混凝土裂缝产生的原因很多.doc

混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。二、 凝土工程中常见裂缝及预防1.干缩裂缝及预防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。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.050.2mm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：一是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。二是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。三是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。四是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。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。2.塑性收缩裂缝及预防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2030cm，较长的裂缝可达23，宽15mm。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、环境温度、风速、相对湿度等等。主要预防措施：一是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。二是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是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。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。3.沉陷裂缝及预防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3045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：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。4.温度裂缝及预防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，（当水泥用量在350550 kg/m3，每立方米混凝土将释放出1750027500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70左右甚至更高）。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，导致内部温度急剧上升，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2526时，混凝土内便会产生大致在10MPa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，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的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：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是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。六是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。七是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。八是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。九是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。十是加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三是加强混凝土养护，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。十四是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。5.化学反应引起的裂缝及预防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。这种裂缝一般出现中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：一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是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：一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇注要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。三、裂缝处理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，电化学防护法以及仿生自愈合法。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，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。常用的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.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。5.电化学防护法电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。6.仿生自愈合法仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合4。四、结 论裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。参考文献：1 钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，1999.2.2 鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土，2002. 5.3 郭仕万，肖欣，赵和平.混凝土施工中的裂缝控制.山西水利科技，2000.11.4 鞠丽艳，张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术，2002. 7.（作者单位：广东省惠州市水电建筑工程有限公司）混 凝 土 裂 缝 修 补 技 术混凝土裂缝是最常见的工程病害，但大部分裂缝都可以通过修补使混凝土结构物恢复原有功能。压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法虽然都是常用的修补混凝土裂缝的方法，但是，铁道科学研究院研制成的修补新材料如ZV型混凝土修补胶、TK型注缝胶、TJ型混凝土快速修补剂等，使裂缝修补的效果更好，工艺更简单，费用更省。这些新材料、新机具和修补方法已于1994年通过技术鉴定。1992年以来对数千孔各类混凝土裂损梁（墩）和大量纵裂接触网支柱进行了修补，效果非常好。经过近10年的现场考验，证明耐久性令人满意，目前这几种方法已经在数百个铁路工务维修部门和建筑部门得到提广应用。三种修补方法可以单独使用，也可以同时使用。例如裂损桥梁的修补，先将大于0.2mm的裂缝用注浆法修补，然后将全部混凝土外表面涂膜处理，复盖所有的细小裂缝。而对于路面和墩台的粗大裂缝用开槽填补法为宜；滨海的混凝土桥梁，为了防止钢筋锈蚀，防止混凝土受到有害离子的腐蚀，可以单独采用涂膜防水处理。1低压注浆法1.1适用范围适用于宽度为0.23mm的混凝土裂缝修补。1.2材料和机具TK型注缝胶；TZ型封缝胶和封缝粉：按一定比例可配制粘咀用浆和封缝用浆用于粘贴注浆咀和封闭裂缝。表1为粘咀用浆和封缝用浆参考配比： 粘 咀 用 浆 和 封 缝 用 浆 参 考 配 比 （重量比）表1粘咀用浆封缝胶:封缝粉1:1.52.5封缝用浆封缝胶:封缝粉1:11.5T型弹力补缝器：低压注浆修补裂缝的专用器具。TQ型注浆咀。1.3修补工艺低压注浆法修补混凝土裂缝的工序如下：裂缝清理粘贴注浆咀和封闭裂缝试漏配制注浆液压力注浆二次注浆清理表面。1.3.1裂缝清理：缝中如被泥土粉尘堵塞，可用小型工业吸尘器吸出。沿裂缝两边约5cm的混凝土表面要用湿布擦去尘土，但要注意缝中不得进水。1.3.2粘贴注浆咀和封闭裂缝：TQ型注浆咀宜用粘咀用浆骑缝粘贴，注浆咀的间距与裂缝宽度有关，其间距参考表2。当裂缝数量较多时，具体作法如下。首先，在预计要贴咀的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛制将封缝用浆沿裂缝来回涂刷，使裂缝封闭。大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝。然后，用粘咀用浆将注浆咀在预留的小缝处骑缝粘上，整个底座都要用粘咀用浆包严，固化后周边可能有裂口，必须反复用封缝用浆补上，以免注浆时漏浆。 注 浆 咀 间 距 参 考 表 表2裂缝宽度(mm)0.20.30.30.50.5113注浆咀间距(cm)1020 20303040401.3.3试漏：试漏要逐条裂缝进行。每条连通的裂缝，先将注浆咀用铝铆钉堵上，留一个咀用补缝器压气，在封闭的裂缝上涂肥皂水进行试漏。对于有经验的操作者，也可不必试漏。1.3.4配制注浆液：注浆操作一般在粘咀的第二天进行，气温在30以上时，半天时间就可注浆。注浆前先配注浆液，在塑料杯中分别倒入TK型注缝胶甲液和乙液，按重量比甲液:乙液2:1混合均匀备用。1.3.5注浆：用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉，将补缝器移到相邻注浆咀重复注浆。垂直缝，一般由下往上注浆，水平缝，从一端向另一端逐个注浆。如果裂缝较细时，可以使用补缝器上的弹力装置对注浆液自动加压，此时，一个人可以同时照看若干个补缝器。1.3.6二次注浆：为了保证浆液充满，在注浆后约半小时，可以对每个注浆咀再次补浆。1.3.7检查：注缝胶的强度发展与环境温度有很大关系，一般情况（2025）1天后开始固化，1个月后达到要求强度。检查注缝质量可以用小型空心钻机，跨缝钻取芯样，进行检查。 2涂膜封闭法2.1适用范围在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法，适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补，也可用于混凝土外表面的装饰和防水处理，以及防止混凝土保护层的碳化和有害离子对混凝土的腐蚀。2.2材料和机具材料：ZV型混凝土修补胶，ZB型罩面胶，修补粉料或水泥。ZV型混凝土修补胶：是以高分子共聚物为基本原料，掺加适量改性剂、有机助剂配制成的水乳状产品，用ZV型混凝土修补胶涂膜的混凝土面层不但防水好，能更有效的保护钢筋混凝土不受侵蚀，而且能更好的美化混凝土桥梁的外表面，产生很好的视觉效果。ZB型罩面胶：由高分子共聚物乳液和混合助剂配制而成的水乳液，涂刷在涂膜表面，可提高涂膜的硬度、光泽性、耐久性和耐水性。机具：钢丝刷、羊毛辊具、油漆刷等手工工具，也可用喷浆机。2.3操作方法2.3.1清扫：混凝土表层的浮浆和起砂层要用砂轮打磨机磨去，并清扫或冲洗干净。2.3.2刮腻子：混凝土表面裂缝、气孔和缺陷应用腻子填充补平，待干后用砂布磨平。腻子配方如下：ZV型混凝土修补胶:粉料1:1.82.0。2.3.3涂刷底层涂料：配方如下：ZV型混凝土修补胶:粉料=1:0.70.8可用羊毛辊子辊涂，也可用刷涂，或者边辊边刷，涂刷1遍。涂料在使用前要通过铁窗纱过滤，除去杂质和团块。2.3.4涂刷主层涂料：主层涂料配方如下：ZV型混凝土修补胶:粉料=1:0.81采用刷涂和辊涂方法涂刷3遍，每遍涂刷都要等上遍涂料指干后再涂，另外，两次涂刷方向最好是互相垂直。2.3.5涂罩面层：在主层涂料干后，在外罩涂12层ZB型罩面胶。2.4聚合物水泥涂膜性能（见表3）聚 合 物 水 泥 涂 膜 性 能表3序号 检验项目GB977988规定1涂料低温稳定性不结块、无分离、不凝聚2初期干燥抗裂性不出现裂纹3与混凝土抗拉粘结强度（MPa）标准状态0.49浸水后0.494透水性小于2.0ml5耐碱性饱和Ca(OH)2溶液6耐候性日光型碳弧灯250h无变化7耐冷热循环性不剥落、不起泡、无裂纹3开槽填补法3.1 适用范围沿混凝土裂缝开凿成槽，用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补法，适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如墩台或路面混凝土的裂缝。采取掺ZV型混凝土修补配制的聚合物修补砂浆修补混凝土裂缝，具有粘结力高，耐久性好等特点。3.2 材料和机具ZV型混凝土修补胶：以高分子共聚物为基本原料，掺加适量改性剂和有机助剂配制成的水乳产品，无毒、不燃、无腐蚀性。水泥：可用硅盐水泥