混凝土结构裂缝类型及处理方法

概述形成原因由于混凝土材料（包括水泥石和粗细骨料）变形受约束所引起的内应力大于材料抗拉强度按大小分类微观裂缝肉眼看不到的、混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的，一般视为无害宏观裂缝肉眼看不到的，影响耐久性和观感产生因素早期收缩(冷缩)1,大体积、商品流动性大，砼水化热大2,砼收缩收到限制施工因素砼配合比不当直接影响混凝土的抗拉强度，造成砼开裂注：配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等砼搅拌时间短影响砼均匀性砼浇筑质量差1,砼振捣不均匀，会造成砼离析、密实度差，降低结构的整体强度2,柱砼浇筑使用导管，不应高处坠落3,混凝土内部气泡不能完全排除时，钢筋表面的气泡则会降低混凝土与钢筋的粘结力4,钢筋受到过多振动，则水泥浆在钢筋周围密集，也会大大降低粘结力养护不当塑性收缩（砼凝结前）：表面因干热或大风导致失水较快而产生的收缩（砼强度很小）干缩（养护期间及之后）：砼内外水分蒸发程度不同而导致变形不同所导致新旧砼交界处处理不当混凝土分层、分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝注：采用分段现浇时，先将混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小保护层不当保护层过大或过小其他施工因素拆模过早或方法不当，施工超载，过早加载(包括在楼面上堆码钢筋、模板等材料以及搭设满堂脚手架等)受荷1,构件强度、刚度不足2,配筋间距大、配筋率小3,构造不当：构件断面突变、开洞引起应力集中，构造处理不当；现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋等地基变形1,裂缝方向：沉降大一侧，裂缝上翘2,裂缝一般较大、较深，分布有一定规律性化学反应碱骨料反应原因：碱性离子与某些活性骨料产生化学反应，造成混凝土膨胀开裂时间：使用期间措施：选用碱活性小的砂石骨料；选用低碱水泥和外加剂；选用合适的掺和料抑制碱骨料反应钢筋锈蚀锈蚀钢筋体积膨胀；裂缝沿钢筋的位置出现徐变尤预应力结构干缩裂缝特征多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布（浅,有规律；对比温度裂缝，浅无规律）发生时间养护期间及之后（对于普通混凝土，28天收缩约40%,3个月收缩60%左右，180天收缩约70%，1年收缩平均75%，完全收缩的时间可长达20年）形成原因干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果预防措施1,选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量2,混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比，同时掺加合适的减水剂3,严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量4,加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护5,在混凝土结构中设置合适的收缩缝塑性收缩裂缝特征裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm，较长的裂缝可达2~3ｍ，宽1~5mm（中宽边细）发生时间初凝前形成原因混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，因此产生龟裂预防措施1,选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥2,严格控制水灰比，掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量3,浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透4,及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护5,在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护沉陷裂缝特征沉降裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系形成原因由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝预防措施1,对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固2,保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀3,防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡4,模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序5,在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施温度裂缝特征温度裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律（浅,无规律；对比收缩裂缝，浅有规律）形成原因混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝预防措施砼1,添加剂1)掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间2)掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，也可以减少混凝土的温度应力3)掺入粉煤灰外掺剂。在混凝土中加入少量的磨细粉煤灰取代部分水泥，不仅可降低水化热，还改善混凝土的塑性2,控制升温速度：1)尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥等）2)减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg／m3以下3)降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下4)改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量降低水化热5)采用分层分段法浇筑混凝土，有利于混凝土消化热的散失6)降低混凝土的出机温度和浇筑温度。在气温较高时，要避免太阳直接照射骨料，必要时向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料；在炎热的夏季应尽量减少从搅拌站到入模的时间7)大体积砼加强混凝土温度的监控，控制内外温差不超过20℃，内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却8)利用混凝土的后期强度；利用混凝土后期强度主要是从配合比设计入手，并通过试验证明28天之后混凝土强度能继续增长；到预计的时间能达到或超过设计强度3,延缓降温速度：1)夏季应采用保湿养护，冬季应保温养护2)加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖保温，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却3)大体积混凝土结构终凝后，其表面蓄存一定深度的水，具有一定的隔热保温效果，缩小了混凝土内外温差，从而控制裂缝的开展4)而基础工程大体积混凝土结构拆模后，宜尽快回填土，避免气温骤变，亦可延缓降温速率，避免产生裂缝构造1,设后浇带、膨胀加强带2,设滑移层：底板设砂层、油毡，减小底板约束（砼构造手册）3,应力集中处设加强筋（板埋管较多处、孔洞处、角偶处）4,提高配筋率，选择细而密的钢筋裂缝处理方法处理方法适用操作/方法表面涂抹法浆材难以灌入的细而浅的裂缝(常＜0.2mm)1,使用表面浸渍密封剂、涂料、聚合物水泥膏、弹性密封胶等处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥、浸渍密封剂、聚合物水泥膏、弹性密封胶等或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料2,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表面贴补法大面积漏水（蜂窝麻面、不易确定漏水位置、变形缝）的防渗堵漏用柔性的密封带盖住裂缝，土工膜或其它防水片灌浆法从细微裂缝到大裂缝均可适用，常＞0.3mm(适用广，效果好)压力注入水泥浆、氨基甲酸乙酯、者丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂等填充法(嵌缝法)一般用来修补较宽(＞0.5mm)的裂缝先开V型槽，清理后涂刷界面剂，再将聚合物水泥砂浆、环氧树脂、聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶、嵌入裂缝碳纤维粘贴法超载、火灾、耐久降低等裂缝，影响结构强度结构胶将碳纤维粘贴在裂缝处进行缝补，进而提高结构承载力混凝土置换法处理严重损坏混凝土先剔除损坏的砼，然后置换新材料(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)电化学防护法长期防腐，可用于已裂结构、新建结构常用方法：阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法仿生自愈合法/在砼中加入特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，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自闭合法修补潮湿环境的裂缝（整个自闭合时期的水饱和必须连续保持）CO2使水泥浆中Ca(OH)2发生碳化，CaCO3和Ca(OH)2晶体在裂缝内析出并生长附加钢筋法/先将裂缝密闭，然后垂直并贯穿裂缝钻孔，将环氧树脂注入孔内，再将钢筋插入孔中使之粘合成整体钻孔嵌塞法常用来灌注墙体中的裂缝孔中填入砂浆、柔性沥青(防水时)、环氧树脂(重要时)钉合法恢复主裂缝断面的抗拉强度时用薄而长的金属“缝合U型钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中，用无收缩砂浆、环氧树脂基粘合剂来固定常规裂缝处理：1,由于混凝土搅拌运输时间过长，浇筑速度过快，振捣不实、施工缝做法不当、模板走动等原因形成裂缝采用一般混凝土裂缝补强措施/充填混凝土材料/钢锚栓加固/甚至粘钢板加固/预应力加固等办法补救2,对于气候干燥、初期养护不好，混凝土早期受冻，大气温度湿度变化产生的裂缝采用裂缝表面处理法/充填混凝土材料/注入环氧树脂法等措施，受冻严重的构件，有的要拆除，有的需要加固后方可使用3,对于地基过大不均匀沉降产生过宽的裂缝采用灌浆法/面层法/加设钢筋混凝土外套法/外包型钢法/粘贴钢板法/预加应力法/改变传力途径法/增设构件法等