現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及其處理方法研究

祝文慶

湯陰縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局（456150）

現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及其處理方法研究

祝文慶

湯陰縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局（456150）

本文主要從設(shè)計(jì)階段、材料、施工等方面探討混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的具體根源，提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，希望可以為防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫提供一些幫助。

混凝土；裂縫；措施

混凝土已經(jīng)在工程建設(shè)中得到了普遍應(yīng)用，但是在具體施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的裂縫，這些裂縫成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)的質(zhì)量通病。裂縫的出現(xiàn)，一方面能夠?qū)τ^感產(chǎn)生影響，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕，建筑的穩(wěn)定性與承載力下降。另一方面還能夠?qū)ㄖ恼w性產(chǎn)生破壞，有時(shí)候還會(huì)引發(fā)非常嚴(yán)重的質(zhì)量事故。

1 出現(xiàn)裂縫的根源

1.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的原因

因設(shè)計(jì)不足導(dǎo)致的裂縫包括以下幾方面:第一，對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不合理。第二，結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面突變導(dǎo)致應(yīng)力集中，如果沒(méi)有妥善處理，就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。第三，沒(méi)有仔細(xì)研究混凝土構(gòu)件的收縮變形。第四，鋼筋配置不科學(xué)。第五，各種類型的縫設(shè)置不科學(xué)，例如沉降縫、變形縫等，所形成的拉應(yīng)力高于構(gòu)件的抗力。第六，所使用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)太高。

1.2 材料方面

1）骨料粒徑偏小。商品混凝土使用骨料的粒徑相對(duì)偏小，水用量相對(duì)較高。混凝土之中，粗骨料主要用來(lái)制約水泥收縮，所以粒徑偏小與用量偏少的粗骨料不利于制約混凝土收縮,非常容易產(chǎn)生裂縫。

2）骨料含泥量過(guò)大。含泥量能夠減小骨料和水泥漿兩者的黏結(jié)，使得水泥的緊密度減小。含泥量愈大，混凝土收縮性愈高，就愈容易出現(xiàn)裂縫。

3）水泥品種不同。一般來(lái)說(shuō)，在所有的水泥之中，普通硅酸鹽水泥收縮相對(duì)較大。為使施工進(jìn)度加快，商品混凝土中的水泥量一般要大于普通混凝土，還添加一定的外加劑，因此水化速度相對(duì)較快，形成較多的水化熱，導(dǎo)致降溫的過(guò)程中由于自身約束造成溫度應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通混凝土，形成和表面溫差較大的梯度而出現(xiàn)裂縫。

4）坍落度過(guò)大。商品混凝土具有相對(duì)較大的坍落度，因此其收縮值偏高，易于引起裂縫。

5）添加外加劑。商品混凝土攪拌的時(shí)候加入一定比例的外加劑，非常容易引起裂縫。

1.3 施工原因

現(xiàn)澆過(guò)程中，振搗不合理對(duì)混凝土的均勻性與密實(shí)性產(chǎn)生影響。終凝前沒(méi)有認(rèn)真進(jìn)行收光，商品混凝土含泥量高，坍落度大，表面收縮產(chǎn)生裂縫，這種現(xiàn)象在添加活性摻和料的混凝土中非常明顯。施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有做好養(yǎng)護(hù)，混凝土早期脫水，從而產(chǎn)生裂縫。結(jié)構(gòu)受荷載過(guò)早，支撐拆除模板的時(shí)間太早。

2 控制裂縫出現(xiàn)的方法

出現(xiàn)裂縫影響結(jié)構(gòu)的整體性與剛性，加快混凝土碳化、鋼筋銹蝕，還可以使混凝土抗疲勞能力等性能降低。所以，對(duì)于各種裂縫，應(yīng)當(dāng)選擇相應(yīng)的方法進(jìn)行處理，以確保建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

2.1 表面修補(bǔ)法

1）將水泥砂漿涂抹在裂縫表面。施工過(guò)程中，鑿毛裂縫附近的混凝土表層，或?qū)⒘芽p鑿成V型槽，清理干凈，灑上水將其浸濕，刷水泥漿一遍后涂抹水泥砂漿，然后把水泥砂漿抹光壓密。

2）表面涂抹環(huán)氧膠泥。在涂抹之前，先通過(guò)砂布、鋼絲等清理干凈表面。要是存在油污，就應(yīng)當(dāng)選擇丙酮或二甲苯把它清理干凈，或者通過(guò)噴燈烤干潮濕的表層,使環(huán)氧膠泥和混凝土能夠充分的黏結(jié)。要是基層潮濕，可以通過(guò)涂料進(jìn)行涂抹處理。

3）當(dāng)表面干燥之后，涂刷瀝青、油漆。

2.2 內(nèi)部修補(bǔ)法

內(nèi)部修補(bǔ)法是利用壓漿泵把膠結(jié)材料壓到裂縫里面,利用膠結(jié)材料凝結(jié)硬化的方式來(lái)修補(bǔ)，最終使結(jié)構(gòu)具有較好的整體性。該方法對(duì)有防水防滲要求的裂縫修補(bǔ)時(shí)非常適用，在修補(bǔ)對(duì)整體性有影響的裂縫時(shí)也比較適用。通常情況下，灌漿膠結(jié)材料為水泥與化學(xué)材料，具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工狀況與裂縫的要求進(jìn)行選擇。對(duì)于裂縫寬度在0.5 mm以下的通常選擇化學(xué)灌漿，超過(guò)0.5 mm的通常選擇水泥灌漿的方法。

