【學員問題】混凝土裂縫的成因、預防及處理？

　　【解答】一、砼裂縫的種類及成因

　　1.干縮裂縫

　　干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥砂漿中水分的蒸發(fā)會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布�；炷�土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

　　2.塑性收縮裂縫

　　塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態(tài)。其產生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等等。

　　3.沉陷裂縫

　　沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等所致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產生不均勻沉降，致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關，一般沿與地面垂直或呈30°～45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

　　4.溫度裂縫

　　溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結構裂縫�？v橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結構，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溫度裂縫是通常中間粗兩端細，而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，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。

　　5.化學反應引起的裂縫

　　混凝土拌和后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結構使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救，因此應在施工中采取有效措施進行預防。主要的預防措施：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應。

　　二、砼裂縫的預防措施

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　　1.選用水化熱低的水泥。水化熱是水泥熟料水化所放出的熱量。為使砼減少升溫，可以在滿足設計強度要求的前提下，減少水泥用量，盡量選用中低熱水泥。一般工程可選用礦渣水泥或粉煤灰水泥。

　　2.利用砼的后期強度。據試驗數(shù)據表明，每立方米的砼水泥用量，每增減10公斤，砼溫度受水化熱影響相應升降1℃。因此根據結構實際情況，對結構的剛度和強度進行復算并取得設計和質檢部門的認可后，可用f45、f60或f90替代f28作為砼設計強度，這樣每立方米砼的水泥用量會減少40～70千克/立方米。相應的水化熱溫升也減少4℃～7℃。

　　利用砼后期強度主要是從配合比設計入手，并通過試驗證明28天之后砼強度能繼續(xù)增長。到預計的時間能達到或超過設計強度。

　　3.摻入減水劑和微膨脹劑。摻加一定數(shù)量的減水劑或緩凝劑，可以減少水泥用量，改善和易性，推遲水化熱的峰值期。而摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥，也可以減少砼的溫度應力。

　　4.摻入粉煤灰外摻劑。在砼中加入少量的磨細粉煤灰取代部分水泥，不僅可降低水化熱，還改善砼的塑性。

　　5.骨料的選用。連續(xù)級配粗骨料配制的砼具有較好的和易性，較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強度。另外砂、石含泥量要嚴格控制。砂的含泥量小于2%，石的含泥量小于1%.

　　6.降低砼的出機溫度和澆筑溫度。首先要降低砼拌合溫度。降低砼出機溫度的最有效的辦法是降低石子的溫度，在氣溫較高時，要避免太陽直接照射骨料，必要時向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料。另外砼在裝卸、運輸、澆筑等工序都對溫度有影響。為此，在炎熱的夏季應盡量減少從攪拌站到入模的時間。

　�。ǘ�）采用保溫或保濕養(yǎng)護，延緩砼降溫速度

　　為減少砼澆筑后所產生的內外溫差，夏季應采用保濕養(yǎng)護，冬季應保溫養(yǎng)護。大體積砼結構終凝后，其表面蓄存一定深度的水，具有一定的隔熱保溫效果，縮小了砼內外溫差，從而控制裂縫的開展。而基礎工程大體積砼結構拆模后，宜盡快回填土，避免氣溫驟變，亦可延緩降溫速率，避免產生裂縫。

　�。ㄈ�）改善施工工藝，提高砼抗裂能力

　　1.采用分層分段法澆筑砼，有利于砼消化熱的散失，減小內外溫差。

　　2.改善配筋，避免應力集中，增強抵抗溫度應力的能力�？锥粗車�、變斷面轉角部位、轉角處都會產生應力集中。為此，在孔洞四周增配斜向鋼筋、鋼筋網片，在變截面作局部處理使截面逐漸過渡，同時增配抗裂鋼筋都能防止裂縫的產生。值得注意的是，配筋要盡可能應用小直徑和小間距，按全截面對稱配置。

　　3.設置后澆帶。對于平面尺寸過大的大體積砼應設置后澆帶，以減少外約束力和溫度應力；同時也有利于散熱，降低砼的內部溫度。

　　4.做好溫度監(jiān)測工作，及時反映溫差，隨時指導養(yǎng)護，控制砼內外溫差不超過25攝氏度。

　　三、砼裂縫的處理方法

　�。ㄒ唬┙涍^調查分析，確認在裂縫不降低承載力的情況下，采取表面修補法、充填法、注入法等處理方法：

　　1.表面修補法。該法適用于縫較窄，用以恢復構件表面美觀和提高耐久性時所采用，常用的是沿砼裂縫表面鋪設薄膜材料，一般可用環(huán)氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。

　　2.充填法。當裂縫較寬時，可沿裂縫砼表面鑿成V形或U形槽，使用樹脂砂漿材料進行填充，也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。

　　3.注入法。當裂縫寬度較小且較深時，可采用將修補材料注入砼內部的修補方法，首先裂縫處設置注入用管，其他部位用表面處理法封住，使用低粘度環(huán)氧樹脂注入材料，用電動泵或手動泵注入修補。

　　（二）如果裂縫影響到結構安全，可采取圍套加固法、鋼箍加固法、粘貼加固法等結構加固法。此方法屬結構加固，須經設計驗算同意后方可進行。

　　1.圍套加固法。在周圍尺寸允許的情況下，在結構外部一側或數(shù)側外包鋼筋砼圍套，以增加鋼筋和截面，提高其承載力；對構件裂縫嚴重，尚未破碎裂透或一側破裂的，將裂縫部位鋼筋保護層鑿去，外包鋼絲網一層；大型設備基礎一般采取增設鋼板箍帶，增加環(huán)向抗拉強度的方法處理。

　　2.鋼箍加固法。在結構裂縫部位四周加U型螺栓或型鋼套箍將構件箍緊，以防止裂縫擴大和提高結構的剛度及承載力。加固時，應使鋼套箍與混凝土表面緊密接觸，以保證共同工作。

　　3.粘貼加固法。將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹脂和粘結劑，粘結到構件砼裂縫部位表面，使鋼板或型鋼與混凝土連成整體共同工作。粘結前，鋼材表面進行噴砂除銹，混凝土刷凈干燥，粘結層厚度為1～4毫米。

　　結束語：

　　綜上所述，砼裂縫應針對成因，貫徹預防為主的原則，完善設計及加強施工等方面的管理，使結構盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫數(shù)量和寬度，以確保結構安全。

　　以上內容均根據學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。