混凝土裂缝形成原因的分析及维修方案的具体操作

来源:用户上传      作者:

　　摘    要：工程中出现的混凝土裂缝一般分为表面不规则裂缝和局部贯穿性裂缝。这些裂缝的出现大大影响了房屋工程的使用功能、耐久性和安全性，所以我们要尽量避免混凝土裂缝的出现，混凝土裂缝形成的原因和控制措施则显得尤为重要。
　　混凝土裂缝形成的原因可分为两大类：一是由动、静荷载和其他各种外荷载引起的裂缝;二是由混凝土内外温差、收缩或地基不均匀沉降等变形荷载引起的裂缝。控制混凝土裂缝，必须从混凝土形成裂缝的几个主要原因着手，才能有效地将裂缝控制在允许范围内。一般分为四个控制阶段：一是配合比的计算和试配阶段的控制，二是混凝土出厂前原材料的控制，三是混凝土浇筑施工的控制，四是混凝土养护施工的控制。
　　关键词：混凝土;裂缝;控制;维修
　　1   混凝土裂缝的类型
　　混凝土裂缝的类型分为表面不规则裂缝和局部贯穿性裂缝。
　　1.1  表面不规则裂缝
　　表面不规则裂缝一般我们称之为龟缝，这种裂缝不仅宽度比较大而且分布较密，但深度不大，经表面铲除后没有发现裂缝，大多是因为塑性收缩裂缝、养护不足或者拆模过早，对构件影响一般不大，而且比较容易处理。
　　1.2  局部贯穿性裂缝
　　局部贯穿性裂缝则一般发生在混凝土浇筑很长一段时间后（长则达到几个月），经用测缝仪器检测后发现裂缝宽度大部分在0.5mm～3mm范围内，而深度最大可以贯穿混凝土截面，形成通透裂缝。这种通透裂缝不仅对工程的使用功能产生影响，而且会对工程的耐久性及安全性产生很大的影响。
　　2  混凝土裂缝形成原因的分类
　　混凝土裂缝形成的原因可分为两大类：
　　一是由动、静荷载和其他各种外荷载引起的裂缝。
　　二是由混凝土内外温差、收缩或地基不均匀沉降等变形荷载引起的裂缝。
　　3  控制混凝土裂缝的四个阶段
　　控制混凝土裂缝，必须从混凝土形成裂缝的几个主要原因着手，才能有效地将裂缝控制在允许范围内。一般分为四个控制阶段。
　　3.1  配合比的计算和试配阶段的控制
　　混凝土配合比的计算和试配应符合GJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》J，进行试配时应采用工程中实际使用的原材料。由于大体積混凝土各项指标要求较高，并采用泵送混凝土，因此合理设计配合比是有效控制和预防混凝土裂缝的前提。应根据工程所处条件，对砂率、水灰比、水泥用量及掺合料用量等进行优化设计，选择最优方案。混凝土强度试验时至少应采用三个不同的配合比，其中一个应为基准配合比，另外两个配合比的水灰比分别增加和减少0.05。用水量应与基准配合比相同，砂率分别增加和减少2%。
　　泵送混凝土配合比的计算和试配应符合下列规定：
　　（1）泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0.6。
　　（2）泵送混凝土的水泥和矿物掺合料的总量不宜小于300kg/m3。
　　（3）泵送混凝土的砂率宜为35%～45%。
　　（4）掺用引气型外加剂时，其混凝土含气量不宜大于4%。
　　3.2  混凝土出厂前原材料的控制
　　所有进场的原材料砂、石子必须干净、坚硬，其含泥量必须符合规范要求，泵送混凝土宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应少于15%，粗骨料宜采用连续级配，其针片状颗粒含量不应大于10%，粗骨料的最大粒径与输送管径之比宜符合表1的规定。
　　泵送混凝土应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。
　　泵送混凝土应掺用泵送剂或减水剂，并宜掺用粉煤灰或其他活性矿物掺合料，其质量应符合国家现行有关标准的规定。
　　3.3  混凝土浇筑施工的控制
