混凝土防裂技術(shù)措施

混凝土裂縫產(chǎn)生的原理與防御摘要：混凝土裂縫產(chǎn)生的原因諸多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不妥和化學(xué)作用引起的裂縫等等。在實(shí)際工程中要區(qū)別看待，根據(jù)實(shí)際狀況處理問題?！娟P(guān)鍵詞】：混凝土裂縫成因防御1.概述混凝土作為目前用量最大的一種建筑材料,現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)與民用建筑、水利、都市建設(shè)、農(nóng)林、交通及海港等工程?；炷磷畲蟮娜毕菥褪且桩a(chǎn)生裂縫。經(jīng)歷了混凝土的耐久性不良給人類帶來的巨大損失后,某些搞混凝土技術(shù)的研究人員對(duì)混凝土裂縫的形成,進(jìn)行了大量的研究和技術(shù)探討,提出處理混凝土裂縫的措施和意見,也獲得了較大的科研成果,盡量使混凝土的裂縫減少到最低范圍之內(nèi)。目前混凝土構(gòu)造裂縫問題,是混凝土工程建設(shè)普遍的技術(shù)問題,而混凝土構(gòu)造的破壞和建筑物的倒塌,也都是從構(gòu)造裂縫的擴(kuò)展開始而引起的,若出現(xiàn)裂縫,將會(huì)產(chǎn)生大量的滲水,使地下工程的使用性能減少或不能使用;而廠房和住宅、辦公樓的墻、板、柱、梁出現(xiàn)裂縫后,影響外觀,使用壽命,有嚴(yán)重裂縫的建筑物將會(huì)威脅到生命財(cái)產(chǎn)安全,故在某些施工驗(yàn)收規(guī)范和工程都是不容許混凝土構(gòu)造出既有明顯的裂縫。有關(guān)混凝土的研究及大量的混凝土工程實(shí)踐證明,混凝土裂縫是不可防止的。由于混凝土是多種材料構(gòu)成的一種混合體,且又是一種脆性材料,在受到溫度、壓力和外力的作用下,均有出現(xiàn)裂縫的也許性。就控制裂縫出現(xiàn)的措施進(jìn)行論述,以忘對(duì)工程中混凝土裂縫的治理有所協(xié)助。2.常見裂縫的產(chǎn)生與防止2.1干縮裂縫及防止干縮裂縫多出目前混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生重要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不一樣而導(dǎo)致變形不一樣的成果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對(duì)濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05~0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫一般會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕、影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生【水力劈裂】影響混凝土的承載力等等?；炷粮煽s重要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。重要防止措施：1.選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，減少水泥的用量；2.混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大,干縮越大，因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同步摻加合適的減水劑；3.嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對(duì)不能不小于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量；4.加強(qiáng)混凝土的初期養(yǎng)護(hù)，并合適延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。冬季施工時(shí)要合適延長混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)；5.在混凝土構(gòu)造中設(shè)置合適的收縮縫。2.2塑性收縮裂縫及防止塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm，較長的裂縫可達(dá)2~3ｍ，寬1~5mm。其產(chǎn)生的重要原由于：混凝土在終凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，導(dǎo)致毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵御其自身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的重要原因有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度等等。重要防止措施：1選用干縮值較小、初期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或一般硅酸鹽水泥；2嚴(yán)格控制水灰比，摻加高效減水劑來增長混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量；3澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透；4及時(shí)覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；5在高溫和大風(fēng)天氣設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。2.3沉陷裂縫及防止沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于構(gòu)造地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而導(dǎo)致不均勻沉降所致；或者由于模板剛度局限性，模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致，尤其是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土構(gòu)造產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，其走向與沉陷狀況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯(cuò)位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

