混凝土裂缝限制标准.doc

混凝土裂缝限制标准混凝土的裂缝是不可避免的，其微观裂缝是本身物理力学性质决定的，但它的有害程度是可以控制的，有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致，但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来，许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm；在湿气及土中为0.3mm；在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高，必须处理。近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到更多的结构领域，如大跨超长、超厚及超静定框架结构，其混凝土强度等级必须提高至C50。在采用泵送条件下，其收缩与水化热大大增加，约束应力裂缝很难避免，张拉前开裂，张拉后又不闭合，裂缝控制的难度更加困难。预应力结构裂缝允许宽度是严格的，预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂，预兆性较小，裂缝扩展速度快。裂缝深度h与结构厚度H的关系如下：h0.1H表面裂缝；0.1Hh0.5H浅层裂缝；0.5Hh1.0H纵深裂缝；h=H贯穿裂缝。应当尽量避免贯穿性及纵深裂缝，如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度，即贯缝抗拉强度必须超过混凝土抗拉强度。早期裂缝一般出现在一个月之内，中期裂缝约在个月之内，其后12年或更长时间属于后期裂缝。混凝土裂缝原因分析在修补裂缝前应全面考虑与之相关的各种影响因素，仔细研究产生裂缝的原因，裂缝是否已经稳定，若仍处于发展过程，要估计该裂缝发展的最终状态。在日本混凝土协会“混凝土裂缝的调查和修补指南”中，对调查的原则、普查、详查方法均作了详细规定，主要有：裂缝的现状调查（裂缝类型和宽度）；有无病害（漏水、钢筋锈蚀）；产生裂缝的经过（发生时间和过程）；设计书的检查；施工记录的检查；根据混凝土钻芯检查构件的强度、厚度；荷载调查；中性化试验；钢筋调查（钢筋位置、细筋数量及有无锈蚀）；地基调查；混凝土分析；荷载试验；振动试验。混凝土裂缝的处理1.表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏2.填充法用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（）0.3mm，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开型槽，然后作填充处理。3.灌浆法此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。4.结构补强法因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等环氧玻璃钢在混凝土裂缝修补加固中的应用张文渊江苏东南交通工程咨询监理有限公司1 工程概况 江苏省淮海农场位于淮河下游，苏北灌溉总渠尾闸两岸，东临黄海。自1952建场以来，大搞水利基本建设，其中有5座公路桥建于1958年10月，中跨5m ,边跨4.5m的简支钢筋混凝土T梁结构。因施工时混凝土中掺入了一些粉煤灰，使工作质量先天不足，投入运行后公路桥大梁多处出现裂缝宽度超过允许值（0.2mm)，最宽处已达0.48mm，给安全运行带来严重威胁。1996年底开始对公路桥大梁上大于0.3mm的裂缝采用粘贴环氧玻璃钢的技术加固。2 产生裂缝原因分析 随着车流量日益增加，桥面荷载已大大超过原设计标准，致使桥梁结构严重受损。原公路桥设计标准为汽车-10级，校核标准为拖车-60，T梁设计彩170级混凝土（旧级），而且每年冬春季节都有大量各种大型车辆通过。1995年9月，笔者对这5座公路桥进行了全面调查，并以回弹仪测验了其碳化深度。通过调查发现，几乎每座公路桥大梁都有不同程度的裂缝，混凝土碳化深度已超过钢筋保护层，凿出一个深度为56mm的碳化测试点，实际主筋保护层厚度为25mm，说明钢筋偏位较多，主筋有轻度锈蚀（浮锈）。裂缝产生的主要原因是超过设计标准的车辆的过往，混凝土老化现象亦加快了裂缝的发展。