混凝土裂缝分析及预测

混凝土裂缝分析及预测（共11篇）

混凝土裂缝分析及预测 篇1

0前言

结构在设计时采用极限承载力为原则, 结构物裂缝是工程中十分普遍的现象, 裂缝对结构物的功能产生影响, 控制大多数工程的使用标准, 可以将裂缝控制在安全的范围。近代以来的工程经验和对混凝土强度的亚微观的研究表明, 避免结构物裂缝的出现几乎是不可能的。因此, 若要对裂缝进行控制, 首先要了解导致裂缝的原因, 并根据分析和工程经验判断裂缝可能发展的趋势。

1 研究背景

在工程中, 有些混凝土裂缝是有结构性意义的裂缝, 一些条件下预示将发生破坏事故;有些表面性的裂缝虽然有碍于观瞻, 但基本不影响结构承载力和使用功能;裂缝还可导致结构渗水、钢筋锈蚀等, 降低结构耐久性和功能。混凝土裂缝问题本身充满了复杂性和过往的学者研究领域限制, 通常仅从材料特性和结构受力等方面单一分析原因, 随着对于混凝土裂缝要求的提高以及混凝土材料本身的发展, 需将各方面因素统一考量分析来指导实际工程。

2 混凝土的宏观裂缝与微观裂缝

混凝土的宏观裂缝显而易见, 随着科技发展, 学者通过先进的混凝土实验研究设备证明了在未受荷的混凝土和钢筋混凝土结构中微观裂缝的存在。学者们分析综合实验结果, 提出了“层构模型”“壳-核模型”“组合盘体模型”等不同的模型解释微观裂缝的应力问题 (见图1) 。

3 混凝土裂缝影响因素分析

分析和预测混凝土裂缝的成因, 须了解影响裂缝的因素。根据国内外的文献, 按成因分类, 混个凝土的裂缝可归为两大类, 第一类是结构受到不均匀沉降、徐变、温度以及收缩等因素影响, 产生变形而引起裂缝;第二类是结构在外部荷载的直接应力和结构次应力作用下产生的裂缝。混凝土的材料组成、施工环节、周围介质等因素将影响混凝土裂缝的形成。

近年来, 大量对混凝土裂缝的研究成果, 裂缝成因的各个因素存在关联, 仅单方面考虑某一因素对裂缝的影响并不准确, 不能单一孤立地分析单一因素对结果的影响。韩素芳、富文权[2]在《混凝上工程裂缝分析与控制》中, 总结概括了混凝土的收缩裂缝的各影响因素之间的关系 (见图2) 。

综上所述, 本文将从设计、材料和施工三个方面讨论其凝土裂缝形成的影响, 以分析混凝土裂缝的形成, 并建立模型判断混凝土裂缝未来的可能发展趋势及危害性。

3.1 设计方面

由于混凝土材料自身抗压好, 抗拉性能差的特性, 在设计时采用混凝土中配筋以满足结构的受力要求, 而钢筋混凝土结构的配筋率不仅对结构的承载力有影响, 还对混凝土结构变形和裂缝的产生有影响。混凝土中钢筋对混凝土的干缩有约束作用, 采用不同的配筋率, 混凝土变形相应也不同。设计时需考虑钢筋与混凝土的变形协调, 在控制混凝土结构变形方面考虑, 设计配筋率不应仅考虑承载力, 还应考虑对变形的影响, 满足承载要求下, 控制配筋率在合理范围内, 不宜过小或过大。

3.2 材料方面

材料也是影响混凝土变形的主要因素, 不仅由于混凝土自身变异性大, 更因为每一个与混凝土形成有关的内外因素都随时间变化而使混凝土在变形问题上有所影响, 有些对混凝土的变形影响在短时间即有所显现, 有些则随外界条件变化而表现出变形的程度或大或小, 因此, 将上述多种因素作为一个整体考虑, 对控制裂缝起关键作用。

3.3 施工方面

在重力作用下混凝土中固体下沉受到钢筋、模板的阻碍, 混凝土表面出现泌水现象引起塑性裂缝。在大体积混凝土中, 温度应力也会导致裂缝的产生。在施工过程中, 因配筋不足、构件上部钢筋被踩踏下移、预应力张拉错误等也会引起裂缝。当养护不当时, 也会出现收缩裂缝。

4 灰色系统理论

灰色系统理论以灰色系统模型为基础, 研究其信息为部分未知、部分已知的对象。灰色系统理论的一大优势在于, 若用常规手段预测工程中的问题, 由于未知因素太多, 建模困难, 而灰色系统, 它充分利用已知的白色信息, 避开了复杂的各因素之间的未知关系, 利用系统本身将信息白色化, 以对工程进行分析和预测。

5 应用灰色系统进行混凝土裂缝原因分析及预测

5.1 按时间划分混凝土开裂的影响因素

尚建丽等[3]指出:灰色系统是在考虑时间影响因素, 通过关联度建模, 达到预测目的, 因此, 根据工程实践和理论研究的成果, 将上述分析的设计、材料、施工三大类若干个影响混凝土开裂的因素进行重新分类, 如表1所示。

5.2 计算混凝土开裂各原因的关联度

以混凝土的开裂为例, 说明计算混凝土开裂原因关联度方法。设混凝土长期裂缝的影响因素依次为x1~x6, 根据可能的影响因素多少确定。关联度的计算步骤如下:

1) 计算初值像和差序列;

2) 计算两极差;

3) 计算关联系数;

4) 计算关联度。

5.3 基于灰色模型进行混凝土开裂的长期预测

预测其裂缝的开展和宽度变化, 可应用灰色系统理论, 建立动态模型GM (1, 1) 分析。

1) 按时间建立预测目标已有数据的数列;

2) 构造数据矩阵;

3) 求解微分方程;

4) 解得还原模型并检验模型的精度。

其中, 模型精度的检验可利用后验差C和小概率P检验法。

6 结论

本文论述了结构物中裂缝的概念、形成原因和分类。预测混凝土裂缝难度较高, 不仅是由于混凝土裂缝本身所涉及到的问题十分复杂, 还因为预测需要研究人员既具有较高的专业水平, 又拥有较丰富的工程实践经验。同时, 人为的主观因素对分析预测的结果也有不利影响。因此, 需要寻求方法更简单、过程更高效的、结果更客观准确的方法对混凝上裂缝进行分析及预测。[ID:001600]

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[2]富文权, 韩素芳.混凝士工程裂缝分析预控制[M].北京:中国铁道出版社, 2002.

[3]尚建丽, 王宝卿, 崔宏志.应用灰色系统理论进行混凝土裂缝分析及预测[J].西安建筑科技大学:自然科学版, 2005, 49 (1) :100-103.

[4]周克荣, 顾祥林, 苏小卒.混凝土结构设计[M].上海:同济大学出版社, 2001.

[5]张娟.基于神经网络的混凝土裂缝分析及预测系统研究[D].南京:河海大学, 2005.

[6]孙树章.钢纤维混凝土中应力传递细观力学机理的分析[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2004.

