混凝土结构裂缝产生的原因.doc

混凝土结构裂缝产生的原因、预防措施及治理方法钟放平（湖南省高速公路管理员）杨美良（长沙交通学院）摘要：微裂缝隙在混凝土结构中是不可避免的。文中分析了混凝土结构裂缝的种类、产生的原因及其预防措施，介绍了裂缝治理方法及适用条件，提出了裂缝治理原则。桥梁构筑物施工中应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。关键词：混凝土；裂缝；原因；预防；治理 混凝土是一种非匀质脆性材料，由骨料、水泥及存留其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变形，由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成在骨料与水泥粘结面或水泥本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝，一般称为微裂。这种微细裂缝的分布是不规则的，且不连贯，但在荷载作用下或进一步产生温差、干缩的情况下，裂缝开始扩展，并逐渐互相串通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝，成为宏观裂缝，即通常所说的缝缝。因此混凝土的裂缝，实际是微裂的扩展。 一般桥梁结构中，宽度小于或等于0.2mm的裂缝对使用无多大危害。由于微裂在混凝土中是不可避免的，因此公路桥涵施工技术规范规定，对有些结构按其所处条件的不同，允许存在一定的不再扩展的最终宽度的裂缝。但桥梁构造物施工中仍应尽可能采取有效措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。1、 混凝土结构裂缝种类、产生原因及其预防措施如下表：裂缝种类现象产生原因预防措施塑性裂缝裂缝在结构表面出现，形状很不规则且长短不一，互不连贯，大多在混凝土浇筑初期出现1、 混凝土浇筑后表面没有及时覆盖，风吹日晒，水分蒸发，体积急剧收缩而导致开裂2、 使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的粉砂3、 混凝土水灰比过大，模板过于干燥1、 配制混凝土时应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减少空隙率和砂率，同时要捣固密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度2、 浇筑混凝土前将基层和模板浇水湿透，浇筑后要加强表面的抹压和养护工作3、 设挡风措施干缩裂缝裂缝为表面性，宽度较细，其走向纵横交错，没有规律性，一般在混凝土露天养护完毕经一段时间后，在表面或侧面出现，并随温度和湿度变化而逐渐发展1、 混凝土成型后养护不当，表面收缩变形引起混凝土表面开裂，或构件水分蒸发产生的体积收缩受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝2、 混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化或后张法预应力构件露天生产后长期不张拉等3、 采用含泥量大的粉砂配制混凝土4、 混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层1、 混凝土水泥用量、水灰比各砂率不能过大，严格控制砂石含泥量2、 加强表面的抹压和养护工作温度裂缝表面温度裂缝走向无一定规律性多发生在施工期间，缝宽受温度变化影响较明显1、 表面温度出现的非均匀温差产生拉应力而形成裂缝2、 混凝土的温度变形受到约束应从控制温度，改进设计和施工工艺，改善混凝土性能，减少约束条件等方面采取措施不均匀沉降裂缝不均匀沉降裂缝多属贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，裂缝宽度受温度变化影响小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例1、 地基不均匀沉降2、 模板刚度不足1、 对地基应进行必要的压实和加固2、 模板应支撑牢固，保证有足够的强度和刚度，并使地基受力均匀，按规定时间拆模3、 构件制作场地周围应做好排水措施，并注意防止水浸泡地基张拉裂缝预应力构件常在表面或端头出现的裂缝1、 预应力筋放张后产生反拱或空间挠曲而产生的裂缝2、 混凝土振捣不密实，张拉时混凝土强度偏低及张拉力超过规定等1、 严格控制混凝土配合比，加强混凝土振捣，保证混凝土的密实性和强度2、 预应力张拉或放松时，混凝土必须达到规定强度，控制应力准确，并应缓慢放松预应力钢筋3、 板面适当施工加预应力，提高板面抗裂度施工裂缝裂缝的深度、部位和走向随施工原因而异，裂缝宽度、深度和长短不一，无一定规律性1、 模板隔离剂失效，混凝土与模板粘连，起模时构件受力不均或受扭而出现裂缝2、 构件运输、堆放、吊装不正确等1、 预制构件胎模应选用有效隔离剂，起模前均匀松动，平缓起吊2、 加强构件运输、堆放、吊装等方面的规范施工2、裂缝治理原则裂缝治理原则是：（1）必须充分了解设计意图和技术要求，严格遵循设计和施工规范的有关规定。