国内外对混凝土裂缝控制的要求

1、2国内外对混凝土裂缝控制的要求从日前的情况看，设计上对混凝土裂缝有一定范围。从我国的“混 凝土结构设计规范GBJ1089)”表334规定看，其裂缝宽度在不 同的环境下，不同的混凝土结构物其裂缝的宽度也有所不同的控制标 准，允许裂缝宽度为0.20.3mm。而从国外的情况看，不同的国家 对混凝土构筑物的裂缝宽度也有不同的规定，如1970年欧洲混凝土 专业委员会的规范所收集各个国家的标准设计裂缝规定如下：美国AGl规范规定裂缝为0.108mm；法国 规范规定裂缝为 0.27mm；加拿大规范规定裂缝为0.064mm；前苏联规范规定裂 缝为0.12mm；波兰 规范规定裂缝为0.182mm。从不同的国家来

2、看，各国的规范对混凝土构筑物的裂缝都有不同 的控制范围和要求，要保证混凝土构筑物不出现裂缝可以说是不可能 的。在我国，对在不同环境下混凝土构筑物，在不同的介质情况下， 所规定的混凝土裂缝宽度也不同。所以说，对混凝土构筑物的裂缝我 国规范规定在设计上有一定的允许宽度。国际上也都根据本国的特 点，对混凝土的裂缝都有明确的规定，说明混凝土结构的裂缝在一定 范围内是允许的，要想控制混凝土构筑物不裂缝是很难的，关键是裂 缝的宽度应该控制在什么范围内。3混凝土构筑物裂缝的种类及渗、漏原因混凝土渗、漏的主要原因是在其拌合物在浇灌振捣过程中漏振和 振捣不密实而产生的毛细孔隙或蜂窝状，在外部水压力的作用下，导

3、致渗、漏现象。同时，由于设计的原因，如结构的造型尺寸、受力情况、构造等 因素考虑不周，也会造成混凝土结构的渗、漏现象。从以往的实际情 况看，混凝土的裂缝大致可分为以下几种：混凝土拌合物凝结前的沉降裂缝及干缩裂缝；混凝土温度应力裂缝；混凝土自应力裂缝；混凝土受外力及荷重影响裂缝。从实际情况来看，地下混凝土工程结构的裂缝情况可分为以下几 个方面，笔者予以分别介绍。3.1混凝土拌合物沉降裂缝这种裂缝的发生，往往是采用大流动性混凝土拌合物时而发生的 裂缝，大家知道，大流动性混凝土拌合物在混凝土初凝前，混凝土拌 合物中的粗骨料始终处于一种自由体，虽然经过振动器械进行了振 动，内部的孔隙也基本排除，但在混

4、凝土内部的粗骨料本身在自身质 量的作用下缓慢下沉，若是素混凝土，内部的下沉是均匀的，在混凝 土硬化过程中，表面的裂缝一般均为施工人员在操作过程中所留下的 脚窝因用素浆找平后而形成的，因为这些裂缝是素浆在硬化时产生的 收缩（干裂）裂缝；但是只要在混凝土初凝时予以压光即可解决。另外 一方面是钢筋混凝土，在混凝土没有达到初凝前，其内部的粗骨料继 续处于下沉状态，而混凝土沿着钢筋的下方继续下沉，由于在钢筋的 作用下，钢筋上面的混凝土被钢筋的支护，在钢筋上表面沿着钢筋的 走向产生裂缝，这种裂缝的深度一般只达到钢筋表面为止，其裂缝的 形式见图1所示。3.2早期混凝土干缩裂缝这种裂缝一般出现在混凝土较薄的结

5、构；如现浇楼板混凝土、道 路混凝土、地坪等混凝土，在结构断面300mm、混凝土坍落度 100mm时，最容易发生此种裂缝。这种裂缝产生的原因是混凝土拌 合物在浇捣完毕后，混凝土拌合物内部的水份一部分泌出流失，一部 分被水泥水化所用，另外一部分被蒸发，尤其是在干热、风较大的季 节以及在空中的薄壁结构板混凝土拌合物则更容易出现失水干缩而 发生裂缝。这种裂缝出现的时间较早，一般混凝土在初凝前就已经发 生，若不加以处理和养护，局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构，部分 裂缝也将达到结构1/31/2的深度。象这样的裂缝若在混凝土还没达 到初凝之前，对其表面用木抹子进行再次拍压抹平，并立即在表面覆 盖养护，即可消

