淺談混凝土裂縫施工原因及防治

 淺談混凝土裂縫施工原因及防治

　　關(guān)鍵詞：混凝土，裂縫，原因，防治　

　　混凝土工程施工過程中，經(jīng)常發(fā)生出現(xiàn)一些裂縫，影響結(jié)構(gòu)的安全和美觀，如何最大限度的防止和處理裂縫，是工程管理人員急需掌握的。本文對混凝土施工裂縫原因進(jìn)行分析，并就其防治談一些體會(huì)。

　　一、裂縫的原因分析

　　1、而在施工過程中，我們最為常見的多是因溫度而引起的裂縫。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實(shí)踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到25℃～26℃時(shí)，混凝土內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應(yīng)力）。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。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)力而產(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。

　　2、混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大，甚至?xí)�貫穿整個(gè)構(gòu)件。

　　3、混凝土在硬化期間水泥產(chǎn)生大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在混凝土表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。

　　4、在厚度較大的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，在澆搗后數(shù)小時(shí)會(huì)發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。

　　5、當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，因?yàn)槭艿郊s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象。

　　6、混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng)，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。

　　7、許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化，如養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土體的約束，也往往產(chǎn)生裂縫。

　　8、構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫，例如：構(gòu)件在超出設(shè)計(jì)的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫，構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。

　　9、當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷，就有可能會(huì)產(chǎn)生裂縫，隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

　　10、當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護(hù)層厚度有限，特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

　　11、由于原材料質(zhì)地不均勻、水灰比不穩(wěn)定以及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊體混凝土中其抗拉強(qiáng)度也是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。

　　二、防止裂縫的措施

　　1、溫度的控制

　�。�1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。

　�。�2）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

　�。�3）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。

　�。�4）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫。

　　（5）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

　�。�6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

　　2、施工工藝的控制

　　合理地分縫分塊；避免基礎(chǔ)過大起伏；合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露；改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要，應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

　　3、拆模時(shí)間的控制。

　　在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。

　　4、采用加筋措施

　　在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15倍，當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時(shí)，鋼筋的應(yīng)力將不超過100～200kg／cm2。因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難，但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對提高混凝土抗裂性的效果較好�；炷�土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。

　　5、正確使用外加劑

　　為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實(shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會(huì)更加簡捷、經(jīng)濟(jì)。

　　二、裂縫的處理方法

　　1、化學(xué)灌漿法

　　化學(xué)灌漿處理方法，一般是對漏水較為嚴(yán)重的部位，它們的裂縫一般均是貫通性的，在堵漏處理上是比較困難的一種滲、漏，為此需要采取化學(xué)灌漿的辦法進(jìn)行堵漏，堵漏時(shí)，先將滲、漏水的裂縫部位予以確定，研究處理的方法，然后確定堵漏方案，對該種裂縫漏水的處理方法如下：

　　（1）在漏水處鑿出一道“V”型槽，用摻入速凝劑的水泥凈漿埋設(shè)灌漿嘴，用聚合物水泥砂漿PCCM封縫；

　�。�2）對混凝土基層面用鋼絲刷清理浮灰，并用清水沖洗干凈；

　　（3）在混凝土基層表面無浮水時(shí)，噴涂5mm厚的PCCM——聚合物水泥砂漿。PCCM聚合物水泥砂漿主要力學(xué)性能見表2；

　　（4）對噴涂的聚合物養(yǎng)護(hù)5d后，用LW水溶性聚氨脂漿液進(jìn)行化學(xué)灌漿，灌漿的壓力一般為0.3（MPa），防止在灌漿時(shí)的壓力過大，造成進(jìn)塑料管的爆裂。

　　2、嵌縫堵漏法

　　采用該種處理方法，一般是混凝土表面只出現(xiàn)映水現(xiàn)象，在長時(shí)間后，能把混凝土墻面映濕成大片的水跡和地下存有積水，如果不處理，將會(huì)影響整個(gè)表面的美觀及室內(nèi)的使用效果，為此，本辦法對滲水的處理應(yīng)采用嵌縫的方法進(jìn)行，嵌縫的處理方法是：

