閆文輝

混凝土裂縫的防止與處理措施

閆文輝

針對(duì)建筑工程施工中混凝土的裂縫問(wèn)題進(jìn)行了分析,分別闡述了沉降裂縫、干縮裂縫、塑性收縮裂縫等不同裂縫產(chǎn)生的原因,并提出了各自相應(yīng)的預(yù)防措施及后期處理方法,以指導(dǎo)實(shí)踐,確保結(jié)構(gòu)安全。

混凝土裂縫,原因,預(yù)防措施

在建筑工程施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生是一種普遍現(xiàn)象,因此對(duì)混凝土裂縫的預(yù)防,以及產(chǎn)生后的修補(bǔ)處理是建筑生產(chǎn)過(guò)程中的普遍現(xiàn)象,應(yīng)有足夠的重視。在工程中完全消除裂縫是不可能的,但在施工過(guò)程中應(yīng)盡量采取有效的預(yù)防和技術(shù)保障措施來(lái)有效的控制裂縫的產(chǎn)生,盡量少產(chǎn)生或盡量減少裂縫寬度、深度,尤其要避免出現(xiàn)在關(guān)鍵部位。混凝土產(chǎn)生的裂縫主要有：1)沉降裂縫;2)干縮裂縫;3)塑性收縮裂縫;4)化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫;5)溫度裂縫。

1 沉降裂縫的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

沉降裂縫是由于基層的不均勻沉降或模板支撐間距過(guò)大或模板本身剛度不足等原因所致。預(yù)防的主要措施有：1)基土要分層夯實(shí)和加固;2)防止基底被水浸泡;3)保證模板有足夠的剛度,支撐間距要按計(jì)算模板方案操作;4)在凍土上搭設(shè)要采取一定的預(yù)防措施;5)注意拆模時(shí)間及順序。

2 干縮裂縫的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

國(guó)內(nèi)外研究資料表明,混凝土的干燥收縮也是混凝土特性之一,正是因?yàn)檫@一特征,能使混凝土密實(shí),提高混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力。但是干縮量超過(guò)一定程度就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

干縮裂縫的產(chǎn)生與使用材料、配合比、板塊尺寸、養(yǎng)護(hù)條件、外加劑等有密切關(guān)系,根據(jù)對(duì)干縮裂縫的認(rèn)識(shí),對(duì)其成因分述如下：

1)在冬季或夏季施工,往往由于養(yǎng)護(hù)不及時(shí),讓混凝土風(fēng)吹日曬,造成混凝土表面水分蒸發(fā)速度過(guò)快,超過(guò)了泌水速度,因而產(chǎn)生干縮裂縫。2)對(duì)于塑性混凝土來(lái)說(shuō),從凝結(jié)到硬化結(jié)束,就是早期收縮期間,也是混凝土快速失去塑性的過(guò)程。此時(shí),如果砂率過(guò)大,石料含泥量過(guò)多,或是采用干縮量較大的水泥,都會(huì)造成混凝土過(guò)量收縮而產(chǎn)生裂縫。

一切可能誘導(dǎo)“干裂”產(chǎn)生的因素,主要應(yīng)從以下三方面入手：

1)根據(jù)不同氣候條件,選用合理級(jí)配。正確選用水泥、石料、砂率、用水量、外摻劑等,從而減少干縮率,防止干縮裂縫。2)嚴(yán)格施工管理,防止水分過(guò)量蒸發(fā)。搗筑后,及時(shí)采用涼棚或其他遮蓋物,將混凝土覆蓋起來(lái),避免風(fēng)吹干燥,日光直接照射,進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期后,注意養(yǎng)生。3)不同外加劑及劑量,對(duì)混凝土干縮率有一定影響。因此,摻配外加劑前應(yīng)對(duì)干縮率作試驗(yàn),然后再確定是否摻配和摻配量。

3 塑性收縮裂縫的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

塑性收縮裂縫是由于混凝土表面失水過(guò)快引起的,一般在干熱、大風(fēng)天氣容易產(chǎn)生;影響的因素主要有水灰比、環(huán)境溫度、混凝土凝結(jié)時(shí)間、風(fēng)速及相對(duì)濕度等。

預(yù)防措施主要有：1)選用干縮性小、早期強(qiáng)度高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥;2)嚴(yán)格控制水灰比,添加高效減水劑,減少水泥用量和用水量;3)澆筑混凝土前澆水濕潤(rùn)基層和模板;4)及時(shí)養(yǎng)護(hù),避免高溫或大風(fēng)導(dǎo)致水分的過(guò)量快速蒸發(fā)。

4 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及預(yù)防措施

混凝土攪拌后堿性骨料產(chǎn)生的一些堿性離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),吸水體積增大,造成混凝土酥松、膨脹開(kāi)裂。這些裂縫一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)使用期間,一旦發(fā)生很難補(bǔ)救。主要預(yù)防措施有：1)選用低堿水泥、外加劑或堿活性小的骨料;2)添加外加劑降低堿骨料反應(yīng)。

