混凝土裂縫的原因分析、修補(bǔ)及防治措施

1、混凝土裂縫的原因分析、修補(bǔ)及防治措施摘要:混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問(wèn)題,使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見(jiàn)的工程病害?；炷亮芽p有表面裂縫、貫穿裂縫和深層裂縫三種。貫穿裂縫,無(wú)論對(duì)壩體的整體受力,還是防滲效果的影響比之淺層表面裂縫的危害都大得多。表面裂縫也可能成為深層裂縫的誘發(fā)因素,對(duì)壩體的抗風(fēng)化能力和耐久性有一定影響。由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。關(guān)鍵

2、詞:混凝土裂縫;混凝土裂縫的原因分析;混凝土裂縫的修補(bǔ);混凝土裂縫的防治措施一、裂縫的原因分析由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所受外界影響的不同,混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,水工建筑物產(chǎn)生裂縫主要有以下幾種:1、混凝土在硬化的過(guò)程中,由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大,甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。2、大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā),導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大,使混凝土的形變超過(guò)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受到模板或頂部鋼筋的抑制,在澆搗后數(shù)小時(shí)會(huì)發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。4、當(dāng)有約束時(shí),混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮

3、,因?yàn)槭艿郊s束力的限制,在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力,由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低,容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂,從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽(yáng)暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見(jiàn)的現(xiàn)象。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起反應(yīng),析出的膠狀堿硅膠從周?chē)橘|(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、在炎熱的大風(fēng)天氣,混凝土表面水分蒸發(fā)較過(guò)快,造成混凝土內(nèi)部水化熱過(guò)高,在混凝土澆筑數(shù)小時(shí)后仍處于塑性狀態(tài),易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。7、構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫,例如:構(gòu)件在超出設(shè)計(jì)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

4、、當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷,就有可能會(huì)產(chǎn)生裂縫,隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展,裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)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(hù)層厚度有限,特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良,環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹,生成氧化鐵,氧化鐵的體積比原來(lái)金屬的體積大的多,鐵銹體積膨脹,對(duì)周?chē)炷翑D壓,使混凝土脹裂。而在施工過(guò)程中,我們最為常見(jiàn)的多是因溫度而引起的裂縫?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束,又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混

5、凝土的抗裂能力時(shí),即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕,表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束,也往往導(dǎo)致裂縫?；炷潦且环N脆性材料,抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右,短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有(0.61.0×104,長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有(1.22.0×104.由于原材料不均勻,水灰比不穩(wěn)定,及運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象,在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上

6、的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力,因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。二、裂縫的修補(bǔ)措施國(guó)內(nèi)外修補(bǔ)裂縫的方法很多,歸納起來(lái)主要有以下三大類(lèi):(一開(kāi)槽法修補(bǔ)裂縫該法適合于修補(bǔ)較寬裂縫大于0.5mm,材料的配合比為:采用環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入

7、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(shí)將已拌好的改性環(huán)氧樹(shù)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(kāi)始拌和到嵌入混凝土縫內(nèi),一組砂漿的整個(gè)施工過(guò)程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養(yǎng)護(hù)即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時(shí)以?xún)?nèi)及時(shí)用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂砂漿進(jìn)行覆蓋,待完全初凝后,開(kāi)始用水養(yǎng)護(hù)。(二低壓注漿法修補(bǔ)裂縫低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)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(shí),先要在裂縫位臵上貼醫(yī)用白膠布,再用窄

8、毛刷沾漿沿裂縫來(lái)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(bǔ)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(huà),半天就可注漿。操作時(shí)先用補(bǔ)縫器吸取注漿液,插入注漿嘴,用手推動(dòng)補(bǔ)縫器活塞,使?jié){液通過(guò)注漿嘴壓入裂縫,當(dāng)相鄰的嘴中流出漿液時(shí),就可拔出補(bǔ)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(gè)注漿。為了保證漿液充滿(mǎn),在注漿后約半小時(shí)可以對(duì)每個(gè)注漿嘴再次補(bǔ)漿。(三表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫這是一種在微細(xì)裂縫(一般寬度小于0.2mm的表面上涂膜,以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩

9、種方法,這種方法的缺點(diǎn)是修補(bǔ)工作無(wú)法深入到裂縫內(nèi)部,對(duì)延伸裂縫難以追蹤其變化。表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及建筑物所處環(huán)境不同而異,通常采用彈性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘貼等。施工時(shí),首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛,清除表面附著物,用水沖洗干凈后充分干燥,然后用樹(shù)脂充填混凝土表面的氣孔,再用修補(bǔ)材料涂覆表面。三、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(jì)算升溫峰值、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。(一降低混凝土入模溫

10、度(1降低原材料進(jìn)入攪拌機(jī)的溫度如夏季在水箱內(nèi)加冰塊,降低水溫;粗骨料遮陽(yáng)防曬,并灑冷水降溫;細(xì)骨料遮陽(yáng)防曬;散裝水泥提前儲(chǔ)備,避免新出廠水泥溫度過(guò)高。采取以上措施最大限度降低混凝土出機(jī)溫度。(2夏季,混凝土運(yùn)輸車(chē)加保溫套或?qū)摅w噴淋冷水降溫。混凝土泵送管道遮陽(yáng)防曬。(3混凝土澆筑作業(yè)面遮陽(yáng),減少混凝土冷量損失。(二降低混凝土水化熱（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(qiáng)度用，R60 或 R90 替代 R28 作為設(shè)計(jì)強(qiáng)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。 （三）摻 UEA 膨脹劑摻人 UEA 膨 脹劑，在最初 1

11、4 天潮濕養(yǎng)護(hù)中，使混凝土體積微膨脹，補(bǔ)償 混凝土早期失水收縮產(chǎn)生的收縮裂縫。 （四）采用二次抹壓技 術(shù)混凝土大模振搗，表層刮平抹壓 12 小時(shí)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(shí)度。但 是，二次抹壓時(shí)間必須掌握恰當(dāng)，過(guò)早抹壓沒(méi)有效果；過(guò)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。 （五）混凝土自然養(yǎng)護(hù) 1、保濕養(yǎng)護(hù)混凝土 表面經(jīng)過(guò)二次抹壓后，立即覆蓋塑料薄膜，防止表面水份蒸 發(fā)，保持混凝上處于潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)。特別是對(duì)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(hù)，方能促使 膨脹劑充分發(fā)揮膨脹作用。2、保濕養(yǎng)護(hù)根