论文部分内容阅读
摘要：混凝土裂缝是建筑中常见的病害之一，在房屋混凝土施工过程中，为防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，因而，对混凝土的养护十分重要。本文混凝土产生裂缝的原因及处理技术进行探讨。
关键词：混凝土；施工技术；裂缝
1、混凝土裂缝的国内研究现状
从现有的行业技术来看，我国房屋工程以混凝土结构占主导地位，混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝，而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。北京冶建工程裂缝处理中心针对混凝土裂缝，开发了工程师自动低压灌浆的方法进行修复。自动低压灌浆技术是混凝土裂缝灌浆领域包括材料、机具、施工的一项综合技术。国际发展趋势表明，建筑物维修、改造业已成为当今社会的热门课题，而混凝土裂缝无处不在，无法避免。建筑物的破坏往往是从裂缝开始，因此，对裂缝的控制和处理至关重要。在多项技术的辅助下，我国研制了可对混凝土微细裂缝进行自动压力灌浆的新型机具和适应各种形态裂缝修复的灌浆树脂、配套材料，提供了混凝土缺损维修的聚合物砂浆和界面处理技术，并对裂缝成因和微细裂缝注入理论进行了分析，通过大量工程实践，总结制定了一套自动压力灌浆操作细则和质量保证体系，为我国现有建筑物的维修改造提供了有价值的技术途径和实施手段。
2、混凝土收缩变形引起的裂缝
混凝土是房屋建筑的主要构成材料，由于传统建材配制工艺存在的缺陷，混凝土施工后容易引起诸多病害，严重影响了房屋结构的性能，对住户的生命和财产安全造成了潜在危害。“裂缝”是房屋建筑的常见病害，也是影响房屋使用安全的重要“病因”，其具有破坏性大、蔓延性快、突发性强等特点，若不及时采取有效的措施加以处理，会影响到房屋建筑的正常使用。根据勘测结果显示，房屋混凝土裂缝产生的原因主要是收缩变形引起，具体情况如下：
2.1溫差收缩
混凝土材料性能会随着外界环境的变化而改进，当温度前后差异相差到一定程度时则会发生温差收缩，从而引起房屋结构的多个位置发生裂缝现象。混凝土材料自身的温度变化也会
造成温差收缩变形，如：大面积混凝土施工掐进，因混凝土内部的水化热过于集中，材料内的温度大幅度上升而使得外部热量散失过快，内外部温度不一形成拉应力后易引起裂缝。
2.2塑性收缩
当表面的水分流失速度过快且加上外部空气风干作用，混凝土材料易产生塑性收缩，该现象常见于混凝土凝固之前。从建筑房屋施工情况看，塑性收缩受天气影响的变化较大，尤其是干热、大风的区域，建筑物塑性收缩裂缝的发生率较高。专家指出，如果混凝土材料的强度不达标，减弱了其抵制风干、渗水的能力，经过一段时间的破坏后也会引起塑性收缩。
2.3干燥收缩
早期对于干燥收缩的定义是指陶瓷、耐火材料、砖瓦等原料制成坯体后，由于干燥失水造成的体积、长度、宽度等尺寸大小缩减，从而导致了干燥收缩问题。建筑行业对干燥收缩的判断则是由于空气湿度变化引起风化干燥作用，使得混凝土材料内部水分蒸发过多，材料表面干燥所引起的收缩变形。干燥收缩引起的房屋裂缝多数集中于结构交接处，如墙角等。
2.4沉降收缩
沉降收缩与房屋地基的承载力有密切的关系，地面建筑结构的重力超过地基承载的范围便会出现沉降收缩。如房屋的结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水等，这些都是沉降收缩的诱发因素。该类裂缝会随着地基结构的变化而变化，尤其是面对软土地基的房屋建筑，裂缝的破坏力会不断变强，只有地基变形达到稳定状态，裂缝才会稳定。
3、房屋施工阶段的裂缝处理技术
施工阶段是房屋建设的核心环节，各种施工技术的灵活运用对建筑物的质量有决定性作用。收缩变形引起的裂缝形式多种多样，其造成的破坏力对房屋结构的性能影响甚大。从建筑价值、经济价值等双重角度考虑，作业人员在房屋施工期间需采用先进的施工技术，避免裂缝问题造成的不利影响。混凝土裂缝处理常用的施工技术有灌注法、浸入法、封闭法、灌浆法等，现场施工人员应结合具体的裂缝形式合理选择处理。
3.1钉合法
