修復(fù)裂縫的基本知識(shí)

1、摘要：混凝土表面的裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中的一種極為普遍的現(xiàn)象。本文著重論述了混凝土表面裂縫產(chǎn)生的原因，以及裂縫對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)性能的影響，提出了混凝土表面裂縫處理的控制和修復(fù)方法，為保證建筑物施工的安全運(yùn)行以及建筑物的正常使用打下良好的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：混凝土；表面裂縫；成因；控制；修復(fù) 0 引言 通常我們說(shuō)的混凝土是水泥等原材料按一定比例配合在一起，經(jīng)攪拌、運(yùn)輸、成型、以及后期處理，最后形成的性質(zhì)比較穩(wěn)定的“混合物”。在混凝土中加入必要的材料則構(gòu)成了復(fù)合型混凝土結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以及型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等，在混凝土中復(fù)核材料的配合下，混凝土的高承載力等特點(diǎn)得以在工程中展示，但混

2、凝土的抗拉能力很低，在施工過(guò)程中由于材料或施工方法的使用不當(dāng)?shù)仍颍斐山ㄖこ痰木植慨a(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，最常見(jiàn)的是混凝土出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題。 1 混凝土表面常見(jiàn)的裂縫類型及裂縫原因剖析 1.1 網(wǎng)狀、龜裂狀的細(xì)裂縫 細(xì)裂縫是指發(fā)生在混凝土表面的裂紋深度不超過(guò)3mm的網(wǎng)狀裂縫，對(duì)混凝土的整體結(jié)構(gòu)性能影響不大，但影響了建筑物的美觀，而且時(shí)間一長(zhǎng)，裂縫受到風(fēng)吹雨蝕，很容易繼續(xù)加深，最終影響到混凝土的耐久性。 1.2 塑性收縮開裂 混凝土的塑性收縮發(fā)生在新澆筑后的表面抹面處理階段。裂縫呈平行排列或雞爪狀排布，裂縫深度大約在12mm，這種裂縫多數(shù)是由于混凝土表面水分增發(fā)過(guò)快，由混凝土內(nèi)外水分含量差引起的。 1.

3、3 骨料在堿性環(huán)境中反應(yīng)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生 混凝土中含有高分子的Ca（OH）2，為含硅骨料提供了足夠的堿性環(huán)境，在含硅骨料和Ca（OH）2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)超過(guò)了一定限度時(shí)，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生一種膨脹力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。 1.4 溫度差下產(chǎn)生裂縫 混凝土由于受到攪拌以及結(jié)合態(tài)的Ca（OH）2與水等材料發(fā)生反應(yīng)的影響，澆筑期的混凝土內(nèi)部溫度比較高，當(dāng)高溫度的混凝土應(yīng)用與工程施工時(shí)，表層的溫度將大幅度降低，而混凝土內(nèi)部的溫度仍處在高溫或者次高溫狀態(tài)，阻礙了混凝土表面的收縮，又因?yàn)榛炷恋目估芰Φ?，因此極易發(fā)生裂縫。 分析混凝土表面產(chǎn)生裂縫的原因大致如下：首先，從混凝土結(jié)構(gòu)上來(lái)講，混凝土中未添加必要的保水劑

4、或者緩蒸發(fā)劑，致使混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快，出現(xiàn)了“結(jié)殼”的現(xiàn)象，最后導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生；其次，在混凝土施工后的后期處理和養(yǎng)護(hù)方法上，混凝土抹面時(shí)造成的表面滲水、為使過(guò)濕表面干燥而加灑水泥灰、對(duì)于已經(jīng)干燥的混凝土表面另外加水 等，這些操作都會(huì)引起混凝土表面裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。第三，過(guò)大的坍落度，過(guò)度的表面鏝抹，或過(guò)度壓迫都會(huì)使粗骨料下落，導(dǎo)致水泥漿和細(xì)骨料過(guò)度集中于表面。這種表面砂漿過(guò)富是產(chǎn)生裂縫的主要原因。最后，在混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，混凝土的內(nèi)部溫度將不斷上升，在表面表現(xiàn)為混凝土的拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中，由于受到混凝土內(nèi)部溫度的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力，內(nèi)外結(jié)合，致使混凝土出現(xiàn)裂

