混凝土裂縫的成因與控制

1、混凝土裂縫的成因與控制混凝土的裂縫是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程 實(shí)際問(wèn)題。我在工作中對(duì)混凝土工程中常見(jiàn)的一些裂縫成因 進(jìn)行了分析探討，提出了控制裂縫發(fā)展的措施，總結(jié)了混凝 土裂縫的處理方法。1 裂縫的成因裂縫產(chǎn)生的形式和種類(lèi)很多，有設(shè)計(jì)方面的原因，但更 多的是施工過(guò)程各種因素組合產(chǎn)生的，正確判斷和分析混凝 土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的有效 途徑，裂縫原因是設(shè)計(jì)、施工、材料、環(huán)境等相互影響的綜 合性問(wèn)題，解決裂縫控制問(wèn)題應(yīng)當(dāng)采取綜合方法。1.1 設(shè)計(jì)原因1）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的 構(gòu)件開(kāi)裂。2）設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗引起構(gòu)件裂縫，如 墻板、樓板等

2、3）設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。4）設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級(jí)過(guò)高，造成用灰量過(guò)大， 對(duì)收縮不利。5）荷載收縮，使用環(huán)境溫度變化，管線(xiàn)配置不當(dāng)，保 護(hù)層厚度不足，抗溫度收縮配筋不足。1.2 材料原因1）粗細(xì)集料含泥量過(guò)大，造成混凝土收縮增大。集料 顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收 縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。2）果料粒徑越細(xì)、針片含量越大，混凝土單方用灰量、 用水量增多，收縮量增大。3）混凝土外加劑、摻合料選擇不當(dāng)或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重 增加混凝土收縮。4）水泥品種的原因，粉煤灰及礬土水泥收縮值較小， 快硬水泥收縮大。5）水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高， 細(xì)度越細(xì)

3、、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開(kāi)裂影響很大?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng) 度等級(jí)越高，混凝土脆性越大，越易開(kāi)裂。1.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)原因1）配合比中水灰比過(guò)大。2）單方水泥用量越大，用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體 積越大、坍落度越大，收縮越大。3）配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和 易性偏差，導(dǎo)致混凝土離析、泌水、保水性不良，增加收縮 值。4）配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。1.4 施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)的原因1）現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過(guò)振 或振搗棒抽撤過(guò)快。均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘 導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。2）拌合不均勻，攪拌時(shí)間不足或過(guò)長(zhǎng)，拌合后到澆筑 時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，易產(chǎn)生裂縫。3）連續(xù)澆筑

4、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，接茬處理不當(dāng)，已產(chǎn)生裂縫。4）高空澆筑混凝土，風(fēng)速過(guò)大，烈日暴曬，混凝土收 縮大。5）大體積混凝土澆筑，對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)混凝土 降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫 差過(guò)大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。6）現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早起脫水，引起收縮 裂縫。7）現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)，拆模過(guò)早，引起拆模裂縫。這些因素都會(huì)造成混凝土產(chǎn)生龜裂裂縫和疏松裂縫。致 使混凝土微觀(guān)裂縫迅速擴(kuò)展，形成宏觀(guān)裂縫。養(yǎng)護(hù)是使混凝 土正常硬化的重要手段，養(yǎng)護(hù)條件對(duì)于裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵 的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土硬化正常，不會(huì)出現(xiàn)裂 縫，但只適應(yīng)于試驗(yàn)室?，F(xiàn)場(chǎng)施工中不可能擁有這種條件。 但是必須

5、注意到，現(xiàn)場(chǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)越接近標(biāo)注條件，混凝土 開(kāi)裂的可能性越小。1.5 環(huán)境原因（外界因素）1）構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件各區(qū)域溫度、濕度差異過(guò)大。3）使用中短期或長(zhǎng)期超載。4）周?chē)h(huán)境影響，酸、堿、鹽等結(jié)構(gòu)的侵襲。2 裂縫的控制措施2.1 設(shè)計(jì)方面1）盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來(lái)應(yīng)力集中。因結(jié)構(gòu)和造 型方面原因而不得已時(shí)，應(yīng)充分考慮采取加強(qiáng)措施。2）采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。要解決由于收縮產(chǎn)生的 混凝土裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收 縮，實(shí)踐證明，效果是很好的。3）重視構(gòu)造鋼筋，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì) 于構(gòu)造鋼筋的配置，特別是于樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注

6、 意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。2.2 材料方面1）根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥 品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。2）選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范 要求。3）積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑 已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥 用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成 本的作用。4）正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。對(duì)膨 脹劑應(yīng)充分考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效 果。應(yīng)通過(guò)大量的試驗(yàn)確定膨脹劑的最佳摻量。2.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)1）混凝土配合比除應(yīng)按普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程 的規(guī)定，根據(jù)要求的強(qiáng)度

