混凝土裂缝出现的研究

1、凝土裂缝出现的研究12摘 要建筑施工是一个极其复杂的过程，影响质量的因素很多，容易产生质量问题。其中混凝土就是其中一个要素。因此，在施工刚才要把握原材料质量关、加强施工工艺。混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重

2、要的材料。裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。 建筑材料是工程施工的物质条件，材料质量是工程质量的基础，材料质量不符合要求，工程质量也就不可能符合标准。由于建筑施工混凝土是不可或缺材料之一。混凝土施工工艺的有效的把握能杜绝混凝土出现不符合工艺要求。关键词：混凝土；裂缝；原因；预防措施 目 录 一、混凝土的类型即成因1 （一）设计原因 1 （二）材料原因 1 （三）混凝土配合比设计原因 2（四）施工及现场养护原因 2（五）使用原因3二、混凝土裂缝的预防措施 4（一）

3、设计方面4（二）材料选择和混凝土配合比设计方面5（三）现场3-T操作方面 6三、混凝土裂缝处理方法8（一）表面处理法8（二）填充法8（三）灌浆法8（四）结构补强法8（五）柔性补强法8（六）粘贴法8（七）自闭合法8四、结论 10致 谢 11参考文献11一、混凝土裂缝的类型及成因造成混凝土裂缝的原因是多方面的,一般而言,可分为混凝土自身原因和外部原因两大类。在此,我们就按此分类谈谈常见裂缝的成因。 (一)设计原因1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。 2.设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。 3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼

4、板)。4.设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。5.设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。 (二)材料原因1.粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。水泥是一种水硬性的胶凝材料，其品种很多，在我国主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等，他们都是由水泥熟料加上各种不同的添加材料生成的。水泥熟料一般为硅酸三钙、硅酸四钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙组成。不同品种水泥的收缩值取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等。一般说，C3A含量大，细度较细的水泥收缩较大。石膏含量不足的水泥，具有较大的收缩，而SO3的含

5、量对混凝土收缩的影响显著。而有些水泥熟料中含有的少量MgO在混凝土硬化后期缓慢水化产生的微膨胀作用，可以起到补偿降温阶段的体积收缩，减少或避免混凝土裂缝。 2.混凝土收缩随骨料含量的增加而减小，随骨料弹性模量的增加而减小，同时，又随骨料中粘土含量的增加而增大。 3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。掺用化学外加剂会使混凝土收缩有不同程度的增大。掺减水剂用于改善混凝土和易性，增大坍落度。掺减水剂的混凝土收缩值略大于不掺减水剂的混凝土。掺减水剂用于减水，提高强度或节约水泥，混凝土掺减水剂后收缩接近或小于不掺的收缩值。掺氯化钙早强剂的混凝土收缩比不掺的明显增大，随氯化钙掺

6、量的增大而成倍增长。而掺三乙醇胺与氯化钠复合剂混凝土收缩比不掺的大，但增大的幅度比掺氯化钙早强剂的要小。  4.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。5.水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。(三)混凝土配合比设计原因在原料一定的条件下，混凝土配合比对收缩有很大的影响，包括单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率及灰浆比等参数。混凝土收缩主要取决于单位用水量和水泥用量，而用水量的影响比水泥用量大。在用水量一定的条件下，混

7、凝土收缩随水泥用量的增大而加大，但增大的幅度较小；在水灰比一定的条件下，混凝土收缩随水灰比的增加而明显增大；在配合比相同条件下，混凝土干缩随砂率增大而加大，但增大的幅度较小。 (四)施工及现场养护原因1.现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。2.高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。3.对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。4.大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。5. 混凝土养护不当。主要有：过早养护会影响

8、混凝土的胶结能力。过迟养护，由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季，因昼夜温差大，养护不当最易产生温差裂缝。后期养护不够，使混凝土碳化加剧，造成碳化收缩。混凝土养护初期受冻产生裂缝。混凝土终凝初期，施工机具和材料集中，或过早进行下道工序施工，造成较大施工荷载和震动，使其产生裂缝。6.现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。梁板支撑刚度差异或模板挠度过大，造成模板支撑下沉变形过大。施工期间过度震动和其他人为因素使支撑刚度变异部位出现多次瞬间相对位移。拆模过早，混凝土硬化前过早承

9、载或受到振动。模板缝隙不严实造成漏浆、渗水。7.现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。(五)使用原因(外界因素)空气的相对湿度和温度都会对混凝土收缩产生影响。长期风吹日晒会使混凝土收缩增大。混凝土内外温差也会引起温度裂缝。例如寒潮侵袭、阳光暴晒后突然下雨、气温昼夜温差大等，都会使混凝土内部与表层产生很大温差，内部温度对表层起约束作用，就会导致裂缝。构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。使用荷载超负。野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。二、混凝土裂缝的预防措施设计方面、施工方面的

10、因素可以通过人为措施进行干预和调整，并且能够得到改善甚至于做到完全避免；而混凝土自身的干缩变形确是无法完全避免的，因为它是混凝土本身固有的特性，我们只有通过改善各种影响混凝土干缩变形的因素， 才能减少和减小混凝土的裂缝产生和宽度。对混凝土裂缝的控制方法，应该以预防为主，同时在施工过程做好过程控制， 尽量做到按设计和施工规范进行操作， 如果发现微小裂缝存在，应及早进行处理补救。现针对现场实际可能出现的情况，提出以下控制措施和建议。(一)设计方面1.设计中的抗与放。在建筑设计中应处理好构件中抗与放的关系。所谓抗就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓放就是