5 溫度裂縫

水泥混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)。由于水泥水化作用是伴隨發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng),所以,在硬化的過(guò)程中釋放大量熱能,使溫度上升。經(jīng)參考有關(guān)實(shí)測(cè)資料,在通常溫度范圍內(nèi),混凝土溫度上升1℃,每米膨脹0.01mm。這種溫度變形,對(duì)大面積混凝土板塊極為不利?；炷谅访姘宓膬?nèi)部溫度增高有時(shí)可達(dá)到 40℃～60℃,使內(nèi)部混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹,而板面混凝土隨著晚上氣溫降低,濕水養(yǎng)護(hù)而冷卻收縮。內(nèi)部膨脹與外部收縮互相制約,產(chǎn)生很大拉應(yīng)力,而外部混凝土所受拉應(yīng)力一旦超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),板塊就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

經(jīng)幾年來(lái)現(xiàn)場(chǎng)觀察溫度裂縫的結(jié)果是：橫向裂縫多于縱向裂縫,板中裂縫多于板邊裂縫,縫寬大小不一,受溫度影響大。另外,在某些路段,因鋸縫不及時(shí),而在靠近設(shè)計(jì)伸縮縫處發(fā)生了走向較規(guī)則的溫度裂縫,這種情況在中國(guó)香港大道施工時(shí)曾多次出現(xiàn)。

對(duì)溫度裂縫的處理尚未較成熟的辦法。按常規(guī)整塊打掉,返工重澆,浪費(fèi)較大。我市常用辦法是用切割機(jī)垂直切除損壞部分,破除運(yùn)走,重新澆筑單層鋼筋混凝土,以保證損壞塊強(qiáng)度及穩(wěn)定性。對(duì)于溫度裂縫,應(yīng)該樹(shù)立以防為主的思想。在施工管理的過(guò)程中,積累了不少的好經(jīng)驗(yàn)和預(yù)防措施。主要有下面三條：

1)混凝土單位骨料用量愈大,其熱膨脹系數(shù)愈小。水泥漿含量愈多,則混凝土膨脹系數(shù)愈大。因此,合理選擇級(jí)配,采用水化熱較低水泥,減少水泥及用水量,降低混凝土膨脹值,是防止溫度裂縫的主要途徑。2)施工管理中,應(yīng)注意人工降溫措施,對(duì)表層混凝土采取保溫保濕防護(hù)措施,減少溫度變形。3)對(duì)于大面積混凝土路面施工,應(yīng)該做到及時(shí)鋸縫,這是防止溫度裂縫的有效措施。

以上是混凝土產(chǎn)生裂縫的一些具體原因及針對(duì)性事先控制裂縫產(chǎn)生的一些預(yù)防措施。但是在生產(chǎn)施工過(guò)程中并不是預(yù)防了就能絕對(duì)避免,只是減少發(fā)生的概率而已,因此裂縫的后期處理彌補(bǔ)就必不可少。

1)表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫,深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫,不漏水的裂縫,不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)(土工膜或其他防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。2)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等。混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補(bǔ)材料試驗(yàn);鉆心取樣試驗(yàn);壓水試驗(yàn);壓氣試驗(yàn)等。3)填充法用修補(bǔ)材料直接填充裂縫,一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫,作業(yè)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫,或是裂縫中有充填物,用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫,以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開(kāi) V形槽,然后作填充處理。4)灌漿法。灌漿法應(yīng)用范圍廣,從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。利用壓送設(shè)備(壓力0.2MPa～0.4MPa)將補(bǔ)縫漿液注入混凝土裂隙,達(dá)到閉塞的目的,該方法屬傳統(tǒng)方法,效果很好。也可利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入裂縫,不用電力,十分方便,效果也很理想。5)電化學(xué)防腐法。電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用,改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài),鈍化鋼筋,以達(dá)到防腐作用。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是比較常用的方法,這些方法受環(huán)境影響小,可以長(zhǎng)期防腐。6)混凝土置換法。對(duì)于損壞嚴(yán)重的混凝土,先將其剔除,后置換入新的混凝土或其他材料。常用普通混凝土、水泥砂漿、改性聚合物混凝土等置換?；炷亮芽p應(yīng)針對(duì)成因,貫徹預(yù)防為主的原則,完善設(shè)計(jì)及加強(qiáng)施工等方面的管理,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫數(shù)量和寬度,以確保結(jié)構(gòu)安全。

[1] 張小亮.混凝土裂縫成因分析及控制[J].山西建筑,2010, 36(4)：160-161.

On prevention of concrete cracks and its treatmentm easures

YAN Wen-hui

The paper analyzes the concrete cracks in the architectural projects,illustrates the reasons for various cracks,that is,the settlement cracks,the shrinkage cracks and the plastic shrinkage cracks,and points out the respective prevention measures and the treatmentmethods in later periods,so as to direct the practice and ensure the structure safety.

concrete cracks,reasons,preventionmeasures

TU755.7

A

1009-6825(2011)09-0110-02

2010-12-06

閆文輝(1979-),男,助理工程師,太原市政工程總公司,山西太原 030001