73367_混凝土裂缝成因及控制办法.docx

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1、凝土的裂缝成因及控制方法混凝土的裂缝是建筑工程中较普遍存在的问题。下面就混凝土裂缝的成因与控制谈谈我的看法。一、裂缝的成因裂缝产生的形式和种类很多，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。（一）设计原因1 .设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。2 .设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）。3 .设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝（如墙板、楼板）。4 .设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。5 .设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩

2、不利。（二）材料原因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。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 .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。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、粉煤灰及矶土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。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。（三）混凝土配合比设计原因1 .设计中水泥等级或品种选用不当。

3、2 .配合比中水灰比（水胶比）过大。3 .单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。4 .配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。5 .配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。（四）施工及现场养护原因1 .现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。2 .高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。3 .对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。4 .大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起

4、混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。5 .现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。6 .现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。7 .现场预应力张拉不当（超张、偏心），引起混凝土张拉裂缝。二、裂缝的控制措施（一）设计方面1 .设计中的抗与放。在建筑设计中应处理好构件中抗与放的关系。所谓抗就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓放就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用抗一放结合、或以抗为主、或以放为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。2 .设计中应尽量避免结构断面突变带

5、来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。3 .积极采用补偿收缩混凝土技术：在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。4 .重视对构造钢筋的认识：在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。5 .对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。（二）材料选择和混凝土配合比设计方面1 .根据结构的要求选

6、择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。2 .选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。3 .积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。4 .正确掌握好？昆凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。5 .配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比

7、，协助现场搞好构件的养护工作。（三）现场3-T-操作方面1 .浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。2 .混凝土养护：在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为1428天。3 .混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施（埋设散热孔、通水排热等），避免水化热高峰的集中出现、降低峰值

8、。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。4 .避免在雨中或大风中浇灌混凝土。5 .对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。6 .夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。综上所述，对于混凝土裂缝的控制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。2裂缝的成因混凝土的“非受力裂缝”是由于复杂因素作用下混凝

9、土表面所产生的拉应力引起的，普通混凝土与高性能混凝土的开裂的机理也有所不同。所以，要考察混凝土开裂的原因，应主要从以下几个方面人手。1.1 设计方面为了满足泵送施工的需要，混凝土必须是大流动性的。而加入了各种外加剂和矿物掺合料的大流动性混凝土，其体积稳定性往往较差，主要表现为收缩较大。设计部门在设计楼板、墙体等表面系数较大的部位时，如果对大流动性混凝土的具体特点缺乏足够的认识，往往导致混凝土发生不应有的开裂。在原有普通混凝土结构配筋量的基础上适当提高是有必要的。这与修订的钢筋混凝土结构设计规范的指导思想是一致的。1.2 原材料与配合比方面混凝土的工厂化、规模化生产使混凝土的质量得到了基本的保证

10、，但也不排除个别情况下，原材料质量不合格，混凝土配合比不合理，配合比失控等情况。主要表现为砂、石原材料含泥量超标，砂率或胶结料用量过大，外加剂质量不合格，和天气炎热或运输距离过长使混凝土无法泵送而人为加水。由此造成的混凝土质量不均匀可能成为混凝土开裂的原因之一。但随着市场机制的作用下，质量意识的不断提高，原材料和配合比的原因将不是混凝土开裂的主要原因。2. 3施工方面混凝土的早期失水收缩裂缝是混凝土开裂的主要形式之一。在混凝土大量施工的季节一般气温较高，混凝土失水较快，再加上我国北方地区，相对湿度较低，使混凝土的失水进一步加剧。在我国北方地区，即使在气温较低，在干燥的气候条件下，表面失水仍然是

11、不可忽视的。由于施工的需要，混凝土的凝结时间往往较长，这无疑延长了混凝土的失水时间，在气温高、湿度小、风速大的情况下，即使有覆盖措施，但在对混凝土实施覆盖之前，裂纹就已经产生了。2.1 混凝土自身的原因在工程实践中我们不难发现，即使在设计及混凝土配比合理，施工管理严谨的情况下，混凝土特别是高性能混凝土开裂仍然时有发生。这主要与混凝土自身的性质有关。收缩是混凝土固有的变形性质。普通混凝土的开裂机理已为人们所认识，随着近几年高性能混凝土在工程中应用的不断增多，混凝土结构开裂的现象也在不断增多。本应具有高体积稳定性的高性能混凝土其早期的收缩要比普通混凝土大得多，因此在分析高性能混凝土开裂的原因时，应

