淺論常見混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成原因和預(yù)防措施

1、.wd.wd.wd.淺析常見混凝土構(gòu)造裂縫原因及防治措施程守智在實(shí)際施工過程中，混凝土構(gòu)造的開裂問題是一個普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題。在建筑物的建造和使用過程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致構(gòu)造垮塌的報道屢見不鮮。混凝土開裂可以說是“常發(fā)病和“多發(fā)病，經(jīng)常困擾著工程技術(shù)人員。本文對混凝土構(gòu)造工程中常見的一些裂縫現(xiàn)象進(jìn)展了探討分析，并針對具體情況提出了一些預(yù)防措施。一、總述混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶

2、縫工作的，由于裂縫的存在和開展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重者將會威脅到人身和財產(chǎn)安全。二、混凝土構(gòu)造裂縫種類和成因 混凝土構(gòu)造裂縫的成因復(fù)雜而繁多，每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因?；炷翗?gòu)造裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：一、荷載引起的裂縫混凝土構(gòu)造在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。1、直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：設(shè)計(jì)計(jì)算階段、施工階段、使用階段。2、次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)

3、生裂縫。3、荷載裂縫分類及其特征。荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動嚴(yán)重部位。但必須指出，如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫，往往是構(gòu)造到達(dá)承載力極限的標(biāo)志，是構(gòu)造破壞的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根據(jù)構(gòu)造不同受力方式，產(chǎn)生的裂縫特征如下：中心受拉、中心受壓、受彎、大偏心受壓、小偏心受壓、受剪、受扭、受沖切、局部受壓。二、溫度變化引起的裂縫混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在外表引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到根基或原有混凝上的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土外表引起很大的拉應(yīng)力,有時溫度應(yīng)力

4、可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時即會出現(xiàn)裂縫。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。3、收縮引起的裂縫在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮干縮是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。塑性收縮、縮水收縮干縮、自生收縮、炭化收縮。4、鋼筋銹蝕引起的裂縫由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度缺乏，由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，構(gòu)造承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致構(gòu)造破壞。要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護(hù)

5、層厚度當(dāng)然保護(hù)層亦不能太厚，否那么構(gòu)件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度；施工時應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實(shí)性，防止氧氣侵入，同時嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。5、凍脹引起的裂縫大氣氣溫低于零度時，混凝土中膨脹力加大，混凝土強(qiáng)度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%50%。冬季施工時對預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后假設(shè)不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。冬季施工時，采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)以及在混凝土拌

6、和水中摻入防凍劑但氯鹽不宜使用，可保證混凝土在低溫或負(fù)溫條件下硬化。 6、材料質(zhì)量引起的裂縫混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致構(gòu)造出現(xiàn)裂縫。水泥。砂、石骨料。拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反響有影響。7、施工質(zhì)量引起的裂縫在混凝土構(gòu)造澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，假設(shè)施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，對比典型常見的有：混凝土保護(hù)層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層

7、加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫?；炷琳駬v不密實(shí)、不均勻?；炷翝仓^快，混凝土流動性較低。混凝土攪拌、運(yùn)輸時間過長?；炷脸跗陴B(yǎng)護(hù)時急劇枯燥。用泵送混凝土施工時，加大了水灰比?；炷练謱踊蚍侄螡仓r，接頭部位處理不好?；炷猎缙谑軆觥Ｊ┕r模板剛度缺乏。施工時拆模過早，混凝土強(qiáng)度缺乏，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。eq oac(,11)施工前對支架壓實(shí)缺乏或支架剛度缺乏，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。eq oac(,12)裝配式構(gòu)造，在構(gòu)件運(yùn)輸、堆放時，支承墊木不在一條垂直線上，或懸臂過長，或運(yùn)輸過程中劇烈顛撞；吊裝時吊點(diǎn)位置不當(dāng)，T梁

8、等側(cè)向剛度較小的構(gòu)件，側(cè)向無可靠的加固措施等，均可能產(chǎn)生裂縫。eq oac(,13)安裝順序不正確，對產(chǎn)生的后果認(rèn)識缺乏，導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。如鋼筋混凝土連續(xù)梁滿堂支架現(xiàn)澆施工時，鋼筋混凝土墻式護(hù)欄假設(shè)與主梁同時澆筑，拆架后墻式護(hù)欄往往產(chǎn)生裂縫；拆架后再澆筑護(hù)欄，那么裂縫不易出現(xiàn)。eq oac(,14)施工質(zhì)量控制差。三、混凝土構(gòu)造裂縫的防治措施 一、設(shè)計(jì)方面1.設(shè)計(jì)中的抗與放。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中抗與放的關(guān)系。所謂抗就是處于約束狀態(tài)下的構(gòu)造，沒有足夠的變形余地時，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂放就是構(gòu)造完全處于自由變形無約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時所采取的措施。設(shè)計(jì)人員應(yīng)靈活地運(yùn)用抗一放

