建筑结构混凝土裂缝的控制与处理

1、建筑结构混凝土裂缝的控制与处理混凝土结构是钢筋混凝土、 预应力混凝土和素混凝土结构的 总称 ,是目前我国应用最广泛的一种结构形式。由于混凝土自身 非均质特性及各种因素影响 , 混凝土常常出现各种裂缝。研究表 明,裂缝宽度在0.20.3?L以内一般不会影响结构正常使用，但 是裂缝过宽时 , 不仅会影响结构的安全 , 对工程质量造成隐患 , 而 且不能满足结构的耐久性要求 ; 同时 , 过宽的裂缝将给人以不安 全感, 有损建筑外观形象 , 严重者会危及生命及财产安全。因此 , 如何有效控制裂缝的产生 , 使结构尽可能不出现或少出现裂缝 , 特别是不出现过宽及有害的裂缝 , 是当前建筑结构设计与施工

2、中 必须要解决的问题。一、混凝土裂缝产生的原因 混凝土裂缝产生的原因很多 , 排除设计与用材的影响 , 主要 有受力裂缝、收缩裂缝、温度裂缝等等。1. 受力裂缝受力裂缝主要是由于结构承载力不够而产生的裂缝。 结构构 件配筋不足 , 混凝土强度等级达不到要求 , 构件截面尺寸太小 , 荷 载超过一定限度均可导致结构承载力不够而出现受力裂缝。 受力 裂缝大多是没按设计要求施工或没按规范施工造成的 , 也有的是 由于设计错误造成的。 普通混凝土结构中通常存在细微的受力裂 缝, 这对结构正常使用没有影响 , 但较宽的受力裂缝一旦出现 , 危 害极大 , 要尽可能避免。2. 收缩裂缝收缩裂缝主要为塑性收

3、缩 , 干缩收缩和自生收缩三种情况 , 在混凝土裂缝中最为常见。塑性收缩产生在混凝土凝固阶段 ,尤其是初凝阶段 , 此时水 泥水化反应较强烈 ,混凝土水分蒸发很快 , 可塑性也同时失去 ,而 混凝土在终凝前几乎没有强度 ,受高温或较大风力影响 , 混凝土 表面失水过快 , 造成毛细管中产生较大负压而使混凝土体积急剧 收缩,从而产生裂缝 ,尤其是水灰比大的混凝土 ; 干缩收缩发生在 混凝土凝固后 , 随着混凝土表面水分的蒸发 ,表面混凝土体积缩 小,而内部混凝土失水较慢 , 温度和体积变化小 ,因内外变形的差 异,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束 , 使表面混凝土产 生抗应力 ,而此时混凝土

4、强度较低 ,便产生干缩裂缝 ; 自生收缩发 生在混凝土的后期硬化过程中 ,由于水泥水化反应 , 混凝土体积 会缩小 , 尤其是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制的混凝土。3. 温度裂缝 温度裂缝多发生在大体积混凝土构件或温差变化较大地区 的混凝土结构。 混凝土浇筑后 ,在硬化过程中 , 水泥水化反应会产 生大量的水化热。由于混凝土体积较大 , 积聚在内部的热量不易 散发,导致内部温度升高 ,而混凝土表面散热较快 , 这样就形成了 内外温差 , 较大的温差造成混凝土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 拉强度时 , 就会产生混凝土裂缝。 当环境

5、温度变化较大时 , 混凝土 将发生变形 , 当变形遭受刚度、 强度较大的构件约束时 , 构件将产 生拉应力 ,拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时 , 就会产生裂缝。 在南方炎热地区 ,日照屋面引起的裂缝常常见到 , 这也属于温度 裂缝。4. 地基不均匀沉降引起的裂缝 不均匀沉降裂缝的产生主要是由于地基土质不均匀、 土质松 软或回填土没经夯实 ; 基础下有软弱下卧层 ,或基础建在冻土层 之上;施工时模板支撑系统不稳 , 模板刚度不够等原因均可导致 不均匀沉降 , 从而使混凝土结构产生裂缝。二、裂缝控制措施针对不同裂缝 ,根据实际情况采用相应措施予以控制 , 做到 防患于未然。1. 严格把好设计关

