1、前言
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(zhì)脆性材料。由于由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問(wèn)題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見(jiàn)的工程病害。輕者使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等，嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財(cái)產(chǎn)。
2、出現(xiàn)混凝土裂縫的原因
從微觀上看，混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結(jié)合體，由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所收外界影響的不同，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因也有很多種：
1、大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大使混凝土的形變超過(guò)極限而引起的裂縫。
2、混凝土在硬化的過(guò)程中由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大，甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。
3、在大厚度的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，在澆搗后數(shù)小時(shí)會(huì)發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。
4、當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積脹縮因?yàn)槭艿郊s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂從而產(chǎn)生溫度裂縫。（由于太陽(yáng)曝曬產(chǎn)生裂縫是工程中最常見(jiàn)的現(xiàn)象）
5、混凝土加水拌和后，水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起反應(yīng)，析出的膠狀堿—硅膠從周?chē)橘|(zhì)中吸水膨脹，體積增大到三倍從而使混凝土脹裂產(chǎn)生裂縫。
6、在炎熱或大風(fēng)天氣，混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快以及混凝土水化熱高等，在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài)時(shí)易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
7、構(gòu)件承受荷載所產(chǎn)生的裂縫：如、構(gòu)件在均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫；構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。
8、當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強(qiáng)迫變形，而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開(kāi)裂，隨著不均勻沉陷的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。
9、當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件處于不利的環(huán)境中，如海洋等時(shí)，由于混凝土保護(hù)層厚度過(guò)薄，特別是混凝土的密實(shí)性不良，環(huán)境中的氯離子和溶于海水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹生成氧化鐵。氧化鐵的體積比原來(lái)金屬的體積大得多，鐵銹體積膨脹，對(duì)周?chē)炷翑D壓，使混凝土脹裂。這種裂縫一般沿鋼筋方向，比較容易識(shí)別。順?shù)摻罘较虻牧芽p發(fā)生后，更加速了鋼筋銹蝕過(guò)程，最后導(dǎo)致保護(hù)層成片剝落，這種順筋裂縫對(duì)耐久性的影響較大。
工地的地下室外墻板澆搗的混凝土就出現(xiàn)了裂縫。經(jīng)分析裂縫產(chǎn)生的原因是：
本工程采用c50這樣高強(qiáng)度的混凝土，水灰比較大，雖然加入了減水劑，但還是未能有效抵消混凝土的收縮變形；另外該地下室墻板的厚度較厚，達(dá)40mm，因而容易產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差。產(chǎn)生溫度和收縮變形，長(zhǎng)墻結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的溫度和收縮變形在高度方向是自由的，但在縱向卻受到另一結(jié)構(gòu)地下室底板的約束，在長(zhǎng)墻承受降溫和收縮作用時(shí)，必將產(chǎn)生縮短變形，受到底板的約束，引起拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí)便引起開(kāi)裂，這時(shí)裂縫方向永遠(yuǎn)垂直于拉應(yīng)力方向，故為豎向。
此外本工程外墻混凝土澆筑后并沒(méi)有嚴(yán)格按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般來(lái)說(shuō)膨脹混凝土淋水養(yǎng)護(hù)須7～14d，最少為7d，在混凝土終凝后2d，可開(kāi)始澆水養(yǎng)護(hù)，而混凝土的膨脹值一般要14d才基本穩(wěn)定。同時(shí)，摻膨脹劑的混凝土，水化時(shí)需水量大，比普通砼更要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，覆蓋淋水，使其表面始終處于潮濕條件。
由于施工隊(duì)是第一次施工如此高強(qiáng)度的混凝土，施工經(jīng)驗(yàn)不足，在混凝土養(yǎng)護(hù)上并沒(méi)有采取十分有效的措施養(yǎng)護(hù)外墻。同時(shí)由于天氣炎熱，混凝土水灰比控制不穩(wěn)定；混凝土振搗不到位，振搗不夠密實(shí)，這些也是促使混凝土收縮變形較大，產(chǎn)生裂縫的原因之一。此外，現(xiàn)場(chǎng)施工人員還告訴我：本工程采用的是商品混凝土，商品混凝土塌落度大，稍加振搗即出現(xiàn)石子下沉，漿體上浮，時(shí)常有較多泌水，隨著水分的蒸發(fā)，表面會(huì)出現(xiàn)塑性收縮裂縫。在混凝土拌和物中有多余水量，混凝土硬結(jié)后，比較容易出現(xiàn)干燥收縮裂縫。
