混凝土裂縫形成原因的分析及維修方案的具體操作

張春生

摘 ? ?要：工程中出現的混凝土裂縫一般分為表面不規則裂縫和局部貫穿性裂縫。這些裂縫的出現大大影響了房屋工程的使用功能、耐久性和安全性，所以我們要盡量避免混凝土裂縫的出現，混凝土裂縫形成的原因和控制措施則顯得尤為重要。

混凝土裂縫形成的原因可分為兩大類：一是由動、靜荷載和其他各種外荷載引起的裂縫;二是由混凝土內外溫差、收縮或地基不均勻沉降等變形荷載引起的裂縫。控制混凝土裂縫，必須從混凝土形成裂縫的幾個主要原因著手，才能有效地將裂縫控制在允許范圍內。一般分為四個控制階段：一是配合比的計算和試配階段的控制，二是混凝土出廠前原材料的控制，三是混凝土澆筑施工的控制，四是混凝土養護施工的控制。

關鍵詞：混凝土;裂縫;控制;維修

1 ? 混凝土裂縫的類型

混凝土裂縫的類型分為表面不規則裂縫和局部貫穿性裂縫。

1.1 ?表面不規則裂縫

表面不規則裂縫一般我們稱之為龜縫，這種裂縫不僅寬度比較大而且分布較密，但深度不大，經表面鏟除后沒有發現裂縫，大多是因為塑性收縮裂縫、養護不足或者拆模過早，對構件影響一般不大，而且比較容易處理。

1.2 ?局部貫穿性裂縫

局部貫穿性裂縫則一般發生在混凝土澆筑很長一段時間后（長則達到幾個月），經用測縫儀器檢測后發現裂縫寬度大部分在0.5mm～3mm范圍內，而深度最大可以貫穿混凝土截面，形成通透裂縫。這種通透裂縫不僅對工程的使用功能產生影響，而且會對工程的耐久性及安全性產生很大的影響。

2 ?混凝土裂縫形成原因的分類

混凝土裂縫形成的原因可分為兩大類：

一是由動、靜荷載和其他各種外荷載引起的裂縫。

二是由混凝土內外溫差、收縮或地基不均勻沉降等變形荷載引起的裂縫。

3 ?控制混凝土裂縫的四個階段

控制混凝土裂縫，必須從混凝土形成裂縫的幾個主要原因著手，才能有效地將裂縫控制在允許范圍內。一般分為四個控制階段。

3.1 ?配合比的計算和試配階段的控制

混凝土配合比的計算和試配應符合GJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》J，進行試配時應采用工程中實際使用的原材料。由于大體積混凝土各項指標要求較高，并采用泵送混凝土，因此合理設計配合比是有效控制和預防混凝土裂縫的前提。應根據工程所處條件，對砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進行優化設計，選擇最優方案。混凝土強度試驗時至少應采用三個不同的配合比，其中一個應為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比分別增加和減少0.05。用水量應與基準配合比相同，砂率分別增加和減少2%。

泵送混凝土配合比的計算和試配應符合下列規定：

（1）泵送混凝土的用水量與水泥和礦物摻合料的總量之比不宜大于0.6。

（2）泵送混凝土的水泥和礦物摻合料的總量不宜小于300kg/m3。

（3）泵送混凝土的砂率宜為35%～45%。

（4）摻用引氣型外加劑時，其混凝土含氣量不宜大于4%。

3.2 ?混凝土出廠前原材料的控制

所有進場的原材料砂、石子必須干凈、堅硬，其含泥量必須符合規范要求，泵送混凝土宜采用中砂，其通過0.315mm篩孔的顆粒含量不應少于15%，粗骨料宜采用連續級配，其針片狀顆粒含量不應大于10%，粗骨料的最大粒徑與輸送管徑之比宜符合表1的規定。

