1、1目录混凝土结构裂缝成因及预防措施之 .21 钢筋混凝土结构裂缝类型、危害及成因分析 .31.1 钢筋混凝土结构裂缝的类型 .31.1.1 塑性收缩裂缝 .41.1.2 混凝土干缩引起的裂缝 .41.1.3 温度变化引起的裂缝 .41.1.4 结构基础不均匀沉降引起的裂缝 .51.1.5 荷载作用引起的裂缝 .51.2 常见钢筋混凝土结构裂缝的危害 .51.3 钢筋混凝土结构裂缝的成因 .61.3.1 材料因素 .61.3.2 施工因素 .61.3.3 设计因素 .71.3.4 外界因素 .72 钢筋混凝土结构裂缝预防措施 .82.1 材料措施 .82.1.1 材料选用 .82.1.2 配料
2、.92.1.3 配筋 .92.2 施工措施 .92.2.1 混凝土浇筑 .92.2.2 模板工程 .102.3 设计措施 .103 钢筋混凝土结构裂缝处理措施 .113.1 表面修补法 .113.2 内部修补法 .113.2.1 水泥灌浆 .123.2.2 化学灌浆 .123.3 结构补强加固法 .123.4 混凝土置换法 .133.5 电化学防护法 .133.6 仿生自愈合法 .134 结合实例对混凝土结构裂缝的控制进行阐述 .134.1 工程概况 .134.2 工程设想 .134.3 工程抗裂施工措施 .144.3.1 基础地基加固 .144.3.2 优化混凝土配合比 .144.3.3 内
3、外防水剂 .154.4 其他措施 .16结束语： .162混凝土结构裂缝成因及预防措施由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同，混凝土裂缝产生的原因很多，水工建筑物产生裂缝主要有以下几种：1、混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。2、大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。3、在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。4、当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受
4、到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。5、混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱 硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。6、在炎热的大风天气，混凝土表面水分蒸发较过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时后仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。7、构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。8、当结
5、构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。9、当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。而在施工过程中，我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的
6、抗裂能力时，3即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的110左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.61.0）104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.22.0）104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了
7、拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。在钢筋混凝土结构的建设和使用过程中，钢筋混凝土结构出现裂缝是一种非常普遍的现象，这不仅对构筑物外观产生较大影响，同时对构筑物的使用功能和耐久性产生影响，严重时对构筑物的安全性构成威胁，甚至于完全丧失其使用功能。目前，裂缝问题引起了人们的广泛关注。因此，探讨钢筋混凝土结构裂缝的产生原因和预防措施及其补救措施是很有必要的。
8、本文介绍了钢筋混凝土裂缝类型及产生原因，从材料因素、设计因素和外界因素三方面论述了预防裂缝的具体方法。提出六条比较常用的裂缝处理措施。并结合实例分析了裂缝的产生原因及处理方法。随着我国国民经济的高速发展，钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中，混凝土是城市建设中广泛使用的结构材料，但是伴随这类材料的生产研究与应用，混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。钢筋混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多，形态各异，而且较普遍，尤其是楼板的裂缝，轻者影响建筑物美观，造成渗漏水，重者降低建筑结构的承载力、稳定性和整体性，甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难
9、克服的质量通病之一，特别是民用建筑工程结构楼面出现裂缝，往往会引起业主对工程质量提出异议，从而引发投诉、纠纷以及索赔等情况。因此，正确分析裂缝产生原因，切实加以防治十分必要，十分迫切。因此研究混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的社会意义和经济意义。现根据多年来现场施工实践经验和教训，从设计配筋、商品混凝土选用及施工控制等方面，着重阐述钢筋混凝土裂缝的原因及综合防治措施。41 钢筋混凝土结构裂缝类型、危害及成因分析1.1 钢筋混凝土结构裂缝的类型钢筋混凝土结构裂缝就其开展程度分为表面裂缝、贯穿性裂缝、破坏性裂缝；就其在结 构表面形状分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、
10、斜裂缝等； 按其发展情况分为稳定裂缝和不稳定裂缝、能闭合裂缝和不能闭合的裂缝；按其尺寸大小分 为微观裂缝和宏观裂缝两类，微观裂缝是混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的，一般 存在于混凝土结构内部，尺寸较小裂缝宽度通常情况下不超过0.5mm，宏观裂缝是指尺寸较 大的裂缝，裂缝宽度通常情况下大于0.5mm，可存在于混凝土内部，也可存在于混凝土表面 ；按时间可分为施工期间形成的裂缝和使用期间产生的裂缝；按其影响因素可分为设计因素 裂缝、材料因素裂缝、施工因素裂缝、使用因素裂缝、温度因素裂缝，不均匀变形因素裂缝 、钢筋锈蚀裂缝等几大类。下面就工程中比较常见的裂缝进行阐述。1.1.1 塑性收缩裂缝塑性
11、裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂，严格来说属于干缩裂缝，出现很普遍。产生这种裂缝的因素是多方面的：如当新拌混凝土的坍落度较大，而振动时间过长时，水泥浆浮在上层，骨料下沉时收到钢筋或其他物质的约束，出现不均匀沉降，从而使混凝土的表层产生裂缝；浇筑后混凝土表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面水分蒸发过快，产生急剧收缩，而此时混凝土早期强度不能抵抗这种变形应力，因而开裂；使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的细砂和粉砂混凝土水灰比过大，也会导致这种裂缝出现。1.1.2 混凝土干缩引起的裂缝在混凝土硬化过程中，产生内部干缩而引起体积变