6、除该种裂缝的再发生。这种裂缝在实际的施工过程中 会经常遇到，但只要引起注意，象混凝土早期出现初凝前的裂缝完全 可以避免。3.3对拉螺栓钢筋端头处漏水现象在实际工程的施工中，对拉螺栓是用来固定模板的，在混凝土浇 灌前已预先固定在钢筋笼内，且钢筋穿过整个混凝土结构物。在施工 时，该对拉钢筋在土0.00以下都要求在对拉钢筋中焊接有钢板止水垫， 防止地下水从钢筋周围直接渗入混凝土结构物内部，要求止水钢板与 钢筋四周用电焊焊满，不得有漏焊和点焊，确保对拉螺栓的止水效果， 若止水垫焊不满，在混凝土振捣过程中，对拉螺栓下方的骨料颗粒还 在继续下沉，在混凝土凝结后，对拉钢筋下面就形成一道水膜，在混 凝土中的水

7、泥产生水化和水份的蒸发以后，在螺拴下表面就形成了一 道贯穿性的毛细孔，这种毛细孔在外部地下水的压力作用下，将产生 渗水现象。对拉螺栓钢止水垫焊接示意图见图2。但是，有的钢止水板在焊接时焊得不严，有漏焊点或漏焊处，在 外部水压力的作用下，水就会通过止水板的漏焊处，顺着钢筋螺栓渗 透到结构物内部。3.4贯通性毛细孔和微细裂缝在一般大流动性混凝土工程结构上容易产生贯通性的毛细孔。因 为泵送混凝土的流动性大，相应地混凝土单位用水量也要比普通混凝 土用水要多。在混凝土浇捣完后，一部分水泌掉，一部分蒸发，一部 分在水泥水化时被水泥吸收，那么另外一部分搅拌用水就存在混凝土 内部，在一定的时间内，水慢慢挥发，

8、原来水所占的体积就形成了一 条毛细孔隙，在混凝土结构外部地下水的压力下，这种贯通性的毛细 孔就很容易产生渗漏。微细裂缝主要反映在大流动性混凝土内部，由于在振捣时漏振或 振捣不够，在混凝土硬化前，尤其是在钢筋下方的骨料仍在继续下沉， 而钢筋上部的混凝土中的骨料被钢筋所支撑不能下沉，在钢筋的下表 面就形成了一道微细的水膜，日后它则会形成一条孔隙，地下水便会 从此缝隙渗漏到混凝土结构物内部。示意图见图3。（1）钢筋网；（2）混凝土骨料下沉后形成的缝隙；（3）混凝土结构3.5混凝土应力裂缝3.5.1混凝土温度应力裂缝在混凝土硬化过程中，混凝土构筑物可能要承受各种温度和湿度 及其它原因引起变形而产生应力

9、裂缝，因为混凝土在内、外约束应力 作用的情况下，混凝土构件的自约束应力是由于非线性的不均匀变形 引起，它产生了局部裂缝，而混凝土构件(结构)在外部的约束应力由 于结构与结构的相互约束，这种约束变形可能使混凝土构件(结构)产 生贯穿性断裂和局部裂缝。根据王铁梦教授的理论，在混凝土尤其是大体积混凝土浇捣完 后，水泥已经开始水化，其混凝土内部的最高温度峰值可按以下经验 公式计算，即：T0=T+Ca式中T0混凝土内部峰值温度(C)；T混凝土浇灌入模时的温度(C)；C每立方米混凝土水泥用量(kg/m3)；经验系数；当采用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥时；a=0.1；当采用普通水泥时a=0.105。当混

10、凝土内部温度应力大于混凝土的拉应力时，混凝土结构将会 出现裂缝，故在“混凝土结构工程施工及验收规范GB502092” 中第4.5.3条明确规定，“对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采 取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差 控制在设计要求的范围内；当设计无具体要求时，温差不宜超过 25C”。而在大体积混凝土施工中，往往设计上无明确的规定，只能 靠施工的经验进行控制。因为混凝土拌合物内的水泥在水化时，要产生大量的水化热，当 混凝土内外温差超过一定的限度，混凝土的拉应力小于混凝土的热涨 应力时，便会产生温度应力裂缝。这种裂缝主要出现在大体积混凝土 或在冬期施工的混凝土。例如

