文／張志平 青島地鐵置業(yè)即墨有限公司 山東青島 266000

1.混凝土裂縫的危害

混凝土裂縫主要是因為混凝土結(jié)構(gòu)受到內(nèi)外因素的作用，產(chǎn)生物理結(jié)構(gòu)的變化，并且裂縫問題的產(chǎn)生直接降低混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力、耐水性，以及防水性能，大大降低了建筑工程的整體施工質(zhì)量[1]。同時，混凝土裂縫主要包括：貫穿裂縫、表面裂縫、深層裂縫等方面。其中，貫穿裂縫主要先從表面開始，逐步發(fā)展到深層次的裂縫，從而形成貫穿裂縫，并且這種裂縫會切斷結(jié)構(gòu)斷面，對工程結(jié)構(gòu)的整體造成一定的破壞，進而帶來安全隱患。如圖1所示，表面裂縫盡管是因為溫度所造成，但是會影響建筑工程的美觀性，危害不是很大；深層裂縫是因為結(jié)構(gòu)斷面裂縫切斷所造成的，這樣嚴(yán)重威脅著建筑工程結(jié)構(gòu)的使用性能。

圖1 貫穿裂縫

2.混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析

2.1 主要原因

混凝土內(nèi)部熱源溫度變化導(dǎo)致的形變裂縫?；炷镣瓿墒┕ず笮枰獙炷琉B(yǎng)護，這主要是因為水泥在攪拌過程中會產(chǎn)生水化熱，尤其是完成混凝土塊澆筑后，其內(nèi)部溫度和熱量溫度變化幅度很大，如出現(xiàn)較大溫差時，混凝土的應(yīng)力會小于熱脹冷縮的拉力，混凝土裂縫就會產(chǎn)生[2]。一般來說，這種溫度的變化通常在澆筑混凝土后7 天才能停止大幅度變化。

各種收縮對混凝土產(chǎn)生影響?；炷梁推渌镔|(zhì)一樣也會出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，收縮現(xiàn)象屬于混凝土成形后的一個重要的現(xiàn)象，相關(guān)學(xué)者和工程技術(shù)人員在研究和大量的工程實踐總結(jié)中已明確混凝土的收縮會導(dǎo)致一定的開裂現(xiàn)象。混凝土的收縮主要可分為干燥收縮、自收縮、塑性收縮、化學(xué)收縮、溫度收縮和沉降收縮6 種形式。

徐變對混凝土的影響?；炷列熳儗?dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因主要是因為徐變使得混凝土分子間的相互約束力減少。結(jié)合工程實踐總結(jié)，徐變現(xiàn)象對于混凝土影響是雙面的。其主要是因為，混凝土出現(xiàn)徐變現(xiàn)象能使水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力下降，但伴隨而來的另外一個效果是混凝土形變量的增大，形變量的增大會加劇混凝土自重收縮形變，進而形成不同幅度的形變增加[3]。

混凝土各種組成材料的影響?；炷两M成材料較多，包括水泥、碎石、砂等粗、細骨料、替代摻和材料及化學(xué)外加劑等。在這些組成材料中，水泥材料的影響較大，一般來說，混凝土裂縫產(chǎn)生的概率與水泥用量息息相關(guān)，用量越多，混凝土裂縫產(chǎn)生幾率越大。大量工程證明，骨料含泥量過高或比例搭配不合理會導(dǎo)致水泥漿與骨料之間的融合度變差，會加大體積混凝土產(chǎn)生裂縫產(chǎn)生的概率。而替代摻和材料及化學(xué)外加劑對混凝土的影響主要表現(xiàn)在對混凝土性能的改變上，加入減水劑，能實現(xiàn)混凝土的水膠的變大，避免混凝土出現(xiàn)化學(xué)收縮。但不同工程存在一定的差異性，外加劑的應(yīng)用需要結(jié)合工程具體情況，根據(jù)施工現(xiàn)場施工環(huán)境，因地制宜針對性的加入，才能最大限度發(fā)揮外加劑的效用。

2.2 其他原因

不按規(guī)范施工引起的混凝土裂縫?；炷凉こ淌┕ぃ绕湓谙募景滋鞎r候，其溫度較高，導(dǎo)致混凝土在拌和過程中水分蒸發(fā)較快，混凝土的和易性降低，如不進行配合比的優(yōu)化或出現(xiàn)不當(dāng)?shù)氖┕?，如未能結(jié)合高溫效應(yīng)進行配合比優(yōu)化設(shè)計，混凝土未達到設(shè)計強度就已經(jīng)拆了模板，或者是模溫度過高導(dǎo)致混凝土流動性差，未能持續(xù)養(yǎng)護等，這些不規(guī)范施工現(xiàn)象都會導(dǎo)致水分過快蒸發(fā)，引發(fā)干縮裂縫和自收縮裂縫現(xiàn)象大面積存在。

