混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及其控制措施探討

王 榮

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)能源工程有限公司，寧夏 銀川750011）

0 引言

混凝土裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重病害。混凝土早期表面裂縫在以后氣溫驟降形成的溫度應(yīng)力和外力作用下，表面裂縫可發(fā)展成具有破壞性的貫穿裂縫和深層裂縫。貫穿裂縫和深層裂縫會破壞結(jié)構(gòu)的整體性，改變混凝土的受力條件，從而有使局部甚至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能，嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量和運行安全性。

1 混凝土裂縫的成因

1）混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時，如干燥過快，則產(chǎn)生收縮裂縫，通常發(fā)生在表面上，裂縫不規(guī)則，寬度小。

2）水泥水化硬化時的裂縫。3）溫變裂縫。

4）設(shè)計欠周全。

5）施工質(zhì)量造成的裂縫。

6）在使用過程中，改變原來使用功能，將辦公室改為倉庫、屋面加層、使用不當(dāng)、增大梁上荷載等均會出現(xiàn)裂縫。

2 混凝土裂縫的分類

根據(jù)裂縫的成因情況，可將裂縫分為兩種類型：一類是由于材料、氣候等造成的一般塑性收縮裂縫、干縮裂縫等。這類裂縫一般對承載力影響較小，可作一般處理或不處理；另一類裂縫明顯影響了結(jié)構(gòu)的承載能力，隨著裂縫的擴(kuò)展和延伸，鋼筋達(dá)到屈服強度，受壓區(qū)混凝土應(yīng)變量增大，結(jié)構(gòu)剛度大大降低，構(gòu)件趨向破壞。此類裂縫必須及早采取加固補強，以滿足結(jié)構(gòu)安全需要。

3 混凝土裂縫的控制

3．1 嚴(yán)格控制原材料，減少混凝土自身收縮

1）水泥。水泥應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 175-92普通硅酸鹽水泥、GB 1344-92礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥。應(yīng)優(yōu)選普通硅酸鹽水泥，大體積混凝土應(yīng)選用發(fā)熱量較低的水泥，防止混凝土內(nèi)外溫差較大發(fā)生裂縫。

2）細(xì)骨料。細(xì)骨料宜選用中砂，細(xì)度模數(shù)控制在2.4～3.0。

3）粗骨料。粗骨料級配應(yīng)合理，減小粗骨料空隙率，在滿足施工要求前提下，粗骨料最大粒徑盡量增大，以節(jié)約水泥，提高混凝土密實度。控制粗骨料的針、片狀含量，減少混凝土的薄弱層面。

4）配合比。科學(xué)設(shè)計配合比，確定適宜的水灰比、水泥用量、砂率。

3.2 加強施工過程控制

1）拌和。拌制混凝土?xí)r，必須嚴(yán)格遵守試驗室簽發(fā)的配料單進(jìn)行配料，水、水泥、砂、石子均應(yīng)以重量計，不得以車、锨數(shù)計量。稱量偏差控制在允許偏差范圍內(nèi)。拌合程序和拌合時間應(yīng)通過試驗決定，并嚴(yán)格控制。

2）降低混凝土澆筑溫度。降低混凝土出機口溫度采取的主要措施為：預(yù)冷骨料、遮陽防曬、灑水降溫和加冰拌和。運輸時對運輸車進(jìn)行遮陽防曬和保溫措施。混凝土澆筑倉面要遮陽，減少混凝土冷量損失。

3）澆筑倉面控制。澆筑時應(yīng)嚴(yán)格控制以下幾方面：a.不合格料嚴(yán)禁入倉，入倉的不合格料要清除，嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水；b.每一澆筑層收倉要平整，不要出現(xiàn)臺階，否則相對應(yīng)的面層混凝土部位在氣溫驟降情況下，應(yīng)力集中易出現(xiàn)裂縫；c.振搗混凝土?xí)r以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，并開始泛漿為準(zhǔn)，防止漏振、過振，以防混凝土離析或不密實產(chǎn)生裂縫；d.因事故停倉，間歇時間不宜超過混凝土允許間歇時間，否則按施工縫處理，防止出現(xiàn)薄弱層；e.同一倉面嚴(yán)禁使用不同強度和不同水泥的混凝土。

4）二次抹壓。混凝土澆筑完畢，抹壓成型。在混凝土初凝前進(jìn)行二次抹壓，消除因混凝土干縮產(chǎn)生的裂縫。塑性收縮產(chǎn)生表面裂縫，以增加表面混凝土密實度。二次抹壓對消除以上原因產(chǎn)生的混凝土表面裂縫效果顯著。

5）高溫季節(jié)混凝土澆筑時間控制。澆筑時間應(yīng)盡量避開大風(fēng)、高溫天氣，趕在夜間或氣溫較低時進(jìn)行。否則應(yīng)在倉面上遮陽防曬，防止陽光直射倉面。