订合法的关键作用是恢复主裂缝断面的抗拉强度，维持房屋结构正常的抗拉性能。如：勘测房屋结构期间，处理混凝土裂缝应避免对周围结构造成破坏，缩小裂缝的活动范围，此时可采用订合法固定裂缝。利用厚度小、长度大的金属“缝合U型钉”跨过裂缝，再嵌入设置好的槽沟里，并用无收缩砂浆、环氧树脂基粘合剂等进一步加固。
3.2封闭法
封闭法适用于小型裂缝的处理，通过简单的封闭、加固操作即可发挥良好的处理效果。低层房屋建筑的结构相对简单，地面建筑的承载应力较小，选用表面封闭法及时处理可防止裂缝扩散。如遇到对房屋结构影响小的静止裂缝，采用密封裂缝的方法处理之后，可避免水汽、化学物质、二氧化碳等有害物质的破坏，优化裂缝处理的闭合效果。
3.3灌浆法
灌浆法是建筑裂缝处理的新技术，其采用了不同的水泥砂浆作为填充物对房屋裂缝进行填补加固，其包括普通水泥灌浆、聚合物灌浆两种方法（如图1）。水泥灌浆运用于厚度较大的混凝土墙结构，可采用注入硅酸盐水泥砂浆进行密闭；聚合物灌注多数采用氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料，这种方法对房屋结构裂缝具有较好的封闭作用。
3.4灌注法
灌注法是将粘合材料填充于裂缝里，再利用修补加工的方式起到加固效果。普通房屋建筑产生的裂缝尺寸较小，在裂缝施工技术的选择上必须要符合房屋标准的要求。一般情况下，裂缝灌注均选用环氧树脂为材料，该材料不仅粘合性能优越且灌注的宽度在0.05mm，满足了小型裂缝处理的需要，显著改善了混凝土材料的结构性能。
3.5浸入法
浸入法可分为重力浸入法、真空浸入法两种形式，均是将粘合材料融入裂缝里发挥出加固作用。重力渗入法是将树脂涂刷到表面上，使树脂溢于裂缝表面；真空渗入法常用于无规则的表面裂缝处理。如房屋混凝土裂缝处理时，把裂缝表面密封，抽去真空，将裂缝里的空气彻底清除之后，借助于大气压力的作用把纯环氧树脂浆料注入裂缝。 3.6闭合法
闭合法是利用混凝土材料自身的结构性能，通过自闭合的方式实现自修补处理。闭合法运用的原理：空气里具有一定量的二氧化碳，促进了水泥浆中的氢氧化钙出现碳化作用，碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长，经过一系列的化学反应会产生粘合晶体，其与水泥浆及骨料表面之间产生粘结作用，从而使混凝土裂缝自动密闭消失。
4、植筋加固法在房屋养护的应用
为了让房屋建筑的结构性能得到改善，施工单位除了直接对混凝土裂缝采取措施处理外，还可以利用相关的辅助技术起到加固维修的效果。“植筋法”不仅改变了传统混凝土材料的成分，对整个房屋结构都具有较强的加固成效。植筋法是对房屋内部结构植入钢筋，再用胶水灌缝粘合以保证钢筋与房屋融为一體。植筋法可以增强房屋抗震抗裂抗渗的性能，具体施工流程如图2。
4.1定位
定位是保证植筋法施工质量的关键，作业人员必须根据房屋建筑的图纸结构，合理选择钢筋植入的位置、数量。钢筋定位时要避免与原钢筋结构交叉，以免给下道钻孔工艺带来不便。定位结束后要安排技术人员现场检查，确保所选择的植筋位置与房屋结构相符合。
4.2钻孔
钻孔要使用标准的钻机、钻头，安排钻孔经验丰富的人员完成作业。房屋钻孔时要控制孔的直径、深度、钻进速度等标准，这样成孔的质量才能达到图纸的要求。此外，钻头的位置应始终与墙面或墙柱保持垂直，斜孔或弯孔均不符合植筋法的要求。
4.3注胶
选用合适的胶水灌入孔内，以对成孔四壁进行加固修理，为钢筋植入操作提供方便。把植筋胶装进套筒内，安置到专用手动注射器上，慢慢扣动板机，再把螺旋混合嘴伸入孔底。考虑到避免钢筋植入孔后胶水外流，通常孔内注胶达70%即可，让孔内的空间得到充分利用。
4.4植筋
在注胶前梁底模板就已支好，便于植筋后钢筋定位。植筋前要把钢筋植入部分用钢丝刷反复刷，清除锈污，再用酒精或丙酮清洗。钻孔内注完胶后，把经除锈处理过的钢筋立即放入孔口，然后慢慢单向旋入，不可中途逆向反转，直至钢筋伸入孔底。
5、结论
根据统计和长期的观察，我们知道混凝土裂缝是房屋建筑的常见病害之一，也是影响房屋使用寿命和质量的主要问题之一，其对建筑物的结构组合、使用性能、施工质量均会造成诸多不利影响。施工单位在制定作业计划时，应充分考虑裂缝发生的可能性，提前制定裂缝处理方案。此外，裂缝处理结束后需定期养护管理，出现相同病害后依旧要及时科学地处理。