振搗方式不科學(xué)會影響大體積混凝土最終振搗效果。很多混凝土施工項目由于振搗方式不合理使得混凝土出現(xiàn)離析問題，導(dǎo)致混凝土表面的浮漿的水分流失嚴(yán)重，水分的缺失導(dǎo)致干縮裂縫產(chǎn)生，最終引發(fā)的后果是混凝土結(jié)構(gòu)越來越薄弱，最終出現(xiàn)開裂[4]。

養(yǎng)護措施未能落實到位。完成混凝土澆筑后，需要進行及時科學(xué)的養(yǎng)護以避免混凝土結(jié)構(gòu)表面在日曬下流失嚴(yán)重，從而出現(xiàn)水化熱問題，引發(fā)混凝土內(nèi)部空隙增大，導(dǎo)致干縮現(xiàn)場產(chǎn)生。容易受到外部環(huán)境和氣候的影響。混凝土的施工過程是處于室外環(huán)境的，因而高溫、大雨、下雪等外部環(huán)境和天氣會直接影響到混凝土的施工質(zhì)量。如在高溫天氣下，混凝土?xí)诟邷刈饔糜绊懴?，出現(xiàn)溫度應(yīng)力失控現(xiàn)象；在大雨環(huán)境下，混凝土的配合比會由于雨水而出現(xiàn)變化；在下雪環(huán)境天氣下，由于溫度過低，混凝土的凝固時間會延長，影響混凝土質(zhì)量。混凝土是由水泥漿體跟粗細骨料拌和而成的復(fù)合型材料。從裂縫所處的位置以及性質(zhì)來看，裂縫往往可以分成三類：貫穿裂縫、深層裂縫、表面裂縫三類，如圖2。

圖2 裂縫的分類

根據(jù)裂縫產(chǎn)生的機理，將裂縫分為以下三種：

（1）混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力引起變形所產(chǎn)生的裂縫。

（2）混凝土內(nèi)部的混凝土封閉性較大，聚集的熱量得不到及時釋放，而混凝土外表經(jīng)過一系列的養(yǎng)護措施，其外表熱量得到散發(fā)，從而控制溫度上升。這樣會出現(xiàn)內(nèi)外溫差過大，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，外部又產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)外在雙重應(yīng)力的影響下，會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)形變，一旦形變量超過極限拉伸值時，會出現(xiàn)混凝土裂縫。

（3）混凝土完成澆筑后，在完成澆筑至配筋前這一段時間內(nèi)，混凝土?xí)霈F(xiàn)抗拉能力差的特點。同時在溫度應(yīng)力的作用下會出現(xiàn)拉伸效應(yīng)，一旦拉應(yīng)力超過一定程度，就會產(chǎn)生貫穿裂縫，影響其功能。

3.混凝土裂縫的防治措施

3.1 混凝土原材料的控制

混凝土原材料的選擇與控制是預(yù)防混凝土裂縫產(chǎn)生的重要手段。

（1）水泥的選擇。優(yōu)質(zhì)的水泥可提高混凝土的強度和耐久性，從而減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。建議選擇標(biāo)號高、活性好的水泥，并嚴(yán)格按照設(shè)計配合比使用。

（2）骨料的選擇。骨料應(yīng)具有較高的抗壓強度和硬度，并經(jīng)過篩分和洗滌處理，以保證混凝土的均勻性和致密性。

（3）控制水灰比例。水灰比例過高會使混凝土的強度降低，過低則會增加混凝土的收縮率和膨脹率，容易形成混凝土裂縫。因此，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求控制水灰比例。

（4）減少添加劑的使用。盡量避免在混凝土中添加大量的化學(xué)添加劑和外加劑，因為這些添加劑可能會影響混凝土的物理和化學(xué)性能，導(dǎo)致混凝土的耐久性和穩(wěn)定性下降。

（5）加強原材料管理。建立完善的原材料質(zhì)量檢測制度，對水泥、骨料等原材料進行質(zhì)量檢測，并及時處理不合格的原材料。同時，建立健全原材料采購、儲存和配送管理制度，確?；炷猎牧瞎?yīng)充足且質(zhì)量有保障[5]。

3.2 優(yōu)化施工結(jié)構(gòu)

（1）合理設(shè)置伸縮縫。在混凝土結(jié)構(gòu)中合理設(shè)置伸縮縫，以緩解混凝土的熱膨脹和收縮應(yīng)力。如果未能設(shè)置伸縮縫或伸縮縫設(shè)置不當(dāng)，混凝土可能會出現(xiàn)過度應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。