3 修补加固措施 为延长这5座公路桥的使用寿命，对缝宽大于0.3mm的裂缝，选用粘贴环氧玻璃钢的措施进行修补，大梁表面及桥面板底部，用环氧厚浆涂料喷涂2遍。3.1 环氧玻璃钢基本特征与粘结强度3.1.1 环氧玻璃钢的基本特性 （1）物理性能好。抗弯、抗拉强度可达300-400MPa，抗压强度可达200MPa（手糊法），吸水率小，与其它复合材料比，有较高的粘合力； （2）强度高。环氧玻璃钢密度为1.6，由于抗拉强度高，因而能以较小的单位重量获得较高的强度； （3）耐久性好。具有良好的耐化学腐蚀性和耐水性； （4）施工工艺简单。操作方便，容易维修。3.1.2 环氧玻璃钢胶粘剂的配制及粘接强度 胶粘剂主剂为无锡6101环氧树脂，另加增韧剂、固化剂、稀释剂等，经现场试验配制，配比见表1。表1 环氧玻璃钢胶粘剂配方（重量比）原材料6101环氧树脂二丁脂二甲苯（或丙酮）乙二胺主剂增韧剂稀释剂固化剂配比10015-20106-8 环氧玻璃钢与混凝土表面的粘结强度以剪切和剥离强度表示，按表1配方试验测出数据见表2。 表2 环氧玻璃钢粘结强度试验粘结材料胶粘剂剪切试验剥离试验强度（MPa)破坏情况强度（MPa)破坏情况玻璃钢与水泥板环氧胶粘剂 3.89混凝土表面破坏0.379部分混凝土表面、部分粘结面破坏3.2 施工工艺3.2.1 粘贴部位、层数、面积与宽度 对裂缝大于0.3mm以上的进行粘贴三胶二布环氧玻璃钢，粘贴宽度为20mm，搭接的长度大于50mm。3.2.2 混凝土表面处理 基体表面状态是决定粘贴使用效果的关键因素之一，表面处理好坏，粘贴效果相关很大。环氧玻璃钢粘贴前，人工用刮铲将混凝土表面的污渍铲除，再将裂缝处松散砂浆清除，然后用粗砂纸打磨一遍以除油污、锈斑，再用钢丝刷将混凝土表面刷糙，最后用丙酮或汽油等溶剂洗刷被粘贴面2遍，将浮灰、油脂彻底洗去。 另外亦可采用机械喷砂对混凝土表面进行处理，该方法具有质量好，工效高等优点。但粘贴面积较小时，较少采用。3.2.3 粘贴环氧玻璃钢 粘贴用人工手糊。主要采用分层间断法，少部分孔采用多层连续法。 1）分层间断法 施工工序为：涂刷打底料-刮环氧腻子-间断刷贴已裁剪好宽200mm的环氧玻璃钢-涂刷面层料。施工质量要求：（1）底料涂刷于混凝土表面上要薄而匀，避免漏涂、流挂，自然固化时间不小于6h。（2）混凝土表面凹凸不平处，要用腻嵌压填平，自然固化时间一般为12h。（3）刷一道环氧胶粘剂，贴一层环氧玻璃钢，边贴边用漆刷由中间向两边轻轻刮压平整，赶走气泡，不起趋纹，不留空腹点，要求环氧玻璃钢全部浸透，一般固化时间12h,固化后对毛刺、突边、气孔进行整修。检查合格后，再按上述程序粘贴第二层环氧玻璃钢，自然固化12h后，再最后涂刷面层环氧胶粘剂一遍。 2）多层连续法 多层连续法施工中，涂刷打底料和刮环氧腻子与分层间断法相同。不同的是，在第一层环氧玻璃钢粘贴完毕，检查合格后，不等固化即在同部位按同样的方法连续粘贴第二层环氧玻璃钢。多层连续法施工能缩短时间，但质量不易掌握，所以操作要特别谨慎，小心轻刮，不要将前一层的环氧玻璃钢弄出突边，搭接处要仔细压紧。同样湎层胶粘剂要使环氧玻璃钢全面浸透。 通过检查、测试，两种粘贴方法均能满足质量要求。3.3 质量控制 除了上述施工中应控制的质量要求外，尚需要做到以下几点： 1）粘宽200mm的环氧玻璃钢要以裂缝为中心线对称贴，即在裂缝的两侧尽量做到均为100mm。 2）环氧玻璃钢的上下搭接缝要错开，搭接不小于50mm，搭接口向下，圆角处要把环氧玻璃钢剪开。 3）施工后的环氧玻璃钢外允质量要求达到：平整、贴实、无毛刺、无所泡、无漏胶、不突边、无皱纹、不脱胶。 4）在施工现场做“8”字模砂浆试件和40mm圆钢模试件，进行环氧胶粘剂的粘结抗拉试验，并要求“8”字模砂试件的28天龄期平均粘结抗拉强度不低于3MPa和满足试件破坏情况下不在粘结面被拉坏的指标。3.4 施工注意事项 1）粘贴环氧玻璃钢宜在气温20C左右，湿度不大于80%的条件下施工，雨天不宜施工，晴天施工要防止灰尘及阳光直射。 2）环氧胶粘剂要随配随用，少配勤用。 4 结语4.1 结构胶粘剂力学性能 经过对江苏省淮海农场5座公路桥结构胶粘剂的“8”字型砂浆试模和40mm圆钢模试件的试验表明：28d龄期粘结强度均大于砂浆混凝土本身的抗拉强度。结果见表3。 