混凝土工程裂缝分析及控制技术.doc

1、混凝土工程裂缝分析及控制技术关键字：混凝土施工裂缝控制 摘要：裂缝是混凝土中一个很常见的现象，又是混凝土中存在的非常复杂的问题。近年来，在这一方面开展了较多的研究工作，但由于这一问题的复杂性，混凝土工程的开裂现象仍然屡见不鲜。 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 裂缝是混凝土中一个很常见的现象，又是混凝土中存在的非常复杂的问题。近年来，在这一方面开展了较多的研究工作，但由于这一问题的复杂性，混凝土工程的开裂现象仍然屡见不鲜。裂缝的有害程度标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不一致，混凝土裂缝的限值标准有多个规定，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

2、严格的允许裂缝宽度为 0.1mm。今年来，许多国家已根据大量实验与泵送混凝土的经验将其放到 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。 裂缝深度 h 与结构厚度 H 的关系如下：h0.1H 为表面裂缝；0.1Hh0.5H 为浅层裂缝;0.5Hh1.0H 纵深裂缝；h=H 贯穿裂缝。应当尽量避免贯穿性裂缝与纵深裂缝，如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度，即灌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内，中期裂

3、缝一般出现在六个月之内，其后一到两年或更长时间属于后期裂缝。 混凝土产生裂缝的原因 1材料因素： 水泥。水泥是商品混凝土的最重要的原材料之一，也是决定着混凝土性能的最重要部分。水泥的品种很多，在我国主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等，他们都是由水泥熟料加上各种不同的添加材料生成的。水泥的收缩值取决于铝酸三钙、三氧化硫、石膏的含量及水泥细度等。一般来说铝酸三钙含量大细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥，具有较大的收缩，而三氧化硫的含量对混凝土的收缩影响显著。混合材料的影响较小，混凝土的收缩随骨料含量的增加而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时混凝土的收缩与配合比有很大的关系，包括用水量、

4、单位水泥用量等、水灰比、砂率及灰砂比等参数。另外，外加剂的种类及掺量对混凝土的收缩也有一定影响。 2施工因素: 影响混凝土裂缝的施工因素包括：1 混凝土的制备与浇筑，混凝土搅拌时间不足，骨料分布不均匀，造成收缩不均匀，骨料及拌合水温度偏高，使得浇筑温度过高，浇筑不连贯，顺序不合理，出现冷缝，浇筑速度过快，振捣不足或过度振捣使混凝土产生离析和泌水。2 模板施工，施工期间过度震动或其他人为因素使支撑刚度变异部位出现多次瞬间位移。拆模过早，混凝土硬化前过早承载或受到震动。模板缝隙不严造成漏浆、渗水。 另外混凝土的养护对混凝土的裂缝有很大的影响。 混凝土裂缝产生的种类及原因分析 塑性收缩裂缝，塑性收缩

5、裂缝属于早期裂缝的一种，是混凝土初凝后，混凝土失去流动性但强度很低的期间，在这一期间如果失水较多，产生较大的塑性收缩，但是混凝土还没有能力抵抗收缩应力，从而开裂。当外界风速大、气温高，湿度低时叫容易出现这种裂缝。这种裂缝形状不规则，较浅。预防措施：加强早期养护，浇筑前湿润模板，调整混凝土配合比以减小收缩，控制好混凝土的凝结时间，特别是终凝时间，振捣适度。发现裂缝后要及时处理，在硬化前及时抹压或重新振捣。如果已经硬化，可向缝隙内填入水泥，加水湿润，覆盖养护 干燥收缩裂缝 干燥收缩裂缝是由于混凝土的干缩变形而引起的。包括宏观干缩裂缝和微观干缩裂缝两种。宏观干缩裂缝通常比较宽大，较深，甚至贯通。微观

