混凝土裂缝有关知识

混凝土裂缝相关知识

一.混凝土产生裂缝的成因及其特点

1.因塑性沉降产生裂缝。这类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑时骨料受到阻碍(如钢筋、模板)而产生的。这种裂缝是混凝土浇筑初期经常出现的一种裂缝，这时混凝土还处在水化反应的初期，混凝土自身还具有一定的可塑性，还没有完全硬化，随着混凝土自身水分的逐渐消失，裂缝便沿着混凝土构件的上层钢筋的走向出现，由于混凝土的坍落度过大(商品混凝土一般坍落度都比较大)从而产生沉陷过大，也就形成了裂缝，多出现在混凝土浇筑后0.5 h~3 h之间，但是也不排除模板的支护结构基础松软下沉产生移位也会造成此类裂缝的出现。

2.因塑性收缩产生裂缝。这类裂缝产生的原因主要是混凝土浇筑后3 h~ 4 h 左右表面没有被覆盖，尤其是大面积结构平板构造的混凝土板在高温的夏季更容易产生此类裂缝，如遇到大风天气也会造成水分蒸发过快，或者是由于混凝土模板和基础没有充分洒水湿润，模板和地基而产生表面裂缝，有时也因为混凝土内部水化热产生高温造成混凝土急剧收缩，这时处于初凝期间的混凝土强度为零，不具备抵抗变形应力的能力从而造成开裂。

3.因温度差而产生应力裂缝。这类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑后，产生水化反应放出大量的热能，聚积在内部的水泥水化热不易扩散，而外部的热量却很容易地在空气中产生对流而扩散使温度马上降下来，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生裂缝。这种裂缝一般产生很早，多呈不规则状态，深度较浅，属表面性质。

4.因施工工艺质量问题产生的裂缝。在钢筋混凝土结构浇筑过程中，若施工工艺不合理、措施不到位，或无专项施工技术措施做保障，也会产生各种人为的裂缝。

5.因原材料质量问题产生的裂缝。a砂石含泥量超过规定要求，直接导致混凝土的强度降低，在混凝土干燥的前提下会产生不规则的网状裂缝。砂石的级配没有严格按照化验室的配比单进行，有时使用的砂颗粒过细，用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应，骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇，

水、硅反应会牛成膨胀的胶质，吸水后造成局部膨胀和拉应力，则构件产生爆裂状裂缝。b。拌合用水及外加剂拌合用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。

二.混凝土裂缝防治

要防止混凝土裂缝的产生应从设计、材料和施工过程的每一个技术环节等方而着手，才能够取得良好的防治效果。

1混凝土裂缝防治的设计措施

现代建筑物的体形和功能复杂多样，体形越来越大，建筑物的各部分必然会产生各不相同的形变和位移。为容纳建筑物各部分之间的变形和位移，减小约束应力的积聚，从而避免混凝土裂缝，在设计时应考虑结构缝的设置、屋面保温隔热外墙保温、外墙保温这此因素。

1)当建筑工程的体量较大、体型复杂时，可通过设置结构缝将其划分为若干相对独立的结构单元，以避免在结构中积累过大的约束应力而引起间接裂缝。设置结构缝时，可从膨胀缝、收缩缝、沉降缝、防震缝、体型缝、局部缝、控制缝、施工缝这此类型选择。2)屋面保温隔热。刚性防水屋面和保温层上而的水泥砂浆找平层应设置伸缩缝，并做好屋面防水。在炎热气候下，除应符合有关规定外，还应设置架空屋面或涂浅色隔热涂料等附加措施降低屋面温度，并宜选用防霉菌涂料。选用保温材料时，都应符合有关标准及设计要求。3)外墙保温。建筑外墙宜优先采用外保温。建筑外墙外保温层应包覆门窗框洞口外侧、封闭阳台等热桥部位，在保温层截止部位材质变换处应采取防止保温层开裂的措施。

