第一篇：淺析常見混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成原因及預(yù)防措施

淺析常見混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因及防治措施

程守智

在實(shí)際施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)的開裂問題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題。在建筑物的建造和使用過程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)垮塌的報(bào)道屢見不鮮?；炷灵_裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著工程技術(shù)人員。本文對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)工程中常見的一些裂縫現(xiàn)象進(jìn)行了探討分析，并針對(duì)具體情況提出了一些預(yù)防措施。

一、總述

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人身和財(cái)產(chǎn)安全。

二、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫種類和成因

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因?；炷两Y(jié)構(gòu)裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：

（一）、荷載引起的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。

1、直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：設(shè)計(jì)計(jì)算階段、施工階段、使用階段。

2、次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。

3、荷載裂縫分類及其特征。荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動(dòng)嚴(yán)重部位。

但必須指出，如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫，往往是結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力極限的標(biāo)志，是結(jié)構(gòu)破壞的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同受力方式，產(chǎn)生的裂縫特征如下：中心受拉、中心受壓、受彎、大偏心受壓、小偏心受壓、受剪、受扭、受沖切、局部受壓。

（二）、溫度變化引起的裂縫 混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或原有混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力,有時(shí)溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)即會(huì)出現(xiàn)裂縫。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。

3、收縮引起的裂縫

在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。塑性收縮、縮水收縮（干縮）、自生收縮、炭化收縮。

4、鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護(hù)層厚度（當(dāng)然保護(hù)層亦不能太厚，否則構(gòu)件有效高度減小，受力時(shí)將加大裂縫寬度）；施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實(shí)性，防止氧氣侵入，同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。

5、凍脹引起的裂縫

大氣氣溫低于零度時(shí)，混凝土中膨脹力加大，混凝土強(qiáng)度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時(shí)受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%~50%。冬季施工時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。冬季施工時(shí)，采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)以及在混凝土拌和水中摻入防凍劑（但氯鹽不宜使用），可保證混凝土在低溫或負(fù)溫條件下硬化。

6、材料質(zhì)量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。①水泥。②砂、石骨料。拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對(duì)堿骨料反應(yīng)有影響。

7、施工質(zhì)量引起的裂縫 在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型常見的有：①混凝土保護(hù)層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。②混凝土振搗不密實(shí)、不均勻。③混凝土澆筑過快，混凝土流動(dòng)性較低。④混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長。⑤混凝土初期養(yǎng)護(hù)時(shí)急劇干燥。⑥用泵送混凝土施工時(shí)，加大了水灰比。⑦混凝土分層或分段澆筑時(shí)，接頭部位處理不好。⑧混凝土早期受凍。⑨施工時(shí)模板剛度不足。⑩施工時(shí)拆模過早，混凝土強(qiáng)度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫?！?1施工前對(duì)支架壓實(shí)不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫?！?2裝配式結(jié)構(gòu)，在構(gòu)件運(yùn)輸、堆放時(shí)，支承墊木不在一條垂直線上，或懸臂過長，或運(yùn)輸過程中劇烈顛撞；吊裝時(shí)吊點(diǎn)位置不當(dāng)，T梁等側(cè)向剛度較小的構(gòu)件，側(cè)向無可靠的加固措施等，均可能產(chǎn)生裂縫?！?3安裝順序不正確，對(duì)產(chǎn)生的后果認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。如鋼筋混凝土連續(xù)梁滿堂支架現(xiàn)澆施工時(shí)，鋼筋混凝土墻式護(hù)欄若與主梁同時(shí)澆筑，拆架后墻式護(hù)欄往往產(chǎn)生裂縫；拆架后再澆筑護(hù)欄，則裂縫不易出現(xiàn)。○14施工質(zhì)量控制差。

三、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施

（一）、設(shè)計(jì)方面

1.設(shè)計(jì)中的‘抗’與‘放’。

在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中‘抗’與‘放’的關(guān)系。所謂‘抗’就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，沒有足夠的變形余地時(shí)，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂‘放’就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時(shí)所采取的措施。

設(shè)計(jì)人員應(yīng)靈活地運(yùn)用‘抗一放’結(jié)合、或以‘抗’為主、或以‘放’為主的設(shè)計(jì)原則。來選擇結(jié)構(gòu)方案和使用的材料。

2.設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時(shí)，應(yīng)充分考慮采用加強(qiáng)措施。

3.積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)：

在常見的混凝土裂縫中，有相當(dāng)部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補(bǔ)償混凝土的收縮，實(shí)踐證明，效果是很好的。

4.重視對(duì)構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識(shí)：

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置，特別是于樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。5.對(duì)于大體積混凝土，建議在設(shè)計(jì)中考慮采用60天齡期混凝土強(qiáng)度值作為設(shè)計(jì)值，以減少混凝土單方用灰量，并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。