6、干缩裂缝是由于水泥石的收缩与集料的收缩不一致造成的，裂缝较细小，呈辐射状。 温度裂缝 温度裂缝是由于混凝土结构中的温度变化或温度分布的不均匀性而产生的裂缝，温度裂缝比较常见，有表面的，也有深入的和贯穿的。表面裂缝走向无一定的规律性常纵横交错，常发生在施工期。深入的和贯穿的温度裂缝一般与结构或构件的短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，这种裂缝一般发生在混凝土浇筑后两到三个月或者更长时间，且冬季裂缝宽、夏季裂缝窄。 膨胀裂缝 膨胀裂缝是指混凝土中，一些组分的局部膨胀所产生的裂缝，这种裂缝一般情况下是由于水泥中含有游离氧化钙、氧化镁而导致水泥的安定性不良，或集料中混入一些膨胀组分。现在膨胀

7、剂在混凝土中的应用越来广泛，由于膨胀剂使用不当引起的裂缝越来越多，在膨胀剂的使用中一定要注意膨胀与强度发展的协调。 碳化收缩裂缝 碳化收缩裂缝表面成花纹状，无规律性，较浅。通常发生在混凝土浇筑数月后，产生这种裂缝的原因是空气中的二氧化碳与混凝土表面水泥浆中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙，造成混凝土体积收缩，要预防这类裂缝就要是混凝土表面致密，如表面涂刷密封层或黏贴瓷砖加以保护。沉降收缩裂缝 沉降收缩裂缝是由于混凝土振捣后物料的沉降而产生的。沉降收缩裂缝是由于混凝土振捣成型后，集料在重力作用下下沉，特别是粗集料容易下沉，而水和空气上浮，这样一来，混凝土上下不均匀，下部混凝土由于集料较多，收缩较小，上

8、部混凝土由于集料较少，浆体较多，收缩较大，这就造成了上下两部分混凝土收缩不一致，上部混凝土的收缩受到下部混凝土的限制而出现裂缝，产生沉降收缩裂缝的最根本原因是混凝土的不稳定性，混凝土不稳定表现形式为离析和泌水，因此预防混凝土沉降收缩裂缝的措施就是严格控制混凝土的稳定性。 沉陷裂缝 沉陷裂缝多为深入和贯穿裂缝，与地面垂直或成 45 度到 60 度角，基本上不受温度影响。这种裂缝易产生在截面变化处。沉陷裂缝是由于不均匀沉陷引起的裂缝。包括:结构或构件下软弱土未作处理，地基软硬不均匀，模板刚度不足、支撑间距过大或地步支撑在软土上，混凝土过早拆模，使混凝土在强度很低的时候就开始承受荷载。 冻涨裂缝 在

9、冬季混凝土施工中未采取有效的措施，混凝土早期受冻，内部的游离水结冰膨胀，膨胀率约为百分九，在混凝土强度没有达到要求时，不足以抵抗这种膨胀应力，而出现裂缝或剥落。这种裂缝一般在结构表面沿主筋、箍筋方向出现宽窄不一的裂缝，因此冬季施工时一定要加强早期养护，同时混凝土搅拌站也要采取一定的措施，例如控制水灰比，掺早强剂等。 另外还有施工裂缝，化学反应裂缝等。 混凝土裂缝的处理 表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法 表面涂抹适用于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。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。 填充法 用修补材料直接填充裂缝，一

10、般用来修补较宽的裂缝（大于 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，以及小规模裂缝的简易处理可采取开 V 型槽，然后作填充处理。灌浆法 适用于细微裂缝和大裂缝，处理效果较好。 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用结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等，处理效果的检查效果包括修补材料实验；钻心取样实验；压水试验；压气实验等。 参考文献： 1.王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法.施工技术.2000（5）.5-92003-3-5 2.尤启俊.外加剂对混凝土抗裂收缩性能的影响J.混凝土，2004.（9）. 3.安明?，高性能混凝土自收缩的研究，清华大学博士学位论文，1999 年 4.覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治J.混凝土.2001.（7）：8-10 5.龚召雄.水工混凝土的温控与防裂M.北京：中国水利水电出版社.1999:32-39