混凝土產(chǎn)生裂紋原因與處理方案

1、1 引言混凝土是目前用量最大的一種建筑材料,廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、農(nóng)林與城市建設(shè)、水利與海港工程。然而,許多混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)與使用過程中出現(xiàn)了不同程度、不同形式的裂縫。這不僅影響建筑物的外觀,更危及建筑物的正常使用和結(jié)構(gòu)的耐久性。因此,裂縫問題倍受人們關(guān)注。近年來,隨著預(yù)拌混凝土的大力推廣應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)形式日趨大型化、復(fù)雜化,使得這一問題變得更為突出。然而,混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象,大量工程實(shí)踐以及近代科學(xué)關(guān)于混凝土強(qiáng)度的細(xì)觀研究都表明結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的,它是材料的一種特性。因此,科學(xué)地對(duì)待裂縫問題是在對(duì)裂縫進(jìn)行分類、研究的基礎(chǔ)上,采取有效的措施,將裂縫的有害程度控制在允許

2、的范圍內(nèi)。本文將就混凝土結(jié)構(gòu)中常見裂縫的成因、控制措施以及修補(bǔ)方法作一些淺要分析。2 混凝土裂縫的分類按裂縫的成因劃分根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,可分為結(jié)構(gòu)性裂縫與非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類。(1)結(jié)構(gòu)性裂縫由各種外荷載引起的裂縫,也稱荷載裂縫。它包括由外荷載的直接應(yīng)力引起的裂縫和在外荷載作用下結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫。(2)非結(jié)構(gòu)性裂縫由各種變形變化引起的裂縫。它包括溫差,干縮濕脹和不均勻沉降等因素引起的裂縫。這類裂縫是在結(jié)構(gòu)的變形受到限制時(shí)引起的內(nèi)應(yīng)力造成的。從國(guó)內(nèi)外的研究資料以及大量的工程實(shí)踐看,非結(jié)構(gòu)性裂縫在工程中占了絕大多數(shù),約為 80%,其中以收縮裂縫為主導(dǎo)15。 按裂縫產(chǎn)生的時(shí)間劃分(1)施工

3、期間出現(xiàn)的裂縫2,4包括塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、干燥收縮裂縫、自身收縮裂縫、溫度裂縫、早期凍脹作用引起的裂縫以及一些不規(guī)則裂縫。(2)使用期間出現(xiàn)的裂縫4 包括鋼筋銹蝕膨脹產(chǎn)生的裂縫、鹽堿類介質(zhì)及酸性侵蝕氣液引起的裂縫、凍融循環(huán)造成的裂縫、堿骨料反應(yīng)引起的裂縫以及循環(huán)動(dòng)荷載作用下?lián)p傷累積引起的裂縫等。2 3按裂縫的形狀劃分裂縫按形狀可分為4: 縱向裂縫,平行于構(gòu)件底面,順筋分布,主要由鋼筋銹蝕作用引起:橫向裂縫，垂直于構(gòu)件底面，主要由荷載作用、溫差作用引起；剪切裂縫，由于豎向荷載或震動(dòng)位 移引起；斜向裂縫、八字形或倒八字形裂縫，常見于墻體混凝土梁，主要因地基的不均勻沉降以及溫差作用引起：*

4、形裂縫，常見于框架梁、柱的端頭以及墻面上，由于瞬間的撞擊作用或者地震荷載作用引起；各種不規(guī)則裂縫，如反復(fù)凍融或火災(zāi)等引起的裂縫。此外,還有因混凝土拌和或運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)引起的網(wǎng)狀裂縫,現(xiàn)澆樓板四角出現(xiàn)的放射狀裂縫或板面出現(xiàn)的十字形裂縫等等。24按裂縫的發(fā)展?fàn)顟B(tài)劃分根據(jù)裂縫所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其發(fā)展趨勢(shì),可分為以下兩類:(1)穩(wěn)定裂縫這種裂縫不影響持久應(yīng)用,包括兩類。一類是在運(yùn)動(dòng)過程中可以自愈合的裂縫,常見于一些新建的防水工程中,這是由于裂縫處水泥顆粒在滲漏過程中與水進(jìn)一步化合,析出Ca(OH)2 晶體且部分Ca(OH)2 又與溶解在水中的CO2 發(fā)生碳化反應(yīng)形成CaCO3 結(jié)晶 ,兩者形成的凝膠物質(zhì)將

5、膠合裂縫封閉,從而滲漏停止,裂縫達(dá)到自愈。另一類是處于穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)中的裂縫,如在周期性荷載作用下產(chǎn)生的周期性擴(kuò)展和閉合的裂縫。(2)不穩(wěn)定裂縫這種裂縫將產(chǎn)生不穩(wěn)定性的擴(kuò)展,影響結(jié)構(gòu)物的持久使用,應(yīng)視其擴(kuò)展部位,采取相應(yīng)的措施。3混凝土常見裂縫的成因與控制措施3 1收縮裂縫收縮裂縫是由濕度變化引起的,它占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部分。我們知道,混凝土是以水泥為主要膠結(jié)材料,以天然砂、石為骨料加水拌合,經(jīng)過澆筑成型、凝結(jié)硬化形成的人工石材。在施工中,為保證其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多45倍的水。多出的這些水分以游離態(tài)形式存在,并在硬化過程中逐步蒸發(fā),從而在混凝土內(nèi)部形成大量毛細(xì)孔、空

