浅谈混凝土裂缝产生原因及控制.doc

1、浅谈混凝土裂缝产生原因、预防、补救1 裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因，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。1。1温度和湿度的变化引起应力的分析混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土

2、的约束，也往往导致裂缝。施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力.有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要.1.2混凝土的脆性和不均匀性混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的110左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0。61.0)×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有（1。22.0）×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力

3、主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担.1。3原材料不合格混凝土所采用材料的质量不合格，可能导致结构出现裂缝.砂石含泥量超过规定，不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差，或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应：混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱（Na2O或K2O）与骨料中的活性成分反应，在混凝土浇筑成型后若干年(数年至二、三十年)逐渐反应，反应生成物吸水后造成局部膨胀和拉应力,使混凝土产生内部应力，则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿的地方较

4、为多见。导致混凝土失去设计性能.由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布，所以一旦发生碱骨料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力,将混凝土自身膨胀，发展严重的只能拆除,无法补救，因而被称为混凝土的癌症。1。4模板变形模板刚度不足，模板产生弯曲变形，造成局部下凹使其砼在板柱或板梁交界处产生裂缝,裂缝形式主要表现为沿柱梁向裂缝。模板支楞间距过大或底部松动以及过早拆模也可以引起沉陷裂缝,此类裂缝的主要表现形式多位深进或贯穿性,其位置与沉陷方向一致，较大的沉陷裂缝往往有一定的错位，裂缝宽度与沉陷值成正比。1.5基础不均匀沉降房屋的全部荷载最终通过基础传给地基，而地基在荷载作用下，其应力是随深度而扩散，深度大

5、，扩散愈大,应力愈小；在同一深处，也总是中间最大，向两端逐渐减小.也正是由于土壤这种应力的扩散作用，即使地基地层非常均匀，房屋地基应力分布仍然是不均匀的，从而使房屋地基产生不均匀沉降，即房屋中部沉降多，两端沉降少，形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在地质较好、较均匀，且房屋的长高比不大的情况下，房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的，一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响。但当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘性土上时，由于土的强度低、压缩性大,房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降量都可能比较大。如果房屋设计的长高比较大,整体刚度差，而对地基又末进行加固处理,那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝对称的发生

6、在纵墙的两端，向沉降较大的方向倾斜,沿着门窗洞口约成45°呈正八字形，且房屋的上部裂缝小，下部裂缝大.这种裂缝,必然是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降而形成的。当房屋地基土层分布不均匀，土质差别较大时,则往往在不同土层的交接处或同一土层厚薄不一处出现较明显的不均匀沉降，造成墙体开裂，其裂缝上大下小，向土质较软或土层较厚的方向倾斜.1。6施工工艺质量引起的裂缝在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理，施工质量低劣,可能产生各种形式的裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异，比较典型且常见的如下:

7、钢筋混凝土保护层过厚，或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,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。混凝土震捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。混凝土浇注过快,混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大，容易在浇注数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝。混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，混凝土表面出现不规则裂缝。混凝土分层或分段浇注时

8、，接头部位处理不好,易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹，或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。施工时模板刚度不足，在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝.施工时拆模过早，混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝.1。7环境异常裂缝温度、湿度、风力等天气因素异常而使砼产生的裂缝.一般而言这类裂缝的主要表现形式为龟裂，在砼浇筑完毕后4小时左右产生。在水灰比较大、矿渣水泥使用量较多时更易出现.1。8结构设计类裂缝设计考虑不周所致，比如梁柱节点处钢筋过密、大截面梁腰筋数量太少、以及超静定结构中对各个构件的刚度考虑不周形成刚

9、度过于悬殊等。2裂缝的预防措施2。1温度和湿度的变化引起裂缝的预防措施为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。(1）控制温度的措施如下： 采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量； 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度； 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热; 在混凝土中埋设水管,通入冷水降温； 规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度； 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施;（2)改善约束条件的措施是： 合理地分缝分块；

10、避免基础过大起伏; 合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露； 在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象.在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板,表面温度骤降，必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产

11、生过大的拉应力，具有显著的效果。（3)混凝土的早期养护 实践证明,混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。 从温度应力观点出发，保温应达到下述要求: 防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。 防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。 防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。 混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩.一方面使水泥水化作用

