混凝土结构裂缝的原因及防治措施探究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 混凝土结构裂缝的原因及防治措施 探究 摘要：随着我国房屋建设事业的 飞速发展，房屋建设标准已从强度和耐 久性满足使用要求提高到创精品工程的 高度。在施工过程中，混凝土结构裂缝 一直是建筑工程领域较难克服的质量通 病。而且会引起住户的投诉以及索赔等 要求，是一件比较棘手和难办的事。因 而，高质量的混凝土是做好房建项目的 基础，本文针对水泥混凝土结构工程裂 缝产生的原因进行分析并提出相应的治 理措施，为高品质的房屋建设的提供必 要的前提。 中国论文网 /2/view-12911960.htm 关键词：混凝土；施工；裂缝； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 治理 一、变形引起裂缝的原因分析及 治理技术 （一）收缩裂缝 混凝土在养护的过程中，会出现 毛细收缩，化学收缩和干燥收缩的过程。 当混凝土强度较低时，在混凝土和钢筋 混凝土结构的表面会产生收缩裂缝，当 混凝土未完全硬化前，比如日晒、高温、 养护不周等原因，也可能造成混凝土表 面温度发生剧烈变化，表面收缩受到内 部混凝土的约束力从而导致表面开裂， 同时，收缩裂缝还受浇灌密度程度、混 凝土级配、水灰比、构件尺寸等条件的 影响和制约。具体可分为化学收缩、干 燥收缩、自收缩、塑性收缩等。 1化学收缩与水泥中 C3A 和 SO3 含量有关，随着水泥不断水化，固 体体积增加，但水泥-水体系的绝对体 积在减少，掺用的矿物量越大，水泥活 性越高，化学收缩就越大。 2干燥收缩是指在混凝土养护 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 完成后，在不饱和的空气中失去内部毛 细孔和凝胶孔的吸附水的不可逆收缩。 其中水泥的组成和用量，细掺料和外加 剂，集骨的品种和用量等是影响干燥收 缩的主要因素。 3自收缩是指混凝土内部相对 湿度随着水泥水化的进展而逐渐降低， 导致毛细孔中的水分不饱和从而产生压 力差，当这种压力差值增大时，就会引 起混凝土收缩。自收缩的程度与细掺料 的活性、水泥细度、水灰比等因素有关。 主要措施主要有：注意细掺料的活性 度；水灰比水泥用量不要过大；增 加水泥细度等等。 4塑性收缩是指混凝土因表面 失水而导致的收缩，由于初期养护不好， 表面没有覆盖措施，受到风吹日晒，致 使其表面的水分蒸发地过快，混凝土毛 细管中产生负压，浆体收缩。主要影响 的内部因素是水灰比、细骨料、凝结时 间、混凝土的温度等等，外部因素是风 速、环境温度、相对湿度等。使混凝土 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 初期的强度不能抵抗这种变形应力，因 而产生裂缝。主要措施有:浇灌前将基 层和模板用浇水湿透，保持混凝土表面 湿度；浇灌后要及时将混凝土表面覆 盖，以防止强风吹和烈日曝晒，避免混 凝土表面水分的急剧蒸发；水灰比水 泥用量不要过大；混凝土表面要及时 进行喷水养护，保持其湿度，可在混凝 土表面喷一度氯偏乳液养护剂，或者采 取其它阻止表面水分蒸发的措施。 （二）混凝土碳化 混凝土的碳化是一种化学腐蚀， 是指水泥中的水化物和其周围环境中的 二氧化碳发生氧化作用，生成碳酸盐和 其他物质的腐蚀现象。混凝土碳化作用 一般不会直接引起混凝土性能的劣化， 而且对于素混凝土，碳化还有提高其耐 久性的功效，但对于钢筋混凝土来说， 碳化会使混凝土的碱度降低，增加混凝 土孔溶液中氢离子数量，因而会减弱混 凝土对钢筋的保护作用。 影响混凝土碳化速度的因素是多 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 方面的。首先影响较大的是水泥品种， 因不同的水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐 基性高低不同；其次，影响混凝土碳化 主要还与周围介质中2 的浓度高低 及湿度大小有关，在干燥和饱和水条件 下，碳化反应几乎终止，所以这是除水 泥品种影响因素以外的一个非常重要的 原因；另外，混凝土的渗透系数、透水 量、混凝土的过度振捣、混凝土附近水 的更新速度、水流速度、结构尺寸、水 压力及养护方法与混凝土的碳化都有密 切的关系。 混凝土碳化破坏的防治,主要有以 下治理措施：一，在施工中应根据建筑 物所处的地理位置、周围环境，选择合 适的水泥品种；对于水位变化区以及干 湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗 硫酸盐普通水泥；冲刷部位宜选高强度 水泥；二，要选好配合比，适量的外加 剂，高质量的原材料，科学的搅拌和运 输，及时的养护等各项严格的工艺手段， 以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 以确保混凝土的密实性；三，分析骨料 的性质，如抗酸性骨料与水、水泥的作 用对混凝土的碳化有一定的延缓作用； 此外，若建筑物地处环境恶劣的地区， 最好采取环氧基液涂层保护效果会较好， 对建筑物地下部分在其周围设置保护层； 用各种溶注液浸注混凝土，如：用溶化 的沥青涂抹。