表3 公路桥结构胶粘剂力学性能试验（龄期28d） 试件编号受拉面积（cm2）拉力（KN）粘接强度（MPa）砂浆拉力（KN）砂浆抗拉强度（MPa）破环情况砂浆“8”字模14.864.058.382.4650.8100%断在砂浆断面24.148.482.775.76100%断在砂浆断面33.447.121.793.69100%断在砂浆断面42.885.962.144.43100%断在砂浆断面40mm圆钢712.5614.9411.89812.369.84917.3413.814.2 工程效果 江苏省淮海农场5座公路桥大梁裂缝处理6年多来，工程运行良好。检查表明环氧玻璃钢粘贴完好，接头紧密，没有鼓泡脱落现象。显示了环氧玻璃钢处理裂缝不仅粘接强度高，而且能有效地封闭裂缝，保证结构的整体性。 混凝土裂缝的预防与处理 混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据具体情况提出解决裂缝的措施。 一、混凝土工程中常见裂缝及预防 干缩裂缝及预防 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥砂浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。 主要预防措施：一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比，同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。 塑性收缩裂缝及预防 塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。 主要预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。 沉陷裂缝及预防 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。 主要预防措施：一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。 温度裂缝及预防 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。 主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量将水泥用量尽量控制在以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在以下。四是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。七是加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。八是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。 化学反应引起的裂缝及预防 混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施：一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。 由于混凝土浇筑、振捣不良或者钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有：一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇筑要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。 二、裂缝处理 表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 灌浆、嵌缝封堵法 灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。 嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。 结构加固法 当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。 混凝土置换法 混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。 仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分如含粘结剂的液芯纤维或胶囊，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。 