混凝土裂缝分析及预测 篇2

一、混凝土现浇楼板常见裂缝种类 1、1 45°斜裂缝

此类裂缝大部分为板角斜裂缝,实际工程中这类裂缝非常常见。板角45°斜裂缝一般在板角位置大约0.5m～ 1.5m范围内出现,裂缝位于和超出板角放射筋长度范围的情况同时存在。通常楼板一个房间有1～ 2条斜裂缝,有时可能在4条以上的裂缝,一个板角通常有1条裂缝,有时有2条,甚至3条,对应于这种情况,一般楼板底面也会有l条斜裂缝存在,这条裂缝的位置或者与一条裂缝位置吻合,或者位于两条裂缝之间。板角45°斜裂缝的分布情况还与楼板的走向有一定关系,从数据反映的情况来看,楼板西端的板角裂缝多于东端。而在楼板凹凸部位,突出开间的阳角部位开裂情况与板角非常类似,也是存在斜裂缝的主要部位。

2、横向、纵向裂缝

楼板跨中裂缝的分布和数量则呈现一定的随机性,但以横向、纵向最多,大跨度开间中部出现裂缝的几率相对较大,裂缝多为横向,少数为纵向。横向裂缝是指平行于楼板的短边,垂直于楼板长边的裂缝,纵向裂缝是平行于长边,垂直于短边的裂缝。纵向裂缝多发生在具有连续长横墙附近,有时板面会出现无规则的龟裂。裂缝通常位于楼板中部1/3板跨度范围内,有时1条横向裂缝在中间,也有2条裂缝在1/3跨两端的情况。混合结构中楼板大多为双向板,裂缝在接近方形板的双向板中出现概率极高。由于调查的存在裂缝的房屋中无单向板,因此不知道裂缝的出现与长短边之比大小是否有关系,也没有作进一步的研究。

3、辐射缝

辐射缝是指二条以上裂缝汇交于楼板上某一点的情况。这些裂缝通常出现在天花

板上的吊灯周围,裂缝宽度一般小于0.2mm,通过裂缝修补时开槽检查的情况来看,经常直接露出预埋在混凝土楼板中的线管,而裂缝与线管走向一致或接近,因此可判断为辐射缝与管线预埋时的安装控制措施不当有关系

4、其他裂缝

除了上述几种裂缝之外,现浇楼板裂缝还有其他形态的裂缝,可看作斜裂缝、横向裂缝和纵向裂缝的组合。同时,一块楼板上会出现几种形态的裂缝。

二、裂缝的成因

1、混凝土材料方面

(1)采用高强度水泥,使水泥水化热升高和混凝土的收缩变形加大。同时,混凝土中单方水泥用量增加,也将造成混凝土收缩变形增大以及内部温升增大,进而导致裂缝产生。

(2)泵送商品混凝土使坍落度增加,水

砼标号提高,骨料粒径减小,水泥用量、用水量、砂率等都比以往现场拌制混凝土有显著的增大,以及减水剂、各种外加剂的应用,从而导致混凝土收缩及水化热都比以往现场拌制混凝土有较大幅度的增加,且收缩时间延长。这也是导致混凝土开裂日趋严重的原因之一。

2、施工方面

(1)施工时找平层过厚,因找平层素混凝土抗裂性差,在温度和收缩变形作用下极易产生楼板表面裂缝。

(2)PVC管作预埋与混凝土结合差,在混凝土浇捣时,容易引起PVC管上移或下沉,使得板顶或板底保护层变薄,从而使楼板出现沿穿线管走向的裂缝。另外,由于板底钢筋保护层垫块设置不当或过稀时,也会由于浇捣混凝土使板底出现裂缝。

(3)在混凝土浇捣过程中或施工荷载作用下,由于模板的支撑变形较大,使得楼板在混凝土硬化前,产生初始塑性裂缝。这种裂缝在拆模后会受到干缩、温度变化等因素的影响逐渐开展变大。

(4)泵送混凝土具有较大的粘聚性和流动性,致使现浇楼盖的塑性裂缝问题较过去普通混凝土显得非常突出。施工过程中若模板松动、位移或者混凝土浇捣不密实、不均匀,漏振、过振就会引起沿钢筋走向或与构件形状有关的塑性沉降裂缝。

(5)养护时间不足,养护措施不当,再佐以混凝土本身收缩量大、环境变化等诸多因素,导致楼板过多地出现超出规定宽度的裂缝。

(6)板负筋下沉产生的裂缝。在施工过程中,由于施工人员野蛮操作,任意踩踏钢筋,致使负筋下陷,保护层过大,减少了板截面的有效高度,使板的承载能力达不到设计要求,从而导致板裂缝。

（7）砼施工中加水使砼和易性变大，造成砼收缩加大而产生裂缝。

三、楼板裂缝的特点

1、裂缝多数在建筑物未投入使用情况下产生很多建筑物在未投入使用的情况下就出现了裂缝,有的甚至在混凝土浇筑完毕后2～3个月以后就出现了裂缝。这时楼板除了在施工阶段承受施工荷载以外,往往只承受自重荷载,甚至尚未达到楼板荷载设计值,这说明了在施工阶段己经有某种或多种因素与楼板裂缝的产生有一定关联。

2、部分裂缝为贯穿裂缝这些裂缝在楼板板面与板底同时出现,通过蓄水试验检查的话会出现渗水现象,说明为贯穿裂缝;但从对裂缝的检测情况来看,基本都是无害裂缝。由于贯穿裂缝的存在,对于住宅楼来说存在渗漏隐患,也就是一旦楼上住户家中发生管道渗漏,水将流到楼下住户家中扩大渗漏影响面,造成不必要的附加损失,因此只要是贯穿裂缝无论是否装修房都必须及时进行修复。

3、与建造和竣工季节有关, 大多产生于夏秋季节、高温天气这些裂缝经过炎热的夏季,大多在秋季出现,这里是指可见裂缝,裂缝宽度一般在0.05mm以上。而从结构阶段施工期来看,基本都是在夏季到冬季处于标准层施工阶段。

4、与地基好坏无关。据调查的几个项目都采用了纯桩基或沉降控制复合桩基础,出现楼板裂缝幢号的沉降观测数据显示符合设计要求而且均匀沉降,而且结构其他部位除顶层墙体存在斜裂缝外,未发现其他明显因地基问题造成的裂缝,因此基本可以排除因为差异沉降产生裂缝的可能性。

5、多层砖混结构的楼板裂缝数量远远多于高层剪力墙结构

数据显示,高层楼板裂缝相对多层砖混结构要少很多,在楼板均采用双层双向钢筋、楼板硅标号相同的情况下,仍然是相同的结果。

6、施工进度、混凝土养护时间对裂缝产生有影响

在同一个小区,不同施工单位采取不同的施工进度及混凝土养护方式来看,施工进度合理、混凝土养护充分的建筑物裂缝产生数量普遍较之施工进度快、养护时间短的建筑物少。

7、模板支撑体系的选用对楼板裂缝的产生有比较大的影响

采用钢管支撑、立杆间距控制合理、模板支撑体系搭设规范，配备三套模板及支撑体系比配备二套模板及支撑体系建筑物楼板裂缝少；模板支撑体系拆除过早也是产生裂缝的主要原因。

四、混凝土楼板裂缝的控制措施

1、采用的抗裂措施（1)混凝土原材料的选择。

要控制混凝土的开裂,需要从原材料的选择出发,原材料选择的正确与否,直接影响到混凝土的开裂。由于混凝土自身的特性,水灰比过大,水泥用量大,外掺剂保水性差,粗骨料少,用水量大,振捣不良,环境气温高,表面失水大(养护不良及砼加水)等都能导致塑性收缩表面开裂。

利用加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇筑层高和管道冷却等措施,进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。因此从选择水化热低的水泥,控制水灰比,减少水泥用量和用水量,添加适当的外加剂等措施以控制混凝土的开裂。例如,超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土,即在混凝土中掺入UEA ,HEA 等微膨胀剂,以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可有效控制早期和长期收缩开裂。

（2)提高结构自身承载力。

在结构设计过程中,有时虽然梁板的承载力和挠度均在规范允许之内,但相对承载力较小,挠度较大,这便容易引起因为挠度偏大而产生的结构裂缝。这种情况须加大梁截面或板厚、提高结构配筋率以提高结构的强度储备来控制裂缝的产生。长期来讲,由于混凝土自身随时间的强度劣化和环境对混凝土的风化和侵蚀,混凝土结构的承载力会逐渐降低;由于承载力的降低会引起混凝土的开裂。因此,混凝土结构设计时,要考虑到混凝土的劣化,混凝土强度必须有一定安全储备,才能保证结构有足够的安全性和耐久性。

（3)减小地基的不均匀沉降。

因为建筑物地基的不均匀沉降而引起的结构裂缝的事例不多,位于采空区的建筑物易发生。此时需加强基础的整体性,以减小地基不均匀沉降对结构的影响,比如独立基础时设置拉梁,或采用筏板基础,或采用箱形基础。如果地基土本身软硬不均,除采取上述措施外,还可以采取局部换土或加大基础底面积的措施。柱下独立基础或桩承台,当设置拉梁时,由于各独立基础或桩承台之间的沉降差,会造成拉梁两端的开裂,而且在有些工程中开裂还非常严重。此时建议在拉梁两端各设一道后浇带,如果地质条件较好可设一道或不设。

