1、1專題培訓(xùn)：混凝土裂縫成因、控制措施及修補(bǔ)方法2前言 混凝土的裂縫是不可避免的，其微觀裂縫是本身物理力學(xué)性質(zhì)決定的，但它的有害程度是可以控制的，有害程度的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)使用條件決定的。目前世界各國的規(guī)定不完全一致，但大致相同。如從結(jié)構(gòu)耐久性要求、承載力要求及正常使用要求，最嚴(yán)格的允許裂縫寬度為0.1mm。近年來，許多國家已根據(jù)大量試驗(yàn)與泵送混凝土的經(jīng)驗(yàn)將其放寬到0.2mm。 3一、裂縫分類一、裂縫分類l1.混凝土收縮裂縫l2.溫度裂縫l3.堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫 l4.地基不均勻沉降形成的裂縫l5.鋼筋銹蝕造成混凝土綻裂l6.外部作用力造成的混凝土裂縫l7.設(shè)計(jì)上對房屋的設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理不當(dāng)而引起的裂縫

2、4二二.裂縫成因裂縫成因l1.混凝土收縮裂縫la、塑性收縮裂縫 l 混凝土澆筑成型后由于重力的作用，粗骨料及水泥顆粒比重大逐漸沉降；水分相對輕上浮至混凝土上表面而形成泌水。水泥凈漿浮至混凝土表面產(chǎn)生外分層即素漿層；水泥漿浮至粗骨料下形成內(nèi)分層。混凝土的泌水造成塑性收縮是一種無法抑制的變形，由于塑性收縮而產(chǎn)生的外觀體積變化達(dá)到2.0，結(jié)構(gòu)的表面外露部分、尤其是混凝土地坪表面、樓板表面很容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫。56lb干燥收縮裂縫l 當(dāng)混凝土所在環(huán)境的相對濕度05時(shí)。混凝土自身收縮與干燥相比可忽略不計(jì)；但當(dāng)水灰比035時(shí)，體內(nèi)濕度很快降低到80以下，特別是高強(qiáng)混凝土其自身收縮值更大，成為開裂的主要原

3、因。如果同溫度收縮疊合在一起時(shí)危害程度將更大。9ld碳化收縮裂縫l 碳化收縮是大氣中的CO2在存在水的條件下與水泥水化產(chǎn)物生成CaCOn硅膠、鋁 膠和游離水而引起的收縮。產(chǎn)生收縮的原因是這些 游離水的蒸發(fā)。碳化作用產(chǎn)生游離水，這些游離水蒸發(fā)使毛細(xì)管張力引起漿體收縮。碳化作用的實(shí)質(zhì)是碳酸對水泥石的腐蝕作用，碳化收縮是由于碳化作用產(chǎn)生游離水引起的，漿體在充分于燥和飽和水的場合都不易產(chǎn)生碳化作用。碳化收縮均發(fā)生在混凝土表面，影響最大的是相對濕度。 10l2溫度應(yīng)力裂縫la. 混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力l 主要出現(xiàn)在大體積混凝土中。水泥水化放熱使結(jié)構(gòu)體中心很快升溫。在短期內(nèi)出現(xiàn)溫峰，隨后逐漸下降；在升溫、降溫

4、過程中，混凝土構(gòu)件內(nèi)外部產(chǎn)生溫度梯度形成溫度應(yīng)力。當(dāng)升、降溫速度過快時(shí)，產(chǎn)生的溫度梯度就越大，由此形成的應(yīng)力就越大，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土的極限拉應(yīng)力時(shí)，混凝土開裂，且很容易形成貫穿性的裂縫。1112lb.外部環(huán)境溫度變化造成的應(yīng)力l 一般出現(xiàn)在后期，混凝土所處的環(huán)境溫度變化太大，尤其是晝夜溫差大或者冷熱沖擊頻繁的環(huán)境，混凝土構(gòu)件長時(shí)間處于冷熱交替的環(huán)境中（熱脹冷縮），造成疲勞損傷（及產(chǎn)生裂縫）。13l3.堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫l 堿骨料反應(yīng)主要有兩種：堿-碳酸鹽反應(yīng)，堿-硅酸鹽反應(yīng)。目前世界上發(fā)現(xiàn)的均為堿-硅酸鹽反應(yīng)。主要是由于水泥水化時(shí)產(chǎn)生堿（CaO、Na2O）與集料中的活性二氧化硅發(fā)生的反應(yīng)，生成

5、產(chǎn)物體積膨脹，當(dāng)產(chǎn)物吸水后膨脹加劇，同時(shí)加快堿骨料反應(yīng)速度。造成混凝土表面綻裂，致使混凝土剝落。14l4. 不均勻沉降形成的裂縫（不作重點(diǎn)，了解）l 當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降后，沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會產(chǎn)生相對位移，從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力，當(dāng)這種附加內(nèi)力超過砌體的強(qiáng)度時(shí)，砌體中便產(chǎn)生相對裂縫。這中裂縫一般都是斜向的，且多發(fā)生在門窗洞口上下。這種裂縫的特點(diǎn)是：（1）裂縫一般呈傾斜狀，說明系因砌體內(nèi)拉應(yīng)力過大而使墻體開裂；（2）裂縫較多出現(xiàn)在縱墻上，較少出現(xiàn)在橫墻上，說明縱墻的抗彎剛度相對較小；（3）在房屋空間剛度被削弱的部位，裂縫比較集中。1516l5.鋼筋銹蝕造成混凝土綻裂（