（二）、材料選擇和混凝土配合比設(shè)計(jì)方面

1、根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。

2、選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。

3、積極采用摻合料和混凝土外加劑。

4、正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。

5、配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。

（三）、現(xiàn)場操作方面

1.澆搗工作：澆搗時(shí)，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

2.混凝土養(yǎng)護(hù)：在混凝土裂縫的防治工作中，對(duì)新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。主要是控制好構(gòu)件的濕潤養(yǎng)護(hù)，對(duì)于大體積混凝土，有條件時(shí)宜采用蓄水或流水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14—28天。

3.混凝土的降溫和保溫工作：對(duì)于厚大體積混凝土，施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設(shè)散熱孔、通水排熱等)，避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。

4.避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。

5.對(duì)于地下結(jié)構(gòu)混凝土，盡早回填土，對(duì)減少裂縫有利。

6.夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫人模、低溫養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。

7、采用綜合措施，控制混凝土初始溫度、混凝土溫度和溫度變化。引起溫差裂縫澆筑時(shí)間盡量安排在夜間，最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時(shí)要求在沙、石堆場搭設(shè)簡易遮陽裝置，或用濕麻袋覆蓋，必要時(shí)向骨料噴冷水?；炷帘盟蜁r(shí)，在水平及垂直泵管上加蓋草袋，并噴冷水。

（四）因使用環(huán)境原因造成的裂縫防治

1、因使用期間氣溫濕度變化而形成的裂縫，一般不易根除，以采用對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)措施，減少大氣濕度變化對(duì)構(gòu)件變化的影響為宜；

2、因多次凍融而產(chǎn)生的裂縫，除對(duì)已形成缺陷和損壞的部分要予以補(bǔ)強(qiáng)或加固外，宜添加對(duì)受凍混凝土構(gòu)件的保溫措施；

3、因處于侵蝕性介質(zhì)中而產(chǎn)生的大面積的缺陷和損傷，除應(yīng)剔除受腐蝕和損傷的部位予以補(bǔ)強(qiáng)或加固外，應(yīng)使用礦渣水泥混凝土或水玻璃耐酸混凝土罩面加以保護(hù)；

4、因地震災(zāi)害的損傷要采用抗震構(gòu)造措施來預(yù)防；對(duì)已產(chǎn)生的不太嚴(yán)重的地震損傷可參考震損建筑修復(fù)加固的辦法來解決。

另外，還可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

改善約束條件的措施是：合理地分縫分塊；避免基礎(chǔ)過大起伏；合理地安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫十分重要，應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性十分困難，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

四、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理方法(一)、表面處理法

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(dòng)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

（二）、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，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)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后作填充處理。

（三）、灌漿法 此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。利用壓送設(shè)備（壓力0.2~0.4Mpa）將補(bǔ)縫漿液注入砼裂隙，達(dá)到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，效果很好。也可利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方便效果也很理想。

（四）、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時(shí) 間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。

（五）、混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

（六）、電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。

（七）、仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊)，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

六、結(jié) 論

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

對(duì)于混凝土裂縫的控制是一個(gè)綜合性的問題，需要經(jīng)過設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及使用方等多方面的配合。隨著當(dāng)今我們對(duì)混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高，相信混凝土裂縫問題將會(huì)逐漸得以圓滿地解決。

第二篇：混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因和預(yù)防措施

1.前言

混凝土是現(xiàn)代城市建設(shè)中廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料，但是伴隨這類材料的生產(chǎn)研究與應(yīng)用，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題一直受到人們關(guān)注。混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫不僅影響到結(jié)構(gòu)的美觀，也可能影響結(jié)構(gòu)的正常使用與耐久性。當(dāng)裂縫寬度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，可能危及結(jié)構(gòu)的安全。大量科研和實(shí)踐都證明了混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的，科學(xué)的要求是將其有害程度控制在允許范圍(國家有關(guān)規(guī)范)內(nèi)。

2.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因

混凝土是一種抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用過程中，當(dāng)發(fā)生溫度、濕度變化、地基不均勻沉降時(shí)，極易產(chǎn)生裂縫。

2.1 材料質(zhì)量

材料質(zhì)量問題引起的裂縫是較常見的原因。

2.2 結(jié)構(gòu)受荷

結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。如：拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載、張拉預(yù)應(yīng)力值過大等等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30％—40％的設(shè)計(jì)荷載時(shí)，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺，而構(gòu)件的極限破壞荷載往往在設(shè)計(jì)荷載的1．5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻(xiàn)稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0．2mm～0．3mm，對(duì)那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許開裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫，則應(yīng)認(rèn)為有害，需加以認(rèn)真分析，慎重處理。

