混凝土专题之裂缝

1、 概念概念混凝土混凝土混凝土，简称为“砼（tng）”：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土裂缝概述混凝土裂缝概述裂缝是混凝土最常见的质量通病，病情绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，裂缝间题受到业主及工程人员的关注。混凝土裂缝一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，这种砼本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无

2、害。宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.20.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。引言引言 混凝土裂缝的成因裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，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人手。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。引言引言混凝土结构中，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝由表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部散热条件不同，温

3、度外底内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉引力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属于有害裂缝。混凝土裂缝的种类混凝土裂缝的种类混凝土裂缝一般可分为荷载裂缝和变形裂缝。荷载裂缝又可分为外荷载裂缝和荷载次应力裂缝。变形裂缝也可分为材料自身变形裂缝和结构变形裂。 混凝土结构裂缝混凝土结构裂缝混凝土结构裂缝又分为宏观裂缝和微观裂缝。微观

4、裂缝是指那些肉眼看不见的裂缝，主要有三种，一是骨料与水泥石粘合面上的裂缝，称为粘着裂缝；二是水泥石中自身的裂缝，称为水泥石裂缝；三是骨料本身的裂缝，称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则、不贯通的。肉眼看得见的裂缝称为宏观裂缝，这类裂缝的范围一般不小于0.05mm。宏观裂缝是微观裂缝扩展而来的。因此在混凝土结构中裂缝是绝对存在的，只是应将其控制在符合规范要求范围内，以不致发展到有害裂缝。塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构、构件表面出现，形状很规则，且长短不一，互不连贯，裂缝较浅，类似干燥的泥浆面。大多在混凝土初凝后(一般在浇筑后4h左右)，当外界气温高，风速

5、大，气候很干燥的情况下出现。成因分析成因分析混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，风吹日晒表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的粉砂，或混凝土水灰比过大。混凝土水灰比过大，模板、垫层过于干燥，吸水大。浇筑在斜坡上的混凝土，由于重力作用有向下流动的倾向，也是导致这类裂缝出现的因素。防控措施防控措施配置混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减小孔隙率和砂率；同时要振捣密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。混凝土浇筑后，

6、对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖，认真养护，防止强风吹袭和烈日暴晒。在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。在炎热季节，要加强表面的抹压和养护工作。在混凝土表面喷一度氯偏乳液养护剂，或覆盖塑料薄膜或湿草袋，使水分不易蒸发。加挡风设施，先浇筑墙体后做地面，以降低混凝土表面的风速。治理方法治理方法如混凝土仍保持塑性，可采取及时压抹一遍或重新振捣的办法来消除，在加强覆盖养护。如混凝土已硬化，可向裂缝内装入干水泥粉，然后加水湿润，或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。对于预制构件，也可以在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处

7、理。沉降收缩裂缝沉降收缩裂缝 裂缝多沿结构上表面钢筋通厂方向或箍筋上断续出现，或在埋设件的附近周围出现。裂缝呈梭形，宽度14mm，深度不大，一般到钢筋上表面为止。多在混凝土浇筑后发生，混凝土硬化后即停止。成因分析成因分析 混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落，挤出水分、空气，表面呈现沁水，而形成竖向体积缩小沉落，这种沉落受到钢筋、预埋件、模板、大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻碍或约束，或混凝土本身各部位相互沉降量相差过大而造成的裂缝。防控措施防控措施加强混凝土配置和施工操作控制，不使水灰比、砂率、坍落度过大；振捣要充分，但避免过度。对于截面相差较大的混凝土构筑物，可先浇筑较深部位，静停23h，待沉

8、降稳定后，在与上部薄截面混凝土同时浇筑，以避免沉降过大导致裂缝。适当增加混凝土保护层的厚度。治理方法治理方法如混凝土任保持塑性，可采取及时压抹一遍或重新振捣的办法来消除，在加强覆盖养护。如混凝土已硬化，可向裂缝内装入干水泥粉，然后加水湿润，或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。对于预制构件，也可以在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。凝缩裂缝凝缩裂缝混凝土表面呈现碎小的六角形花纹装裂缝，裂缝很浅，常在初凝期间出现。成因分析成因分析 混凝土过度的抹平压光，使水泥和细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，水分蒸发后，产生凝缩而出现裂缝。有时在混凝土表面撒

