浅谈钢筋混凝土结构裂缝的处理

发布时间：2011-09-26 11:44:08更新时间：2011-09-26 11:53:44 1

浅谈钢筋混凝土结构裂缝的处理

马明张京京

摘要：本文分析了钢筋混凝土结构产生各种裂缝的原因，针对规范对裂缝处理的标准，提出了裂缝处理的一些行之有效的方法。

关键词：钢筋混凝土结构裂缝分析处理方法

1 前言

过去20年，在工民建结构领域中，结构裂缝问题是一个很受关注的质量问题，而且有不断加重的趋势，这一问题对正常的生活和生产已经产生了很大的影响，并困扰着大批管理人员和工程技术人员。例如，因钢混结构破坏而倒塌的事故，很多都是由裂缝的不断扩展而造成的。事实上，仔细观察就会发现，普通的钢混结构通常情况下处于裂缝受力状态下工作，利用仪器完全可以检测出裂缝是什么时候开始变化的。裂缝会随着时间的继续而不断发展变化，构件的适用性和耐久性就会变差，严重的甚至会破坏结构构件。因此，对裂缝的形态进行研究、分析其产生的原因，把裂缝控制在一个合理的范围内是很有必要的。

2 各种裂缝产生的原因

2.1 荷载裂缝

一般在荷载作用下结构变形太大而产生的裂缝。在结构受拉、受剪区域以及严重振动等部位区域较多出现。主要的产生原因是结构设计及施工错误、地基不均匀沉降、承载能力不足等。钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土共同承担承载力，设计师应根据静动荷载、环境因素、结构耐久性以及地基情况等控制荷载裂缝的产生。从国内外可知，对结构变形产生的裂缝问题，存在着两派：一是没有按照验算裂缝的明确规定进行设计，规定过于灵活理。另一类则是有明确规定，荷载裂缝有计算公式，允许宽度限制上并不严格。对于结构荷载裂缝而言，这是发生过多的主要原因。

2.2 干缩裂缝

研究表明，一般是由于材料缺陷引起的这类裂缝，水泥在加水后就变成了水泥硬化体，其体积减小，毛细孔缝中产生毛细压力产生毛细收缩，由此引起混凝土的干缩值为0104 %～0106 %，水泥砂浆的干缩值为011 %～012 %，而超过0101 %～0102 %的混凝土极限拉伸值时干缩裂缝就会出现。

2.3 温度裂缝

由周围环境高温的影响、大气温度变化以及施工时大体积混凝土产生的水化热等因素造成，一般水泥的水化热为165～250J / g，如果混凝土水泥用量很大，可达50 ℃～80 ℃的绝热温升。对现场进行研究，如果内外温差10 ℃时，冷缩值为 0101 % ，如温差达到了20 ℃～30 ℃时，其冷缩值就达到为0102 %～0103 %，混凝土极限拉伸值被突破时混凝土裂缝就产生了。

2.4 腐蚀裂缝

由于混凝土内部有害离子Cl -，Mg2 + 等侵入，钢筋锈蚀致使混凝土膨胀而产生的裂缝。

2.5 沉降裂缝

现浇构件因砌体或地基过大而不均匀的沉降，可导致产生沉降裂缝的原因有模板支撑间距大、刚度不足、过早拆模以及支撑松动等。

3 裂缝的控制措施

钢筋混凝土结构裂缝的产生是无法避免的，但是可以控制其有害程度，由结构使用功能决定有害与无害的界限。控制裂缝的方法主要是通过设计、施工、材料等方面的技术收官将裂缝控制在无害范围以内。因此，应根据裂缝大小、性质、使用情况以及结构受力情况等，及时治理并要区别对待。常采用的裂缝治理方法有以下几种：

3.1 表面修补法

适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理，也适用于对承载能力没有影响的表面裂缝的处理。

(1) 水泥砂浆对表面进行涂抹：凿毛裂缝附近的表面，或沿裂缝凿成宽150～200mm、深15～20mm的凹槽，打扫干净并洒水来保持湿润，先刷一层水泥净浆，然后分2～3层用1:2的水泥砂浆涂抹，控制总厚度在10～20mm的范围内，并用铁抹进行抹平压光处理。如果对防水有要求时，用5mm厚1:2的水泥砂浆及2mm厚水泥净浆交替抹压4～5层，覆盖以及洒水养护工作则在刚性防水层涂抹3～4小时后进行。为了起到提高防水性能和促凝的效果应在水泥砂浆中掺入占1～3%的氯化铁防水剂。为了使混凝土表面与砂浆结合良好，用塑料薄膜覆盖抹光后的砂浆面，最后用支撑模板进行顶紧、加压[1]。

