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建筑工程中混凝土的裂缝处理 赵廷中 ( 广东中山5 2 8 4 6 7 ) 摘要：目前混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又 难于解决的工程实际问题，本文对建筑工程中混凝土常见 的一些裂缝问题进行了分析，并针对具体情况提出了一些 预防、处理措施，发表了一些个人的见解，以供交流。 关键词：混凝土；裂缝分析；预防；处理措施 中图分类号：T U 7 5 5 7 文献标识码：B 文章编号：1 6 7 2 4 0 1 l ( 2 0 1 1 ) 0 l 0 0 9 2 一0 3 0 前言 混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合 材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，。 砂、石作集料；与水( 可加外加剂和掺合料) 按一定比例配 合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混 凝土，它广泛应用于土木工程。由于混凝土施工和本身变 形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多 的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在 才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种 无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不 产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微 裂缝就会不断的扩展和连通，从而形成裂缝，也就是混凝 土工程中常说的裂缝。 l 裂缝产生的原因 建筑工程中发生工程的失事基本都是由于裂缝的不稳 定发展所致。据研究大量的混凝土工程实践证明，在混凝 土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定的范围内也是可 以接受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一 定的范围之内。虽然。钢筋混凝土规范也明确规定：有些 结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但 是裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀， 降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影 响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生 命和财产安全。因而施工中应尽量采取有效措施控制裂缝 地产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量 和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程 质量。 混凝土裂缝产生的原因很多，主要是温度和湿度的变 化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料 不合格( 如碱骨料反应) ，模板变形，基础不均匀沉降等变形 引起的裂缝；有温度变化原因引起的裂缝；有外荷载作用 引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝；在 实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。 2 产生裂缝的原因分析 2 1 塑性收缩裂缝及其预防措施 塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而 产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现， 裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较 短的裂缝一般长2 0 3 0 伽，较长的裂缝可达2 3m ，宽l 5m m 。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有 强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受 高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细 管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混 凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响 混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结 时间、大体积混凝土的水化热、环境温度、风速、相对湿 度等等。主要预防措施有： ( 1 ) 选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅 酸盐水泥。大体积混凝土则宜选用低水化热水泥； ( 2 ) 严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土 的坍落度和易性，减少水泥及水的用量； ( 3 ) 浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透； ( 4 ) 及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保 持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂 等进行养护； ( 5 ) 在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时 养护。 2 2 干缩裂缝及其预防措施 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是 混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产 生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是 由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果： 混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大。 内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混 凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越 低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。千缩裂缝多 为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0 0 5 一O 2 咖之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多 沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引 起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下 会产生水力劈裂，影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩 裂缝主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、 集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。主要预防措施 有： ( 1 ) 选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和 粉煤灰水泥，降低水泥的用量； ( 2 ) 混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大。 干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰 比的选用，同时掺加合适的减水剂； ( 3 ) 严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，、混凝土 的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量； ( 4 ) 加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养 护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并 涂刷养护剂养护； ( 5 ) 在混凝土结构中设置合适的后浇带、伸缩缝。 万方数据 2 3 沉陷裂缝及其预防措施 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或 回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板 刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特 别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀 沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯 穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或 呈3 0 4 5 。角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错 位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度 变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋 于稳定。主要预防措施有： ( 1 ) 对松软土、填土地基在上部结构施工前进行必要 的夯实和加固； ( 2 ) 保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固、地 基受力均匀； ( 3 ) 防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡； ( 4 ) 模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后 次序； ( 5 ) 在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。 2 4 温度裂缝及其预防措施 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大 地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水 泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量 的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部湿度急 剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大 温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同， 使混凝土表面产生一定的拉应力( 实践证明当混凝土本身温 差达到2 5 2 6 时，混凝土内便会产生大约1 0M P a 左右的 拉应力) 。