談建筑工程中混凝土裂縫的預(yù)防及處理措施
一、 建筑工程中混凝土常見(jiàn)裂縫及其成因分析
收縮裂縫及其成因分析：收縮裂縫是由濕度的變化引起的，包括塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、干燥收縮裂縫、自身收縮裂縫以及碳化收縮裂縫。眾所周知，混凝土是以沙石為骨料，以水泥為膠結(jié)材料通過(guò)加水拌和，經(jīng)過(guò)澆筑成型，凝結(jié)硬化形成的石材。施工過(guò)程中，為了保證混凝土的和易性而多加入的水，在混凝土硬化過(guò)程中逐步蒸發(fā)，形成了毛細(xì)孔，導(dǎo)致混凝土的體積收縮。每種裂縫產(chǎn)生的階段不同，塑性收縮裂縫發(fā)生在混凝土終凝之前的塑性階段，在這個(gè)階段中，混凝土中游離態(tài)的水流向表面并迅速蒸發(fā)，毛細(xì)負(fù)壓產(chǎn)生的收縮力隨著是失水的增加而增強(qiáng)。這就導(dǎo)致了混凝土的表面發(fā)生了急劇的體積收縮。尚未形成強(qiáng)度的混凝土就發(fā)生了表面的開(kāi)裂。沉降收縮縫發(fā)生在混凝土澆筑半個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生的，并在硬化的時(shí)候停止。發(fā)生的原因是，混凝土在澆筑后發(fā)生了不均勻沉降，骨料和水泥漿分離，沉降受限時(shí)混凝土因剪切二開(kāi)裂。
干燥收縮裂縫是在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后發(fā)生的，混凝土硬化后，水分的蒸發(fā)引起混凝土表面干縮，變形因?yàn)槭艿交炷羶?nèi)部的約束二產(chǎn)生比較大的拉應(yīng)力，混凝土的表面被拉斷。自身收縮裂縫是因?yàn)樗嗍炝显谒磻?yīng)后，反應(yīng)生成物的平均密度變小導(dǎo)致的體積收縮、開(kāi)裂。自身收縮變形主要是因?yàn)樽杂伤D(zhuǎn)化為水化物的一部分，所以自身收縮變形的大小主要取決于水泥水化產(chǎn)物中化學(xué)結(jié)合水的多少。
碳化收縮裂縫是碳化作用所產(chǎn)生的游離態(tài)水蒸發(fā)，引起漿體的收縮所致。碳化作用是指大氣中的二氧化碳在有水的條件下與水化物作用生成碳酸鈣、鋁膠、硅膠以及游離態(tài)水，這部分水蒸發(fā)引起混凝土體積收縮，其實(shí)質(zhì)是碳酸對(duì)水泥石的腐蝕作用。一般水泥水化產(chǎn)物的堿度與空氣中二氧化碳濃度越高且濕度適中時(shí)，越易發(fā)生碳化作用。
溫度裂縫及其成因分析：混凝土由于外界溫度的變化而產(chǎn)生漲縮變形，混凝土構(gòu)件受到約束時(shí)，混凝土構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力�；炷羶�(nèi)部的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度的時(shí)候，混凝土就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。
在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力二產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無(wú)一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫�？v橫交錯(cuò)。梁板類(lèi)長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊，深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長(zhǎng)邊分段出現(xiàn)，中間較密，裂縫寬度大小不一。受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土裂縫是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯，此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化。降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。
三、裂縫的防治措施
1、混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能的降低混凝土的單位用水量。
2、增配構(gòu)造筋提高抗裂性能。配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3-0.5%之間。
3、避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生集中應(yīng)力，在易產(chǎn)生集中應(yīng)力的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。
4、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮施工時(shí)的氣候特征，合理設(shè)置后澆縫，在正常施工條件下，后澆縫間距20-30米。保留時(shí)間一般不小于60天。如不能預(yù)測(cè)施工時(shí)的具體條件，也可臨時(shí)根據(jù)具體情況做設(shè)計(jì)變更。
5、嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
6、控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理?yè)郊倥蛎泟┖蜏p水劑。
7、采用綜合措施，控制混凝土灌注溫度、混凝土入模溫度和養(yǎng)護(hù)溫度變化。夏季白天施工是要求在沙石堆場(chǎng)搭設(shè)將以遮陽(yáng)裝置，避免高溫天氣施工，建議晚上施工;冬季施工應(yīng)采取保溫措施。
8、根據(jù)工程特點(diǎn)，可以利用混凝土后期強(qiáng)度，這樣可以將少用水量，減少水化熱和收縮。加強(qiáng)混凝土的振搗，提高密實(shí)度;混凝土盡可能晚拆模，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天，出其強(qiáng)度不低于10MPa;摻加纖維增強(qiáng)混凝土的抗拉性;對(duì)于高強(qiáng)混凝土，應(yīng)使用普通硅酸鹽水泥摻粉煤灰和膨脹劑，使用高效減水劑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)摻入粉煤灰和減水劑，粉煤灰摻量15-30%、減水劑摻量0.2-0.5%。
四、 混凝土裂縫的處理
混凝土的裂縫是不可避免的，其微觀裂縫是本身物理力學(xué)性質(zhì)決定的，但它的有害程度是可以控制的，有害程度的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)使用條件決定的。目前世界各國(guó)的規(guī)定不完全一致，但大致相同。如從結(jié)構(gòu)耐久性要求、承載力要求及正常使用要求，最嚴(yán)格的允許裂縫寬度為0.1mm.近年來(lái)，許多國(guó)家已根據(jù)大量試驗(yàn)與泵送混凝土的經(jīng)驗(yàn)將其放寬到0.2mm.當(dāng)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境正常，保護(hù)層厚度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，無(wú)侵蝕介質(zhì)，鋼筋混凝土裂縫寬度可放寬至0.4mm，在海水及干濕交替中為0.15mm.沿鋼筋的順筋裂縫有害程度高，必須處理。
1.表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)(土工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏
2.填充法：用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫0.3mm，作業(yè)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開(kāi)V型槽，然后作填充處理。
3.灌漿法：此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。
4.結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法：因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補(bǔ)材料試驗(yàn);鉆心取樣試驗(yàn);壓水試驗(yàn);壓氣試驗(yàn)等。
五、結(jié)論
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，他的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，影響建筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究，區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展;而裂縫一旦出現(xiàn)后，一定要及時(shí)采取各種有效措施�；炷恋牧芽p是不可避免的，其微觀裂縫是本身物理力學(xué)性質(zhì)決定的，但它的有害程度是可以控制的，有害程度的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)使用條件決定的。本文針對(duì)建筑工程中常見(jiàn)裂縫的成因進(jìn)行分析，并提出了防控措施和處理措施，對(duì)于實(shí)際的施工操作具有一定的指導(dǎo)意義。