5、縫現(xiàn)象。 2 對(duì)于混凝土表面裂縫的控制 從上面的論述中我們不難發(fā)現(xiàn)，混凝土的表面裂縫是由多方面原因造成的，下面我們從以下幾個(gè)方面探討一下，對(duì)混凝土表面裂縫的控制：第一，混凝土原材料的控制，對(duì)于水泥的選用，要從水泥的具備的特性出發(fā)，不同的工程對(duì)水泥的要求不同，例如，大體積混凝土應(yīng)選用與其他材料結(jié)合后發(fā)熱量低的水泥，防治內(nèi)外溫差引起混凝土表面拉力增加，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫；混凝土骨料材料的選擇，注意粗骨料與細(xì)骨料選用過(guò)程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，當(dāng)使用活性骨料時(shí)，通過(guò)使用低堿水泥。就可以避免這種膨脹和開裂；另外混凝土的各各原材料的配合比要合理，除了注意水泥等原材料用量上的合理搭配外，還要適當(dāng)加入一些參合

6、料（如粉煤灰等）或者是外加劑（如保水劑等），降低混凝土表面裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。第二，施工中的注意事項(xiàng)。對(duì)于混凝土裂縫溫度因素的控制，要采取一定的措施，盡可能的降低混凝土的出機(jī)溫度，常用的方法有，在攪拌過(guò)程中加入部分冷骨粉或冰塊，還可以對(duì)攪拌機(jī)做遮陽(yáng)處理，減少混凝土冷量損失。在混凝土澆筑完畢后，要在混凝土初凝前做二次抹壓處理，避免因塑性收縮引起混凝土表面裂縫產(chǎn)生。在施工時(shí)間上要做到合理控制，盡可能的避開高溫、風(fēng)大的天氣，防止混凝土表面因水分蒸發(fā)引起裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。 轉(zhuǎn)3 混凝土表面裂縫的處理方法 3.1 表面處理法 表面處理法適用于較小裂縫的處理，常用的表面處理方法有表面涂抹和表面貼補(bǔ)，是在不再活動(dòng)

7、的裂縫上涂抹膠狀穩(wěn)定劑或者貼補(bǔ)土工膜等，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土表面裂縫的防滲堵漏。表面處理法的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，速度快，缺點(diǎn)是對(duì)裂縫處理只是停留在表面，沒(méi)有深入到裂縫的內(nèi)部，對(duì)裂縫延伸起不到防治作用。 3.2 裂縫填充法 這種方法適用于寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物的裂縫。該方法操作簡(jiǎn)單，可以將選用的材料（如瀝青等）直接填充裂縫，不需要對(duì)裂縫做其他處理。 3.3 灌漿法修復(fù)裂縫 灌漿法是處理混凝土表面列 臨時(shí)的堤圍，使樹脂溢于裂縫表面。 B更適合封閉多重?zé)o規(guī)則表面裂縫。先將裂縫表面密封，抽去真空，使裂縫中和孔隙中的空氣全部排除。再在大氣壓力下用純環(huán)氧樹脂漿料注入裂縫表面中。 3.

8、釘合法 當(dāng)必須恢復(fù)主裂縫斷面的抗拉強(qiáng)度時(shí)，使用釘合法比較適宜。特別比較適宜在不會(huì)損壞周圍結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合下用來(lái)鎖閉活動(dòng)裂縫。用相對(duì)薄而長(zhǎng)的金屬“縫合U形釘”跨過(guò)裂縫嵌入事先開好的槽溝中，用無(wú)收縮砂漿或者環(huán)氧樹脂基粘合劑來(lái)固定。 4.表面封閉法 這是最簡(jiǎn)單和最普通的裂縫修補(bǔ)方法。用于修補(bǔ)對(duì)結(jié)構(gòu)影響不大的靜止裂縫，通過(guò)密封裂縫來(lái)防止水汽、化學(xué)物質(zhì)和二氧化碳的侵入。 5.灌漿法 A普通水泥灌漿大體積水壩、厚混凝土墻、或者水工結(jié)構(gòu)的巖石基礎(chǔ)上的裂縫，有時(shí)通過(guò)注入硅酸鹽水泥砂漿來(lái)密閉。 B聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料，和水反應(yīng)后形成固態(tài)沉淀物或泡沫材料，起到封閉裂縫的作用。可在潮濕環(huán)境