（4)地下室墙体裂缝的控制。

为控制地下室墙体裂缝的发生,可在墙体顶部和腰部设两道暗梁,并适当增设暗柱,以起到“模箍作用”,或适当增加墙体配筋。为防止墙体出现早期收缩裂缝,在墙体中可设置适当数量后浇带。

（5)设置后浇带。

随着社会的发展,超长建筑越来越多,而且很多因为建筑功能和美观不让设伸缩缝,这便需要结构专业采取措施来解决混凝土的收缩应力和温度应力引起的结构变形和裂缝。一般做法即是设置后浇带:每隔30 m～45 m 设置一道,在45 d～60 d 后浇筑。

（6)楼板双层双向配筋。

超长建筑物、高层建筑的屋面板、不做保温的屋面板,均会产生很大的温度应力,势必会形成温度裂缝。加厚板厚且受力钢筋双层双向配筋能有效的解决温度应力对裂缝的影响,但钢筋间距不宜过大,一般不大于150 mm。或加厚板厚但受力钢筋不通长设置,在受力钢筋外侧设置双层双向<6 @150 的钢筋网片。

（7)必要厚度的保护层。

混凝土结构中,钢筋与混凝土共同工作,足够的配筋是保证混凝土结构承载力的必要条件;钢筋在混凝土中良好锚固是钢筋与混凝土能共同工作的保证。因此,钢筋需除去泥土、油污、锈蚀,使之与混凝土良好的结合,以保证混凝土对钢筋的握裹力。否则,钢筋锈蚀会逐渐导致混凝土出现顺钢筋的裂缝,裂缝发展会导致混凝土剥落开裂,这种裂缝不但破坏混凝土对钢筋的握裹力、破坏钢筋的锚固,还会加速钢筋的锈蚀。如此发展下去使结构的承载力下降,耐久性降低,甚至危及结构的安全。而“混凝土结构设计规范”也指出,当混凝土保护层厚度较大时,虽然裂缝宽度计算值也较大,但较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的。因此,要有必要厚度的保护层使钢筋与外界隔绝,避免此种情况的发生。

2、施工方面的措施（1）模板的安装和拆除

a、模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工机具和材料供应等条件进行设计。模板及支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受施工时可能遇到的任何荷载。

b、安装的模板必须构造紧密、不漏浆、不渗水,不影响混凝土均匀性及强度发展,并能保证构件形状均匀规则。

c、模板的支撑立柱应置于坚实的地面上,并应具有足够的刚度、强度和稳定性,间距适度,防止支撑沉陷,引起模板变形。上下层模板的支撑立柱应对准。4)合理掌握拆模时间,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值。

(2)混凝土的拌制

a、优先采用预拌混凝土,其质量应符合GB/ T 14902 预拌混凝土的规定,并执行有关措施。

b、优选有利于抗拉性能的混凝土级配,尽量减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径、降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术,尽量利用混凝土后期强度。加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。

（3）混凝土的运输

a、运输混凝土时,应能保证混凝土拌合物的均匀性,防止分层离析现象,运送的容器应能保证快速运输,而且其运输频率应能保证混凝土施工的连续性。

b、运输车在装料前应将车内残余物质排净。当需要在卸料前续掺外加剂时,在外加剂掺入车后应进行快速搅拌,时间由试验确定。

c、运至浇筑地点的混凝土坍落度应符合要求,当有离析现象时,应进行二次搅拌,时间由试验确定。严禁向混凝土中任意加水。

d、由搅拌、运输到入模,当气温不高于25 ℃时,持续时间不宜大于90 min;高于25 ℃时,持续时间不宜大于60 min。当掺入外加剂或采用快硬水泥时,持续时间由试验确定。

(4)混凝土的浇筑

a、混凝土浇筑时应防止离析出现,振捣应均匀、适度。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。夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温入模、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。避免在雨中或大风中浇筑混凝土。

b、加强混凝土的早期养护时间。在混凝土裂缝的防治工作中,新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难时,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保温等方法。同时防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。养护时间为一般为14～28 d。

c、当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时,应先墙柱后梁板。当板和梁在一起时,先浇筑梁,后浇筑板。

d、浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等的移动和变形。

e、施工缝处浇筑混凝土前,应将接槎处剔凿干净,浇水湿润,并在接槎处铺水泥砂浆或涂混凝土界面剂,保证施工缝处结合良好。

五、现浇钢筋楼板裂缝的弥补处理工法措施

在工程实际中，在采取了以上的综合性防治措施后，由于各种原因仍可能有少量的楼面裂缝发生。裂缝的出现不但会影响结构的刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。当这些楼面裂缝发生后，应在楼地面和天棚粉刷之前预先作好妥善的裂缝处理工作，然后再进行装修。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。

1、表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，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。

2、灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。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，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3、结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

4、混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：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。

5、电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。

6、仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊），在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，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。

7、找平层增设钢丝网、钢板网或抗裂短钢筋进行加强

混凝土裂缝分析及预测 篇3

摘要：本文首先分析了混凝土结构裂缝产生的原因，然后提出了混凝土裂缝的修补，最后研究了混凝土裂缝的控制措施，具有较强的意义和价值，供借鉴参考。

关键词：施工；混凝土结构；裂缝；控制

近年来，经济高速发展的同时我国各个地方都兴建了大量的混凝土建筑，然而由于混凝土结构裂缝的防治与预防问题没有得到有效的解决，经常出现严重的工程质量问题，这些问题在房建施工当中显得更为突出，造成的后果也是非常严重，所以有效的解决房建施工当中的混凝土裂缝问题成为近年来工程研究者的首要问题。

1 混凝土结构裂缝产生的原因

混凝土属于脆性材料，混凝土结构在形成的过程中，特别容易受到材料的质量、施工的工艺和施工的环境等多方面因素的影响，所以比较容易出现裂缝，要解决混凝土的裂缝问题，首先要分析裂缝形成的原因。

1. 1 混凝土的收缩

所有物质都具有热胀冷缩的性质，混凝土也不例外，当混凝土构件所在的环境温度发生变化的时候，就会产生变形，因此产生附加应力，如果这种应力超过了混凝土的抗拉的强度，就会出现裂缝。在房屋建设工程中，这种裂缝比较多见。

1. 2 混凝土材料和配比

由于材料的质量问题引起的裂缝的原因中比较常见的是砂石和水泥的质量不合格。如果施工中使用了这些不符合要求的材料，问题轻微的会出现蜂窝麻面，严重的就会导致豆腐渣工程。配比的设计不仅会直接影响混凝土的抗拉的强度，也会造成混凝土开裂。配比不当主要是指水泥的用量过大，含砂率不合适，骨料种类不合适，外加剂选择不恰当等。这些因素是相互联系的。根据一些实验结果表明，如果水量不变的情况下，水泥的用量增加 10%，混凝土的收缩程度就会增加 5%；在水泥用量保持不变的前提下，水量增加 10%，混凝土的强度就会下降 20%。

1. 3 施工工艺和养护

建筑工程的施工工艺涉及的面比较广泛，我们主要强调的有以下几个方面。

（1）水分蒸发导致形成混凝土裂缝。

（2）现场浇筑混凝土的时候，插入或者振捣不恰当，振捣棒抽出过快，都会影响混凝土的均匀性和密实性，会导致裂缝的产生。所以混凝土的运输、搅拌、浇筑以及振实都要严格的按照规定进行，不能有任何的疏忽。

（3）模板制作的不合适，漏水、支撑刚度不充足、过早的拆模都会引起混凝土的开裂。在施工的过程中，钢筋混凝土表面的污染，混凝土的保护层太大或者太小，浇灌的时候碰到钢筋都会引起裂缝。

（4）混凝土养护，尤其是早期的养护质量和裂缝的关系最为密切。早期的时候，混凝土的表面干燥或者内部和外部的温度差异比较大，现场的养护措施如果不及时到位，就会使混凝土早期出现脱水的现象，引起裂缝。对于大体积的混凝土工程，如果没有两次抹面，也会出现裂缝。

2 混凝土裂缝的修补

2. 1 开槽法

这种方法比较适合于修补宽度大于 0. 5mm 的裂缝。材料的具体配合比为：环氧树脂∶ 水泥∶ 砂∶ 聚硫橡胶 =10∶ 3∶ 28∶ 12.

