混凝土裂缝的预防和处理研究分析.pdf

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1、混凝土裂缝的预防和处理研究 编制人：张晨露 2016 年 06 月 11 日 混凝土裂缝的预防和处理研究 目前，大多数的建筑可以说都离不开混凝土。混凝土是指由胶凝材料将集 料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土是指用水泥作胶凝材料， 砂、石作集料，与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、 成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。 混凝土裂缝问题普遍存在于建筑工程施工之中。导致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

2、程中要特别对待，根据实际情况解决问题。 由于砼施工和本身变形和约束等一系列问题，使砼产生裂缝，微裂缝通常 是一种无害裂缝，对砼结构的承重、防渗及其他功能不产生危害。但是受到荷 载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见 的宏观裂缝，这些裂缝已成为建筑工程中常见的工程病害，轻者使砼内部的钢 筋材料产生腐蚀，降低钢筋砼结构的承载力、耐久性、使用价值等。严重的将 直接威胁到人民的生命、财产安全。根据以上问题了解砼裂缝的分类、成因、 预防措施及处理方法。 二混凝土裂缝的分类 混凝土裂缝是砼的一种常见病和多发病。砼体内存在微裂缝是绝对的，不 可避免的，但表面出现可见裂缝是相对的

3、，是可以避免的。开裂是内应力不断 地累积超过了砼抗拉强度 ( 断裂能 ) 的结果，砼表面没有出现可见裂缝，但体内 的拉应力依然存在，或者只是表面裂缝还不够宽，以致肉眼还观测不到。因此， 客观上讲，裂缝是普遍的、难以避免的，但表面裂缝是可以预防并控制的。 裂缝一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。 微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的，宽 度一般在 0.05mm以下，这种固有微观裂缝在荷载不超过设计规定的条件下，一 般视为无害。 宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2 0.3mm的裂缝是无 害的，但是必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。 三. 混凝土裂

4、缝的成因 混凝土裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工 过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝 土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减 少混凝土裂缝产生的最有效的途径。 3.1 混凝土材料及配合比 配合比设计不当直接影响砼的强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。 设计不当主要有水泥用量过大、水灰比大、含砂率不适当、骨料种类不佳、 选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不 变时，水泥用量每增加10，砼收缩增加 5% ；水泥用量不变时，用水量每增加 10，砼强度降低 20% ，砼与钢筋的粘结力降

5、低10近两年发现不少商品混凝 土浇捣的楼板出现裂缝，总结的原因有如下方面： 3.1.1 粗细集料含泥量过大， 造成混凝土收缩增大。 集料颗粒级配不良或采 取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。 3.1.2 骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收 缩量增大。 3.1.3 混凝土外加剂、掺和料选择不当、 或掺量不当，严重增加混凝土收缩。 3.1.4 水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。 3.1.5 水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越 高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易 开裂

6、。 3.2 混凝土的体积变形 3.2.1. 塑性收缩：指新拌混凝土浇注后尚在塑性状态发生的收缩。特点是 当表面水分向外蒸发时引起局部产生应力，因此当蒸发速率大于泌水速率时， 会发生局部的塑性收缩开裂。 低水灰比 ( 水胶比)混凝土拌合物体内自由水少，水化生成物又迅速填充毛 细孔，阻碍泌水上升，因此表面更易于出现塑性收缩开裂。 收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微 观裂缝一旦发展，则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝 的原因，一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产 生的裂缝。多为规则的条状，很少交叉。 常发生在结构变截面处，往往与

7、受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积 砼中，梁、板、柱等小块体构件，预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝 危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。如不加以防止，可能会 造成严重后果。 3.2.2 干湿变形硬化： 混凝土与周围环境存在湿度梯度，引起水分向外蒸发 或吸入，产生体积变形的现象。 3.2.3 温度变形：混凝土硬化期间由于水化放热产生温升而膨胀，到达温 峰后降温时产生收缩变形。升温期因混凝土模量还很低，只产生较小的压应力， 且因徐变作用而松弛；降温期收缩变形因弹模增长，而松弛作用减小，受约束 时形成大得多的拉应力，当超过抗拉强度(断裂能 )时出现开裂。 3.2.4 自生变形：混