3、混凝土裂縫的修補(bǔ)方法
問(wèn)題出現(xiàn)了，解決它的方法自然而然也隨之產(chǎn)生。隨著施工經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展，現(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法有很多：如表面修補(bǔ)法、灌漿嵌縫封堵法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法、仿生自愈合法等等，其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開(kāi)槽填補(bǔ)法和涂膜封閉法三種。
低壓注漿法適用于寬度為0.2~0.3mm的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)工序如下：裂縫清理—粘貼注漿咀和封閉裂縫—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。
當(dāng)裂縫數(shù)量較多時(shí)，先要在預(yù)計(jì)要貼的裂縫位置貼上醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷將封縫用漿沿裂縫來(lái)回涂刷。使裂縫封閉，大約10分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿咀用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補(bǔ)上，以避免注漿時(shí)漏漿。注漿操作一般在粘咀的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話半天就可注漿。操作時(shí)先用補(bǔ)縫器吸取注漿液，插入注漿咀，用手推動(dòng)補(bǔ)縫器活塞，使?jié){液通過(guò)注漿咀壓入裂縫，當(dāng)相鄰的咀中流出漿液時(shí)，就可以拔出補(bǔ)縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端向另一端逐個(gè)注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時(shí)可以對(duì)每個(gè)注漿咀再次補(bǔ)漿。
涂膜封閉法適用于寬度小于0.2mm的微細(xì)裂縫的修補(bǔ)，也可用于混凝土外表面的裝飾和防水處理，以及防止混凝土保護(hù)層的炭化和有害離子對(duì)混凝土的腐蝕。工序?yàn)椋呵鍜摺文佔(zhàn)印克⒌讓油苛稀克⒅鲗油苛稀空置鎸印?BR>
混凝土表面裂縫、氣孔和缺陷先用膩?zhàn)樱ɑ炷列扪a(bǔ)膠：粉料=1：1.8~2.0）填充補(bǔ)平，待干后用砂布磨平，再進(jìn)行底層涂刷（混凝土修補(bǔ)膠：粉料=1：0.7~0.8），涂料在使用前要通過(guò)鐵窗紗過(guò)濾，除去雜質(zhì)和團(tuán)塊。主層涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且兩次涂刷方向最好是相互垂直。
開(kāi)槽填補(bǔ)法適用于結(jié)構(gòu)允許開(kāi)槽而寬度較大但數(shù)量不多的裂縫，如墩臺(tái)或路面混凝土的裂縫。工序?yàn)椋洪_(kāi)槽—涂刷界面處理漿—壓抹聚合物砂漿—養(yǎng)護(hù)。
先用鑿子和扁鏟沿裂縫開(kāi)槽，槽深和寬約3~5cm，呈u型，用刷子在槽底和兩壁均勻涂刷一層界面處理漿，在界面處理漿尚未硬化之前，將拌制好的聚合物水泥砂漿用抹刀壓入槽中，壓實(shí)抹平。在養(yǎng)護(hù)時(shí)不需要澆水，在濕空氣中即可，養(yǎng)護(hù)期間不得淋雨、日曬或風(fēng)吹，最好覆蓋一層塑料薄膜。
這三種方法可以單獨(dú)使用，也可以同時(shí)使用。例如橋梁裂縫的修補(bǔ)可先注漿,在涂膜封閉；而對(duì)于路面、墩臺(tái)的粗大裂縫則采用開(kāi)槽填補(bǔ)發(fā)為宜；為了防止鋼筋銹蝕，混凝土受到有害離子的腐蝕，則可以采用涂膜防水處理。
本工程地下室出現(xiàn)的裂縫經(jīng)研究決定使用sj-75混凝土裂縫修補(bǔ)劑進(jìn)行修補(bǔ)，采用的方法是開(kāi)槽填補(bǔ)法：首先用切割機(jī)在裂縫兩邊出寬×深=1.2cm×1.0cm的小槽，鑿除混凝土，清理干凈。再直接用水泥與修補(bǔ)劑配成水泥砂漿修補(bǔ)膏進(jìn)行修補(bǔ)。具體操作如下：用毛筆或小刷子在混凝土裂縫處涂刷sj-75裂縫修補(bǔ)劑兩遍，待以上涂膜干燥后，選用普通硅酸鹽水泥，用sj-75修補(bǔ)劑調(diào)成水泥凈漿修補(bǔ)膏即可使用。（配比為：修補(bǔ)劑：水泥=1：3.5）裂縫填補(bǔ)分為兩次，第一次填補(bǔ)0.5 cm深，第二次填補(bǔ)漿體高出混凝土表面2~3m m。裂縫修補(bǔ)后除采用薄膜覆蓋，防止因雨淋等因素降低修補(bǔ)效果外，還要仍按原設(shè)計(jì)要求對(duì)修補(bǔ)出進(jìn)行sj防水涂料施工。特別要注意的是修補(bǔ)劑要存放于室內(nèi)，避免陽(yáng)光直射和雨淋。施工溫度要求在4℃以上，避免在陰雨天氣施工。
4、小結(jié)
雖然現(xiàn)在混凝土裂縫修補(bǔ)的方法越來(lái)越多，效果也越來(lái)越好，但與其事后補(bǔ)過(guò)還不如事前做好預(yù)防工作。通過(guò)和現(xiàn)場(chǎng)工作人員的交流，我大致總結(jié)出以下幾點(diǎn)預(yù)防混凝土裂縫的建議；
1、設(shè)計(jì)單位應(yīng)該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝土施工養(yǎng)護(hù)的基本要求，確定外加劑的品種和摻量，確?；炷潦湛s與膨脹相抵消；
2、混凝土配合比控制要求嚴(yán)格，計(jì)量要準(zhǔn)確，坍落度抽檢工作要加強(qiáng)，不能流于形式；
3、混凝土振搗要密實(shí)，拆模后須掛草簾或麻布澆水養(yǎng)護(hù)保持濕潤(rùn)狀態(tài)兩天。
4、施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實(shí)情況，不能漏振、過(guò)振，且在第一次振搗后要進(jìn)行第二次振搗。
5、配置大體積混凝土宜使用低水化熱水泥，如礦渣水泥，此外可摻加膨脹劑，同時(shí)要采用塑料薄膜和草袋覆蓋以確保混凝土內(nèi)外溫差小于25℃。
6、對(duì)于商品混凝土，則要在滿足其可泵性、和易性的前提下盡量減小出機(jī)時(shí)的塌落度、降低砂率、并嚴(yán)格控制骨料的含泥量等。
我相信只要施工人員本著一顆認(rèn)真負(fù)責(zé)的心，嚴(yán)格按規(guī)定要求施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。就必定能防患于未來(lái)，盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn)。