6、不作重點(diǎn)，了解）l 混凝土中鋼筋銹蝕一般為電化學(xué)銹蝕。二氧化碳和氯離子是混凝土中鋼筋鈍化膜破壞的最重要和最常遇見的環(huán)境介質(zhì)，因此混凝土中鋼筋銹蝕機(jī)理主要有兩種：即混凝土碳化和氯離子的侵入。在適宜的條件下（充足氧的供應(yīng)、適宜的濕度（RH6080），產(chǎn)生銹蝕，體積膨脹，導(dǎo)致混凝土綻裂17l6.外部作用力造成的混凝土裂縫（不作重點(diǎn)，了解）la.用來支撐底模的鋼管，剛度不夠，或者未按要求設(shè)置足夠數(shù)量的鋼管，導(dǎo)致混凝土由于自重作用，局部下沉，底部形成拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土自身極限抗拉應(yīng)力時(shí)，底部表面開裂，這種裂縫多出現(xiàn)在梁上，左右對稱斜向裂縫。lb.混凝土成型后，過早上荷載，早期混凝土強(qiáng)度較低，承載

7、力不足，產(chǎn)生裂縫，此類裂縫多出現(xiàn)在板上18l7.設(shè)計(jì)上對房屋的設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理不當(dāng)而引起的裂縫（不作重點(diǎn)，了解）l 有一些砌體結(jié)構(gòu)的房屋的設(shè)計(jì)是套用圖紙，應(yīng)用時(shí)未經(jīng)校核；有時(shí)參考了別的圖紙，但荷載增加了或截面減少了而未作計(jì)算；有的雖然作了計(jì)算，但因少算或漏算荷載，使實(shí)際設(shè)計(jì)的砌體承載力不足；有的雖然進(jìn)行了墻體總的承載力計(jì)算，但忽視了墻體高厚比和局部承壓的計(jì)算。如果砌體的承載力不足，則在荷載作用下將出現(xiàn)各種裂縫，以致出現(xiàn)壓碎、斷裂、倒塌等現(xiàn)象，這類裂縫的出現(xiàn)，很可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失效。 19三、控制措施三、控制措施l對于收縮裂縫應(yīng)采取措施：l 1.混凝土材質(zhì)控制la.由于泵送混凝土的流動性要求與抗裂的

8、要求相互矛盾，故應(yīng)當(dāng)選取在滿足泵送的坍落度下限條件下盡可能降低水膠比。lb.嚴(yán)格控制砂石含泥量。砂石的含泥量對于混凝土的抗拉強(qiáng)度與收縮影響很大。同時(shí)在滿足泵送、施工的條件下，砂石骨料的粒徑應(yīng)當(dāng)盡可能大一些, 以達(dá)到減少收縮的目的。20lc.控制砂率。砂率過高意味著細(xì)骨料多, 粗骨料少, 仍然起到增加收縮的作用, 對抗裂不利。同時(shí)砂石的吸水率應(yīng)盡可能小一些, 以利于降低收縮。ld.當(dāng)水灰比不變時(shí), 水和水泥的用量, 即水泥漿量對于泵送狀態(tài)及收縮都有顯著影響。在滿足強(qiáng)度的情況下，水膠比不變時(shí)，盡量減小膠凝材料用量，減少混凝土收縮。le.水泥宜選用低水化熱（用粉煤灰水泥、礦渣水泥或低收縮水泥（普通硅

9、酸鹽水泥及粉煤灰水泥）。21lf.摻合料的選擇，宜采用“雙摻技術(shù)”。采用此技術(shù)，可以提高混凝土的可泵性，降低用水量，使混凝土密實(shí)度增加, 收縮變形有所減少, 泌水量下降, 坍落度損失減少，同時(shí)還可以明顯的延緩水化熱峰值的出現(xiàn), 降低溫度峰值。 l2.施工工藝la.振搗：依據(jù)布料順序，分區(qū)、分層振搗。按規(guī)范快插慢拔，至混凝土表面泛灰漿，不冒泡。22lb.混凝土振搗密實(shí)外，中心工作是新澆筑混凝土的養(yǎng)護(hù)。l混凝土澆筑結(jié)束后，立即進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，同時(shí)還要注意防風(fēng)。23l溫度裂縫采取措施：l（a）.對于大體積混凝土除了要采取以上幾點(diǎn)外，還應(yīng)考慮混凝土混凝土入模溫度，混凝土絕熱溫升。同時(shí)還要進(jìn)行測溫工

10、作，密切關(guān)注混凝土內(nèi)部溫度的變化，以便調(diào)整養(yǎng)護(hù)方式、方法。除了注意溫升、溫差外, 更應(yīng)注意降溫速度, 只要降溫速度緩慢(1 3) , 里表溫差在緩慢降溫條件下, 超過允許值一些也是可以的。還要做到盡快回填，土是最佳的養(yǎng)護(hù)介質(zhì), 地下工程混凝土施工完畢應(yīng)盡快回填。l（b）.對于冷熱交替頻繁的環(huán)境，應(yīng)采用耐高溫混凝土，宜采用石英砂、碎石宜采用火成巖，水泥宜采用鋁酸鹽水泥。24四、修補(bǔ)措施四、修補(bǔ)措施l 1.表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法 表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補(bǔ)（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏2526l2.填充法 用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫（0.3mm），作業(yè)簡單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模