关键词：混凝土；施工技术；裂缝
1、混凝土裂缝的国内研究现状
从现有的行业技术来看，我国房屋工程以混凝土结构占主导地位，混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝，而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。北京冶建工程裂缝处理中心针对混凝土裂缝，开发了工程师自动低压灌浆的方法进行修复。自动低压灌浆技术是混凝土裂缝灌浆领域包括材料、机具、施工的一项综合技术。国际发展趋势表明，建筑物维修、改造业已成为当今社会的热门课题，而混凝土裂缝无处不在，无法避免。建筑物的破坏往往是从裂缝开始，因此，对裂缝的控制和处理至关重要。在多项技术的辅助下，我国研制了可对混凝土微细裂缝进行自动压力灌浆的新型机具和适应各种形态裂缝修复的灌浆树脂、配套材料，提供了混凝土缺损维修的聚合物砂浆和界面处理技术，并对裂缝成因和微细裂缝注入理论进行了分析，通过大量工程实践，总结制定了一套自动压力灌浆操作细则和质量保证体系，为我国现有建筑物的维修改造提供了有价值的技术途径和实施手段。
2、混凝土收缩变形引起的裂缝
混凝土是房屋建筑的主要构成材料，由于传统建材配制工艺存在的缺陷，混凝土施工后容易引起诸多病害，严重影响了房屋结构的性能，对住户的生命和财产安全造成了潜在危害。“裂缝”是房屋建筑的常见病害，也是影响房屋使用安全的重要“病因”，其具有破坏性大、蔓延性快、突发性强等特点，若不及时采取有效的措施加以处理，会影响到房屋建筑的正常使用。根据勘测结果显示，房屋混凝土裂缝产生的原因主要是收缩变形引起，具体情况如下：
2.1溫差收缩
混凝土材料性能会随着外界环境的变化而改进，当温度前后差异相差到一定程度时则会发生温差收缩，从而引起房屋结构的多个位置发生裂缝现象。混凝土材料自身的温度变化也会
造成温差收缩变形，如：大面积混凝土施工掐进，因混凝土内部的水化热过于集中，材料内的温度大幅度上升而使得外部热量散失过快，内外部温度不一形成拉应力后易引起裂缝。
2.2塑性收缩
当表面的水分流失速度过快且加上外部空气风干作用，混凝土材料易产生塑性收缩，该现象常见于混凝土凝固之前。从建筑房屋施工情况看，塑性收缩受天气影响的变化较大，尤其是干热、大风的区域，建筑物塑性收缩裂缝的发生率较高。专家指出，如果混凝土材料的强度不达标，减弱了其抵制风干、渗水的能力，经过一段时间的破坏后也会引起塑性收缩。
2.3干燥收缩
早期对于干燥收缩的定义是指陶瓷、耐火材料、砖瓦等原料制成坯体后，由于干燥失水造成的体积、长度、宽度等尺寸大小缩减，从而导致了干燥收缩问题。建筑行业对干燥收缩的判断则是由于空气湿度变化引起风化干燥作用，使得混凝土材料内部水分蒸发过多，材料表面干燥所引起的收缩变形。干燥收缩引起的房屋裂缝多数集中于结构交接处，如墙角等。
2.4沉降收缩
沉降收缩与房屋地基的承载力有密切的关系，地面建筑结构的重力超过地基承载的范围便会出现沉降收缩。如房屋的结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水等，这些都是沉降收缩的诱发因素。该类裂缝会随着地基结构的变化而变化，尤其是面对软土地基的房屋建筑，裂缝的破坏力会不断变强，只有地基变形达到稳定状态，裂缝才会稳定。
3、房屋施工阶段的裂缝处理技术
施工阶段是房屋建设的核心环节，各种施工技术的灵活运用对建筑物的质量有决定性作用。收缩变形引起的裂缝形式多种多样，其造成的破坏力对房屋结构的性能影响甚大。从建筑价值、经济价值等双重角度考虑，作业人员在房屋施工期间需采用先进的施工技术，避免裂缝问题造成的不利影响。混凝土裂缝处理常用的施工技术有灌注法、浸入法、封闭法、灌浆法等，现场施工人员应结合具体的裂缝形式合理选择处理。
3.1钉合法
订合法的关键作用是恢复主裂缝断面的抗拉强度，维持房屋结构正常的抗拉性能。如：勘测房屋结构期间，处理混凝土裂缝应避免对周围结构造成破坏，缩小裂缝的活动范围，此时可采用订合法固定裂缝。利用厚度小、长度大的金属“缝合U型钉”跨过裂缝，再嵌入设置好的槽沟里，并用无收缩砂浆、环氧树脂基粘合剂等进一步加固。