2.3 設(shè)計(jì)構(gòu)造

結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或開洞、留槽引起應(yīng)力集中；構(gòu)造處理不當(dāng)、現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設(shè)附加箍筋、或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩厝菀讓?dǎo)致混凝土開裂。

2.4 溫度變形

混凝土是具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫，大體積混凝土的裂縫等。

2.5 濕度變形

混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)，體積會(huì)逐漸減小，稱為干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等，通常是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不良造成。

2.6 地基變形

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應(yīng)力相對(duì)較大，使得裂縫一般是貫穿性的。

2.7 施工工藝

(1)混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。(2)水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。(3)模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護(hù)層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。(4)混凝土養(yǎng)護(hù)，特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。

2.8 徐變

混凝土徐變?cè)斐砷_裂或裂縫發(fā)展的例子工程中也很常見。據(jù)文獻(xiàn)記載受彎構(gòu)件截面混凝土受壓徐變，可以使構(gòu)件變形增加2倍～3倍；預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)因徐變會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失，降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。

3.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施

通過以上分析，在工程裂縫中有很大一部分是可以通過設(shè)計(jì)手段、施工手段來克服的。

3.1 材料方面措施

(1)水泥

根據(jù)工程條件不同，盡量選用水化熱較低、強(qiáng)度較高的水泥，嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。

(2)粗骨料：適用表面粗糙、級(jí)配良好、空隙率小、無堿性反應(yīng)；有害物質(zhì)及泥土含量和壓碎指標(biāo)值等滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)范規(guī)定。

(3)細(xì)骨料：一般采用天然砂。宜用顆粒較粗、空隙較小的2區(qū)砂、對(duì)運(yùn)送混凝土宜選用中砂；所選的砂有害物質(zhì)及混凝土含量和堅(jiān)固指標(biāo)等應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)程規(guī)定。

(4)外摻加料：宜采用減水劑及膨脹劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

3.2 混凝土配料、攪拌、運(yùn)輸及澆筑措施

(1)配合設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采有低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確，攪拌時(shí)間應(yīng)保證；禁止任意增加水泥用量。

(2)混凝土運(yùn)輸過程中，車鼓保持在每分鐘約6轉(zhuǎn)，并到工地后保持?jǐn)嚢柢嚫咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)到4至5分鐘，以使混凝土澆筑前充分再次混合均勻。如遇塌落度有所損失，可以摻一定的外加劑以達(dá)到理想效果。

(3)澆筑分層應(yīng)合理，振搗應(yīng)均勻、適度、不得隨意留置施工縫。

3.3 設(shè)計(jì)方面措施

(1)建筑平面造型在滿足使用要求的前提下，力求簡單，平面復(fù)雜的建筑物，容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂；控制建筑物的長高比，增強(qiáng)整體剛度和調(diào)整不均勻沉降的能力。

(2)正確設(shè)置變形縫，位置和寬度選擇要適當(dāng)，構(gòu)造要合理。

(3)合理地調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。

(4)限制伸縮縫間距。對(duì)體形復(fù)雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應(yīng)嚴(yán)格控制，可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并使用。

(5)構(gòu)件配筋要合理，間距要適當(dāng)。斷面較大的梁應(yīng)設(shè)置腰筋。大跨度、較厚的現(xiàn)澆板，上面中心部位宜配置構(gòu)造鋼筋。主梁在集中應(yīng)力處，宜增加附加橫向鋼筋。

(6)減少地基的不均勻沉降，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度，不同的地基計(jì)算強(qiáng)度和采用不同的墊層厚度等方法，來調(diào)整地基的不均勻變形。

(7)層層設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱，可以增加建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度，防止或減少裂縫。

3.4 施工方面措施

(1)模板工程的模板構(gòu)造要合理，以防止模板各構(gòu)件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫；模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載作用下，模板變形過大造成開裂；合理掌握拆模時(shí)機(jī)，盡可能不要錯(cuò)過混凝土水化熱峰值，即不要錯(cuò)過最佳養(yǎng)護(hù)介入時(shí)機(jī)。

(2)合理設(shè)置后澆帶，較長的墻、板、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)和主樓與裙房之間等高低層錯(cuò)落處，均應(yīng)設(shè)置后澆帶。

(3)加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，以減少混凝土的收縮變形。

(4)大體積混凝土施工，應(yīng)做好溫度測控工作，采取有效的保溫措施，保證構(gòu)件內(nèi)外溫差不超過規(guī)定。

(5)鋼筋綁扎位置要正確，保護(hù)層厚度要盡量準(zhǔn)確，不要超出規(guī)范規(guī)定；鋼筋表面應(yīng)潔凈，鋼筋代換必須考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響。

