混凝土是由水泥、細骨料、粗骨料、水和外加劑按照一定比例拌和而成的非勻質脆性材料,為工程中必不可少的建筑材料。
一、裂縫的種類
混凝土裂縫按深度不同分為表層裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫;按裂縫開度變化可分為死縫、活縫和增長縫;按產生原因分為干縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、超載裂縫、堿骨料反應裂縫等。
1、干縮裂縫
置于未飽和空氣中的混凝土因水分散失而引起的體積縮小變形,稱為干縮。干縮僅是混凝土收縮的一種,干縮擴散的速度比溫度的擴散速度要慢1000倍。正因為干縮擴散速度小,混凝土表面已干縮,而其內部不縮,這樣內部混凝土對表面混凝土干縮起約束作用,使混凝土表面產生干縮應力,當混凝土干縮應力大于混凝土抗拉強度時,混凝土就會產生裂縫,稱為干縮裂縫。
2、鋼筋銹蝕裂縫
混凝土中鋼筋發生銹蝕后,其銹蝕產生的體積比原來增長2-4倍,從而對周圍混凝土產生膨脹應力,當膨脹應力大于混凝土抗拉強度時,混凝土就會產生裂縫,稱為鋼筋銹蝕裂縫。鋼筋銹蝕裂縫一般都為沿鋼筋長度方向發展的順筋裂縫。
3、超載裂縫
當建筑物遭受超載作用時,其結構構件產生的裂縫稱為超載裂縫。此外,常見的混凝土裂縫還有地基不均勻沉陷裂縫、地基凍脹裂縫等。
4、堿骨料反應裂縫
堿骨料反應主要有堿-硅酸反應和堿-碳酸鹽反應,它們都是水泥中的堿和骨料中的某些活性物質如活性SiO2以及變形石英等發生反應而生成吸水性較強的凝膠物質,當反應物增加到一定數量,且有充足水時,就會在混凝土中產生較大的膨脹作用,導致混凝土產生裂縫,稱為堿骨料反應裂縫。
二、裂縫形成的原因分析
混凝土裂縫形成的原因非常復雜。往往是多種不利因素綜合作用的結果。據有關統計,施工不規范造成的混凝土裂縫占80%左右,材料質量差或配合比不合理產生的裂縫占15%左右,設計不當引起的裂縫可能占5%。
1、混凝土生產時原材料計量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據砂、石料的實際含水率及時調整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。此外,在混凝土運輸及泵送過程中加水的現象也比較普遍。
2、采用整體式鋼模板臺車施工。混凝土澆筑時不振搗或漏振,混凝土均質性差。
3、夏季施工時砂、石料露天堆放,無切實有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬季施工時采取的防寒保溫措施不力。
三、裂縫常見修補方法
裂縫修補除了以恢復防水性和耐久性為主要目的外,也可從結構安全及美觀角度出發而進行修補。在滿足修補目的的前提下,還必須考慮經濟性、明確修補范圍及修補規模等。
1、充填法
此法適合于修補較寬的裂縫(裂縫寬度大于0.5mm)-具體做法是沿裂縫處鑿U形或V形槽,槽頂寬約10cm,在槽中充填密封材料。充填材料可用水泥砂漿、環氧砂漿、彈性環氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結構中鋼筋已經銹蝕,則將混凝土鑿除到能夠充分處理已經生銹的鋼筋部分,將鋼筋除銹。然后進行防銹處理,再在槽中充填聚合物水泥砂漿或環氧樹脂砂漿等材料。對于活縫,沿裂縫走向開一個U形槽,槽底墊一層與混凝土不粘的材料。再填充彈性嵌縫材料,使其與槽兩側粘結。這樣嵌縫材料沿槽的整個寬度可自由變形,裂縫發生張拉變形對,不會把嵌縫材料拉開。
二、表面覆蓋法
這是一種在微細裂縫(一般寬度小于0.2mm)的表面上涂膜,以提高其防水性及耐久性為目的的修補方法,分為涂覆裂縫部分及全部涂覆2種方法。這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部,對延伸裂縫難以控制其變化。表面覆蓋法所用材料視修補目的及其建筑物聽處環境不同而異,通常采用彈性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工時,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,然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔,再用修補材料涂覆表面。
3、注入法
注入法分為壓力注入法與真空吸入法2種。壓力灌漿法適用于較深較細的裂縫,而真空注入法是利用真空泵使縫內形成真空,將漿材吸人縫內,該法適用于各種表面裂縫的修補。灌漿材料有水泥漿材、普通環氧漿材、彈性環氧漿材等。
(作者單位:150700 黑龍江省延壽縣中和灌區管理站)