2裂缝防治的材料措施

l)严格控制集料的含泥量符合要求。2)不使用立窖水泥，刚出厂未经陈化的水泥不得急于使用。3)外加剂不能经常变更，非变更外加剂不可时，应做与水泥的适应性试验。4)使用合格的掺合料。5)控制水胶比，粉砂含量，胶凝材料用量不要过人。6)选择和使用适应的能保证密实性的砂率。7)合理使用膨胀剂，包括膨胀剂的类型和掺量。8)混凝土初凝和终凝之间时间间隔不宜过长9)混凝土搅拌计量的准确，物料投放不发生错误。搅拌时间符合要求，坚持搅拌生产过程质量控制。10)运输和泵送过程不改变混凝土的质量特性。用作好预拌混凝土现场交接与现场服务。

3控制混凝土结构裂缝的施工措施

3.1一般规定

1）施工单位应有健全的质量管理机构、质量控制制度和质量检验体系，施工人员应经过培训并取得相应的资格。2)重要结构工程的混凝土在施工前宜对水泥的安定性、骨料的碱活性、混凝土原材料及混凝土的抗裂性能进行试验检测，通过抗裂性能试验对混凝土原材料进行优化选择。应对混凝土配合比进行抗裂性能的优化设计，在满足混凝土强度及泵送要求的情况下，选择抗裂性能最佳的混凝土。3)现浇混凝土结构的模板体系必须通过模板设计使其具有足够的承载力、刚度和稳定性。拆模时的混凝土强度、模板拆除的顺序及拆模后的支顶加固措施，均应符合有关标准规范及施工技术方案的要求。4)采取有效控制钢筋位置的措施，防止浇捣混凝土时结构中受力钢筋移位。5)混凝土板、墙中的预理管线宜置于保护层内时，宜在其外侧加置防裂钢筋网。混凝土板、墙中的预留孔、预留洞周边应配有足够的加强钢筋并保证足够的锚固长度。6)严格控制施工荷载，若施工时的荷载效应比正常使用的荷载效应更为不利时，应对承受施工荷载的构件进行结构性能核算，必要时应在该构件下方设置临时支撑。当上一层楼板正在浇筑混凝土时，下层的模板或支撑不得拆除。7)严格控制现浇混凝土楼板上人、上料时间，必须根据结构设计、混凝土强度增强和支撑的具体情况确定楼板堆载及施工荷载，且应均匀堆放或沿周边堆放。

3.2混凝土施工

1)混凝土拌制应有详细的技术要求。商品混凝土应严格记录每年混凝土的搅拌时间、出站时间、进场时间、开始浇筑时间、浇筑完成时间，并分批汇总分析。

2)混凝土搅拌前应严格按照施工配合比进行各种原材料的计量，并根据原材料的含水率等对设计配合比进行调整;应保证混凝土的搅拌时间;混凝土拌和物的坍落度不宜过大,严禁在搅拌机以外一次加水搅拌。3)混凝土浇筑时，应保证振捣的时间和位置，防止漏振、欠振和过振。严禁用振捣棒撬拔钢筋或用振动钢筋的方法振捣混凝土。对于钢筋密集部位的混凝土宜采用小直径振捣器或体外振捣方法振捣。对已初凝的混凝土不应再次进行振捣，避免破坏已形成的混凝土结构强度，而应等其充分凝固以后按施工缝的接搓进行处理。4)对于断面相差较大的构件或结构，应先浇较深的部分，根据气候条件静停0.5h~1.5h以后丙与较薄部分一起

浇筑。5)楼板混凝土浇筑完成到初凝前，宜用平板振捣器进行_次振捣;终凝前宜对表面进行一次搓毛和挤压，避免出现早期失水裂缝。6)现浇混凝土楼板可在拌和物下料时预备出一定厚度，待浇筑完毕后于初凝前在表面掺入清洗干燥后的小颗粒碎石，并与底层混凝土搅拌后作一次振捣，避免板而裂缝。浇筑时厚度的预备量、每平方米石子的掺入量、二次搅拌后的混凝土试件取样及相应的混凝土强度等均应事先确定并满足设计要求。7)在装配式结构的板间拼缝及梁柱构件连接处，不得采用水泥砂浆灌缝，而应采用规定强度等级的细石混凝土灌缝。灌缝宜采用膨胀混凝土，待灌缝混凝土强度达到12MPa后，方可承受施工荷载。8)后浇带(缝)两侧的梁板支撑模板应予加强，且宜形成独立的支撑体系并有足够的刚度，并应在后浇的混凝土强度达到设计强度标准后方可拆除。9)混凝土结构的预应力钢筋锚固涉及门、窗、洞口的凹角部位，应按设计规范的要求配置网片钢筋或孔边构造钢筋。孔洞边的构造钢筋不得在凹角处弯折而应直线伸出并保证足够的锚固长度。10)对混凝土结构容易产生裂缝的部位，宜采用掺入合成纤维的方法控制混凝土结构的裂缝。