　　3.3.1  混凝土浇筑前准备工作
　　混凝土运至施工现场的和易性和坍落度必须满足泵送要求，现场严禁人为加水，否则将造成混凝土强度降低，混凝土产生离析，容易出现裂缝。在施工过程中检测混凝土坍落度和留好试块并编号。
　　3.3.2  混凝土浇筑施工
　　混凝土振捣时应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。振捣时振捣棒不得触及钢筋和模板，不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析，表面浮浆而使混凝土面层开裂。混凝土浇筑完毕后，适时对混凝土进行提浆及二次摸压，以保证混凝土面层的平整度及密实性。
　　3.4  混凝土养护施工的控制
　　混凝土浇筑完毕后的12小时以内对混凝土加以覆盖和浇水，在炎热夏季可缩短2～3小时，但不得早于8小时，因为浇筑完毕8小时以内的混凝土可能尚未达到终凝。混凝土浇水养护的时间不得少于7天，浇水次数根据现场情况，以能保持混凝土处于湿润的状态来决定。
　　4  混凝土裂缝维修方案的具体操作
　　我们项目部经过多年的施工经验，总结混凝土裂缝维修方案的具体施工可以分为三大类。
　　4.1  环氧树脂胶泥施工
　　混凝土表面出现不规则裂缝，一般我们称之为龟缝，这种裂缝宽度≥1mm，深度不超过5mm，经表面铲除后没有发现裂缝，只要对封闭裂缝进行有效的处理，就不会对结构的安全产生影响，我们采用填入环氧树脂胶泥修补方案施工。
　　4.1.1  基层处理
　　将混凝土表面裂缝用錾子剔凿成一个10mm宽、10mm深的V形槽，目的是使环氧树脂胶泥与混凝土界面粘结牢固。用空气压缩机将裂缝附近80mm～100mm宽度范围内的浮灰吹净，用工业酒精擦净V形槽两侧的浮灰。 　　4.1.2  封缝施工
　　基层必须保证干燥，用刮刀将环氧树脂胶泥填入V形槽中，涂抹时，用刮刀均匀将环氧树脂胶泥抹平，表面与混凝土表面平整。过24小时后，表面干透进行下一步石膏或腻子施工。
　　4.1.3  检查和验收
　　封缝施工结束后，施工人员自己先自查合格后，由项目部的技术、质量、生产人员进行检查和验收，验收合格后，形成书面文件并进行下一道工序施工。
　　4.2  压力灌缝施工
　　混凝土表面出现局部贯穿性裂缝，这种裂缝宽度<1mm且≥3mm，经表面铲除后发现裂缝深度超过5mm或贯通裂缝，对于混凝土构件我们采用自动压力灌浆器灌入改性树脂，对裂缝进行修补的处理措施。我们项目部常用于墙面裂缝修补方案。
　　施工工艺流程为：裂缝处理→埋设灌浆嘴→封缝→密封检查→配制浆液→灌浆→封口结束→检查验收
　　4.2.1  基层处理
　　对于混凝土构件上的裂缝，用钢丝刷等工具，清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣、及松散层等污物，并用压缩空气将混凝土碎屑、粉尘清除干净;然后再用毛刷蘸甲苯、酒精等有机溶液，把裂缝两侧20mm～30mm处擦洗干净并保持干燥。
　　4.2.2  施工顺序
　　先对楼板板面及楼板底面进行基底处理，然后在楼板上进行表面封闭埋设灌浆嘴底座，在板底进行裂缝表面封闭处理。
　　4.2.3  埋設灌浆嘴
　　在墙面裂缝交叉处、端部，均埋设灌浆嘴。间距25cm，在一条裂缝上必须有进浆嘴、排气嘴、出浆嘴。埋设时，先在灌浆嘴的底盘上抹一层厚约1mm的环氧胶泥将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定的位置上。
　　4.2.4  封缝施工
　　采用环氧树脂胶泥封缝，先在裂缝两侧（宽20-30mm）涂一层环氧树脂基液，后抹一层厚1mm、宽20-30mm的环氧树脂胶泥。抹胶泥时防止产生小孔和气泡，同时要刮平整，保证封闭可靠。
　　4.2.5  试漏