12、考虑高性能混凝土区别于普通混凝土的结构特征。在不考虑外界因素条件下，混凝土在凝结、硬化的过程中，由于化学和干燥作用同样也使混凝土的体积产生收缩，即化学收缩和自收缩。化学收缩是指水化产物的绝对体积小于未水化之前水的体积和未水化水泥的体积之和。自收缩是指水泥基胶结材料在水泥初凝后，恒温恒重下产生的宏观体积降低。前者是在有足够水供应的情况下产生的，而后者是在没有充足水分供应情况下观察到的宏观体积变化。化学收缩与胶结料和水的量有关，胶结料用量和水灰比越大，化学收缩必然越大。而自收缩目前比较统一的解释是混凝土内部的白干燥作用引起的。所谓白干燥并非是由于外部环境相对湿度的影响而引起的材料的干燥脱水，而是随

13、着水化反应的不断进行，混凝土内部结构微细孔中的自由水量出现相对不足，使孔中水的饱和蒸汽压降低，即混凝土的相对湿度降低。白干燥的结果是毛细孔中的水由饱和状态变为不饱和状态，弯月面的存在使水泥石受负压而产生体积收缩。近年来，高强和高性能混凝土在工程中得到了日益普遍的应用，加入超塑化剂以降低水灰比和加入较多的活性混合材是配制高性能混凝土的主要手段。低水灰比和活性混凝土材的大量掺入，使高性能混凝土的硬化特点与内部结构与普通混凝土有了很大的差异，致使高性能混凝土产生较大的自收缩。表现在：(1)高性能混凝土有较小的水胶比。随着水化反应的进行，硬化水泥浆体内的自由水量迅速减少，毛细管中的水分也被逐步吸收减少

14、。这样，高性能混凝土中水泥浆体的白干燥作用要比普通混凝土中的这一作用要强烈。(2)由于在高性能混凝土中掺入了较大量的细颗粒活性混合材，减少了混凝土泌水现象也使混凝土更加密实。其结果是外部养护用水很难进入混凝土内部，大大阻碍了外部养护用水对内部混凝土的养护作用。因此在工程中，即使混凝土表面经常保持湿润，甚至长期浸泡于水中，开裂现象也难以完全避免。对普通混凝土来说,掺入膨胀剂是补尝收缩的有效措施,而对高性能混凝土来说，由于水灰比较低，外部养护用水又很难进入混凝土内部，在缺水状态下的膨胀剂很难发挥其应有的膨胀作用。因此在实际工程中，即使加入了足量的质量合格的膨胀剂，混凝土开裂仍然难以避免。3裂缝的修

15、补措施在混凝土强度合格的前提下，混凝土裂缝修补的常见方法：2.2 树脂灌注法环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度，并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀，树脂可以灌入到0.05mm的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外，当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时，通常不易采用树脂灌注法。北京冶建工程裂缝处理中心开发的具有国际领先水平的YJ一自动压力灌浆技术是树脂灌注法的最佳工法之一。3. 2聚合物浸入法A低粘度的液态树脂可用来密封路面、桥面的不小于0.1廊的裂缝。将树脂涂刷到表面上，或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的堤围，使树脂溢于裂缝表面。B更适合封闭多重无规则表面裂缝。先

16、将裂缝表面密封，抽去真空，使裂缝中和孔隙中的空气全部排除。再在大气压力下用纯环氧树脂浆料注入裂缝表面中。4. 3钉合法当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时，使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。用相对薄而长的金属“缝合U形钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中，用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。3.4表面封闭法这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝，通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。3.5灌浆法A普通水泥灌浆大体积水坝、厚混凝土墙、或者水工结构的岩石基础上的裂缝，有时通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。B聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