（2）控制混凝土厚度。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，尤其是在板、墻等大面積結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，應(yīng)注意控制混凝土的厚度。過厚的混凝土?xí)黾踊炷恋膬?nèi)部溫差，進而導(dǎo)致混凝土的收縮或膨脹過大而產(chǎn)生裂縫。

（3）控制施工環(huán)境溫度。在混凝土澆筑后，應(yīng)控制施工環(huán)境的溫度和濕度，尤其是在低溫天氣下，采取加蓋保溫等措施使混凝土快速達到設(shè)計強度，避免出現(xiàn)溫度裂縫。

（4）使用專用材料。采用專門用于混凝土構(gòu)件的材料，如伸縮縫材料、防裂纖維等，可有效預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生。

（5）控制澆筑方式。在混凝土施工過程中，應(yīng)注意控制澆筑方式，確?；炷恋木鶆蛐院椭旅苄?。不當(dāng)?shù)臐仓绞娇赡軙够炷链嬖谶^度的振動或擠壓，從而產(chǎn)生混凝土裂縫。

（6）合理分布鋼筋。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，合理分布鋼筋可有效防止裂縫的產(chǎn)生，特別是在大跨度混凝土梁、板、墻等結(jié)構(gòu)中，要注意鋼筋的布置和數(shù)量，以提高混凝土的強度和穩(wěn)定性。

（7）采用預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土具有良好的抗拉強度和變形能力，可有效降低混凝土的收縮率和膨脹率，從而減少混凝土裂縫的發(fā)生。因此，在需要更高強度和更大跨度的混凝土結(jié)構(gòu)中，采用預(yù)應(yīng)力混凝土是一種比較理想的方案。

（8）注意混凝土養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護不當(dāng)也可能導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。因此，在混凝土澆筑后，要加強混凝土的養(yǎng)護管理，包括覆蓋保溫、濕潤養(yǎng)護、控制拆模時間等，以確?；炷恋膹姸群兔軐嵭?。

3.3 加強后期養(yǎng)護

加強后期養(yǎng)護對于預(yù)防混凝土裂縫產(chǎn)生具有重要意義。

（1）按規(guī)定進行養(yǎng)護。在混凝土澆筑后，應(yīng)按照規(guī)定進行養(yǎng)護。一般來說，混凝土最好在澆筑24h 內(nèi)進行拆模，然后控制環(huán)境溫度和濕度，采取覆蓋保溫、噴水養(yǎng)護等措施，確?；炷恋某浞钟不蛷姸劝l(fā)揮。

（2）逐步降低溫度。在初期養(yǎng)護過程中，應(yīng)控制混凝土的溫度并逐步降低，以避免因溫度變化而引起的混凝土收縮膨脹不均，從而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

（3）增加養(yǎng)護時間。在養(yǎng)護工作中，養(yǎng)護時間也很關(guān)鍵。一般養(yǎng)護時間應(yīng)根據(jù)混凝土的強度等級和環(huán)境條件來確定。如果養(yǎng)護時間過短，混凝土的強度可能沒有充分發(fā)揮，容易出現(xiàn)裂縫。

（4）采取保濕措施。在混凝土的早期養(yǎng)護中，保濕措施十分重要。通過噴水、覆蓋塑料薄膜等方式，可有效保持混凝土的濕度，并促進混凝土的強度發(fā)揮。

（5）防止機械損傷。在混凝土結(jié)構(gòu)成型后進行后續(xù)施工過程中，應(yīng)注意防止對混凝土的機械損傷，如碰撞、割切等操作都可能導(dǎo)致混凝土的開裂和破壞。

（6）避免溫度變化過大。在混凝土結(jié)構(gòu)的初期養(yǎng)護中，應(yīng)避免溫度變化過大。如果施工環(huán)境存在溫度波動較大的氣候，可采取覆蓋保溫、噴水養(yǎng)護等方式逐步控制混凝土的溫度。

（7）定期檢查養(yǎng)護情況。在混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護過程中，還要定期檢查養(yǎng)護情況。如果發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護不當(dāng)或已經(jīng)出現(xiàn)裂縫，應(yīng)及時采取補救措施，以避免混凝土結(jié)構(gòu)的損壞和安全隱患。

（8）合理安排使用時間。在混凝土結(jié)構(gòu)完全硬化之前，應(yīng)合理安排使用時間，特別是起重機等對混凝土結(jié)構(gòu)有較大振動影響的設(shè)備，在混凝土尚未充分硬化之前，應(yīng)暫時停止使用[6]。