11、：我们在宝钢某大型设备基础的混凝土施工中，混凝土强度 设计为C30级，每立方米混凝土的水泥用量为360kg/m3,当时的气 温为33C，为了了解混凝土内部升温峰值，我们采取了电热偶测温 和测温孔的办法测定混凝土内部的温度与混凝土表面的温度，以计算 混凝土内外温差，经实测的温度和计算的温度看，两者相差不大。两 者的温度结果为：(1)实际测试的温度峰值为71.3C；(2)计算温度为：T0=34.5+(360 x0.1) = 70.5C ；从两者的温度情况看，温度相差仅为0.8C。说明计算的温度与 实测的温度相差不大，完全可以以计算的温度对混凝土进行保温措 施。当时该工程混凝土温度最高时所测混凝土外

12、表面温度为44C, 内外温差为27.3C，大于规范规定的25C要求，故立即采取混凝土 表面的保温措施，提高混凝土表面温度，缩小内外温差，使混凝土没 有因温度应力出现裂缝，保证了混凝土基础的质量。在混凝土出现温 度应力裂缝的情况时，一般往往会发生在混凝土结构物的变截面和混 凝土断面较小的部位，为此，在施工大体积混凝土或者较厚的混凝土 墙版时，施工单位要予以注意。温度应力裂缝的示意图见图4。3.5.2混凝土自应力裂缝在混凝土硬化后，即使在混凝土上方没有任何荷重的作用，也因 其自身的收缩而产生裂缝。尤其是在夏季的混凝土施工，更容易发生 该方面的裂缝。这种裂缝往往是在混凝土墙板上容易产生，它的形式 一

13、般为上下贯通的裂缝，在整个混凝土墙壁上呈现出有规律性的裂 缝，一般在1.82.2m 一道。如我们在上海市某研究所大楼地下室的 墙板的混凝土施工中，混凝土的养护到7天后，浇灌地下室混凝土顶 板，施工完后，发现地下室墙壁呈现规律性的裂缝，裂缝宽度为 0.15mm左右，长度为整个墙壁的高度。经请部分专家分析，该种裂 缝 是混凝土的自应力引起的，原因是混凝土在水泥水化热达到一定 的温度的时候，混凝土的膨胀应力开始消失而此时的混凝土开始产生 收缩。这种收缩是均匀的收缩，所以在此种条件下，混凝土墙板的裂 缝呈现出有规 律性的裂缝。但是，若墙板与地下室承重相联结蹬地 方，往往会在柱与墙的交点处裂缝以及在墙板

14、的变截面发生裂缝。3.6荷载变形裂缝这种裂缝一般可分为两种情况造成：一是在混凝土结构还未达到 设计要求的强度时，被车辆或重物的碾压或撞、砸而造成的变形缝； 二是即使混凝土已经达到了设计强度，而在混凝土墙壁或薄壁结构物 上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。后者出现的裂缝一般较为明显， 属于贯穿性的裂缝。3.7混凝土结构的漏水现象混凝土的漏水现象往往会发生在以下几个方面：蜂窝麻面渗水现象蜂窝麻面直接与混凝土施工有关。这些蜂窝麻面的出现原因主要 是在施工时漏振或者振动时间不足而发生的，这种蜂窝麻面在混凝土 结构中有的是独立一批片存在、有的则呈连贯性的。所以，在发生渗、 漏时它不是点渗、漏，而是成片渗、漏

15、的现象。（2）伸缩缝、沉降缝渗、漏在大体积混凝土和混凝土结构物比较长、结构物高低相差较大的 工程中，因工艺的要求一般都设有伸缩缝和沉降缝，以保证混凝土结 构在部分变形时而不影响其它整体变形的需要。这些部位往往在施工 时因某些原因使伸缩缝和沉降缝不能完全保证其质量，造成这些部位 的渗、漏，它在处理时往往要比其它部位的渗、漏要难处理得多。（3）新旧混凝土接茬（缝）的渗、漏在原有的混凝土结构物上继续浇灌混凝土时，原来的混凝土基础 表面没有进行凿毛处理或凿毛后未清理干净，或者是未用水冲洗，就 在原混凝土基础上浇灌混凝土拌合物。这样就会造成新旧混凝土的接 茬（缝）之间形成一道掺、漏的缝隙。这种渗水现象在