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土 表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。 在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受内部 混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂 缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常 纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短 边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近 平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小 不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。 高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而 冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢 筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳 及抗渗能力等。主要预防措施有： ( 1 ) 尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰 水泥等； ( 2 ) 减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在4 0 0k g m 3 以下； ( 3 ) 降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0 6 以 下； ( 4 ) 改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减 少水泥用量，降低水化热； ( 5 ) 改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技 术”的基础上采用“二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑 温度： ( 6 ) 在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝 等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性， 降低水化热，推迟热峰的出现时间； ( 7 ) 高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施 控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度； ( 8 ) 大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝 土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工 序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束； ( 9 ) 在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者 冷气冷却，减小混凝土的内外温差； ( 1 0 ) 加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措 施； ( 1 1 ) 预留温度收缩缝； ( 1 2 ) 加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的 草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间， 保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设 置保温措施，以防止寒潮袭击； ( 1 3 ) 混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混 凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。 2 5 化学反应引起的裂缝及其预防措施 碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土 结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和 后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化 学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥 松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间， 一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预 防。主要的预防措施有： ( 1 ) 选用碱活性小的砂石骨料； ( 2 ) 选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂； ( 3 ) 选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。 由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄， 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨 胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿 钢筋的位置出现。通常的预防措施有： ( 1 ) 保证钢筋保护层的厚度； ( 2 ) 混凝土级配要良好； ( 3 ) 混凝土浇注要振捣密实； ( 4 ) 钢筋表层涂刷防腐涂料。 3 裂缝的处理方法 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，以保证建筑物的安全使用。混 凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：表面修补法， 灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法，混凝土置换法。 3 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度 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。 3 2 灌浆、嵌缝封堵法 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 ( 下转第9 5 页) 万方数据 工企业在各工序施工时，对操作人员进行技术及质量目标 交底，督促施工企业各工序施工“三检”制度落实，对未经 施工企业自检的工程或自检不合格的分项工程不予验收， 树立监理人员权威，对工程质量达不到标准的生产工序和 操作，有权加以停工处理。监理人员应在搞好巡视、检查、 旁站等工作的同时，把坚持按工作程序办事作为工程质量 控制的重点。一要督促施工单位做好施工技术交底工作。 只要施工人员明白下道工序做什么，怎样做，工序质量才 有保障；二是督促施工单位做好自检、互检、专检制度的 落实。未实行三检或三检有问题的工序，监理人员不予检 查确认；三是监理人员要加强对工序质量的巡视、检查、 对重点部位、关键环节实行旁站监理，严把工序质量关。 因为工序质量是分部分项工程质量的前提和基础，只有工 序质量合格，分部分项工程质量和单位工程质量才有保障； 四是监理人员应该检查验收的项目如工序、隐蔽工程、分 部、分项工程质量等，一定要按有关要求检查验收，未检 查或检查不合格者，不得进入下道工序施工。 ( 2 ) 原材料、试件、试块的检验报告，是质量保证资 料的重要组成部分，是反映工程质量的一个重要方面。监 理人员必须按照规范、标准和房屋建筑工程和市政基础设 施工程实行见证取样和送检的规定要求，认真做好工程中 涉及结构安全的试件、试块和材料的见证取样，发现问题 及时解决，真正做到试样有代表性和真实性。对于一般原 材料、半成品、构配件的质量应由专业监理工程师检查、 确认；但是对于重要原材料、半成品、构配件的质量，总 监理工程师应亲自参加并主持检查、确认。 面反映了工程质量。因此监理人员在要求施工单位的施工 技术资料与施工进度同步的同时，一定要做到监理资料与 施工进度同步，并随时真实地记录现场监理情况。只有这 样，监理工作才能落到实处；总监要定期或不定期地加强 对监理资料的检查，以确保监理资料的真实性和完整性。 4 加强工程质量验收 在一个单位工程完工后或整个工程项目完成后，施工 承包单位应先进行竣工自检。自检合格后，向项目监理机 构提交工程竣工报验单，总监理工程师组织专业监理工程 师、建设、施工等单位有关人员对施工单位工程进行预验。 针对检查的土建、暖通、电气和外观等方面存在的质量问 题，及时发出整改通知单，整改通知单中应明确内容、部 位、要求及整改完成时间。施工单位全部整改后，写出整 改报告。预验合格后，报建设单位。监理工程师还应对施 工单位准备交付的交工资料等申报材料进行审查，若所提 交的验收文件、资料不齐全或有相互矛盾之处，应指令承 包单位补充、核实及改正，要求真实、完整，符合档案整 理要求。监理应参加建设单位统一组织的工程竣工验收工 作。实地查验工程质量，听取政府质监部门对监理工作的 评价，并在竣工验收报告上签署意见。 施工单位的精心施工是保证工程质量的前提，监理单 位的严格监理是工程质量的有力保障。并不断总结施工经 验及施工技术，使得工程程质量检验手段不断进步创新， 保证工程建设质量能够跟上建筑市场的发展。 I D ：6 2 9 4 ( 3 ) 监理资料是监理工作质量的反映，也从另一个侧 1 瞳矿叫步谚q 矿、露、喀K 驴q 矿电净吨矿谚驴驴q 矿I 驴q 矿驴谚痧叫穸叫穸、驴电矿、驴、露、驴q 穸、护、矿、哆、眵、穆、驴驴1 瞳矿、廖、西卜争q 矿谚q 尹q 驴、西、司卜驴痧 ( 上接第9 3 页) 混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体， 从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环 氧树脂、甲基丙烯酸酯聚氨酯等化学材料。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。常 用塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等； 常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。 3 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。 3 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