论文部分内容阅读
【摘要】随着国家加大对建筑的投入，混凝土在现代工程建设中占有重要地位，而在现场施工中，混凝土的裂缝较为普遍，尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现，本文着重论述了混凝土产生裂缝的原因和的解决策略，提出了控制和防治裂缝的措施。
【关键词】混凝土；裂缝；防治措施
1.裂缝的原因分析
从微观上看，混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体，由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同，混凝土裂缝产生的原因可分为以下几种：
（1）混凝土在凝结硬化的时，由于干燥收缩会引起的体积变形受到约束时，就可能产生干缩裂缝。这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。
（2）大体积混凝土体积庞大，混凝土浇筑后释放出大量水化热， 由于体积较大，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。
（3）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落遭到模板或顶部钢筋的抑制，凝土浇筑后数小时，即可发生这种裂缝。
（4）当有约束时，混凝土热涨冷缩性质所产生的体积涨缩，受约束力的局限变形得不到满足，在内部就会产生了温度应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
（5）混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等发生反应，生成出的胶状碱—硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
（6）在炎热的夏季和大风天气，混凝土表层水分损失快，内部损失慢，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时后仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。
（7）构件承受荷载所产生的裂缝：例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。
（8）当结构的基础出现不均匀沉降时，结构构件受到强迫变形，而使结构构件开裂，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。
（9）当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。而在施工过程中，我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。
2.裂缝的修补措施
国内外修补裂缝的方法很多，归纳起来主要有以下三大类：
2.1开槽法修补裂缝
开槽法修补法是裂缝封堵中经常使用的一种方法，该法适合于修补较宽裂缝大于0.5mm，材料的配合比为：采用环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂=10：3：12.5：28.首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4斤丙酮就可以了）。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。
2.2低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm～0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
2.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的受力性能时，就要考虑从力学的角度采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面积，在构件的角部处包型钢，采用预应力法加固，粘贴钢板加固，增设支点加固以及喷射混凝土补强加固等。结构加固法牵涉到对结构的形态和受力方式的改变，因此在运用时应该先跟设计及监理进行沟通，找出原因，通过受力计算后提出解决方案，在经过综合论证认为可行后才付诸实施。
3.裂缝的防治措施
由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速率快，使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。因此，为防治水化热引起的裂缝，施工前应计算计升温峰值、内外温差及降温速率，制定相应的技术措施，防止和控制温度裂缝，确保工程质量。
3.1降低混凝土入模温度
（1）降低原材料进入搅拌机的温度如夏季在水箱内加冰块，降低水温；粗骨料遮阳防晒，并洒冷水降温；细骨料遮阳防晒；散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施最大限度降低混凝土出机温度。
（2）夏季，混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。
（3）混凝土浇筑作业面遮阳，减少混凝土冷量损失。
3.2降低混凝土水化热
（1）选择中低热品种水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥。
（2）利用混凝土后期强度用，R60或R90替代R28作为设计强度。
（3）掺人一定比例的粉煤灰。
（4）掺人高效减水剂。
（5）掺加缓凝剂。
3.3掺UEA膨胀剂
掺人UEA膨胀剂，在最初14天潮湿养护中，使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝。
3.4采用二次抹压技术
混凝土大模振捣，表層刮平抹压1～2小时后，即在混凝土初凝前在混凝土表面进行二次抹压，消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝，增加混凝土内部的密实度。但是，二次抹压时间必须掌握恰当，过早抹压没有效果；过晚抹压混凝土已进入初凝状态，失去塑性，消除不了混凝土表面已出现的裂缝。
3.5混凝土自然养护
（1）保湿养护混凝土表面经过二次抹压后，立即对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用蓬布、塑料布等进行覆盖），防止表面水份蒸发速度过快，保持混凝上处于潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的混凝土，在最初14天内，必须潮湿养护，方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。
（2）每次混凝土浇筑完毕后，保湿养护根据混凝土绝热温升计算，确定中心最高温度，按温控技术措施，确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。
保温养护的目的：①减少混凝土表面热扩散，减少内外温度；②延缓散热时间，控制降温速率，有利于混凝土强度增长和应力松驰，避免产生贯穿裂缝。养护一般不少于15天。
（3）在常温季节，混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法，替代前两种保湿保温养护办法。根据混凝土内外温差数据，及时调整蓄水高度，也能收到预期效果。
4.结束语
虽然当前学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论理，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，混凝土裂缝的产生，其内因与外部条件，非常复杂，既有单一因素，也有综合因素。因此，我们对某一种裂缝的产生，不应孤立的看，应综合进行分析研究，以确保混凝土的工程质量，减少裂缝所造成的损失。
【参考文献】
[1]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展，2002.5.
[2]黄国兴，陈改新.水工混凝土建筑物修补技术及应用，1999.3.
[3]最新水利水电工程质量监控与通病防治实施手册，光明日报出版社.