5，先用人工的方法把晒干的砂和水泥按照比例搅拌均匀后，把环氧树脂聚硫橡胶按照规定的配比拌匀；再掺入已经拌好的砂和水泥中继续搅拌；最后用丙酮把已经拌好的砂浆稀释到合适的稠度；及时的把拌好的环氧树脂砂浆装到已经凿好并且洗净吹干的混凝土的凿槽内进行嵌入。嵌入之后的砂浆养护，也就是在砂浆嵌入缝槽之后并且处理好的两个时之内及时的用毛毡和麻袋把砂浆进行覆盖，等到初凝之后，开始用水养护。

2. 2 低压注浆法

低压注浆法比较适用于裂缝的宽度在 0. 2mm ～0. 3mm 之间的情况。当裂缝的数量比较多的时候，先要在裂缝处贴医用的白胶布，然后用窄毛刷沿裂缝来回涂刷浆液封缝，大约在 10分钟之后，揭去贴好的胶布条使小缝露出，粘贴注浆嘴，固化之后缝隙的周围可能有裂口，所以一定要反复用浆补上，避免出现注浆漏浆的现象。注浆工作一般在粘嘴之后的第二天进行，如果气温比较高的话，半天之后就可以注浆。操作的时候要先用补缝器把注浆液吸出来，然后插入注浆嘴，推动补缝器的活塞，把浆液压力入到裂缝中，等到相邻的嘴中有浆液流出的时候，就可以把补缝器拔出来了，再堵上铝铆钉。通常情况下，注浆过程由上往下进行，水平裂缝从一端到另一端依次注浆。为了保证浆液能够充满，在注浆之后大概半个小时再对每个注浆嘴二次补浆。

3 混凝土裂缝的控制措施

3. 1 设计

在施工设计的时候要注意一些容易开裂的地方，例如：高低跨处、深基和浅基等，要考虑到因为地基的差异而产生的沉降或者结构的因素而引起的部分环节薄弱，这些部位在设计的时候就要加以解决。在构件横面允许而且配筋率又没有改变的条件下，钢筋的直径越细对预防开裂越有利。

3. 2 施工方案

一个好的施工方案对预防裂缝有很大的帮助。施工方案主要是要确定施工缝的间距、一定浇筑量、澆筑时间、位置以及构造、运输和振捣等。一次性的浇筑长度由垂直的施工缝分割，最好是设计在承受拉、弯、剪应力比较小的位置。除了控制一次浇筑的厚度之外，还要注意分层位置，通常情况，要尽量设置在变截面处，或砼的受压区域，确定浇筑时间上要尽量避免在炎热的天气或者早晚温差比较大的时候。如果不得不在夏季施工，就要采取一定的保温措施。

3. 3 施工质量

施工质量主要体现在混凝土的浇筑工艺上。

3. 3. 1 降低混凝土入模的温度

（1）控制原材料进入搅拌机时的温度，例如：夏季的时候在水箱里加冰块，以降低水温；粗骨料要遮防晒布，并及时洒冷水降低温度；散装的水泥要提前储备，因为新出厂的水泥温度会比较高；

（2）如果是在夏季施工，运输混凝土的车辆要加保温套或者对罐体喷洒冷水降低温度。混凝土的泵送管道要遮阳防晒；

（3）混凝土浇筑的时候注意遮阳，减少混凝土的冷量损失。

3. 3. 2 降低混凝土的水化热

（1）选择中低热品种的水泥，矿渣硅酸盐水泥为首选；

（2）选用 R60 或 R90 代替 R28 作为设计强度；

（3）可以掺人一定量的粉煤灰；

（4）掺人高效的减水剂；

（5）掺加缓凝剂。

3. 3. 3 掺 UEA 膨胀剂

掺人适量的 UEA 膨胀剂，在最初 14 天的养护中，可以使混凝土的体积微微膨胀，以此来补偿混凝土在早期由于失水收缩而产生的收缩裂缝。

3. 3. 4 采用二次抹压技术

在混凝土进行大规模振捣，表层刮平抹压的 1 ～2 小时之后，也就是在混凝土初凝之前。在混凝土的表面进行二次抹压，可以消除混凝土由于干缩、沉缩以及塑性收缩而产生的表面裂缝，同时增加混凝土里的时间一定要掌握的恰当，如果抹压过早就没有效果；抹压过晚的话混凝土已经进入到初凝状态，失去了塑性，就无法消除表面的裂缝。

3. 4 混凝土的养护

养护的主要目的是让混凝土正常硬化，增加强度，尽量不受外界的影响。

4 结语

建筑业是经济发展的基础行业，而混凝土作为建筑业的主要原材料，其质量直接关系到整个工程的质量。随着人们生活水平的逐步提高，人们对房屋建设工程的质量要求也越来越高，而近年来，房屋建设中混凝土裂缝的问题屡屡出现，这给人们的生命财产安全带来了很大的威胁，所以解决混凝土裂缝问题已经成为房屋建设行业的首要任务。混凝土裂缝的防治是一个综合性问题，需要通过设计、施工监理等多个方面的配合，随着我们对混凝土耐久性研究的深入，相信混凝土裂缝问题一定会得到圆满的解决。

参考文献：

[1] GB 50010-2002，混凝土结构设计规范[S].

[2] 闫文辉. 混凝土裂缝的防止与处理措施[J]. 山西建筑，2011，37（9）

混凝土裂缝缺陷分析及措施 篇4

1.1 混凝土收缩

混凝土凝结初期或硬化过程中,混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低进而造成毛细孔中水分不饱和并由此产生的负压引起的混凝土收缩。且由于水泥的水化作用,体积会收缩。水泥等级高、用量多、水灰比大、骨料差、振捣不密实,构件施工时最大连续边长较长,则混凝土收缩量大,产生较大的拉应力,易导致裂缝。

1.2 混凝土徐变

混凝土在长期荷载作用下会发生徐变现象。混凝土的徐变是指在某一不变荷载的长期作用下(即,应力维持不变时),其应变随时间而增长的现象。混凝土不论是受压、受拉或受弯,均会产生徐变现象。这种变形产生的应力超过混凝土抗拉强度时,就可能会产生裂缝,通常情况下可达3xl0—4~15xl0—4。

1.3 温度变化的影响

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。新老混凝土的送合面处常出现裂缝,是由新浇筑混凝土的水化热与已冷却的老混凝土的构件温差造成的。

1.4 施工、设计不当

施工过程中偷工减料造成材料、强度、构件尺寸不符合设计要求。施工方法、程序不符合施工规范要求等都会降低混凝土的抗裂能力。如支模板不妥,钢筋设置不当,混凝土强度等级不足,混凝土搅拌不均匀,振捣不密实,养护不及时;任意留设施工缝,且不认真处理。混凝土养护不当,特别是早期养护不好也可能引起裂缝。设计不当也可能造成混凝土结构开裂,设计中考虑不周到,或者由于计算错误,受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理、截面不够、梁的跨度过大、高度偏小,结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中,构造处理不当,现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋,或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致砼开裂。

2 控制混凝土裂缝的措施

2.1 混凝土收缩、徐变引起的裂缝预防

合理选用水泥品种,减少水泥用量,减少水灰比;适当增加粗细骨料含量,选用级配良好且表面粗糙、质地坚硬的骨料,适量掺用外加剂;提高混凝土的密实度;加强混凝土养护,减少早期收缩裂缝;配置适量的分布构造钢筋,减小混凝土收缩,分散裂缝,控制裂缝宽度;合理设置施工缝和预留后浇带,减小构件成型时过大的连续边长。