6、隙甚至孔洞,造成混凝土體積收縮。此外,混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會(huì)引起混凝土體積收縮。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)測(cè)定,混凝土最終收縮量約為 0 04%0 06%。可見，收縮是混凝土固有的物理特性,一般來說,水灰比越大、水泥強(qiáng)度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大,則其收縮值越大,也越易產(chǎn)生收縮裂縫。根據(jù)收縮裂縫的形成機(jī)理與形成時(shí)間,工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類,此外,還有自身收縮(化學(xué)減縮)裂縫和碳化收縮裂縫。3 11塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫發(fā)生在混凝土塑性階段,終凝之前。其形成原因是混凝土漿體中水分流向表面并迅速蒸發(fā),隨著失水的增加,毛細(xì)負(fù)壓產(chǎn)生的

7、收縮力使混凝土表面產(chǎn)生急劇的體積收縮。而此時(shí)混凝土尚未形成強(qiáng)度,從而致使混凝土表面開裂。這種裂縫多出現(xiàn)在干熱與刮風(fēng)天氣中,裂縫較淺,中間寬、兩端細(xì),長(zhǎng)短不一,且互不連貫。312沉降收縮裂縫沉降收縮裂縫約在混凝土澆筑后半小時(shí)發(fā)生,并在硬化時(shí)停止。其形成原因是漿體在澆搗后發(fā)生不均勻沉落,粗骨料下沉,水泥凈漿上浮,當(dāng)沉降受抑制(如鋼筋或預(yù)埋件的阻擋)時(shí)，使混凝土因剪切而開裂。此外在表面形成的浮漿層也會(huì)因泌水而開裂。這種裂縫多出現(xiàn)在混凝土表面,且沿主筋或箍筋通長(zhǎng)方向分布,中間寬兩端窄,是一種常見的早期裂縫,尤其在泵送施工中更常見。3 - 1 - 3干燥收縮裂縫干燥收縮裂縫在混凝土養(yǎng)護(hù)完以后才出現(xiàn)。其形

8、成原因主要是由于混凝土硬化后,水分蒸發(fā)引起混凝土表面干縮,當(dāng)干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束時(shí),產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力使混凝土表面被拉裂。 干縮裂縫一般產(chǎn)生在表面很淺的位置,多沿構(gòu)件短方向分布,呈平行線狀或網(wǎng)狀,嚴(yán)重時(shí)可貫穿整個(gè)構(gòu)件截面。3 14自身收縮裂縫自身收縮裂縫與外界濕度變化無關(guān),而是由于水泥熟料在水化反應(yīng)的過程中,反應(yīng)后生成物的平均密度變小而引起體系的體積收縮（稱為化學(xué)減縮）所致。主要是由于自由水轉(zhuǎn)化為水化產(chǎn)物的一部分，使它的比容降低1/4（即0 25cm3/g）。因此,化學(xué)減縮量的大小取決于水泥水化產(chǎn)物中化學(xué)結(jié)合水量的多少。3 1 5碳化收縮裂縫碳化收縮裂縫是碳化作用所產(chǎn)生的游離態(tài)水蒸發(fā),引起

9、漿體的收縮所致。碳化作用是指大氣中的 CO2 在有水的條件下與水化產(chǎn)物作用生成CaCO3、 鋁膠、 硅膠以及游離態(tài)水,這部分水蒸發(fā)引起混凝土體積收縮（稱為碳化收縮）,其實(shí)質(zhì)是碳酸對(duì)水泥石的腐蝕作用。一般水泥水化產(chǎn)物的堿度與空氣中CO2 濃度越高且濕度適中（50%左右）時(shí) ,越易發(fā)生碳化作用。因此,這種裂縫易出現(xiàn)在干濕交替的環(huán)境下,而干燥或水飽和環(huán)境下不易出現(xiàn);且由于裂縫處析出的碳化產(chǎn)物將形成凝膠,（2）不穩(wěn)定裂縫這種裂縫將產(chǎn)生不穩(wěn)定性的擴(kuò)展,影響結(jié)構(gòu)物的持久使用,應(yīng)視其擴(kuò)展部位,采取相應(yīng)的措施。3混凝土常見裂縫的成因與控制措施3 1收縮裂縫收縮裂縫是由濕度變化引起的,它占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的

