现浇混凝土结构的裂缝及其处理方法研究

2015-03-21祝文庆

河南建材 2015年3期

关键词：水泥砂浆骨料灌浆

祝文庆

汤阴县住房和城乡建设局（456150）

现浇混凝土结构的裂缝及其处理方法研究

祝文庆

汤阴县住房和城乡建设局（456150）

本文主要从设计阶段、材料、施工等方面探讨混凝土结构裂缝形成的具体根源，提出相应的应对措施，希望可以为防止混凝土结构出现裂缝提供一些帮助。

混凝土；裂缝；措施

混凝土已经在工程建设中得到了普遍应用，但是在具体施工过程中，经常会出现的裂缝，这些裂缝成为钢筋混凝土结构容易出现的质量通病。裂缝的出现，一方面能够对观感产生影响，同时会导致钢筋锈蚀，建筑的稳定性与承载力下降。另一方面还能够对建筑的整体性产生破坏，有时候还会引发非常严重的质量事故。

1 出现裂缝的根源

1.1 设计环节的原因

因设计不足导致的裂缝包括以下几方面:第一，对构件施加预应力不合理。第二，结构构件截面突变导致应力集中，如果没有妥善处理，就会导致构件出现裂缝。第三，没有仔细研究混凝土构件的收缩变形。第四，钢筋配置不科学。第五，各种类型的缝设置不科学，例如沉降缝、变形缝等，所形成的拉应力高于构件的抗力。第六，所使用的混凝土强度等级太高。

1.2 材料方面

1）骨料粒径偏小。商品混凝土使用骨料的粒径相对偏小，水用量相对较高。混凝土之中，粗骨料主要用来制约水泥收缩，所以粒径偏小与用量偏少的粗骨料不利于制约混凝土收缩,非常容易产生裂缝。

2）骨料含泥量过大。含泥量能够减小骨料和水泥浆两者的黏结，使得水泥的紧密度减小。含泥量愈大，混凝土收缩性愈高，就愈容易出现裂缝。

3）水泥品种不同。一般来说，在所有的水泥之中，普通硅酸盐水泥收缩相对较大。为使施工进度加快，商品混凝土中的水泥量一般要大于普通混凝土，还添加一定的外加剂，因此水化速度相对较快，形成较多的水化热，导致降温的过程中由于自身约束造成温度应力远远高于普通混凝土，形成和表面温差较大的梯度而出现裂缝。

4）坍落度过大。商品混凝土具有相对较大的坍落度，因此其收缩值偏高，易于引起裂缝。

5）添加外加剂。商品混凝土搅拌的时候加入一定比例的外加剂，非常容易引起裂缝。

1.3 施工原因

现浇过程中，振捣不合理对混凝土的均匀性与密实性产生影响。终凝前没有认真进行收光，商品混凝土含泥量高，坍落度大，表面收缩产生裂缝，这种现象在添加活性掺和料的混凝土中非常明显。施工现场没有做好养护，混凝土早期脱水，从而产生裂缝。结构受荷载过早，支撑拆除模板的时间太早。

2 控制裂缝出现的方法

出现裂缝影响结构的整体性与刚性，加快混凝土碳化、钢筋锈蚀，还可以使混凝土抗疲劳能力等性能降低。所以，对于各种裂缝，应当选择相应的方法进行处理，以确保建筑物结构质量。

2.1 表面修补法

1）将水泥砂浆涂抹在裂缝表面。施工过程中，凿毛裂缝附近的混凝土表层，或将裂缝凿成V型槽，清理干净，洒上水将其浸湿，刷水泥浆一遍后涂抹水泥砂浆，然后把水泥砂浆抹光压密。

2）表面涂抹环氧胶泥。在涂抹之前，先通过砂布、钢丝等清理干净表面。要是存在油污，就应当选择丙酮或二甲苯把它清理干净，或者通过喷灯烤干潮湿的表层,使环氧胶泥和混凝土能够充分的黏结。要是基层潮湿，可以通过涂料进行涂抹处理。