(6)加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收，復(fù)雜地基，應(yīng)做補(bǔ)充勘探。異常地基處理必須謹(jǐn)慎，盡可能使其處理后的承載力與本工程正常地基承載力相同或相近。

(7)合理安排施工順序。當(dāng)相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時(shí)，一般應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ)，以防基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)。當(dāng)建(構(gòu))筑物各部分荷載相差較大時(shí)，一般應(yīng)施工重、高部分，后施工輕、低部分。

4.結(jié)束語

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制是一個(gè)綜合性的問題，需要經(jīng)過設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及使用方等多方面的配合。經(jīng)過上述綜合措施的控制，能夠避免大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生或者使裂縫盡可能將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)。

第三篇：淺談大體積混凝土裂縫原因及預(yù)防措施

淺談大體積混凝土裂縫原因及預(yù)防措施

通過近幾年來的現(xiàn)場實(shí)踐，及查閱相關(guān)的技術(shù)資料，對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、現(xiàn)場混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施進(jìn)行簡要的闡述。

一、裂縫產(chǎn)生的原因分析

混凝土中產(chǎn)生的裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，原材料不合格（如堿骨料反映），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水熱化熱，內(nèi)部溫度不段上升，在表面引起拉應(yīng)力，后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫?；炷潦且恢写嘈圆牧?，拉抗強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形也只有（0.6~1.0）×104，長期加荷時(shí)的極限拉伸變形也只有（1.2~2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆注過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其拉強(qiáng)度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力只要是由鋼筋來承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力，但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。

二、溫度應(yīng)力的分析

溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個(gè)階段：

（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段有兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土上彈性模量的急劇變化，由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中。溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝土上的彈性模量變化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。

根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類：

（1）自生能力：沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面的溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。

（2）約束能力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而一起的應(yīng)力，如箱梁頂板混凝土和護(hù)攔混凝土；這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土上的干縮所引起的應(yīng)力共同作用；想要根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算，混凝土的徐變使溫度應(yīng)力有相當(dāng)大的松弛，計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，必須考慮徐變的影響，具有計(jì)算這里就不在細(xì)述。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

為了防止裂縫，可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手，現(xiàn)場常用的措施如下：

（1）采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。

（2）攪拌混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

（3）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，最好控制在500mm以內(nèi)，以便于表面散熱；第二層澆筑必須在第一段砼初凝前澆筑完畢。

（4）根據(jù)混凝土澆注面積，在混凝土上中下部設(shè)置一定數(shù)量測溫管，定時(shí)測定內(nèi)外溫度，前4天每2h測一次，5－7天每4h測一次，8－15天每天一次，并及時(shí)記錄，確?；炷羶?nèi)外溫差控制在25.以內(nèi)，做到及時(shí)觀察，出現(xiàn)溫度超偏，可通過調(diào)整養(yǎng)護(hù)方式來降低溫差。

（5）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度，加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù)措施，現(xiàn)場通常采取措施為混凝土澆注后先覆蓋一層塑料薄膜，用麻袋裝鋸末，厚度80～100㎜進(jìn)行中層覆蓋，最后覆蓋1-2層100mm厚巖棉被。

（6）夏季施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面及側(cè)邊，設(shè)置專人撒水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d，有條件的應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)側(cè)邊進(jìn)行覆土掩蓋，避免內(nèi)部水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生裂縫。

改善約束條件的措施是：

（1）合理地分區(qū)分塊。

（2）避免基礎(chǔ)過大起伏。

（3）合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要，應(yīng)特別主注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力疊加，再加上混凝土干縮，表面拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)。但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一些輕型保溫材料，如泡沫海綿等，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低，只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土的線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍，當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時(shí)，鋼筋的應(yīng)力將不超過 100~200kg/cm2，因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難，但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變的數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。為了保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一，例如使用減水防裂劑，筆者在實(shí)踐中總結(jié)出其主要作用為：

（1）混凝土中存在大量的毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力，但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。

（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%.（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充。

（4）摻加減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。

（5）外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減 少干燥收縮。

許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性功能，我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)性這方面的研究，比單純改善外部條件，可能會(huì)更加簡潔、經(jīng)濟(jì)。

四、混凝土的早期養(yǎng)護(hù)

實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，寒冷地區(qū)的溫度驟降也是容易形成裂縫的。因此說混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要；從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，現(xiàn)場保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：

（1）防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。

（2）防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土的使用期的穩(wěn)定溫度。

（3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)該切實(shí)重視起來。

五、結(jié)束語

以上對(duì)混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實(shí)踐的初步探討，雖然現(xiàn)在對(duì)于混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法有不同的理論，但對(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