3.2封闭法
封闭法适用于小型裂缝的处理，通过简单的封闭、加固操作即可发挥良好的处理效果。低层房屋建筑的结构相对简单，地面建筑的承载应力较小，选用表面封闭法及时处理可防止裂缝扩散。如遇到对房屋结构影响小的静止裂缝，采用密封裂缝的方法处理之后，可避免水汽、化学物质、二氧化碳等有害物质的破坏，优化裂缝处理的闭合效果。
3.3灌浆法
灌浆法是建筑裂缝处理的新技术，其采用了不同的水泥砂浆作为填充物对房屋裂缝进行填补加固，其包括普通水泥灌浆、聚合物灌浆两种方法（如图1）。水泥灌浆运用于厚度较大的混凝土墙结构，可采用注入硅酸盐水泥砂浆进行密闭；聚合物灌注多数采用氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料，这种方法对房屋结构裂缝具有较好的封闭作用。
3.4灌注法
灌注法是将粘合材料填充于裂缝里，再利用修补加工的方式起到加固效果。普通房屋建筑产生的裂缝尺寸较小，在裂缝施工技术的选择上必须要符合房屋标准的要求。一般情况下，裂缝灌注均选用环氧树脂为材料，该材料不仅粘合性能优越且灌注的宽度在0.05mm，满足了小型裂缝处理的需要，显著改善了混凝土材料的结构性能。
3.5浸入法
浸入法可分为重力浸入法、真空浸入法两种形式，均是将粘合材料融入裂缝里发挥出加固作用。重力渗入法是将树脂涂刷到表面上，使树脂溢于裂缝表面；真空渗入法常用于无规则的表面裂缝处理。如房屋混凝土裂缝处理时，把裂缝表面密封，抽去真空，将裂缝里的空气彻底清除之后，借助于大气压力的作用把纯环氧树脂浆料注入裂缝。 3.6闭合法
闭合法是利用混凝土材料自身的结构性能，通过自闭合的方式实现自修补处理。闭合法运用的原理：空气里具有一定量的二氧化碳，促进了水泥浆中的氢氧化钙出现碳化作用，碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长，经过一系列的化学反应会产生粘合晶体，其与水泥浆及骨料表面之间产生粘结作用，从而使混凝土裂缝自动密闭消失。
4、植筋加固法在房屋养护的应用
为了让房屋建筑的结构性能得到改善，施工单位除了直接对混凝土裂缝采取措施处理外，还可以利用相关的辅助技术起到加固维修的效果。“植筋法”不仅改变了传统混凝土材料的成分，对整个房屋结构都具有较强的加固成效。植筋法是对房屋内部结构植入钢筋，再用胶水灌缝粘合以保证钢筋与房屋融为一體。植筋法可以增强房屋抗震抗裂抗渗的性能，具体施工流程如图2。
4.1定位
定位是保证植筋法施工质量的关键，作业人员必须根据房屋建筑的图纸结构，合理选择钢筋植入的位置、数量。钢筋定位时要避免与原钢筋结构交叉，以免给下道钻孔工艺带来不便。定位结束后要安排技术人员现场检查，确保所选择的植筋位置与房屋结构相符合。
4.2钻孔
钻孔要使用标准的钻机、钻头，安排钻孔经验丰富的人员完成作业。房屋钻孔时要控制孔的直径、深度、钻进速度等标准，这样成孔的质量才能达到图纸的要求。此外，钻头的位置应始终与墙面或墙柱保持垂直，斜孔或弯孔均不符合植筋法的要求。
4.3注胶
选用合适的胶水灌入孔内，以对成孔四壁进行加固修理，为钢筋植入操作提供方便。把植筋胶装进套筒内，安置到专用手动注射器上，慢慢扣动板机，再把螺旋混合嘴伸入孔底。考虑到避免钢筋植入孔后胶水外流，通常孔内注胶达70%即可，让孔内的空间得到充分利用。
4.4植筋
在注胶前梁底模板就已支好，便于植筋后钢筋定位。植筋前要把钢筋植入部分用钢丝刷反复刷，清除锈污，再用酒精或丙酮清洗。钻孔内注完胶后，把经除锈处理过的钢筋立即放入孔口，然后慢慢单向旋入，不可中途逆向反转，直至钢筋伸入孔底。
5、结论
根据统计和长期的观察，我们知道混凝土裂缝是房屋建筑的常见病害之一，也是影响房屋使用寿命和质量的主要问题之一，其对建筑物的结构组合、使用性能、施工质量均会造成诸多不利影响。施工单位在制定作业计划时，应充分考虑裂缝发生的可能性，提前制定裂缝处理方案。此外，裂缝处理结束后需定期养护管理，出现相同病害后依旧要及时科学地处理。