江苏省建筑防水公司 吴祥元 在土建、人防、隧道、地铁等地下工程和水利水电工程中，混凝土裂缝现象极为普遍。裂缝的存在，有些会影响混凝土的强度和耐久性，对结构产生有害的影响，缩短了其使用寿命；有些会引起严重的渗漏，影响了建筑物的正常使用和安全运行。如何研制防水补强效果好、施工工艺简便易行的防水材料和施工工艺来解决裂缝问题，引起了工程界的普遍关注。 一、混凝土结构中产生裂缝的原因 混凝土是由水泥石、砂(细骨料)、石(粗骨料)组合而成的材料。在水泥石结硬过程中，存在气穴、微孔和微裂缝。因此从微观上看，混凝土是水泥石、砂、石及充有空气、水的微孔和微裂缝的多相结合体，由于混凝土的组成材料和微观构造的不同以及所受外界影响的不同，混凝土产生裂缝的原因较为复杂。产生裂缝的原因，主要有以下几个方面：1、大体积混凝土水化热引起的裂缝 大体积混凝土由于水泥在水化过程中产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内部温度升高，当混凝土块体内部的温度与外部环境温度相差很大，以致形成因温度引起变形超过混凝土当时的抗拉强度，或极限拉伸值时，就会产生裂缝。 2、混凝土干缩引起的裂缝 混凝土在硬化过程中，由于干燥收缩会引起体积变化。当这种体积变化受到约束时，如两端固定梁，或是高配筋率的梁，或是浇筑在老混凝土上或坚硬岩基上的新混凝土，都可能产生这种裂缝。这种裂缝的宽度有时很大，甚至会贯穿整个构件。 3、混凝土塑性塌落引起的裂缝 在大厚度的构件中，混凝土浇筑后数小时，即可发生这种裂缝，其原因是混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，或是在过分凸凹不平的基础上进行浇筑，或是模板沉陷、移动或是斜面浇筑的混凝土向下流淌。 4、塑性收缩裂缝 这种裂缝发生在混凝土浇筑后数小时，仍处于塑性状态的时刻。在炎热或大风天气，混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等，都易产生这种裂缝。这类裂缝的宽度可大可小，小的细如发丝，大的可到数毫米，其长度可由数厘米到数米，深度很少超过5cm，但薄板则有可能被其穿透，分布的形状一般是不规则的。 5、碱骨料反应引起的裂缝 混凝土加水拌和后，水泥中的碱不断溶解，这种碱液与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应，析出胶状的碱硅胶，从周围介质中吸水膨胀，其体积可增大到三倍，而使混凝土胀裂，其特点是裂缝中有白色沉淀的胶体，呈杂乱的“地图”状。 6、环境温度变化引起的裂缝 任何物体都具有热胀冷缩的特性，在没有任何约束的情况下，随温度的变化，混凝土的体积可以自由胀缩；当存在约束时，体积的胀缩因受约束力的限制，便在混凝土内产生温度应力。由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度应力。大体积的混凝土坝、闸墩、闸墙，突然遇到短期内大幅度的降温，如寒潮的袭击，产生较大的内外温差，引起较大的温度应力，而使混凝土开裂。混凝土烟囱、核反应堆容器、海下石油储罐等承受高温的结构，也会产生温差引起的裂缝，太阳的曝晒当然是日常最常见的现象了。 7、荷载作用引起的裂缝 构件承受不同性质的荷载作用，会出现形状不同的裂缝。构件在均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，当拉应力超过了混凝土的抗拉强度时，即出现垂直于构件纵轴的裂缝。当构件在荷载作用下产生较大的剪应力时，在与纵轴成45夹角处主拉应力值最大，容易产生斜向裂缝，并向上下延伸。 8、结构基础不均匀沉陷引起的裂缝 当结构的基础出现沉陷不均匀时，结构构件受到强迫变形，而使结构构件开裂，随着不均匀沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。 9、钢筋腐蚀引起的裂缝 当钢筋混凝土构件处于不利环境如海洋等等时，由于混凝土保护层过薄，特别是混凝土的密实性不良，环境中的氯离子和溶于海水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈生成氧化铁。氧化铁的体积比原来的金属大得多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。这种裂缝通常称为“先锈后裂”，其定向沿钢筋方向，比较容易识别。