泵送混凝土應選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥，不宜采用火山灰質硅酸鹽水泥。

泵送混凝土應摻用泵送劑或減水劑，并宜摻用粉煤灰或其他活性礦物摻合料，其質量應符合國家現行有關標準的規定。

3.3 ?混凝土澆筑施工的控制

3.3.1 ?混凝土澆筑前準備工作

混凝土運至施工現場的和易性和坍落度必須滿足泵送要求，現場嚴禁人為加水，否則將造成混凝土強度降低，混凝土產生離析，容易出現裂縫。在施工過程中檢測混凝土坍落度和留好試塊并編號。

3.3.2 ?混凝土澆筑施工

混凝土振搗時應快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，做到均勻振實。振搗時振搗棒不得觸及鋼筋和模板，不正確的振搗方式會造成混凝土分層離析，表面浮漿而使混凝土面層開裂。混凝土澆筑完畢后，適時對混凝土進行提漿及二次摸壓，以保證混凝土面層的平整度及密實性。

3.4 ?混凝土養護施工的控制

混凝土澆筑完畢后的12小時以內對混凝土加以覆蓋和澆水，在炎熱夏季可縮短2～3小時，但不得早于8小時，因為澆筑完畢8小時以內的混凝土可能尚未達到終凝。混凝土澆水養護的時間不得少于7天，澆水次數根據現場情況，以能保持混凝土處于濕潤的狀態來決定。

4 ?混凝土裂縫維修方案的具體操作

我們項目部經過多年的施工經驗，總結混凝土裂縫維修方案的具體施工可以分為三大類。

4.1 ?環氧樹脂膠泥施工

混凝土表面出現不規則裂縫，一般我們稱之為龜縫，這種裂縫寬度≥1mm，深度不超過5mm，經表面鏟除后沒有發現裂縫，只要對封閉裂縫進行有效的處理，就不會對結構的安全產生影響，我們采用填入環氧樹脂膠泥修補方案施工。

4.1.1 ?基層處理

將混凝土表面裂縫用鏨子剔鑿成一個10mm寬、10mm深的V形槽，目的是使環氧樹脂膠泥與混凝土界面粘結牢固。用空氣壓縮機將裂縫附近80mm～100mm寬度范圍內的浮灰吹凈，用工業酒精擦凈V形槽兩側的浮灰。

4.1.2 ?封縫施工

基層必須保證干燥，用刮刀將環氧樹脂膠泥填入V形槽中，涂抹時，用刮刀均勻將環氧樹脂膠泥抹平，表面與混凝土表面平整。過24小時后，表面干透進行下一步石膏或膩子施工。

4.1.3 ?檢查和驗收

封縫施工結束后，施工人員自己先自查合格后，由項目部的技術、質量、生產人員進行檢查和驗收，驗收合格后，形成書面文件并進行下一道工序施工。

4.2 ?壓力灌縫施工

混凝土表面出現局部貫穿性裂縫，這種裂縫寬度<1mm且≥3mm，經表面鏟除后發現裂縫深度超過5mm或貫通裂縫，對于混凝土構件我們采用自動壓力灌漿器灌入改性樹脂，對裂縫進行修補的處理措施。我們項目部常用于墻面裂縫修補方案。

施工工藝流程為：裂縫處理→埋設灌漿嘴→封縫→密封檢查→配制漿液→灌漿→封口結束→檢查驗收

4.2.1 ?基層處理

對于混凝土構件上的裂縫，用鋼絲刷等工具，清除裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣、及松散層等污物，并用壓縮空氣將混凝土碎屑、粉塵清除干凈;然后再用毛刷蘸甲苯、酒精等有機溶液，把裂縫兩側20mm～30mm處擦洗干凈并保持干燥。

4.2.2 ?施工順序

先對樓板板面及樓板底面進行基底處理，然后在樓板上進行表面封閉埋設灌漿嘴底座，在板底進行裂縫表面封閉處理。

4.2.3 ?埋設灌漿嘴

在墻面裂縫交叉處、端部，均埋設灌漿嘴。間距25cm，在一條裂縫上必須有進漿嘴、排氣嘴、出漿嘴。埋設時，先在灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的環氧膠泥將灌漿嘴的進漿孔騎縫粘貼在預定的位置上。