10、主要部分。我們知道,混凝土是以水泥為主要膠結(jié)材料,以天然砂、石為骨料加水拌合,經(jīng)過澆筑成型、凝結(jié)硬化形成的人工石材。在施工中,為保證其和易性,往往加入比水泥水化作用所需的水分多45倍的水。多出的這些水分以游離態(tài)形式存在,并在硬化過程中逐步蒸發(fā),從而在混凝土內(nèi)部形成大量毛細(xì)孔、空隙甚至孔洞,造成混凝土體積收縮。此外,混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會(huì)引起混凝土體積收縮。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)測(cè)定，混凝土最終收縮量約為0 04%0 06%?？梢?收縮是混凝土固有的物理特性,一般來說,水灰比越大、水泥強(qiáng)度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大,則其收縮值越大,也越易產(chǎn)生收縮裂縫。根據(jù)收縮裂縫的形成機(jī)理

11、與形成時(shí)間,工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類,此外,還有自身收縮（化學(xué)減縮）裂縫和碳化收縮裂縫。3 11塑性收縮裂縫在這里就不一一解釋了如何處理或者阻止裂縫的蔓延要搞出混凝土裂縫處理方案，就需要清楚地明白這混凝土裂縫原因的相相，才可能針對(duì)不同的原因而找到對(duì)的混凝土裂縫處理方案，這些方案有這么幾個(gè)。一、表面處理法。這個(gè)是針對(duì)混凝土裂縫不大，不嚴(yán)重的情況下的辦法，不會(huì)有什么大問題，因此就可以簡(jiǎn)單對(duì)混凝土裂縫表面進(jìn)行處理。二、填充法。當(dāng)混凝土裂縫較寬時(shí)，但又不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生足夠的影響，就可以使用專門的修補(bǔ)材料填入。三、灌漿法。這個(gè)方法可適用于上面的兩種方法中的情況

12、，而且效果很不錯(cuò)。4 、 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。這種情況是因?yàn)槌兄卦蜃屨麄€(gè)混凝土的結(jié)構(gòu)有隱患，這個(gè)時(shí)候就需要采用的這個(gè)方法。5 當(dāng)混凝土只是產(chǎn)生龜裂紋時(shí)因?yàn)榭p隙很小所以無法采用灌漿處理但是不影響其使用這是混凝土地面普遍存在的現(xiàn)象如何阻止裂縫的蔓延做混凝土密封固化劑混凝土密封固化劑是現(xiàn)代工廠、倉儲(chǔ)、停車場(chǎng)、商場(chǎng)、大型賣場(chǎng)等場(chǎng)所普遍開始應(yīng)用的新型地坪材料，該產(chǎn)品有效結(jié)合其他地坪材料的大部分優(yōu)點(diǎn)，有效的提高了混凝土地面的強(qiáng)度、硬度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗腐蝕能力。同時(shí)施工簡(jiǎn)便，后期維護(hù)簡(jiǎn)單，施工后的地面幾乎無需其他維護(hù)費(fèi)用，每天只需清水拖洗即可。且能長(zhǎng)久保護(hù)混凝土建筑物的壽命，保護(hù)時(shí)效長(zhǎng)達(dá)20 年以上， 幾

13、乎與建筑物同壽命混凝土密封固化劑的原理分析：一般當(dāng)密封固化劑滲透進(jìn)混凝土后，會(huì)與氧化鈣等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成的物質(zhì)會(huì)填補(bǔ)混凝土的毛細(xì)孔，進(jìn)而使混凝土表層稠化，相當(dāng)于在混凝土表面形成一定厚度的“硬殼”，提高了混凝土密度和強(qiáng)度，從而起到密封和保護(hù)的作用。一般來說，一個(gè)好的密封固化劑產(chǎn)品，其參與反應(yīng)的有效成分非常多，并且能夠滲入的更深，其在混凝土表面形成的硬化層更厚更深，進(jìn)而使混凝土耐磨抗壓、抗化學(xué)腐蝕劑水蝕的性能更強(qiáng)。另外，好的密封固化劑能使地面更加美觀，甚至隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，其硬度及地面光澤度都會(huì)增加，并更加環(huán)保，也就保證了混凝土地面具有更舒適的美觀效果、更長(zhǎng)的使用壽命及更低的維護(hù)成本。二、混凝土密封固化劑地坪的優(yōu)點(diǎn)1、快速硬化、防塵，高度耐磨。2、防潮、抗?jié)B、抗污染、易清潔。3、提升抗壓強(qiáng)度、抗沖擊性能。4、提升抗化學(xué)品腐蝕性。5、明顯減緩風(fēng)化。6、混凝土密封固化劑用于新施工混凝土表面，可快速提升表面強(qiáng)度，并鎖住水份、充分養(yǎng)護(hù)?；炷撩芊夤袒瘎┑倪m用范圍：混凝土固化劑適用于新舊混凝土、水磨石、 骨料類耐磨地面以及水泥砂漿面層等以水泥為基質(zhì)的建筑材料表面。廣泛應(yīng)用于學(xué)校、政府機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、公共設(shè)施、各行業(yè)制造工廠、食品加工廠、倉儲(chǔ)、各種倉庫設(shè)施、飛機(jī)庫房、軍用基地、發(fā)電廠