7、等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、耐久性及工作性 等進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)外，其配制的混凝土還應(yīng)符合抗裂規(guī)范的 規(guī)定。2）干縮率?；炷?90d 的干縮率易小于 0.06% 。3）坍落度。在滿(mǎn)足施工要求的條件下，盡量采用較小 的混凝土坍落度；基礎(chǔ)、梁、樓板、屋面用的混凝土坍落度 易小于 120mm ，柱、墻用的混凝土坍落度宜小于 150mm； 混凝土采用泵送時(shí)，高層建筑用的混凝土坍落度根據(jù)泵送高 度宜控制在 180mm 左右，多層及高層建筑底部的混凝土坍 落度宜控制在 150mm 。4）用水量。不宜大于 170kg/m3 。5）水泥用量。 普通強(qiáng)度等級(jí)的混凝土宜為 270-450 千克 每立方米，高強(qiáng)混凝土不宜大于 5

8、50 千克每立方米。6）水灰比。應(yīng)采用適當(dāng)較小的水灰比?；炷了冶?不宜大于 0.60。7）砂率。在滿(mǎn)足工作性要求的前提下，應(yīng)采用較小的砂率。8）宜采用引氣劑或引氣減水劑。2.4 施工方面1）模板的安裝及拆除 模板及其支架應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基 土類(lèi)別、施工程序、施工工具和材料供應(yīng)等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 模板及其支架應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可 靠地承受澆筑混凝土的自重、側(cè)壓力、施工過(guò)程中產(chǎn)生的荷 載，以及上層機(jī)構(gòu)施工時(shí)產(chǎn)生的荷載。 安裝的模板須構(gòu)造緊密、不漏漿、不滲水，不影響混凝土均勻性及強(qiáng)度發(fā)展，并能保證構(gòu)件形狀正確規(guī)整。 模板及其支架的拆除順序及相應(yīng)的施工安全措施在制

9、定施工技術(shù)方案時(shí)應(yīng)考慮周全。拆除模板時(shí)，不應(yīng)對(duì)樓層 形成沖擊荷載。拆除模板及支架應(yīng)隨拆隨清運(yùn)，不得對(duì)樓層 形成局部過(guò)大的施工荷載。模板及其支架拆除時(shí)混凝土結(jié)構(gòu) 可能尚未形成設(shè)計(jì)要求的受力體系，必要時(shí)應(yīng)加設(shè)臨時(shí)支 撐。 底模及其支架拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求； 當(dāng)無(wú)設(shè)計(jì)要求時(shí)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。2）混凝土的制備和運(yùn)輸 運(yùn)輸混凝土?xí)r，應(yīng)能保持混凝土拌和物的均勻性，不 應(yīng)產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象，當(dāng)有離析時(shí)，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌，攪拌 時(shí)間應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定，并宜快速運(yùn)輸，運(yùn)送頻率，應(yīng)保證混凝 土施工的連續(xù)性。 運(yùn)至澆搗地點(diǎn)混凝土的坍落度應(yīng)符合要求，嚴(yán)禁向運(yùn) 輸?shù)綕仓攸c(diǎn)的混凝土中任意加水。 由攪拌、運(yùn)

10、輸?shù)綕仓肽．?dāng)氣溫不高于 25C時(shí)，持續(xù) 時(shí)間不宜大于90min，當(dāng)氣溫高于25C時(shí)，持續(xù)時(shí)間不宜大 于 60min 。當(dāng)混凝土中摻加外加劑或采用快硬水泥時(shí)，持續(xù) 時(shí)間應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。3）混凝土的澆筑 為了獲得勻質(zhì)密實(shí)的混凝土，澆筑時(shí)要考慮結(jié)構(gòu)的澆 筑區(qū)域、 構(gòu)件類(lèi)別、 鋼筋配置狀況以及混凝土拌和物的品質(zhì)， 選用適當(dāng)機(jī)具與澆筑方法。 澆筑之前要檢查模板及其支架、鋼筋及保護(hù)層厚度、 預(yù)埋件等的部位、尺寸，確認(rèn)正確無(wú)誤后，方可進(jìn)行澆筑。 同時(shí)，還應(yīng)檢查對(duì)澆筑混凝土有無(wú)障礙，必要時(shí)予以修正。 制定施工方案時(shí)應(yīng)考慮工程情況和實(shí)際工作能力，使 各環(huán)節(jié)的施工能力應(yīng)與混凝土的一次澆筑量相適應(yīng)，滿(mǎn)足混 凝土的連

11、續(xù)澆筑。 澆筑墻、柱等較高構(gòu)件時(shí)，一次澆筑高度以混凝土不 離析為準(zhǔn)，一般每層不超過(guò) 5m。 當(dāng)樓板、梁、墻、柱一起澆筑時(shí)，先澆筑墻、柱，待 混凝土沉實(shí)后，再澆筑梁和樓板。當(dāng)樓板與梁一起澆筑時(shí)，先澆筑梁，再澆筑樓板。 澆筑時(shí)要防止鋼筋、模板、定位筋等的移動(dòng)和變形。 分層澆筑混凝土?xí)r，要注意使上下層混凝土一體化。 應(yīng)在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢。在澆筑 上層混凝土?xí)r， 須將振搗器插入下一層混凝土 5cm 左右以便 形成整體。 由于混凝土的泌水、 骨料下沉， 易產(chǎn)生塑性收縮裂縫， 此時(shí)應(yīng)對(duì)混凝土表面進(jìn)行壓實(shí)抹光；在澆筑混凝土?xí)r，如遇 高溫、太陽(yáng)暴曬、大風(fēng)天氣，澆筑后應(yīng)立即用塑料膜覆蓋，