1）水泥灌漿。通過(guò)該種方式修補(bǔ)大體積混凝土結(jié)構(gòu)，其具體的操作步驟為:鉆孔、沖洗→止?jié){、堵漏→埋管、試水→灌漿。

通常情況下，鉆孔孔深往往要穿過(guò)裂縫面至少0.5 m，孔間距通常保持在1～1.5 m范圍內(nèi)，鉆孔軸線和裂縫往往保持在30°～40°范圍之內(nèi)。當(dāng)按照裂縫的要求需2排及其以上的孔時(shí)，鉆孔布置則變成了交錯(cuò)或梅花形。鉆孔工作結(jié)束以后應(yīng)當(dāng)沖洗孔，自上而下逐孔沖洗。當(dāng)沖洗干凈后，通過(guò)環(huán)氧膠泥與水泥砂漿來(lái)涂抹裂縫表面，止?jié){、堵漏。埋管安裝之前需要將舊棉絮包在管外且用麻絲纏住，接著把它旋入鉆孔，用水泥砂漿封堵，防止從孔口冒漿。同時(shí),還需進(jìn)行滲水試驗(yàn)，水壓力為0.098～0.196 MPa，通過(guò)灌漿孔壓水、排氣孔排水等技術(shù)對(duì)裂縫與管線通暢情況進(jìn)行檢查，然后關(guān)閉排氣孔，對(duì)止?jié){堵漏狀況進(jìn)行檢查，并且濕潤(rùn)裂縫面，使其能夠充分黏結(jié)。灌漿過(guò)程中一般選擇普通水泥（425號(hào)以上），灌漿壓力保持在0.294～0.491 MPa范圍內(nèi)，結(jié)束壓漿之后漿孔內(nèi)應(yīng)充滿灰漿，同時(shí)加上濕凈砂，然后用工具順次搗實(shí)。

2）化學(xué)灌漿。化學(xué)灌漿具有彈性恢復(fù)力強(qiáng)、黏結(jié)強(qiáng)度高等特點(diǎn)，可以有效掌控凝結(jié)時(shí)間，具有更好的整體性結(jié)構(gòu)效果。選擇灌漿材料，主要按照開裂性質(zhì)、裂縫寬度、干燥狀況等作為依據(jù)。灌漿材料主要有環(huán)氧樹脂漿液、甲凝、丙凝等，其中，環(huán)氧樹脂漿液具有一系列優(yōu)點(diǎn)，包括成本相對(duì)較低，便于進(jìn)行施工，具有相對(duì)較高的黏結(jié)強(qiáng)度等，因此，該種材料在施工實(shí)踐中非常普及。

化學(xué)灌漿的操作步驟:處理表面，安排灌漿嘴、試氣，在此基礎(chǔ)上，實(shí)施灌漿、封孔等工作。通常情況下，通過(guò)用灌漿嘴騎縫直接施噴，不另設(shè)鉆孔。

2.3 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固法

當(dāng)混凝土裂縫嚴(yán)重且對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)其實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)加固措施，防止裂縫不再開裂，使其整體性恢復(fù)。通常情況下，選擇鋼板、錨桿等來(lái)進(jìn)行。

1）選擇錨桿加固的時(shí)候，一般情況下，選擇樹脂或水泥砂漿當(dāng)作灌注材料，錨桿和縫面兩者之間的夾角愈大愈好。等到灌漿漿液凝固后，錨桿就會(huì)和結(jié)構(gòu)結(jié)合,還可以彌合混凝土，最終提高結(jié)構(gòu)的承載能力。

2）鋼板補(bǔ)強(qiáng)法的步驟是，先利用黏合劑在混凝土表面上黏結(jié)鋼板，然后通過(guò)錨桿固定安裝。為取得充分的黏合效果，先固定鋼板，然后通過(guò)灌漿來(lái)充分彌合鋼板與混凝土兩者之間的孔隙。

3）鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)法是將鋼筋混凝土澆筑在原混凝土結(jié)構(gòu)的表層，使裂縫封閉，增強(qiáng)其承載力，避免裂縫進(jìn)一步蔓延。

2.4 混凝土置換法

混凝土置換法是對(duì)那些裂縫較為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)所采取的一種技術(shù)。施工時(shí)將原有混凝土剔除，然后加上新材料。置換材料主要包括普通混凝土、水泥砂漿、聚合物或改性聚合物。

2.5 電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防護(hù)法是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，將混凝土的環(huán)境狀態(tài)改變，鈍化鋼筋，從而實(shí)現(xiàn)防腐的目標(biāo)。電化學(xué)防護(hù)法主要包括氯鹽提取法、陰極防護(hù)法、堿性復(fù)原法等，它們具有相對(duì)較高的適用性。電化學(xué)防護(hù)法具有一定的優(yōu)勢(shì)，例如，長(zhǎng)期防腐，受環(huán)境因素的影響相對(duì)較小，不僅能在已裂結(jié)構(gòu)中使用，還能在新建結(jié)構(gòu)中使用。

2.6 仿生自愈合法

仿生自愈合法模仿生物組織創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)來(lái)使傷口愈合的機(jī)理，將特殊的材料添加到混凝土之中，例如含黏結(jié)劑的膠囊，通過(guò)這種材料，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)混凝土產(chǎn)生裂縫的時(shí)候就能夠分泌出一定的液芯纖維，從而將裂縫愈合。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，控制混凝土出現(xiàn)裂縫并非易事，離不開設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等諸多主體的積極配合。隨著對(duì)混凝土耐久性的探討和建筑施工技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展，肯定能夠提出更多新的、有效的混凝土裂縫方法和技術(shù)。