4.2.4 ?封縫施工

采用環氧樹脂膠泥封縫，先在裂縫兩側（寬20-30mm）涂一層環氧樹脂基液，后抹一層厚1mm、寬20-30mm的環氧樹脂膠泥。抹膠泥時防止產生小孔和氣泡，同時要刮平整，保證封閉可靠。

4.2.5 ?試漏

裂縫封閉后進行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏時需待封縫膠泥達到一定強度后進行。試漏前沿裂縫涂一層肥皂水，從灌漿嘴通入壓縮空氣，凡漏氣處，應修補密封至不漏為止。

4.2.6 ?自動壓力灌漿器的使用方法

打開灌漿器的連接接頭，取出套筒中的內囊，將配置好的AB樹脂到入內囊，然后將其和連接接頭擰緊后整體放回套筒內并擰緊，最后將自動壓力灌漿器安裝在固定好的底座上，松開拉桿開始灌漿。一次灌漿不足時可連續補充灌漿。

4.2.7 ? 灌漿

灌漿時由一端向前推進，首先從A點進行灌漿，當B點開始冒漿后，取下A點的自動壓力灌漿器，并迅速在底座上安裝死堵，然后再從B點進行灌漿，依此類推，逐步向前施工。待縫內漿液達到終凝時，拆下灌漿嘴（底座），再用環氧樹脂膠泥把灌漿嘴處摸平封口。

4.2.8 ?AB-灌漿樹脂的配置方法

配合比：甲：乙=4：1 先將甲乙兩組份分別用棒攪拌均勻，然后按比例將其倒入容器內用玻璃棒攪拌均勻即可使用。每次配料不宜過多，隨配隨用。封縫膠的配置方法：配合比：甲：乙=40：1（重量比）將甲乙兩組份分別倒在膩子托板上方兩側，然后用膩子刀按比例將甲乙兩組分在膩子托板下方中部調拌均勻即可使用。

4.2.9 ?檢查和驗收

封口結束后，由項目部的技術、質量、生產人員深入施工現場，進行檢查和驗收，驗收合格后，形成書面文件并進行下一道工序施工。

4.3 ?碳纖維復合片材施工

混凝土表面出現局部貫穿性裂縫，這種裂縫寬度大于1mm，經

表面鏟除后發現裂縫深度超過10mm或貫通裂縫，所在位置為混凝土頂板，我們采用碳纖維復合片材施工。碳纖維復合片材型號為單位面積重量300g/㎡，厚度為0.167mm。在頂板粘貼碳纖維復合片材時，要用同層數的壓條進行處理。

4.3.1 ?材質選用及性能

碳纖維復合片材與粘結膠的選用必須經過相關權威部門鑒定，滿足設計及規范的要求。碳纖維復合片材的基本性能須達到高強I級，粘結膠的基本性能（包括老化性能的快速檢測）須達到A級膠要求。

4.3.2 ?施工準備

在施工前對所使用的碳纖維復合片材、粘結膠、機具等材料再次做好充分的準備工作，對作業人員的調度、工作區的劃分、材料的現場搬運、粘結膠的試配、作業面的清除和廢棄物的回收利用等一定要分開分清實施。材料按照施工單位指定庫房存放，應避免火源、高壓電源、高溫、易燃物品等。

4.3.3 ?表面處理

應先清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層，并用修復材料（如1：3水泥砂漿）將表面修復平整。待粘貼的混凝土表面打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質，直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼處應進行倒角處理，并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm。混凝土表面清理干凈，并保持干燥。

4.3.4 ?粘貼碳纖維復合片材

應按設計要求的尺寸裁剪碳纖維復合片材;應按產品生產廠提供的工藝規定配制浸漬粘結膠，并均勻涂抹于粘貼部位;將碳纖維復合片材用手輕壓貼于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬粘結膠充分浸透碳纖維復合片材。

4.3.5 ? 施工控制要點

（1）粘貼碳纖維復合片材用的膠粘劑應采用改性環氧樹脂膠，其性能和質量應符合現行國家標準GB 50367—2013《混凝土結構加固設計規范》。

（2）膠粘劑進場時，應對其品種、級別、型號、包裝、中文標志、出廠日期等進行檢查，并應對其粘接抗剪強度、纖維層間剪切強度及鋼-混凝土粘結正拉強度等三項性能進行復驗。