2.2 温度变化引起裂缝的预防

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

2.3 施工、设计不当引起裂缝的预防

严格按设计要求及施工规范要求验收材料、强度、构件尺寸,避免偷工减料等现象;按照施工规范要求,布置合理的施工方法和程序,使混凝土搅拌均匀,振捣密实,及时养护;混凝土未达到设计强度时,不得强制拆除模板支撑或增加荷载;合理设置施工缝,且设在结构受力较小且容易施工的部位;加强混凝土的早期养护,并适当增加养护时间。混凝土应振捣器振捣密实;避免在恶劣天气条件下施工,可以减小混凝土结构开裂的概率。设计方面的预防措施主要有,在满足使用功能要求的前提下力求简单。合理布置纵横墙,纵墙开洞应尽可能小;控制建筑物的长高比;合理设置沉降缝,沉降缝位置和缝宽的设置应合理,构造要合理,可以和其它结构缝合并设置;减少地基的不均匀沉降,在基础设汁中可以来取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法来控制地基的不均匀变形;合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中;对于板的配筋,应尽量使用焊接钢筋网片,网片可以提高板的抗裂度,加工由机械操作,负筋位置也可保证。

3 混凝土裂缝的处理

对不同的裂缝,处理的方法、时段和材料也应有所不同。一般对稳定的死缝,宜选用刚性材料;对随季节和荷载周期性变化的活缝,则使用弹性材料。对发展缓慢不稳定的裂缝,首先应消除引起延伸变形的因素,然后再作处理。对于处理过的裂缝重新被拉开、漏水或在老裂缝旁拉开新缝等问题应慎重研究其原因后再处理,这一般是选材不当所致。对处理裂缝用的材料,当以恢复结构整体性为目的,应选用具有较高强度和粘结力的材料,如环氧、甲凝等材料;而以阻水防渗为目的的,则应选用丙凝、弹性聚氨酯、水溶性聚氨酯或水玻璃类材料。裂缝处理应用最广泛的方法是化学灌浆。施工时段在过去大都选在气温最低、裂缝张开度最大时进行,造成了工期紧、处理质量不佳等缺陷。近年来实践证明,在裂缝张开度中等偏大时灌浆最好,有利于提高施工质量。

4 总结

混凝土结构的裂缝不但会影响构件的耐久性、疲劳强度,还会使预应力混凝土发生预应力损失以及使一些超静定结构产生不利的影响,只有从设计和施工两方面共同努力,才能正确的预估混凝土裂缝可能出现的各种原因,采取有效措施,控制混凝土的裂缝,将其不利影响降到最低限度。

摘要：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,集料、骨料和水按一定比例配制,经搅拌振捣成型,在一定条件下养护而成的人造石材。在实际施工过程中,经常会发现混凝土结构在成型后,出现各种裂缝。现将施工中混凝土裂缝的成因和处理措施分析如下。

关键词：混凝土,裂缝缺陷,措施

参考文献

[1]戚立荣.混凝土裂缝成因及防治措施[J].水利建设与管理,2010(6):52-54.

[2]邓小芳.浅谈某房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].大众科技,2009(10):69-70.

[3]陈裕新.浅析钢筋混凝土裂缝的预防和控制[J].中国高新技术企业,2009(11):178.

混凝土裂缝分析及预测 篇5

摘要：近年来，随着城市建设的飞速发展，高层建筑越来越多，高层建筑时常涉及到大体积混凝土施工，因此对大体积混凝土施工质量提出了更高的要求。由于其体积大，表面积小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用，本文将对混凝土裂缝成因进行分析，并提出控制措施。

关键词：大体积混凝土温度裂缝分析施工控制

0引言

大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深層裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害是较严重的：而深层裂缝部分切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害较小。

大体积混凝土施工阶段所产生的裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的：另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但抗拉能力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。

1裂缝产生原因浅析

产生裂缝的主要原因有以下几方面：

1.1水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大而产生裂缝。

1.2温度变化引起的裂缝

大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的，温差愈大，产生的温度应力就愈大，对混凝土的破坏也就越大。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

1.3收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，收缩是发生混凝土体积变形的主要原因。

在施工过程中，混凝土浇筑后4～5小时左右，混凝土失水收缩。混凝土结硬以后，随差表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺、养护条件等。

1.4钢筋锈蚀收起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有并行断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀，施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，同时严格控制保护层厚度，当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度。

1.5施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生各种裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

1.5.1混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

1.5.2混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

1.5.3混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝。

1.5.4混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

1.5.5用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

1.5.6混凝土分层或分段浇筑时，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。

1.5.7混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

1.5.8施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。

1.5.9施工时拆模过早，混凝土强度不足，使构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

1.5.10施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

2大体积混凝土裂缝控制的措施

综上所述，要在施工中控制大体积混凝土产生裂缝，主要需要控制混原材料质量、混凝土质量以及混凝土施工质量，并要做好大体积混凝土的养护及温度控制工作：

2.1尽量选用低热或中热水泥配制混凝土，或混凝土中掺加适量粉煤灰或减水剂，或利用混凝土的后期强度，以降低水泥用量，减少水化热量。选用良好级配的骨料，并严格控制砂石含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提出混凝土密实度和抗拉强度。

2.2在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热，在设计允许的情况下，可掺入不大于混凝土体积25％的块石，以吸收热量并节省混凝土。

2.3在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

2.4 设置后浇缝。在大体积混凝土平面尺寸过大时，可适当设置后浇缝，以减小外应力和温度应力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。

2.5选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土，夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，或对骨料设简易遮阳装置或进行喷水预冷却，运输混凝土应防日晒，以降低砼搅拌温度。

2.6采取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。

2.7大体积混凝土采用泵送卫艺，泵送过程中，常会发生输送管堵塞故障，故提高混凝土的可泵性十分重要，须合理选择泵送压力，泵管直径，输送管线布置应合理。炎热季节施工泵管上须用湿麻袋等遮盖并经常淋水散热。严寒季节施工，宜用保温材料包裹泵管，防止管内混凝土受冻，并保证混凝土的入模温度。

2.8加强早期养护，提高抗拉强度。养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的个体情况，应尽可能多养护一段时間，拆模后应立即回填土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。

在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：

2.8.1混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃。

2.8.2在基础内部预埋冷却水管，通循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。

2.8.3混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

2.8.4在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯末、湿砂等)，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。

2.9采用切实可行的施工工艺。首先要编制切实可行的施工方案，良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。其次，要保证施工质量。由于施工原因而产生的裂缝发生率比较大。如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此，施工阶段是裂缝预防的主要阶段。

3结论

混凝土裂缝成因及治理分析 篇6

关键词：混凝土裂缝,成因,治理,措施

1 混凝土裂缝的成因分析

几乎所有的混凝土结构和构件都是带裂缝工作的, 这和混凝土的干缩开裂性以及抗拉强度低有关, 也是这种材料的弊端。混凝土的这种特性不能克服, 只能限制裂缝的发展。如果裂缝的发展没有很好地控制住, 混凝土构件的承载能力以及使用寿命都会大大降低, 严重的还会危及整个建筑的结构安全。

混凝土裂缝产生的原因很多, 总结起来, 主要表现为荷载原因和非荷载原因, 荷载原因产生的裂缝又与设计、施工工艺有关, 非荷载原因导致的裂缝又与环境、原材料以及材料配比有关。

1) 荷载原因产生的裂缝。建筑施工图设计过程中, 设计人员对施工规范理解不透彻, 钻探勘察数据不准确, 都会引起建筑物使用过程中因荷载原因导致开裂, 这种破坏性裂缝是不允许的。施工过程中, 在混凝土还未达到设计要求的强度时过早拆除模板或者增加荷载, 都会导致混凝土开裂。混凝土结构在使用过程中, 使用单位未经设计允许, 擅自增加荷载, 导致混凝土结构超负荷而产生裂缝, 这种破坏性裂缝也是不允许的。

