谈混凝土裂缝预防及处理办法

颜朝晖

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，它是由胶凝材料、颗粒状集料、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种非均质脆性材料。混凝土具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单、抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等特点。而随着商品混凝土的诞生，由于其质量稳定、施工文明、生产效率高等优点，日益受到人们的欢迎，广泛应用在土木建筑，水利，道桥，地铁等工程领域，钢筋混凝土已经成为改变这个世界和景观的重要材料。

自从1887年德国工程师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法，到1918年艾布拉姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰比理论后，近百年来对混凝土的研究方兴未艾。现代科学关于混凝土的理论研究以及大量的混凝土工程实践表明，混凝土构件通常都是带裂缝工作的，其微观裂缝是材料本身的物理力学性质决定的，裂缝是大家可以接受的一种材料特性。但在施工时应尽量采取有效措施，将裂缝控制在某一合理范围之内，从而不会对结构安全造成危害。因此对混凝土裂缝产生的原因以及处理措施的研究越来越成为土木工程领域重要和迫切的课题。

混凝土结构裂缝一般分为温度裂缝，收缩裂缝，沉陷裂缝以及荷载裂缝等。产生裂缝的原因有很多，有些甚至是多种因素相互影响的。归纳起来，主要有原材料质量、施工工艺及设计三方面的主要原因。如因温度变化、材料收缩、膨胀等原因引起裂缝;有施工质量和养护不当以及保护层不够引起的裂缝;有因地基不均匀沉降，外部荷载作用等引起的裂缝。

面对裂缝，就要分析哪些裂缝是有害裂缝，哪些是无害裂缝。在修补裂缝之前应全面考虑与之相关的各种因素，对裂缝要做现状调查(裂缝的类型和宽度)，有无病害(漏水，钢筋锈蚀)，了解产生裂缝的经过，检查施工记录，进行荷载调查，仔细研究和分析裂缝产生的原因。现场要随时观察裂缝是否已经稳定，若仍处于发展过程中，要预估该裂缝发展的最终状态。混凝土一旦产生有害裂缝后，空气中的二氧化碳、酸雨和氯化物等腐蚀物极易通过裂缝侵入混凝土内部，使混凝土发生碳化，并会锈蚀混凝土内的钢筋。有害裂缝的出现不仅会降低建筑的抗渗能力，影响建筑物以及构筑物的使用功能，而且还会降低钢筋混凝土的耐久性和承载力，从而影响到结构的整体性和安全性，严重时甚至发生建筑物的垮塌事故，对人民的生命和财产安全将会造成很大的威胁。所以作为工程设计和施工人员，要在实际工程中仔细研究，区别对待，做到心中有数，有的放矢，根据现场情况合理解决裂缝问题。

经过数十年来国内外广大工程技术人员不断的探索和实践，当前混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面覆盖封闭法，压力注浆修补法，开槽填补法，结构补强法，混凝土置换法，电化学防护法以及自修复智能混凝土等。

1 表面覆盖封闭法

表面覆盖封闭法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于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，不伸缩以及不再扩展的裂缝，裂缝的宽度一般小于0.2 mm。表面覆盖法所采用的材料视修补目的以及建筑物所处环境的不同而异，通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹聚合物水泥膏、弹性涂膜防水材料等或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2 压力注浆修补法

压力注浆修补法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是将一定的化学材料配制成溶液，用化学灌浆泵等压力设备将其压入混凝土的裂缝中，使其扩散，胶凝固化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。按施工工艺可分为双液注浆、单液高压注浆、单液低压注浆等。双液注浆(包括预注浆、后注浆)应用范围包括机场跑道、高速公路、地下通道、港口码头及建(构)筑物等;地下工程的堵漏大多采用单液高压注浆法，例如地铁、地下隧道、地下泵站、地下水池、地下停车场等地下建筑工程。单液低压注浆法适用于桥梁、隧道、各种建(构)筑物混凝土的梁、板、柱断裂缝的处理。常用的胶结材料有特细水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

3 开槽填补法

开槽填补法适用于结构专业允许开槽而且缝宽较大但数量不多的裂缝，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的，具有粘结力高，耐久性好等特点。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

4 结构补强法

当超荷载产生的裂缝以及裂缝长时间不处理导致的混凝土结构的耐久性能降低以及火灾造成的裂缝影响到结构强度时，就要考虑采取补强法对混凝土结构进行处理。其常用的主要有以下几种方法:截面补强法，锚固补强法，预应力法，粘贴钢板加固以及喷射混凝土补强加固法等。

5 混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土砂浆。

6 电化学防护法

这是一种修复钢筋混凝土结构裂缝的新方法，其特征在于将混凝土结构中钢筋作为阴极，将石墨板或钛网作为阳极，放置在钢筋混凝土结构的附近，将钢筋混凝土浸在电解质液中，阴极与阳极之间施加直流电源，通过电解沉积作用，在混凝土表面、裂缝中产生、沉积一层化合物，来填充混凝土的裂缝，以达到密实封闭混凝土表面的作用。

7 自修复智能混凝土

自修复智能混凝土就是模仿生物组织，对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土传统组分中复合特性组分(如含有粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，模仿动物的这种骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理。采用粘结材料和基材相复合的方法，使材料损伤破坏后，具有自行愈合和再生功能，恢复甚至提高材料性能的新型复合材料。在日本，以东北大学三桥博三教授为首的日本学者将内含粘结剂的胶囊或空心玻璃纤维掺入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下发生开裂，部分胶囊或空心玻璃纤维破裂，粘结液流出并深入裂缝，粘结液可使混凝土裂缝重新愈合。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，虽然现在对混凝土裂缝处理的方法越来越多，效果也越来越好，但毕竟只是一种事后的解决办法。修补得再好，也不过是一种消极被动的办法，不但造成浪费，还要投入大量的人力物力。为此，我总结出以下几点预防混凝土产生裂缝的建议:

1)设计单位应提出混凝土施工温度控制和混凝土养护的具体要求，确定外加剂的品种和掺量，以确保混凝土收缩和膨胀相互可以抵消。设计时应合理确定混凝土的强度等级，重视构造钢筋的作用，适当提高配筋率，尤其是对地下室外墙。对泵送混凝土梁应加强其腰筋，从构造措施上约束和限制混凝土的收缩。

2)严格控制混凝土的配合比，加强对原材料质量的控制，选用水化热小和收缩小的水泥，选择级配良好的石子，减小空隙率，提高混凝土的抗裂强度，加强坍落度的检查工作，不能流于形式。

3)对于商品混凝土，则要在满足其可泵性，和易性的前提下尽量减小出机时的坍落度，降低砂率，并严格控制骨料的含泥量等。

4)在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分。浇捣过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，做到既振捣充分又避免过度振捣。

5)严格施工操作程序，不盲目赶工，杜绝过早上传荷载和过早拆模。在楼板浇筑过程中派专人看护钢筋，避免踩弯负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片，承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生的裂缝。

6)对于较粗的线管或多根线管的集中处，可增设垂直于线管的抗裂钢筋网。线管敷设时应尽量避免立体交叉穿越。对于计划中的临时大面积材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前，就应预先考虑采取加强措施。

［1］ 车俊宝.混凝土裂缝的成因与防治［J］.山西建筑，2011，37(3):89-90.