（3）經清理、修整后的混凝土結構、構件，其粘貼部位的混凝土表面應按要求進行打磨處理，若局部有凹陷，應先用修補膠填充找平;對有斷差及內轉角的部位應抹成平滑曲面，再進行處理。

（4）對梁、柱的棱角進行圓化處理時，應采用機械打磨成設計要求的圓弧角;若設計未規定圓弧半徑r，應取R≥20mm。

（5）粘貼碳纖維材料部位的混凝土，其表層含水率不應大于4%。對含水率超限的混凝土和澆筑不滿90d的混凝土應進行人工干燥處理。

（6）若粘貼纖維材料的施工工藝有涂刷底膠的要求時，應按底膠產品使用說明書的要求進行涂刷和養護。

（7）為徹底清除混凝土粘合面殘留的雜物，應在粘貼纖維材料前用軟布擦拭混凝土表面。

（8）碳纖維復合片材可采用特制的剪力剪斷或用優質美工刀切割成所需尺寸，織物裁剪的寬度不宜小于 100mm，嚴禁折疊。

（9）粘膠的配制應按產品說明書的配比調配;拌合應采用低速攪拌機充分攪拌;拌好的膠液應均勻、無氣泡，并應防止水、油、灰塵等雜質混入。

（10）碳纖維復合片材的粘貼位置，與設計要求的位置相比，其中心線偏差不應大于10mm。

（11）按膠粘劑生產廠商規定的膠粘固化時間，養護至規定時間，經檢查確認固化（以邵氏硬度大于等于70?為判定標準）后，進行施工質量檢驗、驗收。

4.3.6 ?安全注意事項

（1）碳纖維復合片材為導電材料，施工碳纖維復合片材時應遠離電氣設備和電源，或采取可靠的防護措施。

（2）碳纖維復合片材配套粘結膠的原料應密封儲存，遠離火源，避免陽光直接照射。

4.3.7 ?檢查和驗收

（1）碳纖維復合片材與混凝土之間的粘貼質量可用錘擊法或其他有效探測法進行檢查。按檢查結果確認的總有效面積不應小于總粘貼面積的95%。

（2）當采用錘擊法檢查時，應將粘貼的復合材分區，逐區測定空鼓面積，即無效粘貼面積;若單個空鼓面積<10000mm2，可采用注射法充膠修復;若單個空鼓面積≥10000mm2，應割除修補，重新粘貼等量纖維復合材，且各邊搭接長度不應小于100mm。

檢查數量：全數檢查。

檢驗方法：檢查檢測報告及處理記錄。

（3）碳纖維復合材料與混凝土間的正拉粘結強度應符合現行國家標準GB 50367—2013《混凝土結構加固設計規范》安全性能檢驗合格指標的要求。若不合格，應剝去重貼，并重新檢查驗收。

（4）纖維復合材料粘貼位置，與設計要求相比，其中心線偏差不應大于10mm。

檢查數量：全數檢查。

檢驗方法：鋼尺測量。

（5）纖維符合材的膠層厚度（δ）應符合下列要求：

對纖維織物（布）：δ≦2mm;對預成型板：1mm≦δ≦3mm。

檢查數量：利用正拉粘接強度檢驗的式樣逐個檢查。

檢驗方法：刻度放大鏡測量。

5 ?結束語

總之，混凝土裂縫不僅影響了住戶的居住水平和安全系數，對施工單位的回訪維修也造成了很大的難度。形成混凝土裂縫的原因很多，在施工過程中采取控制措施也很復雜，在此我們在施工方面給大家做了一定的簡述，但這還遠遠不夠，我們還要從設計、配合比、原材料、施工過程及當時的溫度及環境等方面做了全面分析，并采取控制裂縫的各種措施，在一定程度上對混凝土裂縫還是可以控制的。

參考文獻：

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[3] JGJ 55—2011.普通混凝土配合比設計規程[S].