16、实际工程施工中 会经常出现，尤其是在混凝土塌落度较小时（一般在50mm以下），接 茬（缝）又未铺设水泥砂浆则更容易发生。这种缝隙在混凝土施工时特别要加以注意，引起重视。4裂缝渗、漏的处理方法根据混凝土渗、漏的特点，要进行分析该渗、漏的原因和渗水形 成的部位，以及渗、漏的程度，根据不同的形式可采取不同的堵漏办 法，我们实际的堵漏方法如下：对混凝土的堵漏的方法一般是采用四种办法，在日常的实施中这 四种方法是比较合适的，也是可行的，这些方法是：（1）化学灌浆法；（2）嵌缝堵漏法；（3）堵封堵漏法；（4）涂模（布）堵 漏法。以上四种堵漏方法是根据不同的渗、漏情况而选择不同培漏方式 来解决混凝土渗、漏问

17、题，下面笔者根据不同渗、漏按不同的堵漏方 法予以介绍。4.1化学灌桨法化学灌浆堵漏，是采用一种化学灌浆料来解决混凝土形成的线型 掺、漏的部位，一般这种渗、漏是一条线，堵漏时要采取化学灌浆料 与快速凝结水泥和无收缩水泥砂浆配合使用，才能真正达到堵漏效果；化学灌浆料一般分为四种型号，它们的技术指标见表1。表1化学灌浆料技术指标序号材料名称粘结强度(MPa)抗压强度(MPa)遇水膨胀率(%)LW水溶性聚氨脂1.70 273HW水溶性聚氨脂2.70 19.8 LW : HW=60 : 40 1.86 11.8 304低粘度环氧树脂5.10 82.4 化学灌浆堵漏，一般是对漏水较为严重的部位，它们的裂缝

18、一般 均是贯通性的，在堵漏处理上是比较困难的一种渗、漏，为此需要采 取化学灌浆的办法进行堵漏，堵漏时，先将渗、漏水的裂缝部位予以 确定，研究处理的方法，然后确定堵漏方案，对该种裂缝漏水的处理 方法如下：在漏水处凿出一道“V”型槽，用掺入速凝剂的水泥净浆埋设灌 浆嘴，用聚合物水泥砂浆PCCM封缝；对混凝土基层面用钢丝刷清理浮灰，并用清水冲洗干净；(3)在混凝土基层表面无浮水时，喷涂5mm厚的PCCM聚合物水泥砂浆。PCCM聚合物水泥砂浆主要力学性能见表2；表2PCCM聚合物水泥砂浆主要力学性能性能粘结强度(MPa)抗拉强度(MPa)极限拉值(Eu)抗拉弹模(E)抗裂系数(k)抗渗压力(MPa)指

19、标 3.54.2 3.7 4.7 700800 x10-6 700800(MPa) 5.5 7.5x10-4 S1.2对喷涂的聚合物养护5d后，用LW水溶性聚氨脂浆液进行化 学灌浆，灌浆的压力一般为0.3(MPa),防止在灌浆时的压力过大，造 成进塑料管的爆裂。该堵漏化学灌浆的操作示意图见图5；在实际的堵漏的处理中，采用油毡或铝箔的目的是为了防止水泥 浆进入金属阀(金属阀一端连接透明塑料注浆软管作为引水管，在混 凝土表面达到一定的强度后又作为化学灌浆的输送管)的注浆孔使堵 塞。用油毡或者铝箔套住金属阀，然后在油毡或铝箔四周用快速凝结水泥净浆予以密封，然后用上述介绍的材料进行面层处理。4.2嵌缝