11、结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。 设计人员应灵活地运用抗一放结合、或以抗为主、或以放为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。2.设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。3.积极采用补偿收缩混凝土技术：在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。4.重视对构造钢筋的认识：在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择

12、。5.对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。(二)材料选择和混凝土配合比设计方面1.根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。水泥必须采用符合现行国家标准规定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，水泥比表面积宜小于350m2/kg；水泥碱含量应小于0.6%。水泥中不得掺加窑灰。水泥的进场温度不宜高于60；不应使用温度大于60的水泥拌制混凝土。应采用二级或多级级配粗骨料，粗骨料的堆积密度宜大于1500kg/m3，紧密密度的空隙率宜小于40%。骨料不宜直接露天堆放、暴晒，

13、宜分级堆放，堆场上方宜设罩棚。高温季节，骨料使用温度不宜大于28。应采用聚羧酸系高性能减水剂，并根据不同季节、不同施工工艺分别选用标准型、缓凝型或防冻型产品。高性能减水剂引入混凝土中的碱含量（以Na2O+0.658K2O 计）应小于0.3kg/m3；引入混凝土中的氯离子含量应小于0.02kg/m3；引入混凝土中的硫酸盐含量（以Na2so4计）应小于0.2kg/m3。采用的粉煤灰矿物掺合料，应符合现行国家标准用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596 的规定。粉煤灰的级别不应低于级，且粉煤灰的需水量比应不大于100%，烧失量应小于5%。严禁采用C 类粉煤灰和级以下级别的

14、粉煤灰。采用的矿渣粉矿物掺合料，应符合用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T18046 的规定。矿渣粉的比表面积应小于450m2/kg，流动性比应大于95%，28d 活性指数不宜小于95%。2.选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。3.积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。 4.正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。  

15、;  5.配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截 面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。混凝土配合比应根据原材料品质、混凝土强度等级、混凝土耐久性以及施工工艺对工作性的要求，通过计算、试配、调整等步骤选定。混凝土最小胶凝材料用量不应低于300kg/m3，其中最低水泥用量不应低于220kg/m3配制防水混凝土时最低水泥用量不宜低于260kg/m3。混凝土最大水胶比不应大于0.45。单独采用粉煤灰作为掺合料时，硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的35%，普通硅酸盐

16、水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的30%。预应力混凝土中粉煤灰掺量不得超过胶凝材料总量的25%。矿渣粉作为掺合料时，应采用矿渣粉和粉煤灰复合技术。混凝土中掺合料总量不应超过胶凝材料总量的50%，矿渣粉掺量不得大于掺合料总量的50%。配制的混凝土除满足抗压强度、抗渗等级等常规设计指标歪，还应考虑满足抗裂性指标要求。有条件时，使用温度应力试验机进行抗裂混凝土配合比的优选。(三)现场3-T-操作方面1.浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。2.混凝土养护：混凝土浇筑完

17、毕，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，一般浇筑完毕12-18小时内即开始养护，养护期限不少于14天。必要时采用麻袋、草帘覆盖等储水养护，同时要做到及时养护。在冬季施工过程中，浇筑混凝土后，养护初期上部采用塑料薄膜密封，薄膜上加盖草帘，地板下面生火提高环境温度，定时监控温度变化，并做好记录，尽量达到保温、保湿养护的目的，避免混凝土养护初期受冻产生裂缝。夏天，温度较高时，养护采用锯屑覆盖混凝土，然后浇水保湿。3.混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的

18、蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。4.避免在雨中或大风中浇灌混凝土。5.对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。 6.夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。三、混凝土裂缝处理方法（一）表面处理法表面处理法包括表面涂抹和表面贴补法。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。表面贴补法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。（二）填充法填充法是采用修补材料直接填

19、充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝(>0.3mm)作业简单，费用低。宽度小于O.3mm、深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物。用灌浆法很难达到效果的裂缝，以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。（三）灌浆法灌浆法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。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。以迭到封闭裂缝的目的。（四）结构补强法因超荷载产生的裂缝，裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。主要包括断面补强法、锚固补强

20、法、预应力法等。（五）柔性密封法 通常将活动裂缝转变为运动节缝是比较适宜的办法。沿裂缝边缘开一凹槽并填入适当的柔性材料。节缝底部使用隔离层。 （六）粘贴法 当运动不止作用于一个平面时，或者过度的运动已超过一个普通尺寸的凹槽所允许的范围时，或者不可以切割出槽时可使用这个方法。用柔性的密封带盖住裂缝，仅将带的边缘部分粘住。 （七）自闭合法 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。机理：由于周围空气和水中存在二氧化碳，使水泥浆中的氢氧化钙发生碳化作用，结果碳酸钙和氢氧化钙晶体在裂缝内析出并生长。晶体组合交织产生一种机械粘接作用，又被邻近晶体之间以及晶体和水泥浆及骨料表面间的化学粘接作用所增强，最后混凝土裂缝部位的抗拉强度得到一定的恢复，裂缝也被密闭了。主要用于修补潮湿环境的结构，。整个自闭合时期的水饱和必须连续保持。 四、结论混凝土结构裂缝的危害是巨大的,它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻,加速内部钢筋的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的生活带来潜在的危害。因此，混凝土泵送施工技术规程J GJ / T10 - 95 、混凝土质量控制标准GB50164 - 92 、混凝土结构工程施工质量