法

電化學防護法是利用施加電場在介質中的電化學作用，將混凝土的環境狀態改變，鈍化鋼筋，從而實現防腐的目標。電化學防護法主要包括氯鹽提取法、陰極防護法、堿性復原法等，它們具有相對較高的適用性。電化學防護法具有一定的優勢，例如，長期防腐，受環境因素的影響相對較小，不僅能在已裂結構中使用，還能在新建結構中使用。

2.6 仿生自愈合法

仿生自愈合法模仿生物組織創傷部位自動分泌某種物質來使傷口愈合的機理，將特殊的材料添加到混凝土之中，例如含黏結劑的膠囊，通過這種材料，在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統，當混凝土產生裂縫的時候就能夠分泌出一定的液芯纖維，從而將裂縫愈合。

3 結語

總之，控制混凝土出現裂縫并非易事，離不開設計、施工、監理等諸多主體的積極配合。隨著對混凝土耐久性的探討和建筑施工技術與材料科學的發展，肯定能夠提出更多新的、有效的混凝土裂縫方法和技術。