2) 非荷载原因产生的裂缝。a.混凝土干缩形成的裂缝。混凝土浇筑完毕后, 水泥水化产生水化热, 水分逐渐蒸发, 混凝土的体积收缩, 但混凝土构件的收缩会受到支座的约束, 当支座的约束力超过混凝土的抗拉应力时, 就会引起构件的开裂。b.温度应力裂缝。混凝土在硬化过程中水泥的水化将产生大量的水化热, 大量的水化热聚集在构件内部, 而混凝土表面的温度由于与空气接触, 温度较低, 这样一来混凝土构件内外部就产生较大温差, 较大的温差导致混凝土表面产生拉应力, 内部产生压应力。当这种拉应力超过了混凝土抗拉应力时就会在混凝土构件表面产生裂缝。温差较大的地区裂缝常常呈现纵横交错状。受季节变化的影响裂缝冬宽夏窄。c.材料问题形成的裂缝。从实际操作来看, 施工过程中混凝土配合比控制不当也会引起混凝土构件开裂。标准的水灰比是0.24~0.38, 最高不超过0.6。混凝土拌合过程中, 为保证与混凝土流动性浇筑质量, 水灰比也应当相应的提高, 这样一来, 混凝土硬化过程中大量的水蒸发后会形成气泡, 混凝土的载荷能力会大幅降低。混凝土材料中的气孔在荷载的作用下, 因局部截面削弱而产生裂缝。d.施工操作不当引起的裂缝。混凝土养护工程中, 未按规范要求拆除模板或者混凝土强度还没增长到设计要求就承受荷载等都可直接造成混凝土裂缝的产生;在钢筋绑扎过程中, 其他工种同时在工作面上交叉作业。如果没有采取保护措施而在绑扎好的钢筋表面踩踏, 造成局部保护层过大, 同样会导致混凝土开裂。

2 混凝土裂缝的预防措施

1) 从设计角度进行控制和预防。设计人员要对最新的设计规范认真学习研究, 做好前期的勘察资料收集工作, 认真研究勘察报告, 对报告有疑问的地方及时告知勘探单位。实践证明, 混凝土表面配筋率加大可以有效降低表面开裂。

2) 从材料的角度进行控制和预防。严格按照设计要求选择水泥品种, 粗细骨料级配合理、含泥量符合要求。在满足振捣及泵送要求下尽量减少坍落度、水灰比。混凝土材料配制过程中, 如果有吸水率比较大的骨料, 混凝土在凝固过程中会失去大量水分, 导致干缩性开裂。随着各种外掺剂的开发和广泛应用, 尤其是减水剂和抗冻剂的使用, 混凝土结构由于干缩、冻胀导致的裂缝已大大降低。随着建筑业的快速发展, 商品混凝土在建筑施工中已经普及, 施工管理人员一定要到搅拌现场进行实地考察, 综合分析施工现场各种骨料的含泥、含水情况, 并及时与搅拌站沟通调整砂石等施工原料的配比。

3) 从混凝土浇筑过程进行控制和预防。混凝土浇筑过程中, 为有效地防止施工裂缝, 要先确定混凝土运距、运输车数量以及易产生裂缝位置。混凝土的供应必须能保证浇筑、振捣的连续。混凝土粗骨料在振捣过程中下沉, 细骨料在中间, 水泥砂浆由于较轻会上浮至表面, 这样一来表面硬化后会干缩的较厉害, 形成收缩裂缝, 较好的处理方法是待表面混凝土终凝前对其进行二次抹光压平。混凝土浇筑完24 h内, 禁止施工材料吊卸, 避免对混凝土扰动。

4) 从对成型混凝土的养护进行控制和预防。混凝土在养护过程中, 产生裂缝的一个重要因素是混凝土水化过程中产生大量的水化热, 导致混凝土内部急剧升温, 混凝土内外产生温差, 当温差达到一定程度, 混凝土表面就会开裂, 大体积混凝土的开裂尤其严重。混凝土养护过程中非常关键的一个环节就是降低内外温差, 冬季施工的混凝土外部保温非常重要, 对于大体积混凝土, 冬季养护可以采取外部保温, 内部用管道循环水降温的办法。夏季还要注意洒水养护, 防止混凝土失去水分后的干裂。遇到雨雪天气混凝土又不能停工时, 浇筑完毕及时用塑料薄膜和草垫覆盖。对未浇筑的地方做好防排水, 以免影响后续的浇筑质量。

3 对已经出现的混凝土裂缝进行修复

1) 非荷载原因造成的现浇混凝土裂缝处理措施, 具体来说就是对裂缝进行填充, 通常使用的材料为水泥浆液、化学浆液, 经过填缝处理的混凝土结构钢筋得到了保护, 结构的整体性和强度得到了加强。2) 因荷载原因而造成现浇混凝土裂缝处理措施是对混凝土面凿毛清理, 按设计要求做好加固处理, 然后在凿毛的混凝土表面铺设一层钢筋网片, 最后用细石混凝土浇筑。这样一来混凝土结构的强度和刚度都得到了加强。

4 结语

钢筋混凝土由于结构本身的特性决定了结构带裂缝工作, 但裂缝必须被控制在合理范围内, 否则就会危及构件安全。这样一来, 就对设计、施工提出严格要求, 对容易出现裂缝的部位尤其注意, 减少裂缝的产生, 避免裂缝的进一步扩大。对已经产生的裂缝, 找出产生裂缝的具体原因, 然后拿出切实可行的加固措施, 保证加固后混凝土结构满足结构的安全及使用要求。

参考文献

[1]张伟.基于建筑工程施工中混凝土裂缝的形成及防治措施分析[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (34) :10.

[2]罗兆华.浅论关于建筑工程施工中混凝土裂缝的分析[J].中小企业管理与科技, 2010 (5) :27-28.

混凝土裂缝分析及预测 篇7

1.1 纵向裂缝:即沿建筑物纵向方向的裂缝, 出现在板下皮居多, 个别上下贯通。

1.2 横向裂缝:即在跨中1/3范围内, 沿建筑物横向方向的裂缝, 出现在板下皮居多, 个别上下贯通。

1.3 角部裂缝:在房间的四角出现的斜裂缝, 板上皮居多。

1.4 不规则裂缝:分布及走向均无规则的裂缝。

1.5 楼板根部的横向裂缝:距支座在30cm内产生的裂缝, 位于板上皮。

1.6 顺着预埋电线管方向产生的裂缝。

2 楼板产生裂缝的原因

2.1 设计方面

2.1.1 设计结构时安全储备偏小, 配筋不足或截面较小, 使梁板成型后刚度差, 整体挠度偏大, 引起板四角裂缝。

2.1.2设计板厚不够, 又不做挠度验算, 整体挠度偏大, 引起板四角裂缝。2.1.3房屋较长时未设置伸缩缝, 在薄弱环节产生收缩裂缝。 (美国混凝土学会的资料认为混凝土有干缩和温度变形两种, 干缩变形每30.48m约收缩19mm.温度变化引起的变形为, 37℃的温度变化每30.48m收缩或延长19mm左右。国内有人认为40m长的楼板因硬化凝固产生的纵向收缩量为8~20mm.) 。2.1.4基础设计处理不当, 引起不均匀沉降, 使上部结构产生附加应力, 导致楼板裂缝。

2.1.5 楼板双向受力, 按单向板配筋, 引起裂缝。

2.2 商品混凝土原因

2.2.1 水灰比大, 水泥用量大。

2.2.2高效缓凝剂用量过大, 在未凝固前石子下沉, 产生沉缩裂缝, 常发生在梁板交接处。2.2.3砂石质量不好, 级配不好, 含泥量大, 含粉量大。

2.3 施工原因

2.3.1 养护不到位, 强制性规范要求混凝土养护要苫盖并浇水, 现在大多数不苫盖, 浇水也不能保证经常性湿润。

2.3.2施工速度过快, 上荷早, 特别是砖混住宅楼板, 前一天浇筑完楼板, 第二天即上砖、走车, 造成早期混凝土受损。2.3.3冬时期间受冻。2.3.4拆模过早或模板支撑系统刚度不够。2.3.5混凝土表面浮浆过厚, 表面强度不够。2.3.6施工时楼板混凝土盖筋被踩弯、踩倒, 保护层过厚, 承载力下降。