3）当表面干燥之后，涂刷沥青、油漆。

2.2 内部修补法

内部修补法是利用压浆泵把胶结材料压到裂缝里面,利用胶结材料凝结硬化的方式来修补，最终使结构具有较好的整体性。该方法对有防水防渗要求的裂缝修补时非常适用，在修补对整体性有影响的裂缝时也比较适用。通常情况下，灌浆胶结材料为水泥与化学材料，具体来说，应当根据施工状况与裂缝的要求进行选择。对于裂缝宽度在0.5 mm以下的通常选择化学灌浆，超过0.5 mm的通常选择水泥灌浆的方法。

1）水泥灌浆。通过该种方式修补大体积混凝土结构，其具体的操作步骤为:钻孔、冲洗→止浆、堵漏→埋管、试水→灌浆。

通常情况下，钻孔孔深往往要穿过裂缝面至少0.5 m，孔间距通常保持在1～1.5 m范围内，钻孔轴线和裂缝往往保持在30°～40°范围之内。当按照裂缝的要求需2排及其以上的孔时，钻孔布置则变成了交错或梅花形。钻孔工作结束以后应当冲洗孔，自上而下逐孔冲洗。当冲洗干净后，通过环氧胶泥与水泥砂浆来涂抹裂缝表面，止浆、堵漏。埋管安装之前需要将旧棉絮包在管外且用麻丝缠住，接着把它旋入钻孔，用水泥砂浆封堵，防止从孔口冒浆。同时,还需进行渗水试验，水压力为0.098～0.196 MPa，通过灌浆孔压水、排气孔排水等技术对裂缝与管线通畅情况进行检查，然后关闭排气孔，对止浆堵漏状况进行检查，并且湿润裂缝面，使其能够充分黏结。灌浆过程中一般选择普通水泥（425号以上），灌浆压力保持在0.294～0.491 MPa范围内，结束压浆之后浆孔内应充满灰浆，同时加上湿净砂，然后用工具顺次捣实。

2）化学灌浆。化学灌浆具有弹性恢复力强、黏结强度高等特点，可以有效掌控凝结时间，具有更好的整体性结构效果。选择灌浆材料，主要按照开裂性质、裂缝宽度、干燥状况等作为依据。灌浆材料主要有环氧树脂浆液、甲凝、丙凝等，其中，环氧树脂浆液具有一系列优点，包括成本相对较低，便于进行施工，具有相对较高的黏结强度等，因此，该种材料在施工实践中非常普及。

化学灌浆的操作步骤:处理表面，安排灌浆嘴、试气，在此基础上，实施灌浆、封孔等工作。通常情况下，通过用灌浆嘴骑缝直接施喷，不另设钻孔。

2.3 结构补强加固法

当混凝土裂缝严重且对建筑结构性能产生影响的时候，应当对其实施补强加固措施，防止裂缝不再开裂，使其整体性恢复。通常情况下，选择钢板、锚杆等来进行。

1）选择锚杆加固的时候，一般情况下，选择树脂或水泥砂浆当作灌注材料，锚杆和缝面两者之间的夹角愈大愈好。等到灌浆浆液凝固后，锚杆就会和结构结合,还可以弥合混凝土，最终提高结构的承载能力。

2）钢板补强法的步骤是，先利用黏合剂在混凝土表面上黏结钢板，然后通过锚杆固定安装。为取得充分的黏合效果，先固定钢板，然后通过灌浆来充分弥合钢板与混凝土两者之间的孔隙。

3）钢筋混凝土补强法是将钢筋混凝土浇筑在原混凝土结构的表层，使裂缝封闭，增强其承载力，避免裂缝进一步蔓延。

2.4 混凝土置换法

混凝土置换法是对那些裂缝较为严重的结构所采取的一种技术。施工时将原有混凝土剔除，然后加上新材料。置换材料主要包括普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物。

2.5 电化学防护法

电化学防护法是利用施加电场在介质中的电化学作用，将混凝土的环境状态改变，钝化钢筋，从而实现防腐的目标。电化学防护法主要包括氯盐提取法、阴极防护法、碱性复原法等，它们具有相对较高的适用性。电化学防护法具有一定的优势，例如，长期防腐，受环境因素的影响相对较小，不仅能在已裂结构中使用，还能在新建结构中使用。

2.6 仿生自愈合法

仿生自愈合法模仿生物组织创伤部位自动分泌某种物质来使伤口愈合的机理，将特殊的材料添加到混凝土之中，例如含黏结剂的胶囊，通过这种材料，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土产生裂缝的时候就能够分泌出一定的液芯纤维，从而将裂缝愈合。