　　裂缝封闭后进行压气试漏，检查密闭效果。试漏时需待封缝胶泥达到一定强度后进行。试漏前沿裂缝涂一层肥皂水，从灌浆嘴通入压缩空气，凡漏气处，应修补密封至不漏为止。
　　4.2.6  自动压力灌浆器的使用方法
　　打开灌浆器的连接接头，取出套筒中的内囊，将配置好的AB树脂到入内囊，然后将其和连接接头拧紧后整体放回套筒内并拧紧，最后将自动压力灌浆器安装在固定好的底座上，松开拉杆开始灌浆。一次灌浆不足时可连续补充灌浆。
　　4.2.7   灌浆
　　灌浆时由一端向前推进，首先从A点进行灌浆，当B点开始冒浆后，取下A点的自动压力灌浆器，并迅速在底座上安装死堵，然后再从B点进行灌浆，依此类推，逐步向前施工。待缝内浆液达到终凝时，拆下灌浆嘴（底座），再用环氧树脂胶泥把灌浆嘴处摸平封口。
　　4.2.8  AB-灌浆树脂的配置方法
　　配合比：甲：乙=4：1 先将甲乙两组份分别用棒搅拌均匀，然后按比例将其倒入容器内用玻璃棒搅拌均匀即可使用。每次配料不宜过多，随配随用。封缝胶的配置方法：配合比：甲：乙=40：1（重量比）将甲乙两组份分别倒在腻子托板上方两侧，然后用腻子刀按比例将甲乙两组分在腻子托板下方中部调拌均匀即可使用。
　　4.2.9  检查和验收
　　封口结束后，由项目部的技术、质量、生产人员深入施工现场，进行检查和验收，验收合格后，形成书面文件并进行下一道工序施工。
　　4.3  碳纤维复合片材施工
　　混凝土表面出现局部贯穿性裂缝，这种裂缝宽度大于1mm，经
　　表面铲除后发现裂缝深度超过10mm或贯通裂缝，所在位置为混凝土顶板，我们采用碳纤维复合片材施工。碳纤维复合片材型号为单位面积重量300g/㎡，厚度为0.167mm。在顶板粘贴碳纤维复合片材时，要用同层数的压条进行处理。
　　4.3.1  材质选用及性能
　　碳纤维复合片材与粘结胶的选用必须经过相关权威部门鉴定，满足设计及规范的要求。碳纤维复合片材的基本性能须达到高强I级，粘结胶的基本性能（包括老化性能的快速检测）须达到A级胶要求。
　　4.3.2  施工准备
　　在施工前对所使用的碳纤维复合片材、粘结胶、机具等材料再次做好充分的准备工作，对作业人员的调度、工作区的划分、材料的现场搬运、粘结胶的试配、作业面的清除和废弃物的回收利用等一定要分开分清实施。材料按照施工单位指定库房存放，应避免火源、高压电源、高温、易燃物品等。
　　4.3.3  表面处理
　　应先清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，并用修复材料（如1：3水泥砂浆）将表面修复平整。待粘贴的混凝土表面打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处应进行倒角处理，并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。混凝土表面清理干净，并保持干燥。
　　4.3.4  粘贴碳纤维复合片材
　　应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维复合片材;应按产品生产厂提供的工艺规定配制浸渍粘结胶，并均匀涂抹于粘贴部位;将碳纤维复合片材用手轻压贴于需粘贴的位置，采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍粘结胶充分浸透碳纤维复合片材。
　　4.3.5   施工控制要点
　　（1）粘贴碳纤维复合片材用的胶粘剂应采用改性环氧树脂胶，其性能和质量应符合现行国家标准GB 50367—2013《混凝土结构加固设计规范》。
　　（2）胶粘剂进场时，应对其品种、级别、型号、包装、中文标志、出厂日期等进行检查，并应对其粘接抗剪强度、纤维层间剪切强度及钢-混凝土粘结正拉强度等三项性能进行复验。 　　（3）经清理、修整后的混凝土结构、构件，其粘贴部位的混凝土表面应按要求进行打磨处理，若局部有凹陷，应先用修补胶填充找平;对有断差及内转角的部位应抹成平滑曲面，再进行处理。