3 防止楼板混凝土裂缝的措施

3.1 设计方面

3.1.1 在使用小直径钢筋的情况下, 适当提高配筋率, 可提高混凝土的极限拉伸应变。3. 1.2角部负筋双向配置, 单向板也四面均配置负筋。

3.1.3 在相同配筋率的情况下, 采用直径较小的钢筋, 缩小钢筋间距, 可提高现浇板的抗裂能力。

3.2 施工方面

3.2.1 现浇楼板尝试设置伸缩缝, 伸缩缝的间距可取14m左右或住

宅楼一个单元的纵向长度, 设在楼板支座处, 缝宽10mm, 中间加软体材料, 混凝土断而筋不断。3.2.2钢筋绑扎时保证间距均匀, 保证负筋位置不变, 浇筑混凝土时设置马道, 不踩负筋。3.2.3采用平板振捣器, 两次抹压交活, 第二次抹压在终凝前进行。3.2.4在预埋电线管下加钢丝网, 预埋管尽量顺着受力钢筋的方向布置。3.2.5采用覆盖加浇水的方法养护, 覆盖并浇水是强制性规范的要求, 目前我们大多只浇水, 不覆盖, 浇的水干后不能保证及时补充, 养护期内不能保证混凝土处于连续湿润状态, 达不到应有的养护效果。3.2.6混凝土达不到1.2MPa不得上人, 不过早拆模, 或采用早拆体系, 拆模后保持竖向支撑。

3.3 搅拌站方面

3.3.1 保证按设计的坍落度生产, 到现场发现离析现象要进行二次

搅拌。3.3.2保证水泥、砂石质量, 保证配合比科学合理。3.3.3减缩剂不久将面市, 混凝土中掺入减缩剂后可减少收缩裂缝。

4 楼板混凝土裂缝处理

4.1 裂缝宽度小于0.3mm的可采用6202胶泥等封闭。

4.2 裂缝宽度大于0.

3mm进行化学灌浆处理, 做法如下: (1) 凿缝:沿裂缝进行剔凿, 根据开裂情况凿出宽、深各15~20mm的V型槽。 (2) 埋设灌浆管:沿裂缝方向每隔50cm钻孔一处, 埋设灌浆嘴, 用胶固定住。 (3) 封闭裂缝:用结构胶骑缝反复刮实, 同时封闭周围裂缝及分支裂缝。 (4) 吹气试压:补封漏气部位。 (5) 灌浆:配制灌浆液注入灌浆器, 由空压机加压0.2MPa, 从一端灌浆嘴起进行灌浆, 一般从邻近灌浆嘴溢出灌浆液后停止灌浆, 并封闭灌浆嘴, 依次进行下次灌浆。 (6) 拆嘴, 封闭灌浆嘴。

5 砌块填充墙的裂缝分析

5.1 裂缝类型

5.1.1 砌体与柱、梁交接处的裂缝, 水平缝或垂直缝。5. 1.2砌体本身发生的裂缝, 竖直缝或沿灰缝出现的裂缝。

5.2 裂缝产生的原因

5.2.1 砌块干缩的影响:

砌块干缩值一般小于0.4mm/m, 有试验证明, 在常温下养护一个月完成总收缩率的30~40%, 养护两个月左右, 其收缩率约完成95%, 如在施工时速度过快, 使用停滞期不足28天的砌块, 就会产生砌块墙的收缩裂缝。5.2.2砌筑砂浆不饱满:砌块壁肋较窄, 如不精心施工难以保证砂浆饱满和均匀, 墙体一旦受到应力的作用就会在砂浆欠饱满处产生沿灰缝的裂缝。5.2.3温度裂缝:外墙内外温差造成变形不一致而产生裂缝, 如梁下水平缝和窗台下暖气窑处裂缝。5.2.4结构沉降造成的裂缝:结构整体刚度差, 砌块墙与框架柱梁只能靠柱上的拉筋连接, 即使在抹灰时加了钢丝网, 也难以抵抗由沉降造成的应力变形。5.2.5抹灰砂浆的影响:抹灰常用的水泥砂浆或水泥白灰混合砂浆, 其收缩值一般为0.6~0.8mm/m, 且保水和易性差, 时常在抹灰时界面处产生泌水, 下滑而导致空鼓开裂。5.2.6砌块的收缩变形是机砖的2~3倍左右, 砌块与机砖, 砌块与梁柱混用时易裂缝。

5.3 防治措施

5.3.1 在设计上要能保证结构框架的整体刚度, 对体形复杂的建筑物合理设置变形缝, 防止不均匀沉降。

5.3.2从设计着手在易裂的部位采取加强措施, 如在门窗洞口两侧增加芯柱, 在窗台下墙灰缝中设置水平拉筋, 在墙面抹灰中加钢丝网等, 以增加抗裂能力。5.3.3砌块在砌筑前要进行干燥, 以减少内在收缩, 砌块的含水量最好等于或低于现场外界空气平均年相对湿度, 刚砌完时含水率不应大于35%~40%.选择砌块的线形干缩率低于0.03~0.065%。5.3.4严禁使用龄期不足28天的砌块, 有条件的可养护2个月后再使用, 现场存放时底部要垫起, 注意防潮, 雨天要苫盖。5.3.5在墙体顶部除用斜砌机砖顶紧外, 还应加钢丝网片, 柱墙接缝处除有拉筋也要加钢丝网片, 网片要用用射钉与柱墙连接牢固, 网片要夹在底子灰中间为宜。5.3.6大面积的填充墙可设控制缝, 在墙内做连续的竖向减弱的断面。可作成企口缝或预制嵌缝条等, 使裂缝出现在控制缝处, 不引人注意。5.3.7砌筑砂浆要有良好的保水性, 能限制砌块从砂浆中吸水, 一般在砂浆中掺熟石灰膏或通过试验确定掺合适的外加剂。5.3.8采用反砌的方法, 砌块的底面朝上, 可使砌块与砂浆接触更大。

从以上分析可以看出, 混凝土楼板和砌块填充墙的裂缝是多种因素造成的。我们必须从图纸会审开始, 制定综合的治理方案, 主动与业主、设计结合, 加强对分包方、分供方的控制及施工过程中的严格把关, 才能最大限度的减少裂缝的产生, 使住宅工程质量达到用户满意的程度。

摘要：目前住宅工程混凝土楼板和填充墙出现裂缝的现象比较常见, 现根据有关资料并结合我公司的情况, 对现浇混凝土楼板和砌块填充墙裂缝的原因和对策分析如下, 供大家在工作中参考。

大体积混凝土裂缝分析及措施 篇8

1.1 混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种:

1.1.1 由外荷载引起的裂缝, 这是发生最为普遍的一种情况, 即按常规计算的主要应力引起的;

1.1.2 结构次应力引起的裂缝, 这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;

1.1.3 变形应力引起的裂缝, 这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉

降等因素引起的结构变形, 当变形受到约束时便产生应力, 当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。

1.2 当混凝土结构物产生变形时, 在结构的内部, 结构与结构之

间, 都会受到相互影响.相互制约, 这种现象称为约束。当混凝土结构截面较厚时, 其内部温度和湿度分布不均匀, 引起内部不同部位的变形相互约束, 这样的约束称之为内约束;当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍所受到的约束称为外约束。外约束又可分为自由体、全约束和弹性约束。建筑工程中的大体积混凝土结构所承受的变形, 主要是温差和收缩而产生的。

1.3 建筑工程中的大体积混凝土结构中, 由于结构截面大, 水泥

用量多, 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。这种裂缝有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的散热条件不同, 温度外低内高, 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应力, 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, 都属有害裂缝。

2 控制混凝土裂缝的措施

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展, 必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计结构等方面全面考虑, 结合实际采取措施。

2.1 降低水泥水化热和变形

2.1.1 选用低水化热或中水化热的水泥品种配置混凝土, 如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。