三.裂缝处理技术

1.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。

2.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。

3.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:加人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。

4.混凝土置换法

混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后丙置换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。

5.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且有效的三种方法。

6.仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织刘-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，在混凝土的传统组分中加入某此特殊组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神经网络系统，当混凝土出现裂缝时，分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅仅降低建筑物抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的腐蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载，所以有必要对混凝土裂缝进行认真研究，区别对待，采用合理方法进行处理，并在施工中采取各种有效防治措施来预防裂缝的出现和发展。

四.结构裂缝处理实例

1概述

砼结构经常由于温度、材料质量、设计构造不合理，施工工艺不当等原因而产生裂缝。这些裂缝影响结构刚度、整体性、耐久性及结构的使用功能。根据裂缝的性质、大小、位置、以及结构的受力和使用情况，需要采用不同的裂缝处理方法。某框剪结构工程地下室建筑面积约5000平方米。地下室顶板结构在拆模

后发现存在大小不一的细裂缝。现就该工程结构裂缝的处理为例谈一下硅结构细裂缝的一般处理方法。

2 裂缝情况简介

该工程地下室裂缝主要存在于1区,基本情况如下:

2.1 区顶板横向总长65.Sin ;纵向长74.3m;平面成长方形，其中距①轴1m处设后浇带一条。

2.2 区顶板，由人防区和非人防区组成，其中人防区板厚300mm;非人防区板厚150mm ;砼标号均为C40.

2.3 砼采用商品硅，机械振捣。浇筑完成后用塑料膜覆盖2d后，进行浇水养护，养护时间一周。

2.4 模板拆除时间为硅浇捣后28d，从硅28d强度报告反映，硅强度均达到设计要求，且地上一层梁板已浇筑完成。

2.5 模板拆除后发现在非人防区板出现多处裂缝，此区域恰在①一①轴处于中间位置。裂缝大多数被拉裂，上下贯通。

3裂缝性质判断和成因分析

裂缝分类

根据观察记录显示本裂缝主要有以下2种类型:

1)裂缝宽度<0.3m m干燥细微裂缝。

2)裂缝宽度>0.3m m潮湿细裂缝。

裂缝性质判断

砼结构裂缝主要分为结构性裂缝和非结构性裂缝二砼结构性裂缝主要指因为设计不当，而造成构件在荷载作用下产生的超宽裂缝。本工程施工至2层楼面，板面荷载仅为施工荷载，不足以损伤构件。从裂缝的形式和走向分布来看，也和资料显示的构件破坏裂缝不同。故而可以排除结构性裂缝的可能性。本工程基础为端承桩，上部目前仅施工到2层梭面，竖向荷载较小。工程士0.00板完成后，对建筑物的沉降进行了观测，未发现有超规范要求的沉降发生。因而，认为建筑物不均匀沉降引起结构件裂缝的可能性可以排除。本工程砼结构的裂缝主要是由温度应力引起的。在筒体、剪体墙交接处等部位，由于支座约束较强，刚度较大，限制了构件的变形，引起构件以局部开裂来释放应力。

3.3裂缝成因分析

通过对工程资料的认真分析，以下几个因素对裂缝的形成有影响: 1)设计图纸对I区的后浇带设置欠妥。I区东西向长度为74.5m，远远超过了规范55m的要求，这将增加温度应力引起的变形。工区基本为人防区，板厚为300mm，配筋为08-010@200支座负弯矩筋为10@ 130。板刚度分布不匀，造成局部应力集中。因而首先在该部位出现裂缝，且基本为贯穿贯通裂缝，裂缝宽度也较宽，为裂缝最严重的部位。2) 材料质量问题，本工程采用商品砼公司提供的商品硅，硅板号为C40。由于是泵送砼，水灰较大，砂率偏小，易引起砼表面干缩缝。3)施工保养问题。虽然施工期温差不大，但因泵送硅水灰比较大，水化热偏高。.砼浇注后保养的时间和质量，都对硅裂缝的形成有影响。