　　（1）沿著混凝土滲水的縫隙鑿出“v”型槽，清除槽內(nèi)的雜物，然后用清水沖洗干凈。

　�。�2）在清潔、干燥的縫面上均勻涂刷SR塑料止水材料專用基液。

　�。�3）在基液實(shí)干前，嵌填SR塑性止水材料。

　�。�4）修理及保護(hù)：密封膠在表面干燥以前，用小刮刀等工具抹平，將表面修理平整。

　�。�5）在經(jīng)過嵌縫的縫面上用噴水壺撤上水，保持縫面的潮濕。

　　（6）將按比例配制的PCCM砂漿用刮刀將其嵌入縫中，并用抹刀將其抹平。

　　（7）待PCCM砂漿凝結(jié)后，采用潮濕的辦法養(yǎng)護(hù)3～5d。

　　（8）按比例配制HK——964增厚型環(huán)氧涂料，反復(fù)攪拌均勻后使用。

　�。�9）在干燥、平整的縫表面上，均勻涂刷964彈性涂料二道，要一刷壓一刷操作，防止漏刷。

　�。�10）在整個(gè)堵漏工作完畢后，對所使用SR、964涂料的工具，要及時(shí)用溶劑清洗干凈待用。

　　3、封堵處理法

　　該種處理的方法，主要是應(yīng)用在水下或地下混凝土在涌水的條件下的孔隙、孔洞和裂縫的快速封堵。在封堵這樣的漏水部位，往往要比其它的滲、漏要困難得多，且堵水效果要略差一些，但只要在處理時(shí)按要求操作，可保證混凝土表面不摻水。

　　采用本辦法堵漏時(shí)一定先把基底處理干凈，在混凝土表面不得留有混凝土雜物和粉末，若是點(diǎn)涌水，先把漏水處鑿一個(gè)直徑為80～150mm深50～80mm的工作坑，在坑中的漏水處預(yù)放一個(gè)導(dǎo)水管，作為排水之用，待先抹上去的聚合物混凝土（或砂漿）達(dá)到一定的強(qiáng)度后，再用聚合物砂漿用力給堵上。在處理滲漏時(shí)，一般要根據(jù)漏水的流水量的大小來采取不同的堵漏方法，若是有水向外踴，可采取上述方法進(jìn)行。若漏水量很小，可以在漏水處按上述的辦法先鑿除一個(gè)堵漏工作坑，用清水沖洗干凈后，立即用聚合物混凝土或聚合物砂漿一次封堵，并用力將聚合物混凝土或聚合物砂漿壓實(shí)（這種聚合物拌入混凝土或水泥砂漿后，其凝結(jié)時(shí)間一般在3～5分鐘），待混凝土或砂漿凝結(jié)硬化后，在其表面用高標(biāo)號(hào)砂漿抹平，在5d內(nèi)保持表面潮濕即可。

　　4、涂膜（布）處理法

　　涂膜處理法是將混凝土結(jié)構(gòu)物表面有滲漏的地方經(jīng)過處理后，直接在其表面上進(jìn)行防水處理。這種方法一般適用于混凝土結(jié)構(gòu)在施工時(shí)振搗不密實(shí)，有的是漏振而形成的混凝土內(nèi)部不密實(shí)而造成的大面積滲水情況，這種滲水現(xiàn)象一般無法用壓力灌漿和嵌入法解決，只能用涂膜法進(jìn)行表面防水處理。這種處理方法比較簡單，但在操作時(shí)要求較嚴(yán)格，一般都要求混凝土結(jié)構(gòu)表面沒有浮灰和雜物，否則將會(huì)影響混凝土面與涂膜的粘結(jié)力，影響防水效果。

　　四、結(jié)束語

　　裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(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，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，防患于未來，盡可能地防止混凝土裂縫的出現(xiàn)。對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。