重要防止措施：1對(duì)松軟土、填土地基在上部構(gòu)造施工前應(yīng)進(jìn)行必要的扎實(shí)和加固；2保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻；3防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡；4模板拆除的時(shí)間不能太早，且要注意拆模的先后次序；5在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采用一定的防止措施。2.4溫度裂縫及防止溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土構(gòu)造中。混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，（當(dāng)水泥用量在350～550

kg/m3，每立方米混凝土將釋放出17500～27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達(dá)70℃左右甚至更高）。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差導(dǎo)致內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不一樣，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實(shí)踐證明當(dāng)混凝土自身溫差到達(dá)25℃~26℃時(shí)，混凝土內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生大體在10MPa左右的拉應(yīng)力）。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫一般只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

溫度裂縫的走向一般無一定規(guī)律，大面積構(gòu)造裂縫?？v橫交錯(cuò)；梁板類長度尺寸較大的構(gòu)造，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或靠近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是一般中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，減少混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

重要防止措施：1盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等；2減少水泥用量,將水泥用量盡量控制在450kg/m3如下；3減少水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6如下；4改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,減少水化熱；5改善混凝土的攪拌加工工藝，在老式的"三冷技術(shù)"（水冷、冰涼、風(fēng)冷）的基礎(chǔ)上采用"二次風(fēng)冷"新工藝，減少混凝土的澆筑溫度；6在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，減少水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間；7高溫季節(jié)澆筑時(shí)可以采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，減少澆筑混凝土的溫度；8大體積混凝土的溫度應(yīng)力與構(gòu)造尺寸有關(guān)，混凝土構(gòu)造尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束；9在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道，通冷水或者冷氣冷卻，減小混凝土的內(nèi)外溫差；10加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控，及時(shí)采用冷卻、保護(hù)措施；11預(yù)留溫度收縮縫；12減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設(shè)5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷；13加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑后，及時(shí)用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，合適延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施，以防止寒潮襲擊；14混凝土中配置少許的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。2.5化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及防止堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土構(gòu)造中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。

混凝土拌和后會(huì)產(chǎn)生某些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸取周圍環(huán)境中的水而體積增大，導(dǎo)致混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)中混凝土構(gòu)造有效期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采用有效措施進(jìn)行防止。重要的防止措施：1選用堿活性小的砂石骨料；2選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑；3選用合適的摻和料克制堿骨料反應(yīng)。

由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄，有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導(dǎo)致混凝土脹裂，此種類型的裂縫多為縱向裂縫，沿鋼筋的位置出現(xiàn)。一般的防止措施有：1保證鋼筋保護(hù)層的厚度；2混凝土級(jí)配要良好；3混凝土澆注要振搗密實(shí)；4鋼筋表層涂刷防腐涂料。3裂縫處理裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)影響構(gòu)造的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、減少混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和詳細(xì)狀況我們要區(qū)別看待、及時(shí)處理，以保證建筑物的安全使用。

混凝土裂縫的修補(bǔ)措施重要有如下某些措施：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌逢封堵法，構(gòu)造加固法，混凝土置換法，電化學(xué)防護(hù)法以及仿生自愈合法。

3.1表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種簡樸、常見的修補(bǔ)措施，它重要合用于穩(wěn)定和對(duì)構(gòu)造承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。一般的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同步為了防止混凝土受多種作用的影響繼續(xù)開裂，一般可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

3.2灌漿、嵌逢封堵法

灌漿法重要合用于對(duì)構(gòu)造整體性有影響或有防滲規(guī)定的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是運(yùn)用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一種整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種措施，它一般是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以到達(dá)封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

3.3構(gòu)造加固法

當(dāng)裂縫影響到混凝土構(gòu)造的性能時(shí)，就要考慮采用加固法對(duì)混凝土構(gòu)造進(jìn)行處理。構(gòu)造加固中常用的重要有如下幾種措施：加大混凝土構(gòu)造的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

3.4混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效措施，此措施是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：一般混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

3.5電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防腐是運(yùn)用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，變化混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以到達(dá)防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種措施。這種措施的長處是防護(hù)措施受環(huán)境原因的影響較小，合用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂構(gòu)造也可用于新建構(gòu)造。

3.6仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理措施，它模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土的老式組分中加入某些特殊組分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊)，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

4結(jié)

論

裂縫是混凝土構(gòu)造中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)減少建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，并且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，減少材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別看待，采