还有，若建筑物一旦发生 了混凝土碳化，最好采用环氧材料修补， 若碳化深度较大，可凿除混凝土松散部 分，洗净进入的有害物质，将混凝土衔 接面凿毛，用环氧砂浆或细石混凝土填 补，最后以环氧基液做涂基保护。 （三）骨料反应 骨料反应是混凝土中所含的碱 （Na2O 或 K2O）与骨料的活性成分反 应，在混凝土浇筑成型后数年至数十年 逐渐反应，反应生成物吸水膨胀，导致 混凝土工程开裂。碱骨料反应对工程损 害的预防方法 1.控制混凝土中含碱量 由于混凝土中碱的来源不仅是水 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 泥，而且从外加剂、掺合料、水、甚至 有时从骨料（如海砂）中带来，因此控 制混凝土各种材料总碱量比单纯控制水 泥含碱量更为重要。各国对此有不同的 规定，南非曾规定每立方米混凝土中总 碱量（Na2O 当量）不得超过 2.1kg，英 国提出每立方米混凝土总碱量不得超过 3 kg 等。 2.掺活性掺合料 某些活性掺合料可缓解、抑制混 凝土的碱硅酸反应。根据各国试验资料， 掺水泥重量 510%的硅灰，掺 30%的粉 煤灰或掺 50%的高炉矿渣，均可有效地 抑制碱硅酸反应对工程的损害。 3.掺用引气剂 掺用引气剂可使混凝土具有 4% 5%的含气量，可容纳一定数量的反应 产物，从而可以缓解碱骨料反应的膨胀 压力。 4.我国房建工程的碱骨料反应问 题 我国房建工程界吸取了国外等许 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 多建设工程因碱骨料反应毁坏和重建的 教训，从 50 年代起就明确规定， 凡较 大的工程采用的骨料都要求进行活性检 验及专家论证并采用掺大量混合材的水 泥以及在现场掺活性掺合料等措施，这 些规定至今仍在房建工程有关规范和标 准中沿用。因此我国自 50 年代以来建 设的许多大中型房建工程未出现过碱骨 料反应对工程的损害。另外，我国自 50 年代起生产掺大量混合材的水泥，例如 大量生产使用的矿渣水泥，其中矿渣含 量高达 60%70%，水中的大量活性混 合材，起到了缓解与抑制碱骨料反应作 用，因而在八十年代以前，我国一般房 建工程尚未见有因碱骨料反应导致混凝 土工程损害的报道。自 70 年代以来， 水泥工业逐渐由湿法生产改为干法生产， 使水泥含碱量增加；特别是自 80 年代 后期起，为利用工业废料和节约能源， 将回收的高碱窑灰掺入水泥中这一措施， 使国产水泥含碱量大大增加。1984 年后 又生产了硅酸盐水泥，采用这种水泥配 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 制混凝土，如果不作检测骨料活性，就 会为工程带来发生碱骨料反应的隐患。 更值得注意的是我国自七十年代后期以 来多以硫酸钠作为水泥混凝土早强剂， 而防冻剂则多采用硝酸钠、亚硝酸钠、 碳酸钾等，这些盐类中的可溶性钾、钠 离子大大增加了混凝土中的总碱量，增 加碱骨料反应对工程损害的潜在危害。 由于近几年来混凝土中水泥用量 的增大、水泥品种及各种外加剂等情况 的发展变化，碱骨料反应问题可能已构 成我国某些混凝土工程的一大潜在危害， 希望我国工程技术人员对此问题给予应 有的重视，采取可能作到的各种措施， 预防碱骨料反应对工程的损害。 （四）砼化学裂缝 在砼施工中，砼化学裂缝是普遍 存在又难解决的实际工程问题，在多年 的实际经验总结下，化学灌浆解决砼化 学裂缝的是一项非常有效的办法，并且 在水电工程中得到了广泛利用。 将一定的化学材料（无机或 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 有机材料）配制成真溶液，用化学灌浆 泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内， 使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加 地层强度、降低地层渗透性、防止地层 变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一 项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补 强技术。即化学灌浆是化学与工程相结 合，应用化学科学、化学浆材和工程技 术进行基础和混凝土缺陷处理（加固补 强、防渗止水） ，保证工程的顺利进行 或借以提高工程质量的一项技术。 二、外荷载引起裂缝的原因分析 及治理技术 荷载引起的裂缝，荷载裂缝是由 外荷载（包括静、动荷载）引起的直接 应力造成的，或由外荷载作用，结构次 应力引起的。这类裂缝形成的根本原因 是混凝土早期抗拉强度和弹性模量低， 在外部荷载作用下导致结构变形，从而 出现裂缝。还有些并不是温度变化或收 缩所引起的，而是由于在施工过程中不 按规范和操作规程及构件设计标准进行 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 违章施工，使构件处于不利状态受力而 造成裂缝或开裂。 主要预防措施：一是对松软土、 填土地基在上部结构施工前应进行必要 的夯实和加固。