9、干水泥压光，也会产生这种裂缝。防控措施防控措施混凝土表面刮抹应限制到最少程度。防止混凝土表面撒干水泥刮抹，如表面粗糙，可撒较稠水泥砂浆在压光。治理方法治理方法裂缝不影响强度，一般可不处理。如对表面有美观要求，可在表面加抹一层薄砂浆进行处理。碳化收缩裂缝碳化收缩裂缝 在结构的表面，呈现花纹装，无规律性，裂缝一般较浅，深16mm，有的至钢筋保护层全深，裂缝宽0.050.2mm，少数大于1.0mm，多发生在混凝土浇筑完后数月或更长时间。成因分析成因分析 混凝土水泥浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积收缩，受到结构内部未碳化混凝土的约束而导致表面发生的龟裂，在空气相对湿度较小（

10、30%50%）的干燥环境中最为显著。有时在密不透风的地方，使火炉加热保温产生大量二氧化碳，常会使混凝土表面加快碳化，造成裂缝。防控措施防控措施避免过度振捣混凝土，不使表面形成砂浆层，同时加强养护，提高表面温度。避免在不通风的地方采用火炉加热保温。治理方法治理方法如混凝土已硬化，可向裂缝内装入干水泥粉，然后加水湿润，或在表面抹薄层水泥砂浆进行处理。对于预制构件，也可以在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。 温度裂缝温度裂缝表面温度裂缝走向无一定规律；梁板类或长度尺寸较大的结构构件，裂缝多平行于短边；大面积结构裂缝纵横交错。深进的或贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿

11、全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在 0.05mm以下，沿全长没有多大变化。表面温度裂缝多发生在施工期间，进深的或贯穿的多发生在浇筑后23个月或更长时间，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。沿截面高度，裂缝大多呈上宽下窄状，但个别也有上窄下宽情况，遇顶部或底板配筋较多的结构，有时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。成因分析成因分析表面温度裂缝，多由于温差较大引起的。混凝土结构构件，特别是大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温度差较大。当温度产生非均匀的降温时，将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到内

12、部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。但这种温度差极在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此，裂缝只在接近表面较浅的范围内出现，表面层以下结构仍保持完整。深进的和贯穿的温度裂缝多由于结构降温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础，墙体浇筑在坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上时，没有采取隔离层等放松约束的措施，如果混凝土浇筑时温度很高，加上水泥水化热的温升很大，使混凝土的温度很高，当混凝土降温收缩，全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束，将会在混凝土内部出现很大的拉应力，产生降温收缩裂缝。这类裂缝较深，有时是贯穿性的，将破坏结构的整体性。

13、基础工程长期不回填，受风吹日晒或寒潮袭击作用；框架结构的梁、墙板、基础梁，由于与刚度较大的柱、基础约束，或预制构件浇筑在台座或台座伸缩缝处，因温度变形受到约束，降温时也常出现这类裂缝。防控措施防控措施合理选择原材料和配合比，采用级配良好的石子；砂、石含泥量控制在规定范围内；在混凝土中掺加减水剂，降低水灰比；严格施工分层浇筑振捣密实，以提高混凝土抗拉强度。细长结构、构件，采取分段间隔浇筑，或适当设置施工缝或间断缝，以减少约束应力。预制构件与台座或胎膜间以及重叠生产构件之间应涂刷隔离效果较好的隔离剂，以防止粘接；长线台座生产构件，及时放松预应力筋，避免构件温度收缩受到台座、胎膜、下部构件及预应力筋

