小議混凝土裂縫的成因與裂縫修補(bǔ)

周美容 戴麗

摘 要：現(xiàn)如今，大多數(shù)工程施工中都存在混凝土裂縫的問(wèn)題，其造成的影響非常嚴(yán)重，必須要引起施工單位的重視，否則不僅影響施工質(zhì)量，而且威脅施工人員和業(yè)主的生命財(cái)產(chǎn)安全，甚至?xí)o施工企業(yè)帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失。文章首先介紹混凝土裂縫的常見類型及成因，然后分析混凝土裂縫的預(yù)防措施，最后提出混凝土裂縫的修補(bǔ)方法。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；成因；裂縫修補(bǔ)

中圖分類號(hào)：TU755.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）02-0145-02

Abstract： Nowadays， the problem of concrete cracks exists in most engineering construction， and the influence caused by it is very serious. The construction units must pay attention to it， otherwise， it will not only affect the construction quality， but also the construction quality. Moreover， it threatens the safety of life and property of construction personnel and owners， and even brings great economic losses to construction enterprises. This paper first introduces the common types and causes of concrete cracks， then analyzes the preventive measures of concrete cracks， and finally puts forward the methods for repairing concrete cracks.

Keywords： concrete crack； cause of formation； crack repair

混凝土是一種由多種材料混合成的非均質(zhì)脆性材料，這些材料主要包括水泥、粗細(xì)骨料以及水等等。因?yàn)榛炷磷冃巍⑹┕さ葐?wèn)題，導(dǎo)致混凝土裂縫成為工程中的主要病害。微小的裂縫不會(huì)降低施工質(zhì)量，但是如果裂縫較寬，就會(huì)使得混凝土出現(xiàn)鋼筋銹蝕的情況，影響其耐久性，降低其外型美觀度，從而導(dǎo)致其無(wú)法正常使用。因此，必須要進(jìn)一步分析混凝土裂縫的成因，并且采取預(yù)防措施和修補(bǔ)措施。

1 混凝土裂縫的常見類型及成因

1.1 混凝土塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫是混凝土自身收縮導(dǎo)致的裂縫，這些塑性裂縫大多數(shù)出現(xiàn)于剛澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)物暴露在空氣里的上表層。由于塑性收縮主要是指混凝土在終凝前，表面因失水速度相對(duì)較快而出現(xiàn)的收縮。[1]一般來(lái)說(shuō)，收縮的關(guān)鍵影響因素是混凝土里的水泥用量與用水量，混凝土中水泥用量和用水量越多，混凝土結(jié)構(gòu)的收縮就會(huì)越來(lái)越大。由于混凝土自身在慢慢硬化和散熱中，會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大的收縮應(yīng)力，當(dāng)在混凝土終凝前很少會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度或者強(qiáng)度較小，或者在混凝土終凝后強(qiáng)度較小的時(shí)候，受到很大風(fēng)力或者高溫的影響，混凝土結(jié)構(gòu)物表面失水速度偏快，讓混凝土體積快速收縮，而這時(shí)混凝土強(qiáng)度又難以抵擋混凝土自身引起的收縮應(yīng)力，自然就出現(xiàn)裂縫。其實(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)塑性收縮裂縫的因素主要包括水灰比、混凝土的相對(duì)溫度以及風(fēng)速等等。

1.2 混凝土溫差裂縫

混凝土溫差裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物因內(nèi)外部的溫差偏大而出現(xiàn)裂縫。溫差裂縫的關(guān)鍵成因是水泥水化熱造成的混凝土結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部的溫差偏大。[2]特別是一次澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)物，很有可能會(huì)出現(xiàn)混凝土溫差裂縫。

1.3 混凝土安定性裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)安定性裂縫具體體現(xiàn)在龜裂，關(guān)鍵成因是混凝土自身內(nèi)部的水、水泥以及混凝土等包含不安定因素導(dǎo)致的。

1.4 混凝土結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)失誤而導(dǎo)致的裂縫

為了追求完美的混凝土結(jié)構(gòu)外觀樣式，表面存在較多凹凸角，造成的凹角應(yīng)力過(guò)于集中有可能造成裂縫出現(xiàn)；有些長(zhǎng)度超長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)物，容易出現(xiàn)裂縫。另外，由于涉及的承重厚度較小，剛度不強(qiáng)，鋼筋受壓混凝土應(yīng)力和受拉鋼筋應(yīng)力加大，使得構(gòu)件引起穿透性的裂縫。