（2）应认真分析裂缝产生的原因和性质，根据不同受力情况和使用要求，分别采用不同的治理方法。（3）裂缝处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性、抗渗性。处理时要考虑温度、收缩应力较长时间的影响，以免处理后再出现新的裂缝。（4）防止进一步人为地损伤结构和构件，尽量避免大动大补，并尽可能保持原结构的外观。（5）处理方法应从实际出发，在安全可靠的基础上，要考虑技术上的可能性，力求施工简单易行，以符合经济的原则。3、 裂缝治理方法混凝土结构或构件出现裂缝，有的破坏结构整体性，降低构件刚度，影响结构承载力，有的虽对承载力无多大影响，但会引起钢筋锈蚀，降低耐久性，或发生渗漏，影响使用。因此，应根据裂缝性质、大小、结构受力情况和使用要求，区别情况，及时进行治理。一般常用的治理方法有以下几种：31表面修补法适用于承载力无影响的表面及深进裂缝以及大面积细裂缝防渗、漏水的处理。主要有以下几种：a、 表面涂抹水泥砂浆将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿深进的裂缝凿成15mm-20mm、宽150mm-200mm的凹槽，扫净并洒水湿润，先刷一层水泥净浆，然后用1：12水泥砂浆分23层涂抹，总厚度控制在10mm20mm，并压实抹光，抹光后的砂浆面应覆盖塑料薄膜，并用支撑模板顶紧加压。b、 表面涂抹环氧胶泥或用环氧粘贴玻璃布先将裂缝附近80mm100mm宽度范围内的灰尘、浮渣洗吹干净，保持表面干燥，然后均匀涂抹环氧胶泥。采用环氧粘贴玻璃布方法时，玻璃布使用前应在碱水中煮沸3060分钟，再用清水漂净晾干，去油脂，保粘结。一般贴12层玻璃布，其中第二层布的周边应比下面一层宽10mm20mm，以便压边/c、 表面凿槽嵌补沿混凝土裂缝凿一条V型深槽，保持槽内干净干燥，嵌补前先用素水泥浆或稀胶泥在基层刷一层，再用砂浆或环氧胶泥等嵌入槽内压实，最后用1：2.5水泥砂浆抹平压光。32内部修补法内部修补法系用压浆泵将胶结料压入裂缝中，以恢复结构的整体性。一般对宽度大于0.5mm的裂缝可用水泥灌浆，宽度小于0.5mm的裂缝或较大的温度收缩裂缝宜采用化学灌浆。a、 水泥灌浆一般用于大体积构筑物裂缝的修补，主要施工程序包括钻孔、冲洗、止浆及堵漏、埋管、试水、灌浆等步骤。钻孔孔距1米1.5米，孔轴线与裂缝呈3040度。冲洗干净后，在裂缝表面用1：12水泥砂浆或环氧胶泥涂抹，埋灌浆管，做压水试验检查裂缝和管路畅通情况。使用2：1、1：1或0.5：1等几种水灰比的水泥净浆，灌浆压力0.30.5MPa，压完浆孔内应充满灰浆，并填入湿净砂用棒捣实。b、 化学灌浆 化学灌浆与水泥相比，具有可灌性好，能控制凝结时间，以及有较高的粘结强度和一定的弹性等优点，故恢复结构整体性的效果较好，适用于各种情况下的裂缝修补。化学灌浆材料应根据裂缝的性质、缝宽和干燥情况选用。主要施工工序包括混凝土表面处、布置灌浆嘴和试气、灌浆及封孔等。化学灌浆一般采用骑缝直接用灌浆嘴施灌，而不另钻孔，封闭裂缝表面、试气、依次灌浆、依次封孔。配制环氧浆液时，应根据气温控制材料温度和浆液的初凝时间。灌浆时要防止中毒。c、 结构加固法 结构加固法适用于对整体性、承载能力有较大影响的深进及贯穿性裂缝的加固处理。主要有三种方式：（1） 加设钢筋混凝土围套当周围空间尺寸允许的情况下，在结构构件外部一侧或多侧外包钢筋混凝土围套，以增加钢筋和截面，提高其承载力。对于基础上表面的裂缝，一般在设备安装的灌浆层内放入钢筋网及套箍进行加固。加固时，原混凝土表面就凿毛洗净将主筋凿出。增配的钢筋应根据裂缝程度由计算确定。浇注混凝土前，模板与原结构应充分浇水湿润，然后用细石混凝土捣实。浇注后应加强养护。（2） 加钢套箍在结构裂缝部位四周加钢筋或型钢的套箍，将构件箍紧，以防止裂缝扩大的提高结构的刚度和承载力，加固时应使钢套箍与混凝土表面紧密接触，以保证共同工作。（3） 设置预应力拉杆在梁、桁架下部增设新的支点和预应力拉杆，以减少裂缝宽度和提高结构承载能力。拉杆一般采用电热法建立预应力。钢材表面应涂刷防锈漆。4、结语微裂缝在混凝土构件中是不可避免的