浅谈混凝土裂缝施工原因及防治

　　摘要：混凝土工程施工过程中，经常发生出现一些裂缝，影响结构的安全和美观，如何最大限度的防止和处理裂缝，是工程管理人员急需掌握的。本文对混凝土施工裂缝原因进行分析，并就其防治谈一些体会。
　　关键词：混凝土，裂缝，原因，防治
　　
　　混凝土工程施工过程中，经常发生出现一些裂缝，影响结构的安全和美观，如何最大限度的防止和处理裂缝，是工程管理人员急需掌握的。本文对混凝土施工裂缝原因进行分析，并就其防治谈一些体会。
　　一、裂缝的原因分析
　　1、而在施工过程中，我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃～26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
　　2、混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。
　　3、混凝土在硬化期间水泥产生大量水化热，内部温度不断上升，在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
　　4、在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。
　　5、当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。
　　6、混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
　　7、许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不当、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土体的约束，也往往产生裂缝。
　　8、构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。
　　9、当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。
　　10、当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。
　　11、由于原材料质地不均匀、水灰比不稳定以及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块体混凝土中其抗拉强度也是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。
　　二、防止裂缝的措施
　　1、温度的控制
　　（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。
　　（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。
　　（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。
　　（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。
　　（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
　　（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。
　　2、施工工艺的控制
　　合理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
　　3、拆模时间的控制。
　　在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。
　　4、采用加筋措施
　　在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100～200kg／cm2。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难，但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
　　5、正确使用外加剂
　　为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。
　　二、裂缝的处理方法
　　1、化学灌浆法
　　化学灌浆处理方法，一般是对漏水较为严重的部位，它们的裂缝一般均是贯通性的，在堵漏处理上是比较困难的一种渗、漏，为此需要采取化学灌浆的办法进行堵漏，堵漏时，先将渗、漏水的裂缝部位予以确定，研究处理的方法，然后确定堵漏方案，对该种裂缝漏水的处理方法如下：
　　（1）在漏水处凿出一道“V”型槽，用掺入速凝剂的水泥净浆埋设灌浆嘴，用聚合物水泥砂浆PCCM封缝；
　　（2）对混凝土基层面用钢丝刷清理浮灰，并用清水冲洗干净；
　　（3）在混凝土基层表面无浮水时，喷涂5mm厚的PCCM——聚合物水泥砂浆。PCCM聚合物水泥砂浆主要力学性能见表2；
　　（4）对喷涂的聚合物养护5d后，用LW水溶性聚氨脂浆液进行化学灌浆，灌浆的压力一般为0.3（MPa），防止在灌浆时的压力过大，造成进塑料管的爆裂。
　　2、嵌缝堵漏法
　　采用该种处理方法，一般是混凝土表面只出现映水现象，在长时间后，能把混凝土墙面映湿成大片的水迹和地下存有积水，如果不处理，将会影响整个表面的美观及室内的使用效果，为此，本办法对渗水的处理应采用嵌缝的方法进行，嵌缝的处理方法是：
　　（1）沿着混凝土渗水的缝隙凿出“v”型槽，清除槽内的杂物，然后用清水冲洗干净。
　　（2）在清洁、干燥的缝面上均匀涂刷SR塑料止水材料专用基液。
　　（3）在基液实干前，嵌填SR塑性止水材料。
　　（4）修理及保护：密封胶在表面干燥以前，用小刮刀等工具抹平，将表面修理平整。
　　（5）在经过嵌缝的缝面上用喷水壶撤上水，保持缝面的潮湿。
　　（6）将按比例配制的PCCM砂浆用刮刀将其嵌入缝中，并用抹刀将其抹平。
　　（7）待PCCM砂浆凝结后，采用潮湿的办法养护3～5d。
　　（8）按比例配制HK——964增厚型环氧涂料，反复搅拌均匀后使用。
　　（9）在干燥、平整的缝表面上，均匀涂刷964弹性涂料二道，要一刷压一刷操作，防止漏刷。
　　（10）在整个堵漏工作完毕后，对所使用SR、964涂料的工具，要及时用溶剂清洗干净待用。
　　3、封堵处理法
　　该种处理的方法，主要是应用在水下或地下混凝土在涌水的条件下的孔隙、孔洞和裂缝的快速封堵。在封堵这样的漏水部位，往往要比其它的渗、漏要困难得多，且堵水效果要略差一些，但只要在处理时按要求操作，可保证混凝土表面不掺水。
　　采用本办法堵漏时一定先把基底处理干净，在混凝土表面不得留有混凝土杂物和粉末，若是点涌水，先把漏水处凿一个直径为80～150mm深50～80mm的工作坑，在坑中的漏水处预放一个导水管，作为排水之用，待先抹上去的聚合物混凝土（或砂浆）达到一定的强度后，再用聚合物砂浆用力给堵上。在处理渗漏时，一般要根据漏水的流水量的大小来采取不同的堵漏方法，若是有水向外踊，可采取上述方法进行。若漏水量很小，可以在漏水处按上述的办法先凿除一个堵漏工作坑，用清水冲洗干净后，立即用聚合物混凝土或聚合物砂浆一次封堵，并用力将聚合物混凝土或聚合物砂浆压实（这种聚合物拌入混凝土或水泥砂浆后，其凝结时间一般在3～5分钟），待混凝土或砂浆凝结硬化后，在其表面用高标号砂浆抹平，在5d内保持表面潮湿即可。
　　4、涂膜（布）处理法
　　涂膜处理法是将混凝土结构物表面有渗漏的地方经过处理后，直接在其表面上进行防水处理。这种方法一般适用于混凝土结构在施工时振捣不密实，有的是漏振而形成的混凝土内部不密实而造成的大面积渗水情况，这种渗水现象一般无法用压力灌浆和嵌入法解决，只能用涂膜法进行表面防水处理。这种处理方法比较简单，但在操作时要求较严格，一般都要求混凝土结构表面没有浮灰和杂物，否则将会影响混凝土面与涂膜的粘结力，影响防水效果。
　　四、结束语
　　裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未来，尽可能地防止混凝土裂缝的出现。对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。