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混凝土裂缝与治理技术在土建、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，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。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。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。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，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。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、总结语(1)裂缝治理与混凝土防水施工有明显的区别，由于需在背水面带水操作，故其施工难度大。为此笔者提出了“治本为主、治表为辅、表本结合、结合治理”的渗漏治理原则和灌、堵、嵌、涂相结合的裂缝治理技术。(2)裂缝治理首先要分析产生裂缝的原因；然后结合建筑物的防水等级要求，根据裂缝的特点和防水材料性能及施工工艺选择相应的防水材料和施工工艺。(3)根据孔隙大小和施工现场的渗漏情况，选择可灌性各异的化灌材料进行灌浆处理，可最大程度地保护混凝土不受水的侵蚀。水溶性聚氨酯化灌材料具有良好的亲水性，遇水中可分散、乳化进而凝固，可在防渗漏工程中得到广泛的应用。(4)当混凝土内部的渗水通道和缝隙非常细小难以封闭时，可采用嵌填弹、塑性及刚性密封材料或涂布鞋高分子防水涂料等工艺作为辅助手段从混凝土缝面进行防渗处理。(5)“灌、堵、嵌、涂相结合裂缝治理技术”是从工程实践中总结出来的一种防水技术。工程实践证明，这是一种工艺简便，行之有效的实用施工技术。js复合防水涂料产品说明及施工工艺目录材料的性能及使用3页…………5页屋面防水设计及施工要求5页…………10页厕浴间聚合物水泥防水涂料施工工艺10页…………11页地下室防水等级及设防与施工要求11页…………14页聚合物水泥防水涂料使用说明一材料的性能及使用聚合物水泥防水涂料（简称JS防水涂料）是近年来发展较快，应用广泛的新型建筑防水涂料。本公司生产的聚合物防水涂料（以下简称JS复合防水涂料）是以丙烯酸酯聚合物乳液和水泥为主要原料，加入其他外加剂制得的双组份水性防水涂料，所用原料对环境和人体健康友好，是绿色环保产品。按中华人民共和国建材行业标准JC/T894—2001组织生产。（一）、产品分类产品分为Ⅰ型和Ⅱ型：Ⅰ型：以聚合物为主的防水涂料。Ⅱ型：以水泥为主的防水涂料。根据建筑防水的特殊要求，本公司还可以提供高弹性型（即断裂延伸力≥300%）或拉伸强度超标准的产品和解决方案。本公司产品按不同液、粉比例来分类。Ⅰ型产品主要用于非长期浸水环境下的建筑防水工程，Ⅱ型产品适用于长期浸水环境下的建筑防水工程。（二）、产品的技术要求1、外观产品的两组份经分别搅拌后，其液体组份应为无杂质、无凝胶的均匀乳液；固体组份应为无杂质无结块的粉末。2、物理力学性能产品物理性能应符合下表的要求。物理力学性能（表一）序号试验项目技术指标Ⅰ型Ⅱ型1固体含量，%≥652干燥时间表干时间，h≤4实干时间，h≤83拉伸强度无处理，MPa≥1.21.8加热处理后保持率，%≥8080碱处理后保持率，%≥7080紫外线处理后保持率，%≥80801）4断裂伸长率无处理，%≥20080加热处理，%≥15065碱处理，%≥14065紫外线处理，%≥150655低温柔性，φ10mm棒-10℃无裂纹——6不透水性，0.3MPa,30min不透水不透水7潮湿基面粘结度，MPa≥0.51.08抗渗性（背水面）2），MPa≥——0.6注：1）如产品用于地下工程，该项目可不测试。2）如产品用于地下防水工程，该项目必须测试。（三）、本公司产品的特点：先进的技术与工艺：JS复合防水涂料生产的核心技术是高耐碱丙烯酸酯水泥胶乳的合成。本公司通过联合科研机构和大专院校的相关专家组成技术攻关队伍。成功地研制出拥有自主知识产权；采用种子乳液聚合法生产技术，形成核壳包裹乳胶微粒结构。以这种聚合物胶乳为基础生产的JS复合防水涂料其技术特点是以“聚合物——水泥互穿网络”为基础，利用聚合物改性水