（河南六建建筑集團(tuán)有限公司 周峰、凱瑞房地產(chǎn)置業(yè)有限公司 左高偉）

第四篇：混凝土幾種常見裂縫形成的原因及預(yù)防和處理措施

混凝土常見裂縫原因及預(yù)防和處理措施

【摘要】 本文通過對(duì)幾種常見混泥土裂縫形成的原因進(jìn)行了分析，結(jié)合工程實(shí)踐，系統(tǒng)介紹了預(yù)防和處理措施。

【關(guān)鍵詞】混凝土

裂縫形成原因

預(yù)防

處理措施

1、概述

建筑物的破壞，特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞往往是從裂縫開始的。但是，并不是所有的裂縫都是建筑物危險(xiǎn)的征兆。只有那些影響結(jié)構(gòu)承載能力、穩(wěn)定性、剛度以及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的可靠性等類裂縫，才可能危及建筑物的安全使用。而大量常見的裂縫，如溫度、收縮裂縫等，并不危及建筑物結(jié)構(gòu)安全。因此，各類裂縫對(duì)建筑的危害是不同的，故對(duì)各類裂縫的處理應(yīng)有區(qū)別。

下面就塑性裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫形成的原因及預(yù)防和處理措施進(jìn)行闡述。

2、塑性裂縫

塑性裂縫出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，形狀不規(guī)則且長短不一，類似干燥的泥漿面。塑性裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆筑初期，一般在澆筑后4h左右出現(xiàn)。當(dāng)混凝土本身與外界氣溫相差懸殊，或本身溫度長時(shí)間過高(40℃以上)而氣候又很干燥，便會(huì)出現(xiàn)塑性裂縫。塑性裂縫又稱龜裂，嚴(yán)格說來屬于干縮裂縫，出現(xiàn)很普遍。2.1裂縫形成的原因

2.1.1 混凝土澆筑后，表面沒有及時(shí)覆蓋，受風(fēng)吹日曬，表面游離水分蒸發(fā)過快，體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度低，不能抵抗這種變形應(yīng)力，因而開裂。2.1.2 使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，或使用過量的細(xì)砂和粉砂。2.1.3 混凝土水灰比過大，或模板(指木模)過于干燥，也會(huì)導(dǎo)致這種裂縫出現(xiàn)。2.2 預(yù)防措施

2.2.1配制混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，石子粒徑應(yīng)選用連續(xù)級(jí)配，選用中粗砂，以減小空隙率和含砂率。同時(shí)，澆筑混凝土?xí)r要振搗密實(shí)，以減小收縮量，提高混凝土抗裂強(qiáng)度。

2.2.2 澆搗混凝土前，將基層和模板澆水濕透。

2.2.3 混凝土澆筑完畢后，裸露的混凝土表面及時(shí)覆蓋，按養(yǎng)護(hù)要求進(jìn)行操作。2.2.4 在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的天氣下施工，混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及早進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，使其保持濕潤。大面積混凝土宜澆完一段，養(yǎng)護(hù)一段。此外，要加強(qiáng)表面的抹壓和養(yǎng)護(hù)工作。

2.2.5 混凝土養(yǎng)護(hù)可采用覆蓋濕草袋、塑料薄膜等方法。當(dāng)表面發(fā)現(xiàn)微細(xì)裂縫時(shí)，應(yīng)及時(shí)抹壓一次，再覆蓋養(yǎng)護(hù)。2.3 處理方法

此類裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響不大，但會(huì)使鋼筋易銹蝕，且有損美觀，一般可在表面抹一層薄砂漿進(jìn)行處理。對(duì)于受力大的預(yù)制構(gòu)件，也可在裂縫表面涂環(huán)氧膠泥或粘貼環(huán)氧玻璃布進(jìn)行封閉處理。

3、干縮裂縫

干縮裂縫處在結(jié)構(gòu)的表面，較細(xì)，多在0.05～0.2mm之間。其走向縱橫交錯(cuò)，沒有規(guī)律性。較薄的梁、板類構(gòu)件或桁架構(gòu)件的干縮裂縫，多沿短邊方向分布；整體性結(jié)構(gòu)的干縮裂縫，多發(fā)生在截面變化處；平面.上的干縮裂縫，多延伸到變截面部位或塊體邊緣；大體積混凝土的干縮裂縫在平面部位較為多見，側(cè)面也常出現(xiàn)；預(yù)制構(gòu)件的干縮裂縫多產(chǎn)生在箍筋位置。這類裂縫一般在混凝土露天養(yǎng)護(hù)完畢一段時(shí)間后，在表層或側(cè)面出現(xiàn)，并隨濕度和溫度變化而逐漸發(fā)展。3.1 裂縫形成的原因