4.混凝土裂縫的治理方法

4.1 填充劑注入

填充劑注入是一種常用的混凝土裂縫治理方法。該方法通過注入特定的填充材料來填補混凝土裂縫，以修復(fù)和加固結(jié)構(gòu)，防止裂縫進一步擴展和損害混凝土構(gòu)件。首先，對裂縫進行清理，去除松散的混凝土碎屑、塵土和油污，以確保填充劑能夠充分附著在裂縫表面。接著，根據(jù)裂縫的類型、寬度和深度，選擇合適的填充劑材料。常用的填充劑包括聚氨酯、環(huán)氧樹脂、聚合物修補膠等，填充劑應(yīng)具有良好的流動性和粘結(jié)性能，以便充分填充裂縫。將填充劑注入裂縫，通?？墒褂米⑸淦骰虮闷謥韺嵤┳⑷脒^程。從裂縫的一端開始注入，直到填充劑充滿整個裂縫，確保填充劑均勻分布和充實[7]。注入填充劑后，在規(guī)定時間內(nèi)根據(jù)需要對填充劑進行調(diào)整和平整，以使裂縫表面與周圍的混凝土結(jié)構(gòu)保持一致。最后，根據(jù)填充劑的要求進行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護，以確保填充劑充分固化和強化，養(yǎng)護時間和方法可能因所使用的填充劑而有所不同。填充劑注入方法能夠有效填補混凝土裂縫，增強結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和抗裂能力。然而，對于嚴(yán)重結(jié)構(gòu)裂縫或裂縫起因存在較大疑問的情況，應(yīng)咨詢專業(yè)工程師或結(jié)構(gòu)師，以評估裂縫的性質(zhì)并確定最適合的治理方法。

4.2 植筋加固

植筋加固是通過在裂縫處埋設(shè)鋼筋或碳纖維片等材料，以增加混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力和抗裂性能。首先，對裂縫周圍區(qū)域進行清理，去除松散的混凝土碎屑、塵土和油污，確保植筋材料能夠充分附著在混凝土表面。接著，在裂縫處進行預(yù)處理，如切割V 型槽或開槽，以增加植筋材料與混凝土之間的粘結(jié)強度。然后，根據(jù)裂縫的類型、寬度和結(jié)構(gòu)要求，選擇合適的植筋材料，常見的包括鋼筋、碳纖維片等，植筋材料應(yīng)具有足夠的強度和粘結(jié)性能。將選定的植筋材料嵌入裂縫中，并將兩側(cè)附著在健康的混凝土結(jié)構(gòu)上。對于鋼筋，可以使用螺紋套筒或埋入混凝土，對于碳纖維片等材料，可以使用特定的粘合劑進行固定。最后，對植筋加固部位進行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護，使植筋材料充分固化和粘結(jié)。在必要時，修整植筋部位，使其與周圍的混凝土表面平整。植筋加固方法能夠有效增強裂縫處混凝土結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和抗裂能力，以減少裂縫的擴展和進一步損害[8]。

4.3 膠粘劑修補

膠粘劑修補也是一種常用的混凝土裂縫治理方法，通過使用膠粘劑材料，如聚合物修復(fù)膠、修復(fù)膏等，填充和修補裂縫表面，以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的強度和外觀。首先，對裂縫周圍區(qū)域進行清理，去除松散的混凝土碎屑、塵土和油污，確保膠粘劑能夠充分附著在裂縫表面。接著，根據(jù)裂縫的類型、寬度和要求，選擇合適的膠粘劑材料，常見的膠粘劑包括聚合物修復(fù)膠、硬化樹脂等。膠粘劑應(yīng)具有良好的流動性、粘結(jié)性能和耐久性。然后，將選擇的膠粘劑填充到裂縫中，可以使用填充刀或注射器等工具，確保膠粘劑充滿裂縫，并將表面平整[9]。在填補和修補膠粘劑之后，根據(jù)需要進行平整和修整，使裂縫表面與周圍的混凝土結(jié)構(gòu)保持一致。最后，根據(jù)膠粘劑的要求，進行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護，以確保膠粘劑充分固化和強化。養(yǎng)護時間和方法可能因所使用的膠粘劑而有所不同。膠粘劑修補方法可以有效地填補混凝土裂縫，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的強度和外觀。

結(jié)語：

總之，建筑工程施工過程中，混凝土裂縫問題不容忽視，混凝土裂縫種類多樣，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的原因也各不相同，因此建筑施工人員要科學(xué)分析裂縫的類型和出現(xiàn)原因，提高對混凝土試驗工作的重視程度，采取科學(xué)的施工工藝流程和施工方法，并針對后期出現(xiàn)的裂縫問題采取有效的加固技術(shù)來防止裂縫的發(fā)展，在整體上提升混凝土施工質(zhì)量，保證建筑工程項目施工的安全性和穩(wěn)定性。