(2)表面涂抹环氧胶泥：在环氧胶泥涂抹前，用压缩空气吹净裂缝附近80～100mm宽度范围内的灰尘、浮渣，或用砂纸、钢丝刷、毛刷清除干净并洗净，可用丙酮或二甲苯对于油污进行擦洗，应用喷灯烘烤干燥、预热潮湿的表面，以保证混凝土与环氧胶泥良好的粘结。若难以干基层燥，则涂抹环氧煤焦油胶泥。涂抹时，用刮板或毛刷均匀的蘸取胶泥，并在裂缝表面涂刮。

(3)采用环氧粘贴玻璃布：在碱水中煮沸30～60分钟后使用玻璃布应，为了除去油脂，保证粘结，应用清水漂净并晾干，一般玻璃布贴1～2层。为了方便压边，第二层玻璃布的周边要比下面的玻璃布宽10～12mm，。

(4)表面涂刷沥青、油漆：表面干燥后方才能涂刷混凝土。

3.2 内部修补法

内部修补法主要是运用压浆泵在裂缝中压入胶结料，胶结料凝结、硬化后便能起到补缝的作用，达到恢复结构整体性的目的。这种方法适用于有防渗、防水要求或对结构的整体性有影响的裂缝修补。常用的灌浆材有料化学材料和水泥材料，具体情况可按裂缝的施工条件、宽度、性质等选用。一般对较大的温度收缩或裂缝宽度小于0.5mm的裂缝采用化学灌浆。采用水泥灌浆对宽度大于0.5mm的裂缝进行处理。

　　(1)水泥灌浆：一般情况下，修补大体积混凝土结构用水泥灌浆法，主要工程序是钻孔、冲洗、止浆、堵漏、埋管、试水、灌浆。设计孔距为l～1.5m，钻孔采用打眼机或风钻进行，一般钻裂缝与孔轴线呈30～45度倾斜角，穿过裂缝面的深度要在0.5m以上，一般浅孔采用骑缝孔外。每条裂缝钻孔完毕后进行冲洗，按竖向排列由上到下的顺序逐孔冲洗。堵漏及止浆要等到冲洗干净缝面后，在裂缝表面用环氧胶泥或1:2的水泥砂浆涂抹。埋管安装前，外壁上要裹旧棉絮并缠紧麻丝，最后慢慢旋入孔中，孔口孔隙要用其它材料或旧棉絮塞紧，并用硫磺砂浆或水泥砂浆进行封堵，以防止灌浆管或冒浆从孔口脱出。渗水试验用0.098MPa～0.196MPa的压力水进行，采取排气孔排水、灌浆孔压水的方法，检查管路畅通以及裂缝的情况，对止浆堵漏效果检查时要关闭排气孔，为了有助于粘结要湿润缝面 [2]。

(2)化学灌浆：化学灌浆对凝结时间可以很好的控制，有一定的弹性和较高粘结强度，结构整体恢复效果好，不同情况下的堵漏、裂缝修补以及防渗处理都是适用的。灌浆材料应根据裂缝宽度、裂缝性质以及干燥情况等进行选用。灌浆材料常用的有环氧树脂浆液、甲凝以及丙凝等。环氧树脂浆液具有施工操作方便、粘结强度高、成本低等优点，应用也是最为广泛的。灌浆操作的主要工序有表面处、灌浆以及封孔，一般骑缝不用另外钻孔，直接用灌浆嘴进行施灌。根据浆液的初凝时间以及气温控制材料温度来配制环氧浆液。为防中毒，操作人员灌浆时要戴上防毒口罩 [3]。

3.3 结构加固法

应在结构评定的基础上对钢筋混凝土的结构进行加固，加固的目的有结构稳定性加固、强度加固、抗裂性能加固、刚度加固四种。这四种加固既有区别又有联系，结构强度加固是最常遇到的加固。结构加固可以分为两种方法：改变结构受力图形和不改变结构受力图，也可分为预应力加固和非预应力加固两类。对构件或结构存在的刚度、强度、稳定、裂缝、使用、沉降等方面的问题，要区分全局性还是局部性的，次要部位还是关键部位的，在主要问题产生的原因进行分析后，根据处理的界限以及原则，视工程条件以及具体情况，采取适方法有针对性地当进行加固 [4]。