混凝土收縮有濕度收縮(即干縮)和自收縮之分。濕度收縮是混凝土中多余水分蒸發(fā)，隨濕度降低、體積減小而產(chǎn)生的，其收縮量占混凝土總體積收縮量的絕大部分；自收縮為水泥化學(xué)作用引起的體積收縮，收縮量只有前者的1/5～1/10，一般可包括在濕度收縮內(nèi)一起考慮。

3.1.1 混凝土成型后，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，受到風(fēng)吹日曬，表面水散發(fā)快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化很小，收縮也小，因而表面的收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土表面裂縫；或者構(gòu)件因水分蒸發(fā)產(chǎn)生體積收縮，受到地基或墊層的約束而出現(xiàn)干縮裂縫。

3.1.2 混凝土構(gòu)件長期露天堆放，表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變化。3.1.3 采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

3.1.4 混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層。3.1.5 用后張法預(yù)應(yīng)力制成的構(gòu)件，露天生產(chǎn)后長久不張拉等等。3.2 預(yù)防措施

3.2.1 混凝土水泥用量、用水量和砂率不能過大，嚴(yán)格控制砂石的含泥量，嚴(yán)禁使用粉砂。混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，并注意對(duì)板面進(jìn)行抹壓，可在混凝土初凝后終凝前，進(jìn)行二次抹壓，以提高混凝土抗拉強(qiáng)度，減少收縮量。

3.2.2 加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。3.3 處理方法

為防滲漏和觀感，可采用表面修理補(bǔ)平方法。先用鋼絲刷將混凝土表面刷毛，清除表面附著污物，用水沖洗干凈，干燥后無用環(huán)氧膠泥、乳膠水泥等嵌補(bǔ)混凝土表面缺損，最后用上述材料涂覆。

4、溫度裂縫

混凝土表面出現(xiàn)的溫度裂縫，其走向無一定的規(guī)律性，梁、板一類長度尺寸較大的構(gòu)件，裂縫多平行于短邊。對(duì)大面積的構(gòu)件，裂縫?？v橫交錯(cuò)。深入的和貫穿性的溫度裂縫，一般與短邊方向平行或接近于平行。裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，一般在0.5～10mm。高溫引起的溫度裂縫是中間粗兩端細(xì)。冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯，其寬度在0.5mm以下，且從上至下沒有多大變化。溫度裂縫大多發(fā)生在施工的中后期間，縫寬受溫度變化影響較明顯。4.1裂縫形成的原因

4.1.1 表面溫度裂縫多緣于較大溫差。特別是大體積混凝土基礎(chǔ)在澆灌混凝土后，在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部的溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當(dāng)溫差出現(xiàn)非均勻變化時(shí)，如施工中過早拆除模板，冬季施工過早拆除保溫層，或受到寒潮襲擊，都會(huì)導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化，使其因降溫而收縮。此時(shí)，表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力(內(nèi)部降溫慢，受自約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力)，而混凝土早期抗拉強(qiáng)度又很低，因此出現(xiàn)裂縫(這種裂縫又稱為內(nèi)約束裂縫)。但這種溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱。因此，這種裂縫只在接近表面較淺的范圍內(nèi)出現(xiàn)，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。

4.1.2 深入和貫穿性的溫度裂縫多緣于結(jié)構(gòu)溫差大。板面受高溫時(shí)，鋼筋混凝土大梁會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫，當(dāng)梁的伸長率超過板時(shí)，板就產(chǎn)生溫度裂縫。除梁、板高溫裂縫外，在冬天時(shí)，板還會(huì)產(chǎn)生冷縮裂縫。以上結(jié)構(gòu)的溫度裂縫均屬于深入和貫穿性的溫度裂縫。4.2 預(yù)防措施

預(yù)防溫度裂縫，可以從控制溫度著手。首先應(yīng)從設(shè)計(jì)上改進(jìn)，針對(duì)梁、板出現(xiàn)的溫度裂縫，先設(shè)置好必要的伸縮縫、變形縫和沉降縫，可以減少溫度裂縫或不出現(xiàn)溫度裂縫。在施工方面，著手改進(jìn)施工工藝，改善混凝土性能，提高鋼筋混凝土質(zhì)量，同樣可以減少溫度裂縫。4.3 處理方法

