浅谈建筑工程混凝土裂缝的成因与预防处理措施

2017-01-17刘耀刚

中州建设 2017年14期

关键词：湿度钢筋裂缝

刘耀刚

（河南派普建设工程有限公司，河南郑州 450000）

浅谈建筑工程混凝土裂缝的成因与预防处理措施

刘耀刚

（河南派普建设工程有限公司，河南郑州 450000）

混凝土裂缝现象是建筑工程施工质量中常见的问题之一，一旦发现此类现象应采取有效合理的措施进行处理，同时加以预防。其关键在于分析裂缝成因，增强措施的针对性。

混凝土裂缝；分类；原因；预防与处理

1 混裂土裂缝的分类

混凝土的裂缝是混凝土施工的一种常见病和多发病。从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两种类型：

1）微观裂缝，就是指肉眼看不到的，其内部固有的一种裂缝，并且它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。用超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另一种就是用渗水观察，一定压力的水可以从混凝土内部裂缝中渗透出来。

2）宏观裂缝，宽度在0.05mm以上，通常认为宽度小于0.2～0.3mm的裂缝是无害的，但必须基于裂缝不再扩展的前提为最终宽度。

3）还有一种干缩裂缝，就是混凝土硬化过程中，表面水分蒸发过快，产生的表面裂缝。

混裂土结构产生裂缝后，外界的空气、酸碱等腐蚀介质就会腐蚀钢筋，造成钢筋生锈，其体积也会变大，将裂缝撑得更大，由此形成恶性循环，钢筋很快就会被腐蚀掉。钢筋是主要受力材料，尤其是受弯受拉的构件，一旦被腐蚀，结构肯定会受到严重破坏。

2 混凝土裂缝的成因

1）混凝土的干缩作用。主要是在混凝土形成的初期，水分受到外部条件影响而损失导致混凝土收缩，对混凝土的性能有很大的影响。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。

2）湿度应力。湿度应力的形成分为早期、中期、晚期三个过程。由湿度应力引起的裂缝原因可分为自生应力和约束应力两类。自生应力就是边界上没有任何约束或静止的结构，由于内部湿度是非线性分布所以结构本身互相约束而出现的湿度应力。约束应力则是结构的部分边界或全部边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。混凝土内的水泥在水化反应中散出大量热量，使其湿度升高同时与外部湿形成一定的湿度差，从而产生湿度应力。其大小与湿度差有关，并直接影响到混凝土的开裂及裂缝宽度。

3）配筋不足。钢筋数量太少，不足以抵抗荷载作用，使混凝土受拉破坏，此种裂缝一般出现在天花板处，即屋面下面。从实践中观察到，配筋间距大，配筋率小的混凝土结构开裂多，钢筋的保护层较薄致使钢筋生锈体积增大，使混凝土屋面开裂，无筋混凝土比有筋混凝土开裂多。

4）混凝土材料及施工工艺。配合比设计不当会直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土发生裂缝不可忽视的原因。由于涉及混凝土施工的因素较广，所以由施工工艺引发的裂缝问题也较为复杂。

5）地基不均，沉降引起混凝土裂缝。这种裂缝主要是由于结构地基土质不均和松软或者清水及回填土不结实造成不均匀沉降所致，或者是因为模板刚度不足，模板支撑地基松动等现象所导致，特别是在冬季模板支撑在冻土上，等冻土化冻后生产不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

6）化学反应引起的裂缝。就是碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝，也是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会生产一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料生产化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救。因此，应在施工中采取有效措施进行预防。

3 混凝土裂缝预防及处理措施

1）表面修补、封闭法

这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝，通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。它的主要用途：一是对一些不影响整体结构的表面裂缝进行稳定，二是深入裂缝进行内部处理。最常见的处理措施有：将水泥浆抹到裂缝的表面，将油漆沥青等防腐材料涂刷在混凝土表面或环氧胶泥上。在防护的同时，为了避免混凝土在各种外力的作用下继续开裂，一般还可以将玻璃贴在裂缝的表面。

2）嵌缝封堵法

封堵法也包括灌浆法，但最常用的是嵌缝法。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。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。

3）电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常见而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。

4）仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它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，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

5）结构加固法

当混凝土结构的性能受到裂缝影响时，需考虑对混凝土结构进行加固处理。如加大混凝土的截面积再包装型钢、钢板粘贴加固、支撑点增设加固、结合应力法进行加固等，都是常用的结构加固法。

4 混凝土裂缝的针对性预防

1）干缩裂缝预防措施：一是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比较大，干缩较大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。二是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。三是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。四是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2）沉陷裂缝主要预防措施：一是对松软土、回填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。