12、化，当这种体积变化收到约束时，就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的表面，较细，起走向纵横交错，没有规律性。这类裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后，在表层或侧面出现，并随湿度和温度变化逐渐大战。如混凝土成型后，因养护不当，收到风吹日晒，使得表面水散发快，体积收缩大，而内部湿度变化小，收缩也小，因而表面的收缩变形受到内部混凝土的约束，产生拉应力，引起混凝土表面裂缝；或者构件因水分蒸发产生体积收缩，收到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。此外，混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化；采用含泥量大的粉砂配制混凝土；混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层；用后张法预应力制成的构件，露天
13、生产后长久不张拉等等，都会产生这种裂缝。51.1.3 温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝，在工程中，这种裂缝比较常见，譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。温度裂缝大多发生在施工的中后期间，缝宽受温度变化影响较明显。表面温度裂缝多缘于较大温差。特别是大体积混凝土基础在浇灌混凝土后，在硬化期间放出大量水化热，内部的温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温差出现非均匀变化时，如施工中过早拆除模板，冬季施工过早拆除保温层，或受到寒潮袭击，都会导致混凝土表面急剧的温度变化，使其因降
14、温而收缩。此时，表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度又很低，因此出现裂缝。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，这种裂缝只在接近表面较浅的范围内出现。深入和贯穿性的温度裂缝多缘于结构温差大。如大体积混凝土凝结和硬化过程中，水泥和水产生化学反应，释放出大量的热量，成为“水热化” ，导致混凝土块体温度升高，当混凝土块体内部的温度与外部的温度相差很大，以致所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸应变，就会形成裂缝。1.1.4 结构基础不均匀沉降引起的裂缝当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和
15、剪切作用，从而是的结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大，因此裂缝宽度较大、多呈45，并且通常是贯穿性的。1.1.5 荷载作用引起的裂缝构件承受的不同性质的荷载作用，其裂缝形状也不同，通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。结构受载后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受地震，脱模过早或方法不当，构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当，施工超载，张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。此外，因设计、材料、施工及使用等原因引起的裂缝，由于涉及的面很广，内容多，限于篇幅本文不作
16、阐述。1.2 常见钢筋混凝土结构裂缝的危害钢筋混凝土结构是多组分复合材料，在各种条件变化和各种材料变形不一致的情况下,微观裂缝的产生几乎是不可避免的，这种细微裂缝如果不扩展或在一定范围内扩展的话，它对一般的工业与民用建筑的正常使用是不会造成危害的，有害与无害的界限由结构使用功能 决定的。对钢筋混凝土，特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度6的裂缝，不会迅速导致破坏，只是限制裂缝宽度的问题，使其达不到有害程度。但实际使用过程中，钢筋混凝土结构在荷载作用下或是进一步温差和干缩的情况下，细微裂缝会开始开展并相互贯通，从而发展成较大裂缝,对结构造成极大的影响，形成危害。常见危害有：(1)影响钢筋
17、混凝土结构的承载能力；(2)引起钢筋锈蚀，使保护层崩落；(3)影响钢筋混凝土结构的正常使用；(4)降低结构刚度，影响建筑物的整体性；(5)影响钢筋混凝土结构的耐久性能和使用寿命；(6)影响建筑物的美观；(7)裂缝大的可能使结构或构件彻底报废、造成工程返工、材料浪费、延迟工期以及较大 的经济损失。1.3 钢筋混凝土结构裂缝的成因混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用过程中，当温度、湿度发生变化，地基产生不均匀沉降时，极容易产生裂缝。裂缝的形式和种类很多，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入手。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
18、的途径。1.3.1 材料因素(1) 粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大；集料颗粒级配不良容易增大混凝土收缩，使混凝土产生裂缝。(2) 骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土用灰量、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、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、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。1.3.2 施工因素(1) 混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标
19、志是成型后混凝土的均7匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接成因。(2) 水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。(3) 模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。(4) 混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。(5) 避免在极端天气条件下施工，可以减少砼结构的开裂情况。1.3.3 设计因素(1) 设计结构构件断面突变
20、或因开洞、留槽引起应力集中，构造处理不当，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，对收缩不利。(6) 各种结构缝设置不当等因素容易导致砼开裂。1.3.4 外界因素(1) 地基变形在钢筋砼结构中，造成开裂主要原因是地基的不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。(2) 温度变形砼具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般
