混凝土細縫的形成有、預(yù)防及補強

1.

前言在實際工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是一種非常普遍的現(xiàn)象，這不僅對構(gòu)筑物外觀產(chǎn)生較大影響,

同時對構(gòu)筑物的使用功能和耐久性產(chǎn)生影響,

嚴(yán)重時對構(gòu)筑物的安全性構(gòu)成威脅,

甚至于完全喪失其使用功能。目前，裂縫問題引起了人們的廣泛關(guān)注。

因此,

探討鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因和預(yù)防措施及其補救措施是很有必要的。2.鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的原因引起裂縫的原因是多方面的,例如外荷載的作用、濕度、溫度的變化、基礎(chǔ)不均勻沉降、混凝土的收縮徐變,構(gòu)件的配筋不合理以及施工方法不當(dāng)?shù)鹊榷加锌赡芤鸹炷翗?gòu)件的開裂，下面就工程中比較常見的裂縫進行闡述。2.1

塑性收縮裂縫塑性裂縫出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，形狀不規(guī)則且長短不一，這種裂縫+大多出現(xiàn)在混凝土澆筑初期。塑性裂縫又稱龜裂，嚴(yán)格說來屬于干縮裂縫，出現(xiàn)很普遍。產(chǎn)生這種裂縫的因素是多方面的：如當(dāng)新拌混凝土的坍落度較大，而振動時間過長時，水泥漿浮在上層，骨料下沉?xí)r受到鋼筋或其他物質(zhì)的約束，出現(xiàn)不均勻沉降，從而使混凝土的表層產(chǎn)生裂縫；澆筑

后混凝土表面沒有及時覆蓋，受風(fēng)吹日曬，表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇收縮，而此時混凝土早期強度不能抵抗這種變形應(yīng)力，因而開裂；使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，或使用過量的細砂和粉砂混凝土水灰比過大，也會導(dǎo)致這種裂縫出現(xiàn)。2.2

混凝土干縮引起的裂縫在混凝土硬化過程中，產(chǎn)生內(nèi)部干縮而引起體積變化，當(dāng)這種體積變化受到約束時，就可能產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫處在結(jié)構(gòu)的表面，較細，其走向縱橫交錯，沒有規(guī)律性。這類裂縫一般在混凝土露天養(yǎng)護完畢一段時間后，在表層或側(cè)面出現(xiàn)，并隨濕度和溫度變化而逐漸發(fā)展。如混凝土成型后，因養(yǎng)護不當(dāng)，受到風(fēng)吹日曬，使得表面水散發(fā)快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化很小，收縮也小，因而表面的收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土表面裂縫；或者構(gòu)件因水分蒸發(fā)產(chǎn)生體積收縮，受到地基或墊層的約束而出現(xiàn)干縮裂縫。此外，混凝土構(gòu)件長期露天堆放，表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變化；采用含泥量大的粉砂配制混凝土；混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層；用后張法預(yù)應(yīng)力制成的構(gòu)件，露天生產(chǎn)后長久不張拉等等，都會產(chǎn)生這種裂縫。2.3

溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時就會產(chǎn)生裂縫，在工程中，這類裂縫比較常見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫、大體積混凝土的裂縫。溫度裂縫大多發(fā)生在施工的中后期間，縫寬受溫度變化影響較明顯。表面溫度裂縫多緣于較大溫差。特別是大體積混凝土基礎(chǔ)在澆灌混凝土后，在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部的溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當(dāng)溫差出現(xiàn)非均勻變化時，如施工中過早拆除模板，冬季施工過早拆除保溫層，或受到寒潮襲擊，都會導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化，使其因降溫而收縮。此時，表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強度又很低，因此出現(xiàn)裂縫。但這種溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱。因此，這種裂縫只在接近表面較淺的范圍內(nèi)出現(xiàn)。深入和貫穿性的溫度裂縫多緣于結(jié)構(gòu)溫差大。如大體積混凝土凝結(jié)和硬化過程中，水泥和水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出大量的熱量，稱為“水化熱”，導(dǎo)致混凝土塊體溫度升高，當(dāng)混凝土塊體內(nèi)部的溫度與外部的溫度相差很大，以致所形成的溫度應(yīng)力或溫度變形超過混凝土當(dāng)時的抗拉強度或極限拉伸應(yīng)變，就會形成裂縫。2.4

