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混凝土裂縫成因及修補技術解析
本文就混凝土裂縫的類型、成因及灌縫膠修補法、碳纖維布加固法等幾個方面，詳細分析，力求找到較合適的裂縫治理辦法。
目前的土木建筑工程中，混凝土結構占的主導地位。
但是，混凝土結構并不是堅不可摧的。由于內(nèi)外因素的作用，不可避免地存在裂縫，而裂縫是混凝土結構物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。為保證混凝土結構的、穩(wěn)定、耐久，必須從根本上對有害的裂縫進行治理。
裂縫
一、裂縫類型
通常混凝土結構的裂縫按其形成可分為以下三大類：
1、靜止裂縫
形態(tài)、尺寸及數(shù)量均已穩(wěn)定不再發(fā)展的裂縫。修復時，僅需依裂縫粗細選擇修復材料和方法。
2、活動裂縫
寬度在現(xiàn)有環(huán)境和工作條件下始終不能保持穩(wěn)定，易隨著結構構件的受力、變形亦或環(huán)境溫度的變化而時張時閉的裂縫。修復時，應先其成因，并觀察一段時間，確定已穩(wěn)定后，再依靜止裂縫的方法處理。
3、尚在發(fā)展的裂縫
長度、寬度或數(shù)量尚在發(fā)展，但經(jīng)歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發(fā)展后，再進行修復。
二、裂縫成因
1、溫度引起的裂縫
當外部環(huán)境或結構內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結構內(nèi)將產(chǎn)生應力，因此產(chǎn)生的裂縫。如當混凝土內(nèi)部溫度很大，當混凝土因降溫的收縮變形受到巖石地基或老混凝土墊層的約束時，將會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大的拉應力而產(chǎn)生約束裂縫。驟然降溫，水化熱，蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫。
2、荷載引起的裂縫
設計計算階段，結構計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結構受力假設與實際受力不符；荷載少算或漏算；使用階段，超出設計載荷的重型車輛經(jīng)過；內(nèi)力與配筋計算錯誤；結構系數(shù)不夠。結構設計時不考慮施工的可能性；設計斷面不足；鋼筋設置偏少或布置錯誤；結構剛度不足；構造處理不當；施工機具、材料堆放不合理；預制結構翻身、起吊、運輸、安裝不當，造成結構受力不合理；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式，不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等都是引起裂縫的原因。
3、收縮裂縫
在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是較常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。混凝土結硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小的現(xiàn)象。由于混凝土表層的水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮。
4、沉降裂縫
由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，地質勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質情況就設計、施工，這是造成地基不均勻沉降的主要原因。比如丘陵區(qū)或山嶺區(qū)橋梁，勘察時鉆孔間距太遠，而地基巖面起伏又大，勘察報告不能充分反映實際地質情況。
5、施工質量引起的裂縫
混凝土結構澆筑、構件制作、拆模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深層的和貫穿的各種裂縫。混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，既塑性收縮裂縫。混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。