二是保证模板有足够的 强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受 力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地 基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能 太早，且要注意拆模的先后次序。五是 在冻土上搭设模板时要注意采取一定的 预防措施。 三、其他裂缝的原因分析及治理 技术 （一）施工质量的影响 1混凝土振捣不密实、不均匀， 出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀 或其它荷载裂缝的起源点。 2混凝土保护层过厚，或乱踩 已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受 力筋保护层加厚，导致构件的有效高度 减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 3混凝土浇筑过快，混凝土流 动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足， 硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后 发生裂缝，既塑性收缩裂缝。 4温度控制设计不合理，浇筑 温度过高，通水冷却不及时，对水化热 计算不准，新浇混凝土气温骤降又无保 温措施或保温效果太差，引起混凝土内 部温度过高或内外温差过大，从而产生 温度裂缝。另外，养护条件的影响养护 条件对裂缝的出现有着关键的影响。 5.意外原因造成的裂缝。钢筋混 凝土构件在浇筑过程中钢筋移位，受拉 力区保护层过厚，容易在吊装后或承载 后，受拉区产生裂缝。构件运输或吊装 过程中；受到过重冲撞、振动，也会产 生裂缝。构件构料，水泥标号都达到设 计要求，但受力面凹凸不平，承受压力 时，承受压力面面积过小，发生应 力集中，局部承受压强不足，也 会引起裂缝。 （二）混凝土结构裂缝的防治 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 裂缝的出现不但会影响结构的整 体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加 速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性 和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的 性质和具体情况我们要区别对待、及时 处理，以保证建筑物的混凝土裂缝的修 补措施主要有以下一些方法： 1.表面修补法 表面修补法是一种 简单、常见的修补方法，它主要适用于 稳定和对结构承载能力没有影响的表面 裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理 措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧 胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等 防腐材料，在防护的同时为了防止混凝 土受各种作用的影响继续开裂，通常可 以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等 措施。 2.灌浆、嵌逢封堵法 灌浆法主要 适用于对结构整体性有影响或有防渗要 求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力 设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中， 胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 从而起到封堵加固的目的。嵌缝法是裂 缝封堵中最常用的一种方法，它通常是 沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止 水材料，以达到封闭裂缝的目的。 3.结构加固法 当裂缝影响到混凝 土结构的性能时，就要考虑采取加固法 对混凝土结构进行处理。结构加固中常 用的主要有以下几种方法：加大混凝土 结构的截面面积，在构件的角部外包型 钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、 增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。 4.混凝土置换法 混凝土置换法是 处理严重损坏混凝土的一种有效方法， 此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后 再置换入新的混凝土或其他材料。常用 的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、 聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 四、克服混凝土施工质量通病， 解决住户诉讼索赔的现象问题 随着社会现代化进程的加快，城 市化水平不断提高，我国的房地产工程 -精选