顺钢筋方向的裂缝发生后，更加速了钢筋锈蚀过程，最后导致保护层成片剥落，这种顺筋裂缝对耐久性的影响较大。 二、裂缝治理方案的提出 裂缝治理方案是裂缝处理施工的先决条件。施工管理人员应对裂缝进行观测，并对构件结构、混凝土施工质量进行分析，找出产生裂缝的原因；然后结合建筑物的防水等级要求，根据裂缝的特点选择相应的防水材料和施工工艺。 从裂缝的性质来看，裂缝可分为“活动缝”和“死缝”。“活动缝”是指裂缝的宽度会随着环境的变化而变化的裂缝，如温度缝、基础尚未稳定的沉降缝等。“死缝”是指裂缝的宽度基本不变的裂缝，如塑性裂缝、基础已稳定的沉降缝及施工冷缝等。对于“活动缝”，要求选用柔性材料进行防水和封闭处理，以适应裂缝宽的变化；对于“死缝”，则可选用刚性材料进行防水和补强处理。 可供选择的防水材料种类繁多，如防水涂料、密封材料、刚性防水材料、灌浆材料等等。从防水施工工艺上来看，有涂、嵌、抹、贴、灌等多种工艺。但裂缝治理与防水施工有很大区别。防水施工通常是主动防水，防水材料、施工方案的选择余地较大，可以从容施工，可采用贴、涂、嵌、抹等工艺从迎水面进行防水处理。而裂缝治理则往往是对已产生裂缝的工程进行防水处理，而且经常是从背水面处理，有时还要带水作业，难度较大。采用速凝材料对混凝土的缝面进行处理，虽然可使混凝土表面保持干燥，但混凝土裂缝中渗水通道和孔隙仍然充水，长此以往，会使钢筋产生锈蚀，混凝土的强度下降；锈蚀引起的膨胀会导致钢筋的混凝土保护层胀裂，进而产生渗漏。因此仅仅采用速凝材料从表面进行封堵是无法有效地保护混凝土的。根据以上分析，笔者提出了“治本为主，治表为辅，表本结合，综合治理”的裂缝治理原则。所谓“治本为主”，是指在混凝土裂缝处理中应尽可能地选择合适的防水材料和工艺封闭混凝土内部的渗水通道和孔隙，从而达到既防水(补强)又保护混凝土免除水的侵蚀的双重目的。“治表为辅”是指当混凝土内部的渗水通道和孔隙非常细小难以封闭时，可采用堵、嵌、涂等工艺作为辅助手段从混凝土缝面进行防渗处理。二者的有效结合、综合治理，便可达到良好的治理效果。 根据上述原则，笔者结合多年的防水工程实践和学习研究，提出了“灌、堵、嵌、涂相结合”的裂缝治理技术。 三、“灌、堵、嵌、涂”结合治理技术 1、化学灌浆 所谓“灌”就是指化学灌浆，即将一定的化学材料配制成浆液，用压送设备将其灌入缝隙或孔洞中，使其扩散凝固，从而达到防渗、堵漏、补强、加固的目的。化学灌浆材料有较好的可靠性，其凝胶时间可根据工程需要调节。有的可在瞬间固化，适用于大流量漏水、涌水的处理。有的胶凝时间长，起始粘度低，适用于混凝土细微裂缝和孔隙的渗漏处理。可供选择的化学灌浆材料有许多，常用的有丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、现烯酯盐等等。由于化学灌浆可将化学浆材压入很细的混凝土孔隙中，因此可有效地保护混凝土。渗漏治理施工过程中，可根据孔隙的大小和材料的可灌性选用适当的化灌材料。 水溶性聚氨酯化灌材料具有良好的亲水性，遇水可分散、乳化进而凝固，适用于潮湿或带水部位的防渗堵处理。LW型水溶性聚氨酯的固结是一种弹性体，伸长率达300%，而且遇水会膨胀，其体膨胀率达273%，具有弹性止水和以水止水的双重功能，尤其适用于变形缝的处理。HW水溶性聚氨酯的可灌性好、强度高，LW和HW可以任何比例混合配制成不同强度和弹性的浆材，以满足各种工程的需要。而低粘度环氧树脂化灌材料由于其起始粘度低，适用于细微裂缝的封闭和补强加固。几种常用化灌材料的性能见 表1 。 2、封堵 “堵”是指孔洞或缝面的封堵，这是化学灌浆施工过程中一道必不可少的工序。封堵质量的好坏会直接影响化学灌浆的效果。在干燥条件下，可供选择的封堵材料较多，如高分子涂料、聚合物水泥砂浆或普通水泥砂浆等。但在渗漏条件下，必须先采用快速堵漏材料进行封堵，将水从灌浆管中引出，必要时可在表面涂抹高分子涂料或聚合物水泥砂浆进行加强处理。水泥基快速堵漏材料如堵漏王、堵漏灵、水不漏等等，通常可在几分钟内凝固，1d的抗压强度可达30.0Mpa以上，适用于渗漏的封堵。但当涌水量过大或在水下环境中，普通的快速堵漏材料由于易被水稀释、强度增长慢等原因，难以取得满意的封堵效果。PBM聚合物混凝土具有可在水中快速固化、强度增长迅速与混凝土和金属粘结强度高等特点，适用于水下或涌水条件下混凝土孔洞和裂缝的快速封堵。PBM-7聚合物混凝土的水下性能见 表2 。3、嵌缝 “嵌”是指在裂缝上开槽，并在槽中嵌填弹性、塑性或刚性密封材料。