20、堵漏法采用该种堵漏方法，一般是混凝土表面只出现映水现象，在长时 间后，能把混凝土墙面映湿成大片的水迹和地下存有积水，如果不处 理，将会影响整个表面的美观及室内的使用效果，为此，本办法对渗 水的处理应采用嵌缝的方法进行，嵌缝的处理方法是：沿着混凝土渗水的缝隙凿出 七型槽，清除槽内的杂物，然后 用清水冲洗干净；在清洁、干燥的缝面上均匀涂刷SR塑料止水材料专用基液；在基液实干前，嵌填SR塑性止水材料；修理及保护：密封胶在表面干燥以前，用小刮刀等工具抹平， 将表面修理平整；在经过嵌缝的缝面上用喷水壶撤上水，保持缝面的潮湿;将按比例配制的PCCM砂浆用刮刀将其嵌入缝中，并用抹刀将其抹平；待PCCM砂浆凝

21、结后，采用潮湿的办法养护35d；按比例配制HK964增厚型环氧涂料，反复搅拌均匀后使 用；在干燥、平整的缝表面上，均匀涂刷964弹性涂料二道，要 一刷压一刷操作，防止漏刷；在整个堵漏工作完毕后，对所使用SR、964涂料的工具，要 及时用溶剂清洗干净待用。4.3封堵堵漏法该种堵漏的方法，主要是应用在水下或地下混凝土在涌水的条件 下的孔隙、孔洞和裂缝的快速封堵。在封堵这样的漏水部位，往往要 比其它的渗、漏要困难得多，且堵水效果要略差一些，但只要在处理 时按要求操作，可保证混凝土表面不掺水。这种材料有的叫快速堵漏 剂，也有的称为PBM聚合物，其聚合物混凝土的水下性能见表3。PBM-7聚合物混凝土的水

22、下性能龄期性能粘结强度(MPa)抗拉强度 (MPa)抗折强度 (MPa)抗压强度 (MPa)1d 2.0 5.2 13.7 42.630d 2.1 5.9 15.1 56.4采用本办法堵漏时一定先把基底处理干净，在混凝土表面不得留 有混凝土杂物和粉末，若是点涌水，先把漏水处凿一个直径为80 150mm深5080mm的工作坑，在坑中的漏水处预放一个导水管， 作为排水之用，待先抹上去的聚合物混凝土 (或砂浆)达到一定的强度 后，再用聚合物砂浆用力给堵上。在处理渗漏时，一般要根据漏水的 流水量的大小来采取不同的堵漏方法，若是有水向外踊，可采取上述 方法进行。若漏水量很小，可以在漏水处按上述的办法先凿

23、除一个堵 漏工作坑，用清水冲洗干净后，立即用聚合物混凝土或聚合物砂浆一 次封堵，并用力将聚合物混凝土或聚合物砂浆压实(这种聚合物拌入 混凝土或水泥砂浆后，其凝结时间一般在35分钟)，待混凝土或砂 浆凝结硬化后，在其表面用高标号砂浆抹平，在5d内保持表面潮湿 即可。其封堵的操作示意图见图6：注意，在有涌水的堵漏过程中，一定要对钢管或竹筒混凝土或砂 浆在硬化（凝结）前进行转动，防止混凝土或砂浆在硬化后无法取出， 造成在最后堵流时发生困难或返工现象。另外，如果漏水呈上下裂缝，在堵这种形式的裂缝时，要注意从 上至下进行操作，在比较容易操作的高度设置排水管，待整个裂缝所 封堵的材料达到设计要求后，再对排

24、水的位置进行封堵。也可以分段 封堵，方法同上。4.4涂膜（布）堵漏法涂膜堵漏是将混凝土结构物表面有渗漏的地方经过处理后，直接 在其表面上进行防水处理。这种方法一般适用于混凝土结构在施工时 振捣不密实，有的是漏振而形成的混凝土内部不密实而造成的大面积 渗水情况，这种渗水现象一般无法用压力灌浆和嵌入法解决，只能用 涂膜法进行表面防水处理。这种处理方法比较简单，但在操作时要求 较严格，一般都要求混凝土结构表面没有浮灰和杂物，否则将会影响 混凝土面与涂膜的粘结力，影响防水效果。涂膜（布）防水所使用的材料为HK96系列增厚型环氧涂料，它们的用途性能分别为:961用于干燥的混凝土表面；962用于潮湿的混凝土表 面；963用于水下混凝土或结构物表面；964为弹性涂料。在选用以上