根據(jù)裂縫的寬度、深度及分布特點，對裂縫寬度在0.15mm以下且裂縫深度較淺的細小裂縫，采用涂刷封縫膠的方式進行表面封閉。對寬度大于0.15mm的裂縫，采用高壓灌漿的方法進行處理，即將灌縫膠，通過鉆孔埋設注漿嘴，用壓力將其注入結構裂縫中，以達到封閉裂縫的目的。再于混凝土表面粘貼碳纖維復合材料進行補強加固。
三、裂縫修補加固方法
常用的方法，有以下四種，可根據(jù)具體情況進行選擇：
1、表面封閉法
利用混凝土自身表層微細獨立裂縫（裂縫寬度≤0.2mm）或網(wǎng)狀裂紋的毛細作用吸收低粘度且具有良好滲透性的修補膠液，來封閉裂縫通道。施工時先將待修補的砼表面清洗干凈，保持干燥，用毛刷將低粘度修補膠液涂刷在裂縫處，正常涂刷三次，每次涂刷待觸指干后再進行下次涂刷，兩次涂刷方向保持垂直。對樓板和其他需要防滲的部位，還應在混凝土表面粘貼碳纖維復合材料以封護增強作用。
2、填充密封法
在構件表面沿裂縫走向騎封鑿出槽深和槽寬分別不小于20mm和15mm的U形溝槽；當裂縫較細時，亦可鑿成V形溝槽。當為活動裂縫時，槽寬應≥15mm與5倍較大裂縫寬度之總和，然后用灌縫膠充填，并粘貼纖維復合材料以封閉其表面。
此法適用于處理≥0.5mm的活動及靜止裂縫。
3、注射法
以一定的壓力（0.1~0.3MPa）將低粘度、高強度的曼卡特灌縫膠注入裂縫腔內(nèi)；
①裂縫檢查：對裂縫大小在0.1mm以上，表面沒有滲水的可采用靜置注膠處理。
②裂縫處理：清理干凈需要施工的區(qū)域，鑿除砼表面析出物，確保表面干凈、干燥，用酒精或丙酮清洗裂縫淺表層和需封口面。
③粘貼注膠底座：底座安裝順序為由下向上；平面可從一端開始，單孔逐連續(xù)進行安裝，座安裝間距為300mm左右④封閉裂縫：用專用封口膠或其他結構膠封閉需要注入的裂縫，注意要充分封閉好，在裂縫頂端預留觀察口。
⑤封口檢查：對封閉裂縫進行檢查，確保無漏氣口，檢查是否漏氣，可沿封閉裂縫涂抹肥皂泡水，試通氣看肥皂泡有無被吹起。有，則證明漏氣需補涂封口膠；無，則證明密封良好可注膠。
⑥配膠：將灌縫膠按出廠要求比率調(diào)配好，配膠盡量用多少配多少，不多配以免浪費。
⑦灌注：將調(diào)配好的膠體吸入灌注器內(nèi)，將灌注器安裝在底座上灌注，灌注時間一般為0.5~1小時，實際以灌注器內(nèi)不跑膠，預留觀察口出膠為準，如灌注器內(nèi)膠體灌完需重新補膠灌注。
⑧拆除灌注器、固化養(yǎng)護：注滿后應及時拆除灌注器，底座用堵頭堵住，靜置24小時固化養(yǎng)護后方可拆除底座和封口部位
⑨粘貼碳纖維布：拆除底座，用封口膠補平，并在混凝土表面粘貼碳纖維復合材料以起到封護增強作用。
此方法適用于0.1mm≤裂縫寬度≤1.5mm靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷的封閉和補強。
4、壓力注漿法
在一定時間內(nèi)，以較高壓力（以產(chǎn)品使用說明書確定）將修補裂縫用的注漿料壓入裂縫腔內(nèi)；
①清理：詳細檢查、分析滲漏情況，確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區(qū)域，鑿除砼表面析出物，確保表面干凈。
②鉆孔：使用電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側進行鉆孔，鉆頭直徑為14mm,鉆孔角度宜≦45°，鉆孔深度≦結構厚度的2/3，鉆孔必須穿過裂縫。但不得將結構打穿（壁后灌漿除外）鉆孔與裂縫間距≦1/2結構厚度。鉆孔間距20cm~60cm.
③埋嘴：在鉆好的孔內(nèi)安裝灌漿嘴（又稱之為止水針頭），并用專用內(nèi)六角扳手擰緊，使灌漿嘴周圍與鉆孔之間無空隙，不漏漿。
④封縫：將裂縫表面用封口膠進行封閉處理，目的是在灌化學漿時不跑漿。
⑤灌漿：使用高壓灌漿機向灌漿孔內(nèi)灌注化學灌漿料。立面灌漿順序為由下向上；平面可從一端開始，單孔逐一連續(xù)進行。當相鄰孔開始出漿后，保持壓力3~5分鐘，即可停止本孔灌漿，改注相鄰灌漿孔。
⑥拆嘴：灌漿完畢，確認化學漿液已固化即可去掉外露的灌漿嘴。清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。
⑦封口：用封口膠進行灌漿口的修補、封口處理。
⑧粘貼碳纖維布：在混凝土表面粘貼碳纖維復合材料以起到封護增強作用。
此方法適用于處理大型結構貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫。
四、加固所用材料
上述方法中所用加固材料，建議使用弘盛瑞達系列產(chǎn)品，同廠出品材料融合度更高，更加有利于產(chǎn)品性能的發(fā)揮。多年經(jīng)驗
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