[4]混凝土研究协会，混凝土裂缝检测控制与修补新技术应用手册，中国科技文化出版社.
【关键词】混凝土；裂缝；防治措施
1.裂缝的原因分析
从微观上看，混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体，由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同，混凝土裂缝产生的原因可分为以下几种：
（1）混凝土在凝结硬化的时，由于干燥收缩会引起的体积变形受到约束时，就可能产生干缩裂缝。这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。
（2）大体积混凝土体积庞大，混凝土浇筑后释放出大量水化热， 由于体积较大，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。
（3）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落遭到模板或顶部钢筋的抑制，凝土浇筑后数小时，即可发生这种裂缝。
（4）当有约束时，混凝土热涨冷缩性质所产生的体积涨缩，受约束力的局限变形得不到满足，在内部就会产生了温度应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
（5）混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等发生反应，生成出的胶状碱—硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
（6）在炎热的夏季和大风天气，混凝土表层水分损失快，内部损失慢，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时后仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。
（7）构件承受荷载所产生的裂缝：例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。
（8）当结构的基础出现不均匀沉降时，结构构件受到强迫变形，而使结构构件开裂，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。
（9）当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。而在施工过程中，我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。
2.裂缝的修补措施
国内外修补裂缝的方法很多，归纳起来主要有以下三大类：
2.1开槽法修补裂缝
开槽法修补法是裂缝封堵中经常使用的一种方法，该法适合于修补较宽裂缝大于0.5mm，材料的配合比为：采用环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂=10：3：12.5：28.首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4斤丙酮就可以了）。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。
2.2低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm～0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
2.3结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的受力性能时，就要考虑从力学的角度采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面积，在构件的角部处包型钢，采用预应力法加固，粘贴钢板加固，增设支点加固以及喷射混凝土补强加固等。结构加固法牵涉到对结构的形态和受力方式的改变，因此在运用时应该先跟设计及监理进行沟通，找出原因，通过受力计算后提出解决方案，在经过综合论证认为可行后才付诸实施。
3.裂缝的防治措施
由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速率快，使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。因此，为防治水化热引起的裂缝，施工前应计算计升温峰值、内外温差及降温速率，制定相应的技术措施，防止和控制温度裂缝，确保工程质量。
3.1降低混凝土入模温度
（1）降低原材料进入搅拌机的温度如夏季在水箱内加冰块，降低水温；粗骨料遮阳防晒，并洒冷水降温；细骨料遮阳防晒；散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施最大限度降低混凝土出机温度。
（2）夏季，混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。
（3）混凝土浇筑作业面遮阳，减少混凝土冷量损失。
3.2降低混凝土水化热
（1）选择中低热品种水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥。
（2）利用混凝土后期强度用，R60或R90替代R28作为设计强度。
（3）掺人一定比例的粉煤灰。
（4）掺人高效减水剂。
（5）掺加缓凝剂。
3.3掺UEA膨胀剂
掺人UEA膨胀剂，在最初14天潮湿养护中，使混凝土体积微膨胀，补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝。
3.4采用二次抹压技术
混凝土大模振捣，表層刮平抹压1～2小时后，即在混凝土初凝前在混凝土表面进行二次抹压，消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝，增加混凝土内部的密实度。但是，二次抹压时间必须掌握恰当，过早抹压没有效果；过晚抹压混凝土已进入初凝状态，失去塑性，消除不了混凝土表面已出现的裂缝。
3.5混凝土自然养护
（1）保湿养护混凝土表面经过二次抹压后，立即对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用蓬布、塑料布等进行覆盖），防止表面水份蒸发速度过快，保持混凝上处于潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的混凝土，在最初14天内，必须潮湿养护，方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。
（2）每次混凝土浇筑完毕后，保湿养护根据混凝土绝热温升计算，确定中心最高温度，按温控技术措施，确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。
保温养护的目的：①减少混凝土表面热扩散，减少内外温度；②延缓散热时间，控制降温速率，有利于混凝土强度增长和应力松驰，避免产生贯穿裂缝。养护一般不少于15天。
（3）在常温季节，混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法，替代前两种保湿保温养护办法。根据混凝土内外温差数据，及时调整蓄水高度，也能收到预期效果。
4.结束语
虽然当前学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论理，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，混凝土裂缝的产生，其内因与外部条件，非常复杂，既有单一因素，也有综合因素。因此，我们对某一种裂缝的产生，不应孤立的看，应综合进行分析研究，以确保混凝土的工程质量，减少裂缝所造成的损失。
【参考文献】
[1]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展，2002.5.
[2]黄国兴，陈改新.水工混凝土建筑物修补技术及应用，1999.3.
[3]最新水利水电工程质量监控与通病防治实施手册，光明日报出版社.
[4]混凝土研究协会，混凝土裂缝检测控制与修补新技术应用手册，中国科技文化出版社.