2 混凝土裂縫的預(yù)防措施

2.1 混凝土配合比例的選材

其一，水泥在條件允許的情況下，首先應(yīng)該選擇具有膨脹性或者收縮性較小的水泥牌子，科學(xué)的搭配混凝土強(qiáng)度等級(jí)和水泥強(qiáng)度等級(jí)兩者之間的關(guān)系。通常，水泥強(qiáng)度比有關(guān)規(guī)定要求的混凝土強(qiáng)度要高出一個(gè)等級(jí)。在工程施工現(xiàn)場(chǎng)的拌合場(chǎng)，應(yīng)該設(shè)置和工程施工進(jìn)度、施工規(guī)模相符合的水泥罐，必須要使用同一種牌子的同一種水泥，嚴(yán)禁將不同牌子的水泥放在一起混用。其二，混凝土絕對(duì)體積的75%均是骨料。因此，對(duì)混凝土所需的骨料進(jìn)行選擇時(shí)，必須要選擇膨脹系數(shù)相對(duì)較小、巖石彈膜不高、表面清潔沒有弱包裹層、級(jí)配較好的骨料。[3]由于骨料顆粒級(jí)配不好或者骨料含泥量較大或者采取不適合的間斷級(jí)配，往往會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮的加大，造成裂縫的出現(xiàn)。細(xì)骨料砂不只是要滿足級(jí)配細(xì)度模數(shù)要求，還可以適當(dāng)放松對(duì)細(xì)粉含量的要求，有助于提升混凝土工作性，加強(qiáng)混凝土的抗裂性和抗?jié)B性。很多研究和試驗(yàn)結(jié)果顯示，一般細(xì)骨料中細(xì)粉比例控制16%左右。其三，選擇外摻膠凝材料的時(shí)候，盡可能選擇水泥顆粒和細(xì)度相似的，燒失量較小，含堿量和含硫量相對(duì)較低，需水量不大的，在很大程度上可以減少終凝材料體系的水化熱，提升混凝土的抗拉強(qiáng)度，有效控制堿骨料的反應(yīng)，將其剛拌混凝土的泌水量等等。[4]以上這些都有助于提升混凝土的抗裂性。其四，選擇外加劑的時(shí)候，應(yīng)該選擇減水、膨脹復(fù)合型的外加劑，這樣不僅可以提高混凝土的抗裂性，而且可以降低混凝土的膠凝材料用量以及水用量。

2.2 混凝土施工階段

在混凝土施工澆筑中必須要進(jìn)行振搗，才可以保證其密實(shí)度，所以一旦插入或者振搗有誤、振搗棒抽搐較快或者漏振，會(huì)直接導(dǎo)致混凝土的密實(shí)性下降，造成裂縫的出現(xiàn)。因此，在振搗過(guò)程中，必須要嚴(yán)格的控制振搗時(shí)間，應(yīng)保持均勻以混凝土表面泛漿為最佳。間隔距離也要保持均勻，以振搗范圍或振搗力度重疊的1/2為最佳，澆筑完成后，混凝土表面必須要保持平整和壓實(shí)，避免混凝土表面有裂縫現(xiàn)象。[5]此外，施工規(guī)范要求澆筑混凝土的過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行分層澆筑和分層流水振搗，而且要確保在下層混凝土初凝前上層混凝土已經(jīng)密切結(jié)合。防止出現(xiàn)縱向施工裂縫、提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗堿性能，提升結(jié)構(gòu)物的抗變形。

2.3 混凝土的溫度控制

其一，在混凝土高溫澆筑過(guò)程中降低澆筑弧度，采取搭設(shè)遮陽(yáng)板或者借助澆筑層面散熱等方式對(duì)混凝土的溫度上升激進(jìn)型控制，減少澆筑混凝土的溫度。比如：對(duì)于大體積的混凝土，由于結(jié)構(gòu)尺寸和溫度應(yīng)力是存在密切的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)尺寸變大，應(yīng)力就會(huì)變大，所以應(yīng)該將水管埋設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)物中，直接通入到循環(huán)冷水中降低溫度，使得混凝土的內(nèi)部溫差和外部溫度減少，降低約束性。其二，拌合混凝土的時(shí)候，可以添加適量的水使得碎石冷卻，以此減少混凝土的出機(jī)溫度和預(yù)留溫度之間的收縮比例。其三，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)物的溫度氧化，在混凝土結(jié)構(gòu)物澆筑工作全部完成后，必須要及時(shí)使用浸過(guò)水濕潤(rùn)的麻片以及草簾進(jìn)行覆蓋，而且噴灑適量的水達(dá)到養(yǎng)護(hù)的效果，也可以將養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)，以此保證混凝土表面溫度慢慢冷卻。[6]對(duì)于長(zhǎng)期暴露的混凝土結(jié)構(gòu)表表面，在冬季必須要采取有效的保溫策略，而且采取一些措施避免寒潮帶來(lái)的不良影響。