9、中使用。 6.鉆孔嵌塞法 這種方法通常用來(lái)灌注墻體中的裂縫。如果要求密封防水，孔中應(yīng)填入柔性瀝青來(lái)代替砂漿；如果灌注栓塞的作用比較重要，孔中則要灌注環(huán)氧樹脂。 7.柔性密封法 通常將活動(dòng)裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)節(jié)縫是比較適宜的辦法。沿裂縫邊緣開一凹槽并填入適當(dāng)?shù)娜嵝圆牧?。?jié)縫底部使用隔離層。 8.粘貼法 當(dāng)運(yùn)動(dòng)不止作用于一個(gè)平面時(shí)，或者過(guò)度的運(yùn)動(dòng)已超過(guò)一個(gè)普通尺寸的凹槽所允許的范圍時(shí)，或者不可以切割出槽時(shí)可使用這個(gè)方法。用柔性的密封帶蓋住裂縫，僅將帶的邊緣部分粘住。 9.附加鋼筋法 A普通鋼筋首先將裂縫密閉，然后貫穿裂縫平面大約90°的方向鉆孔，將環(huán)氧樹脂注入孔內(nèi)，再將鋼筋插入孔中使之粘合成整

10、體。 B外部施加預(yù)應(yīng)力通過(guò)后張法施加應(yīng)力，來(lái)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)件的主要部分或者封閉裂縫。 10.干嵌填法 用手工將低水灰比的砂漿連續(xù)嵌入裂縫，形成與原有混凝土結(jié)構(gòu)緊密連接的密實(shí)砂漿。先在裂縫表面開槽，大約25寬、25深，清理后涂刷界面劑、連續(xù)嵌入低水灰比的砂漿。 11.迭合面層法 當(dāng)結(jié)構(gòu)表面存在大量的裂縫，而且采用其它辦法單獨(dú)處理各個(gè)裂縫過(guò)于昂貴時(shí)，用這個(gè)方法來(lái)密閉、覆蓋（不是修復(fù)）裂縫非常有效。對(duì)于偶然出現(xiàn)大面積網(wǎng)狀裂縫使用該法很有效。 12.自閉合法 混凝土依靠自身合攏裂縫稱為“自閉合”，這是在存在濕氣并且沒(méi)有拉應(yīng)力作用時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象。機(jī)理：由于周圍空氣和水中存在二 氧化碳，使水泥漿中的氫氧化鈣發(fā)

11、生碳化作用，結(jié)果碳酸鈣和氫氧化鈣晶體在裂縫內(nèi)析出并生長(zhǎng)。晶體組合交織產(chǎn)生一種機(jī)械粘接作用，又被鄰近晶體之間以及晶體和水泥漿及骨料表面間的化學(xué)粘接作用所增強(qiáng)，最后混凝土裂縫部位的抗拉強(qiáng)度得到一定的恢復(fù)，裂縫也被密閉了。主要用于修補(bǔ)潮濕環(huán)境的結(jié)構(gòu)。整個(gè)自閉合時(shí)期的水飽和必須連續(xù)保持。 13.涂層及其它表面處理法 修復(fù)開裂的混凝土結(jié)構(gòu)可以使用范圍很廣的表面浸漬密封劑和涂料。如果混凝土開裂已經(jīng)穩(wěn)定，則可通過(guò)涂料獲得成功地修補(bǔ)。但不適合低溫區(qū)域操作。 （紫編制） 高壓灌漿，如果對(duì)使用沒(méi)多大影響，可以不修補(bǔ)，到裂縫大了后在修補(bǔ) 常見(jiàn)的混凝土裂縫修補(bǔ)原理的基本要點(diǎn)： 1.樹脂灌注法 環(huán)氧樹脂是最常見(jiàn)的裂縫灌

12、注材料。它具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，并能抵抗混凝土所遇到的大多數(shù)化學(xué)侵蝕，樹脂可以灌入到0.05的裂縫。除某些特殊的環(huán)氧樹脂之外，當(dāng)裂縫是活動(dòng)的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數(shù)量極多時(shí)，通常不易采用樹脂灌注法。北京冶建工程裂縫處理中心開發(fā)的具有國(guó)際領(lǐng)先水平的YJ自動(dòng)壓力灌漿技術(shù)是樹脂灌注法的最佳工法之一。 2.聚合物浸入法 A低粘度的液態(tài)樹脂可用來(lái)密封路面、橋面的不小于0.1的裂縫。將樹脂涂刷到表面上，或者在水平表面上沿裂縫構(gòu)筑臨時(shí)的堤圍，使樹脂溢于裂縫表面。 B更適合封閉多重?zé)o規(guī)則表面裂縫。先將裂縫表面密封，抽去真空，使裂縫中和孔隙中的空氣全部排除。再在大氣壓力下用純環(huán)氧樹脂漿料注入裂縫表面中。