6、工程设计必须由专业人员实行细节处理要具体明了。 建筑设 计外形尽可能规整 , 合理调整房屋建筑“重心”与“形心”的位 置 , 尽可能让其重合 , 减少偏心倾斜 ; 基础设计应与上部结构荷载 协调,基础形式要与地基相适应 , 确保建筑均匀沉降 ,避免出现受 力裂缝和不均匀沉降裂缝。2. 合理选用原材料 结构混凝土所用原材料必须符合设计要求 , 不得使用不合格 产品。使用正规厂家生产的钢材 , 对钢筋要进行抽样检测 ; 选用水 化热较低的水泥 ,减少温度裂缝产生 ; 若使用活性骨料 ,要采用低 碱水泥，水泥中碱含量（按Na2O+0.658K2C计算）不得大于0.60%, 避免出现碱骨料反应的发生

7、; 采用强度较高的水泥能减少水 泥用量 , 选用高效减水剂以及性能优越的膨胀剂 , 最好选用复合 型外加剂 , 既能满足多种性能要求 , 又方便施工 , 减少收缩裂缝 ; 砂、石骨料级配良好 , 含泥量不得超过规定标准 , 尽可能选用弹性 模量大的骨料 , 根据构件尺寸泵送能力 , 尽量选用粒径较大的碎 石 , 对于提高混凝土的承载能力和抗裂能力有利。3. 强化施工管理按规范施工 , 改进施工工艺 , 按程序施工 , 加强技术指导 , 强 化施工过程管理 , 把好施工质量关是控制混凝土裂缝重要环节 : 混凝土配合比要严格计量 , 特别是水灰比 , 不能随意增加用水量 ; 按正确顺序投料 , 把

8、握好混凝土搅拌时间 ; 必须在混凝土初凝之 前加以振捣 , 使其空隙率减少 , 密实度增加 ; 加强混凝土的养护 , 冬雨季施工要做好防雨、防冻措施 ; 模板系统应有足够的强度、 刚度和稳定性 , 不得过早拆模、 加载或超载 ; 按要求留设施工缝和 后浇带,正确处理施工缝隙及后浇带 ;钢筋绑扎到位 ,不得踏踩负 筋, 保证钢筋有效高度和保护层 ; 不得遗漏构造钢筋 , 钢筋的连 接、锚固均应满足设计要求 , 锈蚀的钢筋要进行除锈处理等。三、裂缝的处理裂缝的形式多种多样 , 其产生的原因往往是多方面的。从结 构安全方面来讲 , 裂缝分为影响结构安全性和不影响结构安全性两大类。根据裂缝的性质和工程

9、具体的实际情况 , 我们要正确对 待,及时处理 ,确保建筑物正常使用。1. 不影响结构安全性的裂缝处理 :(1) 表面覆盖法 : 主要适用于对结构承载力没有影响的表层 裂缝的处理。在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥 , 可在混凝土 表面涂刷油漆、沥青等防腐材料 , 为防止混凝土受各种作用继续 开裂,还可以在裂缝表面粘贴玻纤布或细钢丝网, 再进行表面处理。(2) 灌浆嵌缝法:沿裂缝切出15-20mm深的V型槽,槽中灌入 的材料根据裂缝宽度决定。当缝宽0.2mn 0.3mm时，灌入环氧树 脂；缝宽0.05mm-0.2mm时,灌入甲凝材料；缝宽0.01mm-0.05mm 时,灌入聚氨酯；缝宽大于0.3

10、mm时,可直接用水泥浆灌缝或聚合 物水泥砂浆嵌缝。(3) 仿生自愈合法 : 混凝土依靠自身合拢裂缝称为“自闭 合”, 这是在存在湿气并且没有拉应力作用时发生的一种现象 , 这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 , 使创伤部位得到愈合的机能。在混凝土中加入某 些特殊成分 ( 如含粘结剂的液芯纤维或胶囊 ), 在混凝土内部形成 智能型仿生自愈合系统 , 当混凝土出现裂缝时 , 分出液芯纤维可 使裂缝重新愈合。2. 影响结构安全性的裂缝处理(1) 结构加固法 : 当裂缝影响到混凝土结构安全时 , 就要考虑 对结构构件进行加固处理。常用的加固方法有预应力加固法 , 改 变受力体系加固法 ,增大截面加固法 , 增补受拉钢筋加固法 ,粘贴 钢板加固法。对于地基不均匀沉降引起的裂缝 , 可以采用地基基 础加固办法加以处理。(2) 钉合法 :当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时 , 使用钉合 法比较适宜 , 特别适宜在不损坏周围结构的场合下来锁闭活动裂 缝。用相对薄而长的金属“缝合 U形钉”跨过裂缝，嵌入事先开 好的槽沟中 , 用无收缩砂浆或环氧树脂基粘合剂来固定。(3) 混凝土置换法 : 这是处理严重损坏混凝土的一种有效方 法, 先将损坏的混凝土剔除 , 然后再置入新的混凝土或其他