3．3 做好混凝土的養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)工作

1）澆筑完畢12 h后即可開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得少于7 d(抗?jié)B混凝土養(yǎng)護(hù)時間不得少于14 d）。高溫季節(jié)和重要部位應(yīng)適當(dāng)加長養(yǎng)護(hù)時間，并用保水材料覆蓋。嚴(yán)禁陽光直射新澆混凝土表面，充分養(yǎng)護(hù)是防止混凝土干縮裂縫的重要措施。

2）冬季澆筑混凝土拆模時間不宜過長，一般在5 d左右。拆模后應(yīng)立即對混凝土面進(jìn)行保溫。冬季混凝土嚴(yán)禁灑水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)采取噴涂養(yǎng)護(hù)劑、覆蓋保水材料等措施。

3）當(dāng)日平均氣溫在2 d～4 d內(nèi)連續(xù)下降6e～9e時，未滿28 d齡期混凝土表面必須進(jìn)行保溫，防止氣溫驟降出現(xiàn)裂縫。

4）應(yīng)避免混凝土結(jié)構(gòu)早齡期過水，過水會造成混凝土環(huán)境溫度驟降，極易出現(xiàn)溫度裂縫。

3．4 優(yōu)化設(shè)計

建筑平面應(yīng)規(guī)則，盡量避免平面形狀特變；混凝土中配筋率均應(yīng)符合規(guī)范要求。

4 混凝土裂縫的處理

4．1 不降低承載力的裂縫的處理方法

1）表面修補法。該法適用于縫較窄，用以恢復(fù)構(gòu)件表面美觀和提高耐久性時所采用，常用的是沿混凝土裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料，一般可用環(huán)氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。施工時先將混凝土表面用鋼絲刷打毛，清水洗凈干燥，將混凝土表面氣孔由油灰狀樹脂填平，然后在其上鋪設(shè)薄膜，如果單純以防水為目的，也可采用涂刷瀝青的方法。

2）充填法。當(dāng)裂縫較寬時，可沿裂縫混凝土表面鑿成V形或U形槽，使用樹脂砂漿材料進(jìn)行填充，也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。施工時，先將槽內(nèi)碎片清除，必要時涂底層結(jié)合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂輪或拋光機將表面磨光。

3）注入法。當(dāng)裂縫寬度較小且較深時，可采用將修補材料注入混凝土內(nèi)部的修補方法，首先裂縫處安設(shè)注入用管，其他部位用表面處理法封住，使用低粘度環(huán)氧樹脂注入材料，用電動泵或手動泵注入修補，此法在裂縫寬大于0.2 mm時，效果較好。

4.2 降低承載力的裂縫的處理方法

1）鋼箍加固法。此法適合于補強構(gòu)件內(nèi)特長箍筋及彎起筋不足，抗剪達(dá)不到要求的情況。具體方法是：用扁鋼或圓鋼制成垂直或斜形的鋼箍，兩端留有螺紋，套入鋼板后用螺母擰緊。

2）粘貼加固法。將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑粘結(jié)到構(gòu)件混凝土裂縫部位表面，使鋼板(或型鋼）與混凝土連接成整體共同工作。粘結(jié)前，鋼材表面進(jìn)行噴砂處理，混凝土表面刷凈干燥，粘結(jié)層厚度為3 mm左右。

3）構(gòu)件的三面或四面加做圍套法。在構(gòu)件的剛度、強度或剪力不足且相差較大的情況下，采用構(gòu)件的三面或四面加大，做鋼筋混凝土圍套加固較為適宜。

4）梁的單面加大截面法。單面加大截面法分兩種，即上面加高或下面加厚。梁的上面加高適用于梁的支座抗彎強度不足的加固，所加混凝土靠焊在原梁上部箍筋上的附加箍筋與原混凝土連接成整體，上部荷載靠附加縱筋承受。梁的下部加厚，適用于梁跨中抗彎不足加固，當(dāng)梁截面強度與要求相差不大時，可將梁下加厚80 mm～100 mm，配置新的縱筋與原鋼筋焊接，做法同三面圍套。當(dāng)梁的截面下部增加100 mm以上時，按計算配置縱筋和箍筋。

5 結(jié)束語

總之，混凝土的裂縫問題，是一個普遍存在的問題，而裂縫的解決也是一個較為棘手的問題，混凝土裂縫的產(chǎn)生若不加以預(yù)防采取措施解決，不僅影響到結(jié)構(gòu)的美觀，也可能影響到結(jié)構(gòu)的正常使用與耐久性，甚至?xí)绊懡Y(jié)構(gòu)的安全，危及人民的財產(chǎn)及生命安全。混凝土的裂縫問題也是施工中需要解決的重中之重的問題，直接關(guān)系到建筑工程質(zhì)量的好壞，往往會引起的投訴、糾紛、以及索賠要求等。

［1］建筑工程裂縫防治指南[S].中國建筑工業(yè)出版社,2005．

［2］張劍.淺談大體積混凝土裂縫控制[J].建筑與工程,2008(9)：134-135.