　　（4）对梁、柱的棱角进行圆化处理时，应采用机械打磨成设计要求的圆弧角;若设计未规定圆弧半径r，应取R≥20mm。
　　（5）粘贴碳纤维材料部位的混凝土，其表层含水率不应大于4%。对含水率超限的混凝土和浇筑不满90d的混凝土应进行人工干燥处理。
　　（6）若粘贴纤维材料的施工工艺有涂刷底胶的要求时，应按底胶产品使用说明书的要求进行涂刷和养护。
　　（7）为彻底清除混凝土粘合面残留的杂物，应在粘贴纤维材料前用软布擦拭混凝土表面。
　　（8）碳纤维复合片材可采用特制的剪力剪断或用优质美工刀切割成所需尺寸，织物裁剪的宽度不宜小于 100mm，严禁折叠。
　　（9）粘胶的配制应按产品说明书的配比调配;拌合应采用低速搅拌机充分搅拌;拌好的胶液应均匀、无气泡，并应防止水、油、灰尘等杂质混入。
　　（10）碳纤维复合片材的粘贴位置，与设计要求的位置相比，其中心线偏差不应大于10mm。
　　（11）按胶粘剂生产厂商规定的胶粘固化时间，养护至规定时间，经检查确认固化（以邵氏硬度大于等于70?为判定标准）后，进行施工质量检验、验收。
　　4.3.6  安全注意事项
　　（1）碳纤维复合片材为导电材料，施工碳纤维复合片材时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护措施。
　　（2）碳纤维复合片材配套粘结胶的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。
　　4.3.7  检查和验收
　　（1）碳纤维复合片材与混凝土之间的粘贴质量可用锤击法或其他有效探测法进行检查。按检查结果确认的总有效面积不应小于总粘贴面积的95%。
　　（2）当采用锤击法检查时，应将粘贴的复合材分区，逐区测定空鼓面积，即无效粘贴面积;若单个空鼓面积<10000mm2，可采用注射法充胶修复;若单个空鼓面积≥10000mm2，应割除修补，重新粘贴等量纤维复合材，且各边搭接长度不应小于100mm。
　　检查数量：全数检查。
　　检验方法：检查检测报告及处理记录。
　　（3）碳纖维复合材料与混凝土间的正拉粘结强度应符合现行国家标准GB 50367—2013《混凝土结构加固设计规范》安全性能检验合格指标的要求。若不合格，应剥去重贴，并重新检查验收。
　　（4）纤维复合材料粘贴位置，与设计要求相比，其中心线偏差不应大于10mm。
　　检查数量：全数检查。
　　检验方法：钢尺测量。
　　（5）纤维符合材的胶层厚度（δ）应符合下列要求：
　　对纤维织物（布）：δ≦2mm;对预成型板：1mm≦δ≦3mm。
　　检查数量：利用正拉粘接强度检验的式样逐个检查。
　　检验方法：刻度放大镜测量。
　　5  结束语
　　总之，混凝土裂缝不仅影响了住户的居住水平和安全系数，对施工单位的回访维修也造成了很大的难度。形成混凝土裂缝的原因很多，在施工过程中采取控制措施也很复杂，在此我们在施工方面给大家做了一定的简述，但这还远远不够，我们还要从设计、配合比、原材料、施工过程及当时的温度及环境等方面做了全面分析，并采取控制裂缝的各种措施，在一定程度上对混凝土裂缝还是可以控制的。
　　参考文献：
　　[1] 龚洛书.混凝土实用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.
　　[2] 杨伯科.混凝土实用新技术手册（精编）[M].长春：吉林科学技术出版社，1998.
　　[3] JGJ 55—2011.普通混凝土配合比设计规程[S].
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15263748.htm