12、顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果.从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。2.2混凝土的脆性和不均匀性的预防措施为了防止混凝土骨料沉降时受到阻碍（如钢筋、模板）而产生的裂缝：在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度；保证混凝土均质性，搅拌运输卸料前先高速运转2030秒，然后反转卸料；施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣

13、的密实情况,不能漏振、过振使混凝土离析分层；施工过程中严禁随意加水。2。3原材料不合格产生的裂缝预防措施（1)砂石料的含泥量必须严格控制。(2）碱骨料反应的预防方法：控制水泥含碱量控制混凝土中含碱量如果混凝土含碱量低于3kg/m3，可以不做骨料活性检验,如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3，则应对骨料进行活性检测，如经检测为活性骨料，则不能使用,或经与非活性骨料按一定比例混合后,经试验对工程无损害时,方可按试验规定的比例混合使用。掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。另外掺粉煤灰也很有效，粉煤灰的含碱量不同,经试验,即使含碱量高的粉煤灰，如果取代30%的水泥，也可有效地掏碱

14、骨料反应。另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣，但掺量必须大于50才能有效地抑制碱骨料反应对工程的损害.如果在担心混凝土工程发生碱骨料反应的部位能有效地隔绝水和空气的来源，也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。2。4由模板变形引起的裂缝的预防措施增强模板的抗弯刚度,适当布置支撑木楞，防止砼运输吊斗下料时过于集中，造成局部荷载变大使模板变形。2。5基础不均匀沉降的裂缝的预防措施设置沉降缝，避免地基沉降不均匀引起裂缝;加强地基处理质量的控制，确保地基承载力及均匀沉降满足上部结构要求；保证模板有足够的强度和刚度，支撑牢固并使地基受力均匀；防止砼浇灌过程中模板和地基被水侵泡。2。6施工工艺质量引起的

15、裂缝的预防措施加强模板施工的过程管理。模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，在振捣过程中派专人进行看模，防止松扣下沉现象发生;试块强度达到设计允许值时方能拆模。混凝土的成品保护。对浇筑好的板面，必须在混凝土强度达到1.2N/mm2后方可上人。钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理。加密支撑马凳的间距、确保板面负弯矩筋的保护层厚度。振捣方式方法必须正确.振捣易快插、慢拔。振捣时间过短,混凝土不均匀;时间过长，易导致严重浮浆。2.7环境异常裂缝的预防措施砼表面的保温保湿、覆盖养护.2.8结构设计类裂缝的预防措施全面熟悉图纸，对诱引裂缝出现的各种因素进行分析，尽早提出预防措施，对于施工中无法解决

16、的问题，应及时向设计单位提出,共同协商解决。2.9其他裂缝防治措施（1）减水防裂剂裂缝法:混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形.增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低.这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。 水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25。 水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。 减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。 提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。 混凝

17、土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。 掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩. 掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。 掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济. （2）掺加纤维控制裂缝法在砼中拌制短纤维搅拌均匀,按常规方

18、法浇筑成型.因为纤维的存在，可减少砼早期塌落度收缩；提高砼的抗拉强度，减少早期微裂缝的发展；较少砼的干缩;增加砼的密实性、保护结构钢筋，延缓砼炭化速度。所掺加纤维宜选用抗拉强度高、化学性能稳定、价格相对便宜的合成纤维或钢纤维.纤维长度约为1020MM，直径为100um，用量约为砼体积的0。1%。（3）外加剂控制裂缝法：外加剂控制裂缝的基本原理是使砼产生一定量的膨胀,在钢筋和邻位的约束下，在结构中建立了预压应力，这一压力可大致抵消砼在硬化过程中产生的收缩拉应力，从而消除或减小砼因为其他原因而形成的内应力,避免或减少裂缝的发生，使砼结构更加密实。当砼后期处于干燥状态或大体积砼处于降温时初中期的膨胀可抵消后期的全部或部分收缩，从而使砼具有抗裂功能。一般而言为了控制砼裂缝而掺加的外加剂应使砼具有补偿收缩性能，具有导入自应力和提高砼密实的性能.3裂缝产生后的补救（1）表面处理法：包括表面涂抹和表面补贴法.表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