13、3.釘合法 當(dāng)必須恢復(fù)主裂縫斷面的抗拉強(qiáng)度時(shí)，使用釘合法比較適宜。特別比較適宜在不會(huì)損壞周圍結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合下用來(lái)鎖閉活動(dòng)裂縫。用相對(duì)薄而長(zhǎng)的金屬“縫合U形釘”跨過(guò)裂縫嵌入事先開好的槽溝中，用無(wú)收縮砂漿或者環(huán)氧樹脂基粘合劑來(lái)固定。 4.表面封閉法 這是最簡(jiǎn)單和最普通的裂縫修補(bǔ)方法。用于修補(bǔ)對(duì)結(jié)構(gòu)影響不大的靜止裂縫，通過(guò)密封裂縫來(lái)防止水汽、化學(xué)物質(zhì)和二氧化碳的侵入。 5.灌漿法 A普通水泥灌漿大體積水壩、厚混凝土墻、或者水工結(jié)構(gòu)的巖石基礎(chǔ)上的裂縫，有時(shí)通過(guò)注入硅酸鹽水泥砂漿來(lái)密閉。 B聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料，和水反應(yīng)后形成固態(tài)沉淀物或泡沫材料，起到封閉裂縫的作用。可在潮濕

14、環(huán)境中使用。 6.鉆孔嵌塞法 這種方法通常用來(lái)灌注墻體中的裂縫。如果要求密封防水，孔中應(yīng)填入柔性瀝青來(lái)代替砂漿；如果灌注栓塞的作用比較重要，孔中則要灌注環(huán)氧樹脂。 7. 柔性密封法 通常將活動(dòng)裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)節(jié)縫是比較適宜的辦法。沿裂縫邊緣開一凹槽并填入適當(dāng)?shù)娜嵝圆牧?。?jié)縫底部使用隔離層。 8.粘貼法 當(dāng)運(yùn)動(dòng)不止作用于一個(gè)平面時(shí)，或者過(guò)度的運(yùn)動(dòng)已超過(guò)一個(gè)普通尺寸的凹槽所允許的范圍時(shí)，或者不可以切割出槽時(shí)可使用這個(gè)方法。用柔性的密封帶蓋住裂縫，僅將帶的邊緣部分粘住。 9.附加鋼筋法 A普通鋼筋首先將裂縫密閉，然后貫穿裂縫平面大約90°的方向鉆孔，將環(huán)氧樹脂注入孔內(nèi)，再將鋼筋插入孔中使之粘

15、合成整體。 B外部施加預(yù)應(yīng)力通過(guò)后張法施加應(yīng)力，來(lái)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)件的主要部分或者封閉裂縫。 10.干嵌填法 用手工將低水灰比的砂漿連續(xù)嵌入裂縫，形成與原有混凝土結(jié)構(gòu)緊密連接的密實(shí)砂漿。先在裂縫表面開槽，大約25寬、25深，清理后涂刷界面劑、連續(xù)嵌入低水灰比的砂漿。 11.迭合面層法 當(dāng)結(jié)構(gòu)表面存在大量的裂縫，而且采用其它辦法單獨(dú)處理各個(gè)裂縫過(guò)于昂貴時(shí)，用這個(gè)方法來(lái)密閉、覆蓋（不是修復(fù)）裂縫非常有效。對(duì)于偶然出現(xiàn)大面積網(wǎng)狀裂縫使用該法很有效。 12.自閉合法 混凝土依靠自身合攏裂縫稱為“自閉合”，這是在存在濕氣并且沒(méi)有拉應(yīng)力作用時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象。機(jī)理：由于周圍空氣和水中存在二氧化碳，使水泥漿中的氫氧化

16、鈣發(fā)生碳化作用，結(jié)果碳酸鈣和氫氧化鈣晶體在裂縫內(nèi)析出并生長(zhǎng)。晶體組合交織產(chǎn)生一種機(jī)械粘接作用，又被鄰近晶體之間以及晶體和水泥漿及骨料表面間的化學(xué)粘接作用所增強(qiáng)，最后混凝土裂縫部位的抗拉強(qiáng)度得到一定的恢復(fù)，裂縫也被密閉了。主要用于修補(bǔ)潮濕環(huán)境的結(jié)構(gòu)。整個(gè)自閉合時(shí)期的水飽和必須連續(xù)保持。 13.涂層及其它表面處理法 修復(fù)開裂的混凝土結(jié)構(gòu)可以使用范圍很廣的表面浸漬密封劑和涂料。如果混凝土開裂已經(jīng)穩(wěn)定，則可通過(guò)涂料獲得成功地修補(bǔ)。但不適合低溫區(qū)域操作。 混凝土裂縫修補(bǔ)的常見(jiàn)方法 修補(bǔ)方法的選擇一般要考慮的因素： 1.判斷裂縫是活動(dòng)的還是靜止的？ 2.修補(bǔ)的主要目的是什么？是減少過(guò)多的滲漏、使裂縫處完全

