混凝土工程缺陷分析.doc

1、混凝土工程缺陷分析【摘 要】混凝土材料变形约束所引起的内应力大于材料抗拉强度是混凝土产生裂缝本质原因。混凝土配制材料选配不当会使混凝土产生裂缝，其中包括水泥、骨料、水、外加剂对混凝土的影响。在施工工程中，施工违反操作规程，混凝土浇筑工艺不当、振捣工艺不当、养护不足、模板使用不当等因素影响下，会使混凝土构件产生裂缝。结构设计不合理导致构件受力产生过大变形，混凝土构件所处的环境恶劣也会使混凝土产生裂缝。修补混凝土裂缝的方法有表面修补法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法等。【关键词】混凝土工程缺陷；混凝土裂缝；预防；修补 引言 随着建筑科学研究与技术的发展，混

2、凝土作为最重要和常用的建筑材料之一，被越来越多地利用在水利、建筑和交通工程等基础设施的各类建筑物中。这些混凝土建筑物在不同的行业中发挥着重要的作用。但是由于混凝土施工条件所限、施工现场管理水平的差异，或者建筑物结构型式的特殊，或者施工方法和施工工艺不一，或者建筑物长期服役、年久失修，都会造成混凝土存在裂缝、渗漏、强度不足等质量缺陷，严重时会造成建筑物的破坏与坍塌，危及人民生命财产安全。为了建成优良的混凝土建筑物，减少质量问题，工程设计与建设者们就要找出主要矛盾，抓住根本原因，减少混凝土的质量缺陷。为了挽救和延长这些开裂建筑的生命，就要对混凝土缺陷进行技术处理。 1、混凝土构件产生裂缝的机理 在

3、各种混凝土工程缺陷中有一个共同的缘由，就是水泥水化硬化后形成水泥石的性能；还有一个共同的表现，就是在钢筋混凝土构件中出现肉眼可以观察到的裂缝。钢筋混凝土构件是带裂缝工作的，混凝土在凝结硬化过程中就有微裂缝存在，混凝土的微裂缝不会使混凝土丧失抗拉能力，但是使构件抗拉强度很低。由于混凝土微裂缝具有容易扩展、串连和分布不均与的性质，可以认为混凝土的各种破坏都是微裂缝被拉伸后扩展、串连，以致材料失去强度，结构构件失去承载能力的结果。1 就混凝土自身而言，产生裂缝的机理一般认为是因为混凝土材料变形约束所引起的内应力大于材料抗拉强度的缘故。至于混凝土构件因受力、变形、某些环境因素影响而产生的裂缝，一般可用

4、“粘结-滑动”的机理加以解释。认为混凝土可见裂缝的发生和开展，是钢筋与混凝土间不能再保持变形协调而出现相对滑动的结果；裂缝宽度本质上是裂缝之间受拉混凝土拉伸变形和受拉钢筋拉伸变形之差。裂缝宽度直接影响混凝土对钢筋的保护能力。 2、混凝土裂缝原因分析 2.1 材料方面 混凝土配制材料选配不当会使混凝土产生裂缝。水泥、骨料、水、外加剂对混凝土均有影响。具体叙述如下： （1）水泥受潮或水泥温度过高导致水泥的不正常凝结。游离 CaO、游离 MgO、含碱量过高使水泥非正常膨胀而产生裂缝。 （2）当骨料中含泥量过大、骨料级配不良会影响混凝土的和易性。当骨料中含有碱活性或已风化骨料时，可能发生碱骨料反应，引

5、起混凝土开裂破坏。 （3）在水泥水化过程中，当外部养护水供应不充分的情况下，会引起混凝土内干燥收缩。混凝土配合比不当时，会导致混凝土拌合物产生泌水和沉陷，引起混凝土产生裂缝。 （4）当外加剂使用不当或用量过多，拌合物塌落度过大，预制构件抽芯管后，会导致混凝土塌陷。2 2.2 施工方面 在施工工程中，混凝土浇筑工艺不当、振捣工艺不当、养护不足、模板使用不当等因素影响下，都会使混凝土构件产生裂缝。具体叙述如下： （1）在浇筑前，外加剂拌合不均匀，搅拌时间不足或过长，拌合后到浇筑时间间隔过长，会使混凝土性能下降。泵送混凝土时为了使混凝土流动性更大，增加用水量及水泥用量，但混凝土的性能不能保证。在浇筑