一般变形缝采用弹、塑性密封材料嵌填，背水面处理用弹性材料，迎水面处理则用塑性材料；非变形缝可采用刚性密封材料。弹性密封材料种类很多，如弹性聚氨酯、丙烯酸酯、硅酮和聚硫等等，已得到广泛的应用，这里就不作详细介绍。下面仅对塑性止水材料和刚性密封材料作一介绍： (1) 塑性止水材料 常用的塑性止水材料有聚乙烯胶泥、塑料油膏等，由于往往采用热施工，环境污染严重，且施工极为不便，现已逐渐淘汰。SR塑性止水材料是一种专门为面板坝周边缝和伸缩缝止水研制的嵌缝止水材料。该材料采用丁基橡胶等高分子材料为主要原料，降低了材料的温感性。该材料操作简便，可冷施工，而且具有优良的延伸性、耐化学介质性、耐老化性。SR塑性止水材料主要性能见表3。 (2) 刚性密封材料 聚合物水泥砂浆是一种常用的刚性密封材料。聚合物水泥砂浆简称PCCM，是采用水泥和聚合物作为胶结料来胶结骨料的砂浆。当水泥与反应形成水泥石的同时，聚合物乳液本身脱水干燥，在砂浆集料表面形成了有自粘性和粘结性的聚合物薄膜，封闭了砂浆内的细微裂缝和毛细通道，将水泥石和填料牢固地结合在一起，因此，聚合物水泥砂浆具有优良的防水、抗冻、防腐、防碳化及其他物理力学性能，在水电、冶金、交通、土建、环境、市政等工程中得到广泛的应用。华东院在开展国家“八五”攻关项目“普定碾压混凝土拱坝筑坝技术”过程中，针对混凝土表面防渗材料的要求和聚合物水泥砂浆的特性研制了聚合物水泥砂浆PCCM。与普通的水泥砂浆相比，PCCM的粘结强度提高了23倍，抗拉弹模降低了23倍，抗裂系数提高了20多倍，防碳化能力提高了约3倍；PCCM具有明显的减水性，优良的耐久性、抗冲刷性和耐老化性能。PCCM经浙江省卫生防疫站检验为实际无毒类。PCCM的施工工艺简便、工效高，并可在潮湿面施工。聚合物水泥砂浆 PCCM的主要力学性能见 表4 。 4、涂布 所谓“涂”就是指在裂缝表面涂刷合成高分子防水涂料，这种涂料是以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质，具有理想的防水抗渗效果。常用的合成分子防水涂料有聚氨酯、环氧防水涂料等。聚氨酯防水涂料是一种通用的涂膜防水材料，其特点和性能就不在此赘述。鉴于许多混凝土裂缝的处理要在潮湿甚至水下环境中进行，这里介绍一种新型的涂膜防水材料HK96系列增厚型环氧涂料。HK96增厚涂料是一种性能优越的系列环氧涂料，主要用于混凝土、金属、塑料、瓷砖和木材等材料的粘结和防水处理，混凝土裂缝封缝处理及水上或水下金属结构的防腐蚀处理。961用于干燥面，强度增长快；962用于潮湿面；963为水下涂料；964为弹性涂料。特别是962和963具有可在潮湿面，甚至水下的金属和混凝土面上进行涂刷的独特性能，这将有利于大坝的水下部分、船闸、导轨、廊道、码头、船坞、隧道、地下室等的混凝土和金属结构的防水或防腐处理。该材料的主要力学性能见表5。 HK96增厚涂料具有以下特点： (1) 同混凝土、金属的粘结强度高； (2) 一次涂膜厚度可达300m以上，大大节约施工道数和时间； (3) 在立面和顶面施工时，加厚涂刷也不会垂挂，保证了立面和顶面的厚度和涂刷质量； (4) 固份含量高，减少了普通溶剂型涂料中大量溶剂或稀释剂的挥发引起的对人体和施工环境的污染； (5) 施工方法简便，不须繁杂配制，只需将两组分按比例混合均匀后即可涂刷。 根据裂缝渗漏情况的不同，可选择“先嵌涂后灌浆”或“先灌浆后嵌涂”的工艺。灌、堵、嵌、涂等工艺的有机结合，可以取得良好的裂缝渗漏治理效果。 四、应用实例 上海胜康廖氏大厦地下室渗漏处理 上海胜康廖氏大厦位于浦东沈家弄路，是新上海商业城的组成部分之一。工程总投资超过2亿元，高28层，层高119m，建筑面积达4万m2。该工程地下室共三层，埋深-10.90m，设有商场、车库、水泵房、仓库、办公室等，对防水要求较高。设计采用三道防水，外墙采用氯磺化聚乙烯卷材，混凝土结构自防水P8(厚400900mm)，内墙采用851弹性聚氨脂防水涂膜。但由于卷材施工不当和混凝土施工质量问题，外墙回填后，地下室墙与底板局部出现了较严重的渗漏，主要表现为：(1)裂缝和施工缝；(2)底板后浇带接缝；(3)混凝土面渗。内墙面大面积潮湿，致使内墙面焦油聚氨脂涂料无法施工。施工单位曾多次想方设法进行补漏，但未能达到有效的治理。后经业主、施工单位、设计单位的调研、认证，决定采用灌喷结合的技术进行处理。处理工艺如下：(1) 首先找出漏水点，凿“V”型槽，用快硬水泥埋灌浆嘴，用聚合物水泥砂浆PCCM封缝；(2) 对混凝土基