12、 避免發(fā)生混凝土表面硬結(jié)。 對(duì)大體積混凝土，應(yīng)控制澆筑后的混凝土內(nèi)部最高溫 度及其與表面的溫差、混凝土表面與環(huán)境的溫差，內(nèi)部最高溫度一般不高于 70 C，內(nèi)外溫差不超過(guò) 25 C，混凝土表面 與環(huán)境差不超過(guò)15 C。 板類(lèi)混凝土面層澆筑完畢后，應(yīng)在初凝前進(jìn)行二次抹 壓。11 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求合理設(shè)置后澆帶，后澆帶混凝土的澆 筑時(shí)間應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)無(wú)設(shè)計(jì)要求時(shí)，后澆帶易在其兩 側(cè)混凝土齡期 8 周后再行澆筑，且應(yīng)加強(qiáng)該處混凝土的養(yǎng)護(hù) 工作。12 施工縫初澆筑混凝土前，應(yīng)將接茬處剔鑿干凈，澆水濕潤(rùn)，并在接茬處鋪水泥砂漿或涂混凝土界面劑，保證施工縫結(jié)合良好。4）混凝土的養(yǎng)護(hù) 混凝土澆注完畢，在混凝土凝

13、結(jié)后即須進(jìn)行妥善的保 溫、保濕養(yǎng)護(hù)，盡量避免急劇變化、振動(dòng)以及外力的擾動(dòng)。 澆筑后采用覆蓋、曬水、噴霧或用薄膜保濕等養(yǎng)護(hù)措施；保溫、保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間，對(duì)硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥 或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7d;對(duì)摻用緩凝型外加劑或抗?jié)B要求的混凝土，不得少于 14d。 底板和樓板等平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件，混凝土澆筑收漿和抹壓 后，用塑料薄膜覆蓋，防止表面水份蒸發(fā)，混凝土硬化至可 上人時(shí)，可揭去塑料薄膜，鋪上麻袋或草簾，用水澆透，有 條件時(shí)盡量蓄水養(yǎng)護(hù)。 截面較大的柱子，宜用濕麻袋圍裹噴水養(yǎng)護(hù)，或用塑 料膜圍裹自生養(yǎng)護(hù)，也可涂刷養(yǎng)護(hù)液。 墻體混凝土澆筑完畢，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（1-3d）后，必須時(shí)

14、應(yīng)及時(shí)松動(dòng)兩側(cè)模板，離縫約 3-5mm ，在墻體頂 部架設(shè)淋水管，噴淋養(yǎng)護(hù)。拆除模板后，應(yīng)在墻兩側(cè)掛麻袋 或草簾等覆蓋物，避免陽(yáng)光直照墻面，連續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不 得少于7d;地下室外墻宜盡早回填土。 冬期施工不能向裸露部位的混凝土直接澆水養(yǎng)護(hù)，應(yīng) 用塑料薄膜和保溫材料進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。保溫材料的厚 度應(yīng)經(jīng)熱工計(jì)算確定。2.5 管理方面1）確定科學(xué)的控制裂縫標(biāo)準(zhǔn)，合理的選擇施工進(jìn)度， 避免在混凝土施工中過(guò)分搶工期。2）必須嚴(yán)格執(zhí)行混凝土施工中的各項(xiàng)技術(shù)措施。2.6 環(huán)境方面1）注意施工的季節(jié)、環(huán)境溫度、濕度及氣象變化對(duì)混 凝土變形性能的影響。2）盡可能在較低的溫度環(huán)境中開(kāi)始澆灌混凝土，中間 特別

15、注意急劇降溫、急劇干燥對(duì)混凝土的不利影響。3）注意雨中不能澆灌混凝土。3 混凝土裂縫的處理方法3.1 表面處理法表面涂抹和表面貼補(bǔ)法表面涂抹適用范圍是漿材難以 灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不 漏水的縫， 不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。 表面貼補(bǔ)（土 工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不 易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏3.2 填充法 用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫， 作業(yè)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。寬度小于 0.3mm ，深度較淺的裂縫、或 是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小 規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開(kāi) V 型槽，然后作填充處理

16、3.3 灌漿法 此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理 效果好。利用壓送設(shè)備（壓力0.20.4Mpa）將補(bǔ)縫漿液注入砼裂隙， 達(dá)到閉塞的目的， 該方法屬傳統(tǒng)方法， 效果很好。 也可利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方 便效果也很理想。2.4 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法 因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ) 強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等，混凝土 裂縫處理效果的檢查包括修補(bǔ)材料試驗(yàn)；鉆心取樣試驗(yàn)；壓 水試驗(yàn)；壓氣試驗(yàn)等。2.5 混凝土置換法 混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土 或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、 聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。2.6 電化學(xué)防護(hù)法 電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改 變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到 防腐