淺談混凝土裂縫成因及處理方法

陜西省建筑科學研究院  王丹丹 劉萍

    一、研究的意義

    當前，針對混凝土裂縫，大眾的認識首先是對混凝土構件的穩定性進行懷疑，甚至簡單的裂縫都能與建筑整體的安全性進行聯系，出現這樣的結果與我們進行長期、大量的建設施工及已有建筑出現個別的安全事故造成的影響有關。但是我們整個建筑施工及成品中的大多數還是認真執行規范、設計，只是正常的關于混凝土裂縫的常規知識未能及時通過有效途徑進行知識普及。本文就混凝土裂縫的產生因素進行分析，并對裂縫產生后的修補方法進行探討，望能起到拋磚引玉的效果。

    混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，混凝土構件通常都是帶縫工作的，但裂縫的存在和發展通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴重的將威脅到人民的生命、財產。

    因此，如何在混凝土施工過程中規避裂縫、在裂縫產生后如何及時有效地進行修補，以提高建筑整體耐久性及安全性顯得尤為重要。

    二、混凝土產生裂縫因素

    混凝土裂縫產生的原因很多，但目前經過大量研究和實驗總結出其因素主要有以下幾種：

   （1）混凝土自身在硬化的過程中，當干縮引起的體積變形受到約束時產生裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構件。  

   （2）大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到有效散發，導致混凝土內外溫差較大，使混凝土的形變超過極限從而引起裂縫。

   （3）在厚度較大的構件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂縫。

   （4）當有約束時，混凝土熱脹冷縮產生的體積脹縮，因為受約束力的限制，在內部產生了溫度應力，由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應力拉裂，從而產生溫度裂縫。工程中常見的由于太陽暴曬而產生裂縫就是此種原因引起。

   （5）混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化硅等起反應，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨脹，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產生裂縫。

   （6）在炎熱的大風天氣澆筑混凝土，由于氣溫和風的元素混凝土表面水蒸發較過快，而混凝土導熱性能差，造成混凝土外部溫度低而內部水化熱過高，在混凝土澆筑數小時仍處于塑性狀態，易產生塑性收縮裂縫。

   （7）構件超載產生的裂縫，例如：構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產生內力彎矩，出現垂直于構件縱軸的裂縫，構件在較大剪力作用下，產生斜裂縫，并向上、下延伸，此種裂縫對建筑安全性影響大，尤其值得注意，當出現時就需要進行重點觀測，并及時對荷載進行處理，必要時對構件進行加固處理。

   （8）當結構的基礎出現不均勻沉陷，造成構件所受承載力產生較大變化，此時就有可能會產生裂縫，隨著沉陷的進一步發展，裂縫會進一步擴大。

   （9）當鋼筋混凝土處于不利環境中，并且由于施工或后期使用不當，造成混凝土鋼筋保護層不能有效保護鋼筋或保護層開裂鋼筋處于無保護狀態，鋼筋在腐蝕或銹蝕后膨脹而脹裂混凝土。例如：浸水造成鋼筋生銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

    三、混凝土工程的常見缺陷修補

    國內外修補裂縫的方法很多，歸納起來主要有以下三大類

    （1）開槽法修補裂縫

    該法適合于修補較寬裂縫大于0.5mm，采用環氧樹脂：10，聚硫橡膠：3，水泥：12.5，砂：28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當中，再用人工繼續攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度（約0.4斤丙酮就可以了）。及時將已拌好的改性環氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內進行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內，一組砂漿的整個施工過程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養護即砂漿嵌入縫槽內處理好后兩小時以內及時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環氧樹脂砂漿進行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養護。

   （2）低壓注漿法修補裂縫

    低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2mm-0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。當裂縫數量較多時，先要在裂縫位置上貼醫用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口，必須反復用漿補上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補縫器活塞，使漿液通過注漿嘴壓入裂縫，當相鄰的嘴中流出漿液時，就可拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。

  （3）表面覆蓋法修補裂縫

   這是一種在微細裂縫（一般寬度小于0.2mm）的表面上涂膜，以達到修補混凝土微細裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。

    四、結論

    裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，出現裂縫不代表混凝土構件失效，但對混凝土裂縫應進行認真研究、區別對待，查找裂縫產生的主要原因，并根據分析采用合理的方法進行科學處理，以保證混凝土構件的耐久性及建筑整體的安全性。

 (本文來源：  陜西省土木建筑學會   文徑網絡工程項目投資中心：雷丹 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)