混凝土裂縫的產(chǎn)生及預(yù)防治理

馬恒

中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院710082

    在我們的工作當(dāng)中經(jīng)常會遇到一些關(guān)于混凝土裂縫的問題，在這里和大家交流交流。

    混凝土是由凝膠材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的一種多孔膠凝人造石材，屬剛性體。混凝土具有許多優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)不同要求配置各種不同性質(zhì)的混凝土；在凝結(jié)前具有良好的塑形，因此可以澆制成各種形狀和大小的構(gòu)建或結(jié)構(gòu)物；它與鋼筋有牢固的粘結(jié)力，能制作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；經(jīng)硬化后有抗壓強(qiáng)度高與耐久性好的特性；其組成材料中砂、石等地方材料占80%以上，符合就地取材和經(jīng)濟(jì)的原則。但事物總是一分為二的，混凝土也存在著抗拉強(qiáng)度低，受拉時(shí)變形能力小，容易開裂，自重大等缺點(diǎn)。混凝土工程裂縫最常見出現(xiàn)問題是由于收縮變形受到約束引發(fā)的收縮裂縫和由外部荷載作用引發(fā)荷載（受力）裂縫。混凝土裂縫的出現(xiàn)很難避免，但是能預(yù)防和治理的。

    混凝土的裂縫產(chǎn)生主要是限制條件變形作用引起的，變形作用包括干濕變形（干燥收縮）、溫度變形。干濕變形取決于周圍環(huán)境的濕度變化。混凝土在干燥過程中，首先發(fā)生氣孔水和毛細(xì)水的蒸發(fā)。氣孔水的蒸發(fā)并不引起混凝土的收縮。毛細(xì)孔水的蒸發(fā)，使毛細(xì)孔中形成負(fù)壓，隨著空氣濕度的降低負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，導(dǎo)致混凝土收縮。當(dāng)毛細(xì)孔中的水蒸發(fā)完后，如繼續(xù)干燥，則凝膠體顆粒的吸附水也發(fā)生部分蒸發(fā)，由于分子引力的作用，粒子間距離變小，使凝膠體緊縮。收縮受到約束時(shí)往往引起混凝土開裂。溫度變形因?yàn)榛炷�土和其它材料一樣，具有熱脹冷縮的性質(zhì)。在混凝土硬化初期，水泥水化放出較多熱量，混凝土是熱的不良導(dǎo)體，散熱較慢，內(nèi)部溫度較外部高，這將使內(nèi)部混凝土體積產(chǎn)生較大膨脹，而外部卻隨氣溫降低而收縮，內(nèi)外相互制約，在外表混凝土降產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生裂縫。其它還有施工工藝的影響，比如混凝土立模振搗不足，出現(xiàn)蜂窩麻面；養(yǎng)護(hù)不良；拆模過早等都可能引起混凝土裂縫的產(chǎn)生。

    根據(jù)地下工程和防水混凝土的防水要求，對混凝土裂縫而言，可分為有害裂縫和無害裂縫。有害裂縫包括： 混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫對耐久性有影響；裂縫有滲漏水； 裂縫貫穿結(jié)構(gòu)層；混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫明顯且有滲漏水；裂縫的深度與構(gòu)造鋼筋相連，形成鋼筋串水；裂縫的寬度大于0.2mm，且不能自愈；裂縫密度呈網(wǎng)狀；裂縫對結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性有危害程度。混凝土制作應(yīng)有預(yù)防措施，防止產(chǎn)生有害裂縫的出現(xiàn)。出現(xiàn)有害裂縫后，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行治理，清除有害裂縫，保證混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、耐久性和無滲漏水。無害裂縫是指：裂縫的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)耐久性、安全性、穩(wěn)定性無影響；裂縫無滲漏水，且不貫通；裂縫寬度小于0.2mm，且不滲漏水；裂縫可自愈。

    混凝土裂縫出現(xiàn)后最快捷、方便的檢測手段為用非金屬超聲波檢測儀來檢測（混凝土中鋼筋會干擾超聲波的傳遞。當(dāng)有鋼筋貫穿裂縫時(shí)，應(yīng)注意其影響；鋼筋較粗、較密時(shí)，超聲法不宜用于裂縫檢測）。混凝土內(nèi)部缺陷的檢測還有聲時(shí)法，頻率法。

    混凝土的干燥收縮與水泥品種、水泥用量和用水量有關(guān)。采用礦渣水泥比采用普通水泥的收縮量大；采用高標(biāo)號水泥，由于顆粒較細(xì)，混凝土收縮也較大；水泥用量多或水灰比大者，收縮量也較大。砂石在混凝土中形成骨架，對收縮有一定的抵抗作用，骨料的彈性模量越高，混凝土的收縮越小，故輕骨料混凝土的收縮一般比普通混凝土大得多，砂、石越干凈，混凝土搗固的越密實(shí)，收縮量也越小。在水中養(yǎng)護(hù)或在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)可減少混凝土收縮，采用普通蒸養(yǎng)可減少混凝土收縮，壓蒸養(yǎng)護(hù)效果更好。對溫度變形裂縫的預(yù)防應(yīng)盡量減少混凝土發(fā)熱量，如采用低熱水泥，減少水泥用量，人工降溫等措施。對縱長的結(jié)構(gòu)物，采取每隔一段長度設(shè)置伸縮縫以及在結(jié)構(gòu)物中設(shè)置溫度鋼筋等措施都可以有效地預(yù)防溫度變形裂縫。還有其他一些預(yù)防裂縫的方法，比如合理控制拆模時(shí)間、拆模順序，設(shè)置后澆帶、正確使用外加劑、外摻料等。

    如果混凝土有裂縫出現(xiàn)，首先查明是否為結(jié)構(gòu)受力裂縫，若為非結(jié)構(gòu)受力裂縫可根據(jù)裂縫寬度采取水泥漿抹縫或環(huán)氧砂漿修補(bǔ)，若為結(jié)構(gòu)裂縫，首先應(yīng)采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)或化學(xué)灌漿處理，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固（隨著科技的發(fā)展，加固技術(shù)層出不窮，不再贅述）。

參考文獻(xiàn):

1.建筑材料（1997年6月第四版）

2.建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)（1991年7月第二版）

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)