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沉降不均勻時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強迫變形，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物中構(gòu)件與構(gòu)件之間產(chǎn)生斜拉和剪切作用，從而使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，隨著不均勻沉降的進一步發(fā)展，裂縫會進一步擴大。這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。

由于地基變形造成的應(yīng)力一般較大，因此裂縫裂縫寬度較大、多呈45°，并且通常是貫穿性的。2.5

荷載作用引起的裂縫構(gòu)件承受不同性質(zhì)的荷載作用，其裂縫形狀也不同，通常裂縫方向大致是與主拉應(yīng)力的方向正交。結(jié)構(gòu)受載后產(chǎn)生裂縫的因素很多，在施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受地震，脫模過早或方法不當(dāng)，構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當(dāng)，施工超載，張拉預(yù)應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。此外，因設(shè)計、材料、施工及使用等原因引起的裂縫，由于涉及的面很廣，內(nèi)容多，限于篇幅本文不作闡述。3.預(yù)防裂縫產(chǎn)生的措施從裂縫產(chǎn)生的原因可以看出，混凝土裂縫不僅取決于設(shè)計計算、材料的選用、也貫穿于混凝土的施工及使用過程，為了防止和減少混凝土的裂縫，可采取許多適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施。(1)

水泥盡量選用水化熱較低的水泥。骨料盡可能選擇非活性骨料，粗骨料宜選用表面粗糙、質(zhì)地堅硬、級配良好、空隙率和含砂率小的石料，細骨料宜選用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂，以提高混凝土抗裂強度。（2）根據(jù)地質(zhì)條件，選擇合理的基礎(chǔ)類型和結(jié)構(gòu)形式，以防產(chǎn)生不均勻沉降，開挖基槽時需注意不要擾動其原狀結(jié)構(gòu)。大體積混凝土應(yīng)采取合理的分層、分塊、分縫措施。如預(yù)先設(shè)置好必要的伸縮縫、變形縫和沉降縫，以減少溫度裂縫。（3）配制混凝土?xí)r，應(yīng)根據(jù)混凝土強度等級和質(zhì)量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，合理摻加減水劑，從而減小收縮和水化熱及減少混凝土坍落度。（4）混凝土澆筑時要防止離析現(xiàn)象，加強混凝土的澆灌振搗,提高密實度,有條件可采用兩次振搗技術(shù),改善混凝土強度,提高抗裂性。（5）加強混凝土早期養(yǎng)護，并適當(dāng)延長養(yǎng)護時間。當(dāng)表面發(fā)現(xiàn)微細裂縫時，應(yīng)及時抹壓一次，再覆蓋養(yǎng)護。（6）應(yīng)安排合理的拆模時間及順序,嚴(yán)格執(zhí)行混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范中規(guī)定的混凝土強度和工程設(shè)計要求。嚴(yán)禁混凝土構(gòu)件(尤其是懸挑構(gòu)件)

尚未達到規(guī)定的強度就拆除模板,以防裂縫產(chǎn)生。拆模的順序一般應(yīng)按照“先支的后拆,后支的先拆,先拆非承重部位,后拆承重部位”的原則。4.裂縫產(chǎn)生后常見的補救方法裂縫對鋼筋銹蝕和混凝土碳化、抗凍融，抗.疲勞性能及結(jié)構(gòu)承載能力等均有不良影響。因此，應(yīng)根據(jù)裂縫的性質(zhì)、大小、結(jié)構(gòu)受力情況和使用情況，區(qū)別對待,及時治理。4.1

表面修補法適用于對承載力沒有影響的表面裂縫及深進裂縫的處理,亦適用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。（1）表面涂抹水泥砂漿。將裂縫附近的混凝土表面鑿毛,或沿深進裂縫鑿成凹槽,掃除并灑水濕潤,先刷水泥凈漿1層,然后用水泥砂漿涂抹，并用鐵抹壓密抹光。（2）表面涂抹環(huán)氧膠泥。用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈,油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍,如表面潮濕,應(yīng)用噴燈烤干燥、預(yù)熱,以保證環(huán)氧膠泥與混凝土粘結(jié)良好,若基層難以干燥,則用環(huán)氧煤焦油膠泥(涂料)