14、的约束而导致产生裂缝。在结构薄弱部位及孔洞四角、多孔板板面，适当配置必要的细直径温度筋，使对称均匀分布，以提高极限拉伸值。蒸汽养护结构、构件时，控制升温速度不大于15/h；降温速度不大于10/h，并缓慢揭盖，及时脱模，避免急热急冷，引起过大的温度应力。加强混凝土的养护和保温，控制结构与外界温度梯度在允许范围以内。混凝土浇筑后裸露表面及及时喷水养护，夏季应适当延长养护时间，以提高抗裂能力。冬季应适当延长保温和脱模时间，使缓慢降温，以防温度骤变，温差过大引起裂缝。基础部分及早回填保温保湿，减少温度收缩裂缝。沉陷裂缝沉陷裂缝沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，有的在上部，有的在下部，

15、一般与地面垂直或呈3045角方向发展。较大的贯穿性沉陷裂缝，往往上下或左右有一段的错距，裂缝宽度受温度变化影响小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成正比。成因分析成因分析结构、构件下面的地基软硬不均，或局部存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇筑后，地基局部产生不均匀沉降而引起的裂缝。现场平卧生产的预制构件，底模部分在回填土上，养护时浸水局部下沉，由于侧向刚度很差，在弦、腹杆或梁的上侧面常出现裂缝。结构各部荷载悬殊，未做必要的加强处理，混凝土浇筑后因地基受力不均，产生不均匀生产，造成结构应力集中，而导致出现裂缝。模板刚度不够，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上；以及过早拆模，也

16、导致不均匀沉陷裂缝出现。冬季施工，模板支架支承载冻土层上，上部结构未达到规定强度时地层化冻下沉，使结构下垂或产生裂缝。防控措施防控措施对软硬地基、软松土、填土地基应进行必要的夯实加固。避免直接在较深的松软土或填土上平卧生产较薄的预制构件；或经压夯实加固处理后作预制场地。模板应支撑牢固，保证整个支撑系统有足够强度和刚度，并使地基受力均匀。拆模时间不能过早，应规定执行。结构各部荷载悬殊的结构，适当增设构造钢筋，以避免不均匀下沉，造成应力集中而出现裂缝。构件制作场周围应作好排水措施，并注意防止水管漏水或养护浸泡地基。模板支架一般不应支承载冻胀性土层上，如确实不可避免，则应加垫板，作好排水，覆盖好保温

17、材料。治理方法治理方法 不均匀沉陷裂缝对结构的承载能力、整体性、耐久性有较大的影响，因此，应根据裂缝的部位和严重程度，会同设计等有关部门制定针对的方案对结构进行适当的加固处理。张拉裂缝张拉裂缝预应力大型屋面板、墙板、槽型板常在上表面或端头出现裂缝，预应力吊车梁、桁架等则在端头出现裂缝。板面裂缝多为横向，在板角部位呈45角度；端横肋靠近纵肋部位的裂缝，基本平行于肋高；纵肋端头裂缝呈斜向。此外，预应力吊车梁、桁架等构件的端头锚固区，常出现沿预应力筋方向的纵向裂缝，并断断续续延伸一定长度范围，矩形梁有时贯通全梁。桁架端头有时还出现垂直裂缝，其中拱形桁架上弦往往产生横向裂缝。成因分析成因分析预应力板类

18、构件表面裂缝，主要是预应力筋放张后，由于肋的刚度差，当控制力偏高时，受压后产生反拱，使板面受拉，加上板面与纵肋收缩不一致，也使板面受拉，两种应力值叠加，当超过混凝土抗拉强度，便会出现横向裂。板面四角斜裂缝是由于端横肋对纵肋压缩变形的牵制作用，使板面产生空间挠曲，因而在四角区出现对角线方向拉应力，加上收缩作用而引起裂缝。预应力大型屋面板端头裂缝是由于放张后，肋端头受到压缩变形，而胎膜阻止其变形，造成板角受拉，横肋端部受剪，因而将横肋与纵肋交接处拉裂。；另外，在纵肋端头部位，预应力钢筋产生的剪应力和放松引起的拉应力均为最大，从而因主拉应力较大引起斜向裂缝。预应力吊车梁、桁架、托架等端头沿预应力方向

