建筑施工混凝土裂缝的预防与处理

建筑施工混凝土裂缝的预防与处理建筑施工混凝土裂缝的预防与处理 混凝土是一种由砂石骨料 水泥 水及其他外加材料混合 而形成的非均质脆性材料 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 最 终形成我们肉眼可见的宏观裂缝 也就是混凝土工程中常说的 裂缝 混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的 由于裂缝的存在 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 很多工程 的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致 近代科学研究和大量 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 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 但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生 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 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 混凝土工程中常见裂缝及预防混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 05 0 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 20 30cm 较长的裂缝可达 2 3m 宽 1 5mm 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 30 45 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 回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 350 550 kg m3 每立方米混 凝土将释放出 17500 27500kj 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 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 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 裂缝处理裂缝处理 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 嵌缝封堵法 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 表面修补法表面修补法 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 1 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 2 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 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 4 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 5 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