6、过程中，浇筑速度过快，会使先浇筑的混凝土在硬化初期发生沉降，产生横向裂缝，连续浇筑时间间隔过长会产生冷缝。 （2）混凝土浇筑后若不及时养护，易产生塑性收缩裂缝。混凝土养护初期过早脱水，养护初期遭受急剧干燥或冻害，会发生垂直收缩裂缝，严重时为贯通性收缩裂缝。 （3）滑模工艺不当会导致混凝土拉裂或塌陷。模板构造不当，漏浆、渗水，模板支撑下沉，模板刚度不够，变形过大，过早拆除模板、模板拆除不当会导致混凝土开裂。 （4）施工过程繁冗复杂，还有许多其他原因可能导致混凝土开裂，如混凝土保护层过薄或保护层处集料缺少，施工缝处理不当，钢筋搭接、锚固不良，钢筋、预埋件被扰动等。 2.3 设计方面 在设计荷载范围

7、内，超过设计范围或设计未考虑到的作用使构件截面承载力不足。构件截面尺寸不足，钢筋用量不足、配置位置不当，细部构造不合理，结构物的沉降差异，对温度应力和混凝土收缩应力估计不足等都易使混凝土结构产生裂缝。 2.4 环境方面 混凝土构件所处的环境对混凝土构件的影响也非常大。外界环境温度、湿度的变化，结构构件各区域温度、湿度差异过大，火灾或表面遭受高温会使混凝土构件产生温差胀缩裂缝。冻融、冻胀会使混凝土产生网状裂缝。内部钢筋锈蚀膨胀会使混凝土表面胀裂，出现顺筋裂缝。 3、混凝土工程缺陷的一般预防措施 （1）对水泥、水、骨料、外加剂、钢筋材料选用不当形成的裂缝，必须用对进场原材料按照国家标准进行严格检查

8、和验收的办法加以预防，凡不合格的次品原材料一律不得使用，或经试验后降低等级使用。 （2）由于混凝土搅拌运输时间过长、浇筑速度过快、振捣不实、施工缝做法不当、模板走动等原因形成的裂缝，可以按照混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB 502042002）严格执行来防止。 （3）由于气候干燥、初期养护不好、混凝土早期受冻、大气温湿度变化产生的裂缝，分别采用加强混凝土凝结硬化过程中的自然养护、蓄热养护、采用引气剂使混凝土内部均匀分布气泡，预留温度伸缩缝等措施加以预防。 （4）由于承受荷载使构件产生过宽裂缝，可以合理地进行设计，防止这些裂缝的出现。 4、混凝土裂缝的修补方法 混凝土裂缝从动态发展而言，可

9、分为静止裂缝、活动裂缝和在发展裂缝三种，应根据结构物运行的需要以及裂缝的特点采用不同的修补加固方法。对于静止裂缝，采用刚性或弹性材料充填或表面封闭；对于活动裂缝，采用弹性材料或黏结材料修补；对于在发展裂缝，首先必须消除引发裂缝的因素或进行加固处理，否则修补后裂缝仍会出现。 目前国内常用的混凝土裂缝修补加固方法很多，主要有表面修补法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法等。3 混凝土结构只要预防措施得当，混凝土裂缝是可以解决的。在材料方面按照国家标准严格选择，在施工过程中按照国家标准严格执行，后期加强养护。对已出现的混凝土裂缝采用适当的方法进行加固和修补，可以延长混凝土结构的使用时间，保证结构的安全性。 参考文献： 1罗福午，王毅红.土木工程质量缺陷事故分析及处理M.武汉：武汉理工大学出版社，2012.7：18 2徐至钧.混凝土结构裂缝预防与修复M.北京：机械工业出版社，2010.11：18 3马建革，潘志新，马伟.混凝土缺陷处理技术及应用M.郑州：黄河水利出版社，2009.6：15