17、水？是否需要加固處理？ 3.裂縫產(chǎn)生的主要原因是什么？ 4.裂縫未來(lái)的變化（數(shù)值和方向）如何？ 混凝土裂縫修補(bǔ)的常見(jiàn)方法： 1.樹脂灌注法；2.表面封閉法；3.鉆孔嵌塞法；4.柔性封閉法；5.表面附加鋼筋法；6.灌漿法；7.干嵌填法；8.釘合法；9.聚合物浸入法（重力滲入和真空滲入）；10.迭合面層和表面處理法等等。 常見(jiàn)的混凝土裂縫修補(bǔ)原理的基本要點(diǎn)： 1.樹脂灌注法 環(huán)氧樹脂是最常見(jiàn)的裂縫灌注材料。它具有 較高的機(jī)械強(qiáng)度，并能抵抗混凝土所遇到的大多數(shù)化學(xué)侵蝕，樹脂可以灌入到0.05的裂縫。除某些特殊的環(huán)氧樹脂之外，當(dāng)裂縫是活動(dòng)的、有滲漏的、不能干透的或者裂縫數(shù)量極多時(shí)，通常不易采用樹脂灌注

18、法。北京冶建工程裂縫處理中心開發(fā)的具有國(guó)際領(lǐng)先水平的YJ自動(dòng)壓力灌漿技術(shù)是樹脂灌注法的最佳工法之一。 2.聚合物浸入法 A低粘度的液態(tài)樹脂可用來(lái)密封路面、橋面的不小于0.1的裂縫。將樹脂涂刷到表面上，或者在水平表面上沿裂縫構(gòu)筑臨時(shí)的堤圍，使樹脂溢于裂縫表面。 B更適合封閉多重?zé)o規(guī)則表面裂縫。先將裂縫表面密封，抽去真空，使裂縫中和孔隙中的空氣全部排除。再在大氣壓力下用純環(huán)氧樹脂漿料注入裂縫表面中。 3.釘合法 當(dāng)必須恢復(fù)主裂縫斷面的抗拉強(qiáng)度時(shí)，使用釘合法比較適宜。特別比較適宜在不會(huì)損壞周圍結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合下用來(lái)鎖閉活動(dòng)裂縫。用相對(duì)薄而長(zhǎng)的金屬“縫合U形釘”跨過(guò)裂縫嵌入事先開好的槽溝中，用無(wú)收縮砂漿或者

19、環(huán)氧樹脂基粘合劑來(lái)固定。 4.表面封閉法 這是最簡(jiǎn)單和最普通的裂縫修補(bǔ)方法。用于修補(bǔ)對(duì)結(jié)構(gòu)影響不大的靜止裂縫，通過(guò)密封裂縫來(lái)防止水汽、化學(xué)物質(zhì)和二氧化碳的侵入。 5.灌漿法 A普通水泥灌漿大體積水壩、厚混凝土墻、或者水工結(jié)構(gòu)的巖石基礎(chǔ)上的裂縫，有時(shí)通過(guò)注入硅酸鹽水泥砂漿來(lái)密閉。 B聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌漿料，和水反應(yīng)后形成固態(tài)沉淀物或泡沫材料，起到封閉裂縫的作用?？稍诔睗癍h(huán)境中使用。 6.鉆孔嵌塞法 這種方法通常用來(lái)灌注墻體中的裂縫。如果要求密封防水，孔中應(yīng)填入柔性瀝青來(lái)代替砂漿；如果灌注栓塞的作用比較重要，孔中則要灌注環(huán)氧樹脂。 7.柔性密封法 通常將活動(dòng)裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)節(jié)縫是比較適宜的辦法。沿裂縫邊緣開一凹槽并填入適當(dāng)?shù)娜嵝圆牧?。?jié)縫底部使用隔離層。 8.粘貼法 當(dāng)運(yùn)動(dòng)不止作用于一個(gè)平面時(shí)，或者過(guò)度的運(yùn)動(dòng)已超過(guò)一個(gè)普通尺寸的凹