混凝土裂缝的防止与处理措施

闫文辉

混凝土裂缝的防止与处理措施

闫文辉

针对建筑工程施工中混凝土的裂缝问题进行了分析,分别阐述了沉降裂缝、干缩裂缝、塑性收缩裂缝等不同裂缝产生的原因,并提出了各自相应的预防措施及后期处理方法,以指导实践,确保结构安全。

混凝土裂缝,原因,预防措施

在建筑工程施工中混凝土裂缝的产生是一种普遍现象,因此对混凝土裂缝的预防,以及产生后的修补处理是建筑生产过程中的普遍现象,应有足够的重视。在工程中完全消除裂缝是不可能的,但在施工过程中应尽量采取有效的预防和技术保障措施来有效的控制裂缝的产生,尽量少产生或尽量减少裂缝宽度、深度,尤其要避免出现在关键部位。混凝土产生的裂缝主要有：1)沉降裂缝;2)干缩裂缝;3)塑性收缩裂缝;4)化学反应引起的裂缝;5)温度裂缝。

1 沉降裂缝的产生原因及预防措施

沉降裂缝是由于基层的不均匀沉降或模板支撑间距过大或模板本身刚度不足等原因所致。预防的主要措施有：1)基土要分层夯实和加固;2)防止基底被水浸泡;3)保证模板有足够的刚度,支撑间距要按计算模板方案操作;4)在冻土上搭设要采取一定的预防措施;5)注意拆模时间及顺序。

2 干缩裂缝的产生原因及预防措施

国内外研究资料表明,混凝土的干燥收缩也是混凝土特性之一,正是因为这一特征,能使混凝土密实,提高混凝土与钢筋之间的粘结力。但是干缩量超过一定程度就会产生裂缝。

干缩裂缝的产生与使用材料、配合比、板块尺寸、养护条件、外加剂等有密切关系,根据对干缩裂缝的认识,对其成因分述如下：

1)在冬季或夏季施工,往往由于养护不及时,让混凝土风吹日晒,造成混凝土表面水分蒸发速度过快,超过了泌水速度,因而产生干缩裂缝。2)对于塑性混凝土来说,从凝结到硬化结束,就是早期收缩期间,也是混凝土快速失去塑性的过程。此时,如果砂率过大,石料含泥量过多,或是采用干缩量较大的水泥,都会造成混凝土过量收缩而产生裂缝。

一切可能诱导“干裂”产生的因素,主要应从以下三方面入手：

1)根据不同气候条件,选用合理级配。正确选用水泥、石料、砂率、用水量、外掺剂等,从而减少干缩率,防止干缩裂缝。2)严格施工管理,防止水分过量蒸发。捣筑后,及时采用凉棚或其他遮盖物,将混凝土覆盖起来,避免风吹干燥,日光直接照射,进入养护期后,注意养生。3)不同外加剂及剂量,对混凝土干缩率有一定影响。因此,掺配外加剂前应对干缩率作试验,然后再确定是否掺配和掺配量。

3 塑性收缩裂缝的产生原因及预防措施

塑性收缩裂缝是由于混凝土表面失水过快引起的,一般在干热、大风天气容易产生;影响的因素主要有水灰比、环境温度、混凝土凝结时间、风速及相对湿度等。

预防措施主要有：1)选用干缩性小、早期强度高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;2)严格控制水灰比,添加高效减水剂,减少水泥用量和用水量;3)浇筑混凝土前浇水湿润基层和模板;4)及时养护,避免高温或大风导致水分的过量快速蒸发。

4 化学反应引起的裂缝及预防措施

混凝土搅拌后碱性骨料产生的一些碱性离子与某些活性骨料产生化学反应,吸水体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这些裂缝一般出现在结构使用期间,一旦发生很难补救。主要预防措施有：1)选用低碱水泥、外加剂或碱活性小的骨料;2)添加外加剂降低碱骨料反应。

5 温度裂缝

水泥混凝土具有热胀冷缩的性质。由于水泥水化作用是伴随发热的化学反应,所以,在硬化的过程中释放大量热能,使温度上升。经参考有关实测资料,在通常温度范围内,混凝土温度上升1℃,每米膨胀0.01mm。这种温度变形,对大面积混凝土板块极为不利。混凝土路面板的内部温度增高有时可达到 40℃～60℃,使内部混凝土产生显著的体积膨胀,而板面混凝土随着晚上气温降低,湿水养护而冷却收缩。内部膨胀与外部收缩互相制约,产生很大拉应力,而外部混凝土所受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉强度时,板块就会产生裂缝。

经几年来现场观察温度裂缝的结果是：横向裂缝多于纵向裂缝,板中裂缝多于板边裂缝,缝宽大小不一,受温度影响大。另外,在某些路段,因锯缝不及时,而在靠近设计伸缩缝处发生了走向较规则的温度裂缝,这种情况在中国香港大道施工时曾多次出现。

对温度裂缝的处理尚未较成熟的办法。按常规整块打掉,返工重浇,浪费较大。我市常用办法是用切割机垂直切除损坏部分,破除运走,重新浇筑单层钢筋混凝土,以保证损坏块强度及稳定性。对于温度裂缝,应该树立以防为主的思想。在施工管理的过程中,积累了不少的好经验和预防措施。主要有下面三条：

1)混凝土单位骨料用量愈大,其热膨胀系数愈小。水泥浆含量愈多,则混凝土膨胀系数愈大。因此,合理选择级配,采用水化热较低水泥,减少水泥及用水量,降低混凝土膨胀值,是防止温度裂缝的主要途径。2)施工管理中,应注意人工降温措施,对表层混凝土采取保温保湿防护措施,减少温度变形。3)对于大面积混凝土路面施工,应该做到及时锯缝,这是防止温度裂缝的有效措施。

以上是混凝土产生裂缝的一些具体原因及针对性事先控制裂缝产生的一些预防措施。但是在生产施工过程中并不是预防了就能绝对避免,只是减少发生的概率而已,因此裂缝的后期处理弥补就必不可少。

1)表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的裂缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。2)结构补强法因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度,可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验;钻心取样试验;压水试验;压气试验等。3)填充法用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝,或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝,以及小规模裂缝的简易处理可采取开 V形槽,然后作填充处理。4)灌浆法。灌浆法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。利用压送设备(压力0.2MPa～0.4MPa)将补缝浆液注入混凝土裂隙,达到闭塞的目的,该方法属传统方法,效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝,不用电力,十分方便,效果也很理想。5)电化学防腐法。电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐作用。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是比较常用的方法,这些方法受环境影响小,可以长期防腐。6)混凝土置换法。对于损坏严重的混凝土,先将其剔除,后置换入新的混凝土或其他材料。常用普通混凝土、水泥砂浆、改性聚合物混凝土等置换。混凝土裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,完善设计及加强施工等方面的管理,使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度,以确保结构安全。

[1] 张小亮.混凝土裂缝成因分析及控制[J].山西建筑,2010, 36(4)：160-161.

On prevention of concrete cracks and its treatmentm easures

YAN Wen-hui

The paper analyzes the concrete cracks in the architectural projects,illustrates the reasons for various cracks,that is,the settlement cracks,the shrinkage cracks and the plastic shrinkage cracks,and points out the respective prevention measures and the treatmentmethods in later periods,so as to direct the practice and ensure the structure safety.

concrete cracks,reasons,preventionmeasures

TU755.7

A

1009-6825(2011)09-0110-02

2010-12-06

闫文辉(1979-),男,助理工程师,太原市政工程总公司,山西太原 030001