3 混凝土裂縫的修補(bǔ)方法

以上是混凝土裂縫的類型、成因以及預(yù)防措施，我們可以結(jié)合其成因進(jìn)行控制。修補(bǔ)方式有以下幾種：

3.1 樹脂灌注法與聚合物浸入法

在裂縫灌注材料中環(huán)氧樹脂是很常見的。其具備較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，而且可以抵擋混凝土所碰到的很多化學(xué)侵蝕，樹脂能夠灌入到約0.04mm的裂縫。除了有些特殊性的環(huán)氧樹脂，在裂縫有滲漏工藝、活躍性強(qiáng)時(shí) ，一般不能采取樹脂關(guān)注法。其二，重力深入法。粘度較低的液態(tài)樹脂可以用于密封橋面以及路面超過(guò)0.2mm的裂縫。在裂縫表面涂抹適量的樹脂，或沿著水平放在裂縫四周搭建臨時(shí)的圍堤，讓裂縫表面都有樹脂。

3.2 開槽法

這種修補(bǔ)裂縫方法適用于寬度超過(guò)0.5mm的裂縫。修補(bǔ)裂縫所使用的材料配合比例是：環(huán)氧樹脂聚硫橡膠、水泥和砂的比例分別是9.5：11.5：26。修補(bǔ)裂縫的方法是：首先，采用人工的方法，將曬干篩選后的水泥、沙按照規(guī)定的比例進(jìn)行調(diào)配，將其均勻的攪拌。然后，根據(jù)比例將聚硫橡膠和環(huán)氧樹脂進(jìn)行均勻的攪拌，而且將其添加到已經(jīng)攪拌好的水泥和沙中，再采用人工的方式進(jìn)行攪拌。[7]最后，使用微量的丙酮將已經(jīng)攪拌完成的砂漿稀釋到適合的稠度，并立即使用橡膠桶將其裝進(jìn)已經(jīng)開鑿?fù)瓿伞⑶逑锤蓛簟⒋蹈傻幕炷凌彶劾锩妫瑢?shí)施嵌入。從最初拌合砂漿到嵌入到混凝土裂縫里面，一組砂漿的施工全過(guò)程必須要在25秒左右完成，嵌入后實(shí)行砂漿養(yǎng)護(hù)，在砂漿嵌入到裂縫槽里面處理完成后兩個(gè)小時(shí)以內(nèi)，及時(shí)使用麻袋或者毛氈將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿修補(bǔ)處進(jìn)行覆蓋，待其完全初凝后，再采用水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.3 聚合物浸漬法

單體能夠迅速的修復(fù)裂縫。一個(gè)單體系統(tǒng)，即一種液體，其包含可以形成固體塑料的有機(jī)小分子。通常，單體的揮發(fā)性、易燃性以及毒性都是不同的，并且無(wú)法和水進(jìn)行混合。其具備良好的流動(dòng)性，能夠浸入大量的干燥混凝土。[8]可以用于修補(bǔ)混凝土裂縫，近似于水。適用于浸漬的單體系統(tǒng)包含引發(fā)劑及基本單體。也可以包含交聯(lián)劑。在加熱的過(guò)程中，單體聚合在一個(gè)位置，就會(huì)形成一種使用壽命長(zhǎng)、非常堅(jiān)硬的塑料體，這樣在很大程度上加強(qiáng)混凝土的使用性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

在混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫是一種常見的現(xiàn)象，其出現(xiàn)不僅會(huì)減弱建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致鋼筋被銹蝕，混凝土被碳化，縮短材料的使用壽命，降低其承載力，所以必須要根據(jù)相關(guān)的要求進(jìn)行施工，保證施工質(zhì)量，盡量的減少混凝土裂縫出現(xiàn)。對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行仔細(xì)的探究，采取適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行有效處理，而且在整個(gè)施工過(guò)程中采取科學(xué)的策略來(lái)避免混凝土裂縫出現(xiàn)，確保建筑物的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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[4]李淑琴.水工混凝土裂縫的成因和修補(bǔ)處理分析[J].科技資訊，2009（04）：100.

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[6]石杰，李月明，朱光華.鋼筋混凝土橋梁裂縫成因及修補(bǔ)措施[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2008（15）：208+216.