溫度裂縫對(duì)鋼筋銹蝕及對(duì)混凝土碳化、抗凍融，抗疲勞(有動(dòng)荷載)性能，均有不良影響，應(yīng)采取措施處理?？梢詫?duì)之涂2遍環(huán)氧膠泥或貼環(huán)氧玻璃布。對(duì)有防水、防滲要求的結(jié)構(gòu)，縫寬大于0.lmm的深入或貫穿性裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫可灌程度，采用灌水泥漿或化學(xué)漿液(環(huán)氧、甲凝或丙凝漿液)方法進(jìn)行裂縫填補(bǔ)，或者灌漿與表面封閉同時(shí)用。對(duì)寬度小于0.1mm的裂縫，由于后期水泥會(huì)自動(dòng)生成氫氧化鈣、硫酸鋁、硫酸鈣等類物質(zhì)，能使裂縫自行愈合，可不加處理或只進(jìn)行表面處理。

第五篇：混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

摘 要：大體積混凝土開裂后，其性能與原狀混凝土性能相差很大，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的長期安全和耐久運(yùn)行。本文分析了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和機(jī)理，從各個(gè)環(huán)節(jié)提出了預(yù)防裂縫的綜合措施，以確?；炷临|(zhì)量，減少裂縫的發(fā)生。關(guān)鍵詞：混凝土 裂縫 水泥水化熱 溫度應(yīng)力

一、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生的原因主要有三種：（1）由外部荷載引起的裂縫隙，按常規(guī)計(jì)算的各種荷載引起的；（２）由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與設(shè)計(jì)模型的不同而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫；（3）由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素產(chǎn)生的變形應(yīng)力引起的裂縫，施工中可采取措施避免。（4）大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化釋放的水化熱能產(chǎn)生很大的溫度變化和收縮作用，是導(dǎo)致大體積混凝土溫度裂縫的主要原因。

1．水化熱產(chǎn)生裂縫的機(jī)理

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，在施工過程中，由水泥水化過程中釋放出大量水化熱，由于體積大，熱量不易散發(fā)，造成較大溫升，從而導(dǎo)致體積增大。當(dāng)這種變形不受約束時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。但實(shí)際上這種變形肯定會(huì)受到約束，約束有兩種。一是混凝土與外部環(huán)境溫度差異引起的約束；另一種是由于內(nèi)部的條件不同產(chǎn)生的約束，以上兩種約束產(chǎn)生的應(yīng)力為溫度應(yīng)力。

其次，濕度變化引起的混凝土內(nèi)部各單元體之間相互約束，產(chǎn)生的應(yīng)力為干縮應(yīng)力。因?yàn)闈穸葌鲗?dǎo)率遠(yuǎn)小于熱度傳導(dǎo)率（約為1/1600），所以，它主要在混凝土表面附近：另外，混凝土自身體積變形不能自由伸縮所產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為自身體積變形應(yīng)力；還有地基非均勻沉降、模板走樣也會(huì)產(chǎn)生變形應(yīng)力。在以上非結(jié)構(gòu)荷載作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力中，主要是溫度應(yīng)力和變形應(yīng)力。對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，當(dāng)混凝土澆筑體邊界無約束時(shí)（如底、頂板頂面），在早期水化熱溫度迅速升高階段，由于混凝土內(nèi)、外散熱條件不同，形成溫度梯度，表面受拉，內(nèi)部受壓。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。在混凝土的降溫階段，混凝土的溫差引起的變形加上混凝土的體積收縮變形，受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)，在澆筑體中央斷面產(chǎn)生內(nèi)部拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土整個(gè)截面就產(chǎn)生貫穿裂縫。2．溫度應(yīng)力的分析

根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個(gè)階段：

（1）初期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

（3）后期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類：

一是自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身、結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。

二是約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算?；炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松弛，計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，必須考慮徐變的影響，具體計(jì)算這里就不再細(xì)述。

二、裂縫控制的基本原理及措施

大體積混凝土的裂縫控制是指杜絕有害裂縫，同時(shí)減少或避免不影響使用的混凝土表面裂縫。裂縫控制原理是：降低混凝土外約束與非線性降溫和收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，提高混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸，以確?？沽寻踩纫?。裂縫控制方法采取溫差與溫度應(yīng)力雙控制方法，避免結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)溫度裂縫，同時(shí)調(diào)整混凝土表面濕度以防止表面干縮裂縫。結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因是降溫和收縮。任一降溫差包含水化熱引起的溫差和收縮當(dāng)量溫差，又都可以分解為均勻降溫差和非均勻降溫差兩類。前者產(chǎn)生外約束力，它成為貫穿性裂縫的主要原因；后者引起自約束力，形成表面裂縫；只有同時(shí)控制好這兩類降溫差，才能減小和避免裂縫的產(chǎn)生。

