淺談如何有效控制混凝土裂縫

摘要：本文對(duì)混凝土裂縫的分類、成因進(jìn)行分析，指出砼裂縫的預(yù)防措施和修補(bǔ)措施。

關(guān)鍵詞：裂縫 成因 措施

1 混凝土裂縫的分類

從裂縫外觀可分成微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。

微觀裂縫是指肉眼看不到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，但是要比肉眼可見的即宏觀裂縫多得多。

這種砼本身固有的微觀裂縫，在荷載不超過設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下，一般視為無害。用實(shí)體顯微鏡觀察、X射線或超聲波探測(cè)儀等物理檢驗(yàn)手段都可鑒定出這種裂縫。另外一種最直接的方法就是用滲水觀察，一定壓力的水可以從砼內(nèi)部的裂縫中滲透出來。

宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，并且認(rèn)為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無害的，但是這里必須有個(gè)前提，即裂縫不再擴(kuò)展，為最終寬度。

宏觀裂縫可分為以下幾種：

1.1 收縮裂縫：在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀，很少交*。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構(gòu)件，特別是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物，影響更大。如不加以防止，可能會(huì)造成嚴(yán)重后果。

1.2 超載裂縫：砼構(gòu)件超荷載使用時(shí)，造成變形、失穩(wěn)或因疲勞等原因產(chǎn)生裂縫。一般均發(fā)生在構(gòu)件受彎矩最大的部位，成條狀，但分布不象收縮裂縫那樣均勻，擴(kuò)展方向也相反，一般沿受力鋼筋垂直方向或斜向發(fā)展。產(chǎn)生超載裂縫的原因，往往是施工階段在構(gòu)件上不適當(dāng)?shù)厥┘邮┕ず奢d或者是上部建筑過早施工。另外，溫度應(yīng)力影響也是原因之一。

1.3 沉降裂縫：因地基差異沉降或構(gòu)件接合不良、剪應(yīng)力超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度而產(chǎn)生的一種砼裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎(chǔ)與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成30°~40°角方向發(fā)展，寬度因荷載大小而異，與成降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且極難處理。因此必須在設(shè)計(jì)上采取有效措施，施工、使用中也要加強(qiáng)觀測(cè)、監(jiān)視。

1.4 龜裂裂縫：施工階段因配料、攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù)等各環(huán)節(jié)的操作不當(dāng)均能產(chǎn)生，其中以養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)為關(guān)鍵。裂縫成龜殼狀或散射狀，無規(guī)律，長(zhǎng)度、寬度也不一致。

1.5 疏松裂縫：砼澆筑時(shí)因下料不均，致使砼材料離析，或因漏振、過振而產(chǎn)生的疏松狀態(tài)裂縫。如果它延續(xù)到砼表面，當(dāng)然容易發(fā)現(xiàn)，如果只產(chǎn)生在砼內(nèi)部，則不能直接表現(xiàn)出來。這種疏松帶長(zhǎng)度不等，視下料或振搗情況而異。

2 裂縫產(chǎn)生成因

砼裂縫成因很多，但可以主要?dú)w納為以下幾方面：

2.1 設(shè)計(jì)原因

①設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中斷面突變，導(dǎo)致應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。

②設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過大等)。

③設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)。

④設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。

2.2 材料原因

①粗細(xì)集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

②混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。

③水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大，粉煤灰及礬土水泥收縮值較小，快硬水泥收縮大。

④水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開裂影響很大。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大，越易開裂。

2.3 混凝土配合比原因

①設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)。

②配合比中水灰比(水膠比)過大。

③單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。

④配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。

⑤配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。

2.4 施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因

①現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

②對(duì)大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

③大體積混凝土澆注，對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

④現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

3 砼裂縫預(yù)防措施

根據(jù)砼裂縫成因，采取適當(dāng)措施進(jìn)行預(yù)防要比事后補(bǔ)救有效的多。也就是說采取以防為主的方法，歸納起來，可以從以下幾個(gè)方面著手：

①設(shè)計(jì)方面

在設(shè)計(jì)上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開裂越有利。

②施工操作方面

良好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意，一般來說，因盡量留在變截面處，或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū)，確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制砼入模溫度。

③質(zhì)量控制方面

由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個(gè)問題：首先砼要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強(qiáng)度要求、施工要求，還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比，在滿足強(qiáng)度要求的原則下，盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固，以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除，以免影響粘結(jié)力。第三是澆筑、振搗操作合理，特別是振搗操作技術(shù)，往往不被人們重視。過分地振搗對(duì)砼均勻性有害，振搗不足也不能保證砼應(yīng)有的密實(shí)度，要恰到好處。

④養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)的目的是使砼正常硬化，強(qiáng)度增長(zhǎng)，不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使砼溫度級(jí)慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫差。以便減小溫度應(yīng)力，阻力裂縫的產(chǎn)生。

常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法是噴水，對(duì)一般砼結(jié)構(gòu)，減小表面收縮，防止龜裂是可行的。大體積砼由于塊體內(nèi)外溫度不一致，強(qiáng)度增長(zhǎng)不同，常常是在強(qiáng)度增長(zhǎng)慢的表面開裂，其養(yǎng)護(hù)就不能只滿足于用常規(guī)方法。具體說，盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時(shí)回填，避開外界氣候的影響，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以砼強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的階段為準(zhǔn)，即7至28天，最好能長(zhǎng)些。

4 砼裂縫常見修補(bǔ)方法

4.1 壓力注漿法修補(bǔ)裂縫

①機(jī)械動(dòng)力法：利用壓送設(shè)備（壓力0.2~0.4Mpa）將補(bǔ)縫漿液注入砼裂隙，達(dá)到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，效果很好。

②低壓注漿法：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。

4.2 開槽填補(bǔ)法修補(bǔ)裂縫

沿砼裂縫開鑿成槽，用聚合物水泥砂漿將其填補(bǔ)封閉的方法稱為開槽填補(bǔ)修補(bǔ)法。適用于結(jié)構(gòu)允許開槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫，如墩臺(tái)或路面砼的裂縫。

4.3 涂膜封閉法修補(bǔ)裂縫

在砼表面涂刷防水涂膜以封閉微細(xì)裂縫的修補(bǔ)方法稱涂膜封閉法，適用于寬度小于0.2mm的微細(xì)裂縫的修補(bǔ)。