8、凝土在没有温度变化，没有和外界发生水分交换，也不 受力的条件下发生的表观体积变形称自生变形，自生变形时体积减小称自生收 缩。混凝土发生自生变形的原因，是由于化学减缩水泥(及掺合料 )和水发 生水化反应绝对体积减小的现象。 3.3 施工及现场养护原因 3.3.1 现场浇捣砼时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均 会影响砼的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。 3.3.2 高空浇注砼、 风速过大、烈日暴晒，水分蒸发过快， 易产生收缩裂缝。 3.3.3 大体积砼工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。 3.3.4 大体积砼浇注，水化计算不准、现场砼降温及保温工作不到位，砼内 部温度过高或内外

9、温差过大，引起温度裂缝。 3.3.5 现场养护措施不到位，砼早期脱水，引起收缩裂缝。 3.3.6 现场模板拆除不当或拆模过早，引起拆模裂缝。 3.3.7 预应力张拉不当 (超张、偏心 )，引起砼张拉裂缝。 3.4 其它外界因素使用原因 (外界因素 ) 3.4.1 构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。 3.4.2 使用荷载超负，产生破坏裂缝。 3.4.3 周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，降低砼强度，引起裂 缝。 3.4.4 意外事件如撞击、火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。 3.5.5 野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝 四. 混凝土裂缝预防措施 根据砼裂缝成因，应采取以防为主

10、的方法，采取适当措施预防比事后补救 有效。归纳起来，可以从以下几个方面着手： 4.1 结构设计 在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如基础交接处、高低跨处、孔洞 周围、受力变化处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱 环节，在设计中加以解决。 在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间 距越小则对预防开裂越有利。 4.2 施工方案 正确选用施工方式与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定 一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。 一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、 弯应力较小的部位。 水平施工缝最好是

11、设置在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压 区， 确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须 在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。 4.3 施工质量 由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95% 以上。如果在施工阶段控制住 了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此，施工阶段是裂缝预防的 主要阶段，在施工阶段要注意以下几个问题： 第一是选择合适的配合比，适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则 下，尽可能减少水泥用量。 其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上 的污物和氧化铁皮要清除，以免影响粘结力。 第三是浇筑、振捣操作合理

12、，特别是振捣操作技术，过分地振捣对砼均匀 性有害，振捣不足也不能保证砼应有的密实度。 4.4 养护 养护的目的是使砼正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键 是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减 小温度应力，阻力裂缝的产生。 常规养护方法是喷水，对一般砼结构，减小表面收缩，防止龟裂是可行的。 大体积砼由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表 面开裂，其养护就不能只满足于用常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要 立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以砼强度增长最快的阶 段为准，即 7 至 28 天，最好能长些。 五. 对裂缝

13、的处理方法 5.1 开槽法修补裂缝 该法适合于修补较宽裂缝大于0.5mm ，采用环氧树脂： 10，聚硫橡胶： 3， 水泥：12.5 ，砂： 28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀 后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再 用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4 斤丙酮就可以了）。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗 净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组 砂浆的整个施工过程需要30 分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽 内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改

14、性环氧树脂砂浆进行覆 盖，待完全初凝后，开始用水养护。 5.2 低压注浆法修补裂缝 低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm-0.3mm 的混凝土裂缝修补。 修补工序如 下：裂缝清理试漏配制注浆液压力注浆二次注浆清理表面。当裂缝 数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂 刷封缝，使裂缝封闭，大约10 分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用 键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆 操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补 缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入 裂缝，当相邻的嘴中流

15、出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往 下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后 约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。 5.3 表面覆盖法修补裂缝 这是一种在微细裂缝（一般宽度小于0.2mm ）的表面上涂膜，以达到修补混 凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点 是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。 表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性 涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘贴）等。施工时，首先用钢丝 刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用 树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。 六. 结束语 根据以上几点了解，对于砼裂缝的预防及处理是一个综合性的问题，需要经 过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性 研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝 土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。