控制混凝土裂縫，必須從混凝土產(chǎn)生裂縫的幾個(gè)主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在充許范圍內(nèi)。一般分為兩個(gè)控制階段，設(shè)計(jì)階段和施工階段。設(shè)計(jì)階段由設(shè)計(jì)人員對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的品種、規(guī)格、建筑物的結(jié)構(gòu)形式等統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，有效進(jìn)行裂縫控制。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內(nèi)外溫差、設(shè)置施工縫或變形縫、加強(qiáng)混凝土中的配筋率等措施來減少混凝土的收縮，防止混凝土產(chǎn)生有害裂縫。1．合理設(shè)計(jì)施工配合比

由于大體積混凝土各項(xiàng)指標(biāo)要求較高，并普遍采用泵送混凝土，因此合理設(shè)計(jì)配合比是有效控制和預(yù)防混凝土裂縫發(fā)生的基礎(chǔ)。應(yīng)根據(jù)工程所處條件，對(duì)砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)方案。

（1）砂率的選擇。適當(dāng)砂率的選擇對(duì)控制混凝土的裂縫有積極作用，混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大，在相同條件下混凝土的彈性模量較高，收縮量較小，而且由于粗骨料對(duì)收縮的約束作用，可減少開裂的可能。使用粗骨料，盡量選用粒徑較大，級(jí)配良好的粗骨料，在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中，摻總量不超過20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達(dá)到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。

（2）選用中低水化熱水泥，可使水泥在拌和過程中水化熱釋放較小，顯著減少混凝土升溫，如選用礦渣硅酸鹽水泥，火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、普硅非早強(qiáng)型水泥。充分利用混凝土后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

（3）采用混凝土雙摻技術(shù)，即在混凝土中加入優(yōu)質(zhì)粉煤灰，摻入量一般為水泥用量的20%左右，摻入緩凝型減水劑，用量為水泥用量的 1.0%左右。通過采用雙摻技術(shù)，減少水泥用量，降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時(shí)間。

（4）加入U(xiǎn)EA或AEA膨脹劑，用量為水泥用量的14%左右，使混凝土在凝固過程中不產(chǎn)生收縮，還可以提高混凝土自防水能力。2．混凝土結(jié)構(gòu)原料的控制

（1）材料的選擇，應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的水泥配制大體積混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料，因使用含泥量高的集料會(huì)導(dǎo)致集料表面與水泥石的機(jī)械粘結(jié)力降低，而且會(huì)增加混凝土拌合物的用水量，不僅增加了混凝土的收縮，同時(shí)降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致收縮裂縫發(fā)生。

（2）采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對(duì)溫升值，可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外差和降溫速度控制的難度降低。

（3）摻合料和外加劑的控制。摻合料的質(zhì)量對(duì)混凝土裂縫有顯著的影響，當(dāng)前用的摻合料主要是粉煤灰或礦粉，它們可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性，粉煤灰對(duì)混凝土的早期干縮影響很大，使用細(xì)度較粗或含碳量高的粉煤灰會(huì)大幅度增加混凝土的需水量，從而加大混凝土的收縮導(dǎo)致開裂。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑?；炷林袚饺霚p水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時(shí)又減少拌和用水，節(jié)約水泥，從而降低了水化熱。若是泵送混凝土，同時(shí)在炎熱的夏天，為了延緩凝結(jié)時(shí)間，要加緩凝劑，反之凝結(jié)時(shí)間過早，將影響混凝土的輸送和澆筑面的粘結(jié)，易出現(xiàn)層間縫隙，使混凝土防水、抗裂和整體強(qiáng)度下降。為了防止混凝土的初始裂縫，可摻加膨脹劑，如UEA膨脹劑等。3．澆筑時(shí)的控制措施

（1）加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗，提高密實(shí)度。

（2）混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上。

（3）采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強(qiáng)度，提高抗裂性

（4）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測溫工作?；炷翝仓戤吅螅瑧?yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力；其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，以提高混凝土塊體的抗裂能力，同時(shí)，在養(yǎng)護(hù)過程中保持良好的濕度和抗風(fēng)條件，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)。具體應(yīng)使混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求，保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力加以控制、確定，保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行；在保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)保持混凝土表面的濕潤。施工人員需根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施，如采用蓄水法保溫養(yǎng)護(hù)等。

三、結(jié)論

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生的原因很復(fù)雜也是不可避免的，混凝土裂縫的防治重點(diǎn)在于“防”，而不在于“治”在采取了上述綜合性控制措施后，由于各種原因仍可能有少量的混凝土裂縫發(fā)生。當(dāng)這些裂縫發(fā)生后，必須先查明裂縫產(chǎn)生的原因，判明裂縫的類型，才能選擇正確的處理方法，同時(shí)要通過合理設(shè)計(jì)混凝土配合比、正確選用原材料、合理設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)施工監(jiān)控、嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)程、提高施工技術(shù)水平，這樣才有可能最大程度減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，把裂縫寬度控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，盡量減少裂縫造成的危害。

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