4 裂缝处理方法

根据《砼结构加固技术规范》(CECS25:90)要求，决定工程采用以下措施处理: 1)裂缝宽度<0.3m m的细微裂缝，用环氧沙浆封闭。2)裂缝宽度>0.3m m的细裂缝，用化学灌浆去修补。

4.1 一环氧沙浆封闭处理细微裂缝施工前先清理干净裂缝周围的砼表面。然后沿裂缝凿出一条宽2cm深lcm的楔形槽口，并用水冲洗干净后用环氧沙浆灌实封闭。

4.2 用化学灌浆法处理裂缝化学灌浆法是用压送设备将化学材料培植的浆液灌人砼结构件的裂缝中，使其扩散固化。固化后的浆液具有较高的猫结强度与硅能很好的薪结，从而增加构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到防锈、补强目的。

4.2.1 浆液配合比灌浆基本采用环氧树脂。根据《硅结构加固技术规范》浆液的要求是:豁度可调，可灌性好，固化时间可按需要进行调整，浆液在胶凝固化时收缩率小，凝胶体的耐久性好，抗渗性好，并和被灌体有较好的豁结度，且材料应为低毒或无毒，对环境污染小。故选用以下配合比:环氧主材:固化剂:稀释剂=100:12:60各项指标理论值为硬化时间为:12一24(H)硅粘接力 2.7一

3.0(MPa)抗水强度:5.0M Pa

4.2.2 灌浆工艺

(1)施工程序裂缝处理粘灌浆嘴裂缝封闭封闭检查配制浆液裂缝灌浆堵塞浆嘴效

果检查拆嘴清洗

(2)施工准备压力灌浆设备为一台压力0.4M Pa一0.6M Pa空压机，容量0.6L耐压强度为0.6M Pa的贮浆缺灌以及喷枪，钢制灌浆嘴等。

(3)施工方法

1)准备好必要的机具，并对裂缝情况进行检查，确定灌浆口位置，裂缝宽在0.3m m左右的管井口间距为50cm- 100cm，深度为2mm一5mm。用具有0.2M Pa以上压力的风管清除缝内粉末及沙浆，灌浆嘴用毛刷灌水清理，如有油污则用丙酮、二甲苯清洗，保证缝内干净通畅无阻。2)粘贴灌浆咀方法，灌浆咀为钢咀，均用环氧树脂胶泥粘贴。粘贴时，先在浆咀的底盘上抹一层环氧胶泥，再将咀口对准灌浆孔洞粘贴牢，并用胶泥将底处与混凝土粘牢。

3)封缝用环氧胶泥将裂缝封严，缝端头留一段不封用于排气及出浆。4)灌浆前首先注气，空压机控制0.2M Pa一0.3M Pa大气压，以保证浆液畅通。

5)将配好的浆液倒入贮浆罐中，空气机压力控制0.2M Pa一0.3M Pa(注意不得超过0.4MPa)灌注枪对准灌浆口，自一端向另一端逐个灌，浆从相邻口流出时，并稳定一段时间即用橡皮塞堵住灌浆口。

6)灌浆完毕后，拆除钢咀，用纯水泥灰将灌浆补平，注浆。

5 总结

5.1 设计时充分考虑到结构刚度均匀分布，合理设置后浇带，可以减少温度裂缝的产生。高标号商品砼应加强保养措施、延长保养时间，以减少干缩裂缝的产生。

5.2 用化学灌浆法处理带裂缝构件有很多优点，主要有: 1)构件的刚度可以得到大部分恢复，构件承载力得恢复。2)可以使已开裂的棍凝土重新工作，提高构件的变形能力。3)灌人裂缝的浆液阻止了空气中的水分、氧气同钢筋接触，提供裂缝周围硅的强度和密度，从而提高了硅的耐久性。4)施工工艺简单可靠，可以全天候施工。当钢筋硅构件由于设计、施工、温度变化等诸多原因，出现各种不同形式的裂缝时，不仅影响建筑的外观，而且还会降低结构的耐久性，甚至危及结构的承载安全。因此，及时采用化学灌浆法等一些快速有效、方法简便的施工方便的修复加固方法是十分必要的。