夏 琰

（河南中原路橋建設〈集團〉有限公司 河南 南陽 473000）

分析水泥混凝土裂縫成因及處理方法

夏 琰

（河南中原路橋建設〈集團〉有限公司 河南 南陽 473000）

混凝土結構的裂縫是不可避免的。本文從多方面詳細論述了砼裂縫的成因，并從設計，材料，現(xiàn)場施工方面提出了裂縫控制措施，最后簡單介紹了裂縫出現(xiàn)后的處理方法。

裂縫；成因；處理方法

水泥混凝土是土木工程中使用最廣泛、用量最多的一種混合材料，混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經常困擾著工程技術人員。其實，如果采取一定的設計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。為了進一步加強對混凝土結構裂縫的認識，盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫，本文盡可能對混凝土、裂縫的種類和產生的原因作較全面的分析，并總結出一系列的控制方法，以方便設計、施工單位參考，達到防范于未然的作用。

1 混凝土裂縫的分類

裂縫的種類按裂縫產生的原因,可將混凝土裂縫分為兩種：（1）由荷載產生的應力引起的裂縫；（2）由變形變化引起的裂縫。據(jù)有關調查資料表明,工程結構中由于變形變化引起的裂縫約占80%,受外荷載引起的裂縫約占20%。荷載裂縫處于運動和不穩(wěn)定擴展狀態(tài),應考慮加固和補救等措施。變形裂縫主要是因溫度濕度變化、收縮與膨脹、不均勻沉降等原因引起的裂縫,當裂縫出現(xiàn)后內應力得到釋放,這種裂縫可用切割橫向伸縮縫的方法來防范。

2 形成裂縫的主要原因

混凝土裂縫成因很多，但主要有以下幾點：

2.1 混凝土的收縮：收縮是混凝土的一個主要特性，對混凝土的性能有很大影響。由于收縮而產生微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結構物的開裂、變形甚至破壞。

2.2 溫差：水泥在水化反應中散出大量熱量，使混凝土升溫，并與外部氣溫形成一定的溫差，從而產生溫度應力。其大小與溫差有關，并直接影響到砼的開裂及裂縫寬度。

2.3 缺筋：從實踐中觀察到，配筋間距大，配筋率小的混凝土結構開裂多，無筋的混凝土比有筋開裂多。

2.4 混凝土材料及配合比：配合比不當指水泥用量大，水灰比大，含砂率不適當，骨料種類不佳，選用外加劑不當?shù)龋@幾個因素是互相關聯(lián)的。配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度，是造成混凝土開裂不可忽視的原因。有關試驗資料顯示：用水量不變時，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%；水泥用量不變時，用水量每增加10%，混凝土強度降低20%，混凝土與鋼筋的粘結力降低10%。

2.5 施工質量：混凝土澆筑施工中，振搗不均勻，或是漏振、過振等情況，會造成砼離析、密實度差、降低結構的整體強度。混凝土內部氣泡不能完全排除時，裂縫在鋼筋表面泡則降低了砼與鋼筋的粘結力。鋼筋若受到過多振動，則水泥漿在鋼筋周圍密集，也將大大降低粘結

2.6 早期養(yǎng)護：實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，如寒冷地區(qū)的溫度驟降等，這種裂縫一般出現(xiàn)在澆筑后3～5天，初期出現(xiàn)的裂縫很細，隨著時間的變化而繼續(xù)擴大，甚至達到貫穿的情況，因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫，防止混凝土超冷，應該盡量使混凝土施工期的最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度，防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。混凝土的早期養(yǎng)護。主要目的在于保持適宜的溫濕條件(適宜的溫濕度條件是相互關聯(lián)的，混凝土的保溫措施也常常有保濕的效果)，一方面使混凝土免受不利溫濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮；另一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力

3 預防混凝土裂縫的措施

根據(jù)混凝土裂縫成因，采取適當措施進行預防要比事后補救有效的多。也就是說采取以防為主的方法，歸納起來，可以從以下幾個方面著手：

3.1 科學設計

在設計上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應考慮到由于地基的差異沉降或結構原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設計中加以解決。在構件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細、間距越小則對預防開裂越有利。

3.2 精心施工

混凝土施工時內部應適當預留一些孔道，在內部通循環(huán)冷水或冷氣冷卻，降溫速度不應超過0.5℃～1.0℃/h.對大型設備基礎可采用分塊分層澆筑（每層間隔時間5～7d），分塊厚度為1.0～1.5m，以利于水化熱散發(fā)和減少約束作用。當混凝土澆筑在巖石地基或厚大的混凝土墊層上時，在巖石地基或混凝土墊層上鋪設防滑隔離層（澆二度瀝青膠、撒鋪5mm厚砂子或鋪二氈三油），將底板高低起伏和截面突變處做成漸變化形式，以消除或減少約束作用。此外，還應加強混凝土的澆灌振搗，提高密實度。盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上。盡量采用兩次振搗技術，以改善混凝土強度，提高抗裂性。還可根據(jù)具體工程特點，采用UEA補償收縮混凝土技術。

3.3 確保質量

由于施工質量原因而產生的裂縫發(fā)生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能就很小了。因此，施工階段是裂縫預防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個問題：首先砼要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強度要求、施工要求，還要從防止產生裂縫需要出發(fā)。適當在選擇好水灰比，在滿足強度要求的原則下，盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固，以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除，以免影響粘結力。第三是澆筑、振搗操作合理，特別是振搗操作技術，往往不被人們重視。過分地振搗對砼均勻性有害，振搗不足也不能保證砼有的密實度，要恰到好處。

3.4 細心養(yǎng)護

養(yǎng)護的目的是使砼正常硬化，強度增長，不受或少受外界影響。常規(guī)養(yǎng)護方法是噴水，大體積砼由于塊體內外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養(yǎng)護就不能只滿足于用常規(guī)方法。具體說，盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時回填，避開外界氣候的影響，養(yǎng)護期應以砼強度增長最快的階段為準，即7至28天，最好能長些。

4 裂縫常見修補方法

4.1 樹脂灌注法

環(huán)氧樹脂是最常見的裂縫灌注材料。它具有較高的機械強度，并能抵抗混凝土所遇到的大多數(shù)化學侵蝕，樹脂可以灌入到0.05mm的裂縫。除某些特殊的環(huán)氧樹脂之外，當裂縫是活動的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數(shù)量極多時，通常不易采用樹脂灌注法。

4.2 聚合物浸入法

A低粘度的液態(tài)樹脂可用來密封路面、橋面的不小于0.1mm的裂縫。將樹脂涂刷到表面上，或者在水平表面上沿裂縫構筑臨時的堤圍，使樹脂溢于裂縫表面。

B更適合封閉多重無規(guī)則表面裂縫。先將裂縫表面密封，抽去真空，使裂縫中和孔隙中的空氣全部排除。再在大氣壓力下用純環(huán)氧樹脂漿料注入裂縫表面中。

4.3 釘合法

當必須恢復主裂縫斷面的抗拉強度時，使用釘合法比較適宜。特別比較適宜在不會損壞周圍結構的場合下用來鎖閉活動裂縫。用相對薄而長的金屬“縫合U形釘”跨過裂縫嵌入事先開好的槽溝中，用無收縮砂漿或者環(huán)氧樹脂基粘合劑來固定。

夏琰（1967—），男，河南南陽人，大學本科學歷，中共黨員，現(xiàn)工作于河南省南陽市公路工程處，先后參與了《南陽大橋混凝土施工新工藝》及《灌河橋伸縮縫新工藝研究》等多項科研成果，并有多篇論文發(fā)表。

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