涂抹。（3）表面涂刷油漆、瀝青。涂刷前,混凝土表面應(yīng)干燥。（4）表面鑿槽嵌補。沿混凝土裂縫鑿一條V

形或U

形深槽,

V

形槽用于一般裂縫的治理,U

形槽用于滲水裂縫的治理。槽內(nèi)嵌水泥砂漿或環(huán)氧膠泥、聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等,表面作砂漿保護層。4.2

內(nèi)部修補法用壓漿泵將膠結(jié)材料壓入裂縫中,由于其凝結(jié)、硬化而起到補縫作用,以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。這種方法適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響,或=有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料,可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿，對寬度小于0.5mm的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學(xué)灌漿。4.2.1一般用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的修補,主要施工程序是鉆孔、沖洗、止?jié){、堵漏、埋管、試水、灌漿。鉆孔孔距一般為1m～1.5m

,鉆孔軸線與裂縫呈30°～40°斜角,孔深應(yīng)穿過裂縫面0.5m以上,當(dāng)有兩排或兩排以上的孔時,宜交錯或呈梅花形布置；沖洗在鉆孔完畢后進行,其順序按豎向排列自上而下逐孔沖洗；止?jié){及堵縫是縫面沖洗干凈后,在裂縫表面用水泥砂漿(或環(huán)氧膠泥)

涂抹；埋管安裝前應(yīng)在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊,然后旋入孔中,孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其它材料塞緊,并用水泥砂漿或硫酸砂漿封堵，防止冒漿或灌漿管從孔口脫出；試水是用0.098MPa～0.196MPa

壓力水作滲水試驗,采用灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法,檢查裂縫和管路暢通情況,然后關(guān)閉排氣孔,檢查止?jié){堵漏效果,并濕潤縫面,以利于粘結(jié)；灌漿應(yīng)采用425

號以上的普通水泥,灌漿壓力一般為0.294MPa～0.491

MPa

,壓漿完畢時漿孔內(nèi)應(yīng)充滿灰漿,并填入濕凈砂,用棒搗實,每條裂縫應(yīng)按壓漿順序依次進行,當(dāng)出現(xiàn)大量滲露情況時,應(yīng)立即停止泵堵漏,然后繼續(xù)壓漿。4.2.2

化學(xué)灌漿化學(xué)灌漿能控制凝結(jié)時間,有較高粘結(jié)強度和一定的彈性恢復(fù)力,結(jié)構(gòu)整體性效果好,適用于各種情況下的裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應(yīng)根據(jù)裂縫性質(zhì)、裂縫寬度和干燥情況選用。常用的灌漿材料有環(huán)氧樹脂漿液(能修補縫寬0.2

mm以下的干燥裂縫)

、甲凝(能灌0.03

mm～0.1mm的干燥細微裂縫)

、丙凝(用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補,能灌0.1mm以下的細裂縫)等,環(huán)氧樹脂漿液具有粘結(jié)強度高、施工操作方便、成本低等優(yōu)點,應(yīng)用最廣。灌漿操作主要工序是表面處理(布置灌漿嘴和試氣)

、灌漿、封孔,一般采取騎縫直接用灌漿嘴施噴,不另設(shè)鉆孔。4.3

結(jié)構(gòu)補強加固法用錨桿、鋼板、鋼筋混凝土等材料對結(jié)構(gòu)作補強加固,

可扼制裂縫進一步發(fā)展,

恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。（1）錨桿常用水泥砂漿或樹脂灌注,

錨桿與縫面夾角越大越好。漿液凝固后,

錨桿成為結(jié)構(gòu)的一部分,

能增強結(jié)構(gòu)的承載能力。采用預(yù)應(yīng)力錨桿,

錨固作用更明顯,

甚至能使混凝土彌合。（2）鋼板補強法,

是將鋼板用粘合劑粘結(jié)在混凝土表面上,

再用錨桿安裝固定。為了結(jié)