21、为110-5/0C当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过砼的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积砼的裂缝等。(3) 湿度变形砼在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现8浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为0.20.4，其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决砼的早期干缩问题。(4) 结构受荷结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。如：拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的
22、垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了3040的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往在设计荷载的15倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为02mm03mm，对那些宽度超过规范规定的裂缝，以及不允许开裂的构件上出现裂缝，则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。(5) 徐变砼徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也和很常见。据文
23、献记载受弯构件截面砼受压徐变，可以使构件变形增大23倍，预应力结构因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。(6) 周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。(7) 意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。(8) 野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。2 钢筋混凝土结构裂缝预防措施2.1 材料措施2.1.1 材料选用(1) 水泥：根据工程条件不同，尽量选用水化热较低、强度较高的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥。(2) 粗骨料：适用表面粗糙、级配良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质及泥土含量和压碎指标值等满足相关规范及技术规范规定。(3) 细骨料：一般采用天然砂。宜用
24、颗粒较粗、空隙较小的2区砂、对运送混凝土宜选用中砂；所选的砂有害物质及混凝土含量和坚固指标等应满足相关规范及技术规程规9定。(4) 外掺加料：宜采用减水剂及膨胀剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。(5) 极采用掺合料和混凝土外加剂，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。(6) 正确掌握好混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。(7) 钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。(8) 钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可
25、能导致砼开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的砼开裂。2.1.2 配料(1) 配合设计应尽量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；禁止任意增加水泥用量。(2) 混凝土运输过程中，车鼓保持在每分钟约6转，并到工地后保持搅拌车高速运转到4至5分钟，以使混凝土浇筑前充分再次混合均匀。如遇塌落度有所损失，可以掺一定的外加剂以达到理想效果。(3) 浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝。2.1.3 配筋(1) 混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用。结构设计中经常忽略构造钢筋的重要性，因而经常出现构造性裂缝。合理的配筋，特别是构造配筋，细一点密一点可以提高混凝土
26、的极限拉伸，可有效避免构造性裂缝的产生。(2) 施工中对钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。(3) 钢筋绑扎位置要正确，保护层厚度要尽量准确，不要超出规范规定；钢筋表面应洁净，钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。2.2 施工措施2.2.1 混凝土浇筑(1) 混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度；加强混凝土温度的监控，及时采取防护措施，优化混凝土配合比。10(2) 加强混凝土的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。(3) 大体积混凝土施工，
27、应做好温度测控工作，采取有效的保温措施，保证构件内外温差不超过规定。(4) 开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。(5)加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收，对较复杂的地基，设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不利的地质情况时，必须先对其加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。(6)合理安排施工顺序。当相邻建（构）筑物间距较近时，一般应先施工较深的基础，以防基坑开挖破坏已建基础的地基础。当建（构）筑物各部分荷载相差较大时，一般应施工重、高部分，后施工轻、低部分。(7) 避免在雨中或大风中浇灌混凝土。(8) 对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝
28、有利。(9) 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。2.2.2 模板工程(1) 模板构造要合理，以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝。(2) 模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载（特别是动荷载）作用下，模板变形过大造成开裂。(3) 合理掌握拆模时机。拆模时间不能过早，应保证早龄期砼不损坏或不开裂；但也不能太晚，尽可能不要错过砼水化热峰值，即不要错过最佳养护时机。2.3 设计措施(1) 建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单，平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂；控制建筑物的长高比，增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力。(2) 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。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) 控制建筑物的长高比，长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越