9、結(jié)合、或以抗為主、或以放為主的設(shè)計(jì)原那么。來選擇構(gòu)造方案和使用的材料。2.設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量防止構(gòu)造斷面突變帶來的應(yīng)力集中。如因構(gòu)造或造型方面原因等而不得以時，應(yīng)充分考慮采用加強(qiáng)措施。3.積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)：在常見的混凝土裂縫中，有相當(dāng)局部都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補(bǔ)償混凝土的收縮，實(shí)踐證明，效果是很好的。4.重視對構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識：在構(gòu)造設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對于構(gòu)造鋼筋的配置，特別是于樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。5.對于大體積混凝土，建議在設(shè)計(jì)中考慮采用60天齡期混凝土強(qiáng)度值作為設(shè)計(jì)值，以減少混凝土單方用灰量

10、，并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。二、材料選擇和混凝土配合比設(shè)計(jì)方面1、根據(jù)構(gòu)造的要求選擇適宜的混凝土強(qiáng)度等級及水泥品種、等級，盡量防止采用早強(qiáng)高的水泥。2、選用級配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。3、積極采用摻合料和混凝土外加劑。4、正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。5、配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對現(xiàn)場的砂、石原材料質(zhì)量情況及時調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。三、現(xiàn)場操作方面1.澆搗工作：澆搗時，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，防止過振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)

11、部的水分和氣泡。2.混凝土養(yǎng)護(hù)：在混凝土裂縫的防治工作中，對新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。主要是控制好構(gòu)件的濕潤養(yǎng)護(hù)，對于大體積混凝土，有條件時宜采用蓄水或流水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時間為1428天。3.混凝土的降溫和保溫工作：對于厚大體積混凝土，施工時應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設(shè)散熱孔、通水排熱等)，防止水化熱頂峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，外表覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)展養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。4.防止在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。5.對于地下構(gòu)造混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。6.夏季

12、應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫人模、低溫養(yǎng)護(hù)，必要時經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。7、采用綜合措施，控制混凝土初始溫度、混凝土溫度和溫度變化。引起溫差裂縫澆筑時間盡量安排在夜間，最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時要求在沙、石堆場搭設(shè)簡易遮陽裝置，或用濕麻袋覆蓋，必要時向骨料噴冷水。混凝土泵送時，在水平及垂直泵管上加蓋草袋，并噴冷水。四因使用環(huán)境原因造成的裂縫防治1、因使用期間氣溫濕度變化而形成的裂縫，一般不易鏟除，以采用對鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)措施，減少大氣濕度變化對構(gòu)件變化的影響為宜；2、因?qū)掖蝺鋈诙a(chǎn)生的裂縫，除對已形成缺陷和損壞的局部要予以補(bǔ)強(qiáng)或加固外，宜添加對受凍混

13、凝土構(gòu)件的保溫措施；3、因處于侵蝕性介質(zhì)中而產(chǎn)生的大面積的缺陷和損傷，除應(yīng)剔除受腐蝕和損傷的部位予以補(bǔ)強(qiáng)或加固外，應(yīng)使用礦渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保護(hù)；4、因地震災(zāi)害的損傷要采用抗震構(gòu)造措施來預(yù)防；對已產(chǎn)生的不太嚴(yán)重的地震損傷可參考震損建筑修復(fù)加固的方法來解決。另外，還可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進(jìn)展外表保溫，

14、以免混凝土外表發(fā)生急劇的溫度梯度；施工中長期暴露的混凝土澆筑塊外表或薄壁構(gòu)造，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。改善約束條件的措施是：合理地分縫分塊；防止根基過大起伏；合理地安排施工工序，防止過大的高差和側(cè)面長期暴露。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止外表干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫十分重要，應(yīng)特別注意防止產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其構(gòu)造的整體性十分困難，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。四、混凝土構(gòu)造裂縫的處理方法(一)、外表處理法外表涂抹和外表貼補(bǔ)法外表涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未到達(dá)鋼筋外表的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫

15、。外表貼補(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、變形縫的防滲堵漏二、填充法用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫，作業(yè)簡單，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，用灌漿法很難到達(dá)效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后作填充處理。三、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，到達(dá)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。四、構(gòu)造補(bǔ)強(qiáng)法因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時 間不處理導(dǎo)

16、致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響構(gòu)造強(qiáng)度可采取構(gòu)造補(bǔ)強(qiáng)法。五、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。六、電化學(xué)防護(hù)法電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(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，以到達(dá)防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂構(gòu)造也可用于新建構(gòu)造。七、仿生自愈合法仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中參加某些特殊組分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊)，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時分泌出局部液芯纖維可使裂縫重新愈合。六、結(jié) 論裂縫是混凝土構(gòu)造中普遍存