19、的纵向水平裂缝，主要是构件端部节点尺寸不够喝为配置足够的横向钢筋网片或钢箍，当张拉时，由于垂直预应力钢筋方向的“劈裂拉应力”而引起裂缝出现。此外，混凝土振捣不密实，张拉时混凝土强度偏低，以及张拉力超过规定等，都会引起这类裂缝出现。拱形屋架上弦裂缝主要是因下弦预应力筋张拉应力过大，屋架向上拱起较多，使上弦受拉而在顶部产生裂缝。防控措施防控措施严格控制混凝土配合比，加强混凝土振捣，保证混凝土的密实性和强度。预应力张拉或放松时，混凝土必须达到规定的强度。操作时，控制应力应准确，并应缓慢放松预应力钢筋。模胎端部加弹性垫层，或减缓模胎端头角度，并选用有效隔离剂，以防止或减少卡模现象。板面适当施加预应力，

20、使纵肋预应力钢筋引起的反拱减小，提高板面抗裂度。在吊车梁、桁架、托架等构件的端部节点处，增配箍筋或钢筋网片，并保证预应力钢筋外围混凝土有一定的厚度。治理方法治理方法轻微的张拉裂缝在结构受荷载后会逐渐闭合，基本上部影响承载力，可以不处理或采取涂刷环氧胶泥、粘贴环氧玻璃布等方法进行封闭处理。严重的裂缝，将明显降低结构刚度，应根据具体情况，采取预应力加固或用钢筋混凝土围套、钢套箍加固等方法处理。化学反应裂缝化学反应裂缝在梁、柱结构或构件表面出现与钢筋平行的纵向裂缝；板式构件在板底面沿钢筋位置出现裂缝，缝隙中并夹有斑黄色锈迹。混凝土表面呈现块状崩裂，裂缝无规律性。混凝土出现不规则的崩裂，裂缝呈大网格状

21、，中心突出，向四周扩散，在浇筑完半年或更长时间发生。混凝土表面出现大小不等的圆形或类圆形崩裂、剥落，类似“出豆子”，内有白黄色颗粒，多在浇筑后两个月左右出现。成因分析成因分析混凝土内掺有氯化物外加剂，或以海沙做集料，或用海水拌制混凝土，使钢筋产生电化学腐蚀，铁锈膨胀而把混凝土账裂。有的保护层过薄，碳化深度超过保护层，在水的作用下，亦使钢筋锈蚀膨胀造成这类裂缝。混凝土中氯酸三钙受硫酸盐或镁盐的侵蚀，产生难溶而有体积增大的反应物，使混凝土体积膨胀而出现裂缝。混凝土骨料中含有蛋白石、硅质或镁质岩等活性氧化硅与高碱水泥中的碱反应成碱硅酸凝胶，吸水后体积膨胀而使混凝土崩裂。水泥中含游离氧化钙过多，在混凝

22、土硬化后，继续水华，发生发生固相体积增大，体积膨胀，使混凝土出现豆子似的崩裂，多发生自土法生产的水泥中。防控措施防控措施冬期施工混凝土中掺加氯化物量严格控制在允许范围内，并参加适量阻锈迹；采用海沙做细集料时，氯化物含量应控制在砂重的0.01%以内；在钢筋混凝土结构中避免用海水拌制混凝土；适当增厚保护层或对钢筋涂防腐蚀涂料，对混凝土加密封外罩；混凝土采用级配良好的石子，使用低水灰比，加强振捣，以降低渗透率，阻止电腐蚀作用。采用含氯酸三钙少的水泥，或掺加火山灰掺料，以减轻硫酸盐或镁盐对水泥的作用；或对混凝土表面进行防腐，以阻止对混凝土的侵蚀；避免采用含硫酸盐或镁盐的水拌制混凝土。防止采用含活性氧化硅的骨料配置混凝土，或采用低碱性水泥或掺火山灰的水泥配置混凝土，降低碱化物质和活性硅的比例，以控制化学反应的产生。加强