2.1.2 充分利用混凝土的后期强度, 减少每立方米混凝土中水

泥用量。根据试验每增减10kg水泥, 其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。

2.1.3 使用粗骨料, 尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料;控

制砂石含泥量;掺加粉煤灰等掺合料和相应的减水剂、缓凝剂, 改善和易性、降低水灰比, 以达到减少水泥用量、降低水花热的目的。

2.1.4 在基础内部预埋冷却水管, 通入循环冷却水, 强制降低混凝土水化热温度。

2.1.5 在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中, 掺加总量不超过

20%的大石块, 减少混凝土的用量, 以达到节省水泥和降低水化热的目的。

2.1.6 在拌合混凝土时, 还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥, 使混凝土得到补偿收缩, 减少混凝土的温度应力。

2.1.7 改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋, 可建议

设计人员将分布筋做适当的调整。温度筋分布细密, 一般用φ8钢筋, 双向配筋, 间距15cm.这样可以增强抵抗温度应力的能力.上层钢筋的绑扎, 应在浇筑完下层混凝土之后进行。

2.1.8 设置后浇缝.当大体积混凝土平面尺寸过大时, 可以适当

设置后浇缝, 以减少外应力和温度应力;同时也有利于散热, 降低混凝土地内部温度。

2.2 降低混凝土温度差

2.2.1 选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土, 尽量避开炎热天

气浇筑混凝土, 夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土, 可对骨料喷冷水晒, 运输工具如具备条件也应搭设遮阳设施, 以降低混凝土拌合物的入模温度。

2.2.2 掺加相应的缓凝型减水剂, 如木质素磺酸钙等.

2.2.3 在混凝土入模时, 采取措施改善和加强模内的通风, 加速模内热量的散发。

2.3 加强施工中的温度控制

2.3.1 在混凝土浇筑之后, 做好混凝土地保温保湿养护, 缓缓

降温, 充分发挥徐变特性, 减低温度应力, 夏季应注意避免暴晒, 注意保湿, 冬季应采取措施保温覆盖, 以免发生急剧的温度梯度发生。

2.3.2 采取长时间的养护, 规定合理的拆模时间, 延缓降温时间和速度, 发挥凝土的“应力松弛效应”。

2.3.3 加强测温和温度监测与管理, 实行信息化控制, 随时控制

混凝土内的温度变化, 内外温差控制在25℃以内, 基面温差和基底面温差均控制在20℃以内, 及时调整保温及养护措施, 使混凝土地温度梯度和湿度不至过大, 以有效控制有害裂缝的出现。

2.3.4 合理安排施工程序, 控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,

避免混凝土拌合物堆积过大高差.在结构完成后及时回填土, 避免其侧面长期暴露。

2.4 改善约束条件, 消减温度应力

2.4.1 采取分层或分块浇筑大体积混凝土, 合理设置水平或垂

直施工缝, 或在适当的位置设置后浇带, 以放松约束程度, 减少每次浇筑长度的蓄热量, 防止水化热的集聚, 减少温度应力。

2.4.2 对大体积混凝土基础与岩石地基, 或基础与厚大的混凝

土垫层之间设置滑动层, 如采用平面浇沥青胶铺砂或刷热沥青或铺卷材.在垂直面、健槽部位设置缓冲层, 如铺设30~50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料, 以消除嵌固作用, 释放约束应力。

2.5 提高混凝土的极限拉伸强度

2.5.1 选择良好级配的粗骨料, 严格控制其含泥量, 加强混凝

土的振捣, 提高混凝土密实度和抗拉强度, 减小收缩变形, 保证施工质量。

2.5.2 采取二次投料法, 二次振捣法, 浇筑后及时排除表面积

水, 加强早期养护, 提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

2.5.3 在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋, 在截面突

变和转折处, 底顶板与墙转折处, 孔洞转角及周边, 增加斜向构造配筋, 以改善应力集中, 防止裂缝出现。

3 结语

3.1 经过以上的分析可以看出, 大体积混凝土有自己的特性, 采取有效的、合理的、科学的手段是可以避免混凝土裂缝的发生。

3.2 只要我们在实际的施工过程中, 严格执行设计和施工验收规范以及施工操作规程, 大体积混凝土裂缝问题是可以解决的。

摘要：混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料、需要时掺入外加剂和矿物掺合料, 按适当比例配合, 经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。在施工过程中, 经常发现混凝土结构在成型后, 出现各种裂缝。本文对大体积混凝土的裂缝成因与措施做如下论述。

混凝土裂缝成因分析及对策研究 篇9

混凝土作为非均质脆性材料,其面临着自身变形、施工及约束等一系列问题,经硬化成型的混凝土中存在着许多的微孔隙、气穴和微裂缝。而正因为这些初始缺陷的存在,使混凝土表现出一些非均质的特性。一般微裂缝是一种无害裂缝,对混凝土的承载能力、抗渗、抗冻和其他使用功能不产生危害,但当混凝土经受荷载、温差等因素综合作用之后,微裂缝就会不断延伸甚至连通,最终形成人们肉眼能够看到的宏观裂缝,此宏观裂缝就是混凝土结构工程中常提及的裂缝。基于裂缝的种类繁多,要从根本上解决混凝土裂缝的问题,就需从混凝土裂缝的成因入手,作出正确的判断和分析,进而有效控制和减少混凝土结构的裂缝。

1 混凝土裂缝成因分析

1.1 建设阶段产生的裂缝

1.1.1 设计因素。

工程设计不但要考虑工程的质量,还要对工程的材料和技术进行详细的规划。例如,为保证建筑物外观形式的完美,有些建筑物表面存在过多凹凸角,这些凹角会造成应力集中,导致建筑物出现裂缝;设计时若配置构造钢筋过少或过粗等,也容易引起构件裂缝;因设计的承重板厚度过小,整体刚度下降,承重板中钢筋和混凝土的应力均增大,导致承重板出现贯穿性裂缝。

1.1.2 原材料因素。

混凝土由原材料所引起的裂缝体现在两方面:原材料的质量和配合比。例如,使用导致混凝土收缩性较高的水泥品种;水泥强度等级过高;粗细骨料中含泥量过大,针片状颗粒含量过大;粗细骨料的颗粒级配不符合要求,或采用不恰当的间断级配;混凝土中单位水泥用量和单位用水量过多;混凝土外加剂或掺和料的品种选择不当或掺量不当;砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差等原因均易产生裂缝。

1.1.3 施工因素。

混凝土施工直接关系着工程的质量,混凝土由施工不当所引起的裂缝体现在两方面:施工方法不规范和养护措施不恰当。例如,高空浇注混凝土时,烈日暴晒或风速过大等;大体积混凝土浇注时,施工现场对混凝土采用的降温和保温措施不到位,引起混凝土内外温差过大,产生温度裂缝;施工现场振捣混凝土不当,如漏振、过振、振捣棒抽撤过快等;大体积混凝土工程缺少二次抹面;施工现场拆模过早或模板拆除不当,导致拆模裂缝;施工现场预应力张拉不当,引起混凝土张拉裂缝;施工现场养护措施不符合规范要求,导致收缩裂缝等。

1.2 使用阶段产生的裂缝

混凝土结构物在投入使用阶段,随时间的推移而发展原有裂缝或形成新的裂缝。例如,结构物基础产生不均匀沉降,造成沉降裂缝;使用荷载超负荷;结构物的周围环境如酸、碱、盐等的侵蚀作用产生裂缝;建筑物装修时随意拆除承重墙或凿洞等;混凝土徐变亦会造成结构物的开裂或裂缝的进一步发展:轻度地震、火灾等不可抗力的意外事件引起结构物的裂缝等。

2 混凝土裂缝处理对策

2.1 表面处理法

表面处理法有表面涂抹法和表面贴补法2种方法。其中,表面涂抹法适用于胶浆难以灌入的细而浅的裂缝,或深度没有达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的裂缝、不伸缩的裂缝以及不再进行活动的裂缝;而表面贴补法是针对大面积漏水裂缝的防渗堵漏的方法。

2.2 灌浆法

灌浆法是指把一定量的胶凝材料配制成浆液,并通过专用的压力设备将浆液灌入到需要修补的区域,浆液会在区域内逐渐扩散,并且在一段时间后凝固,凝固的浆液起到防渗、补强、堵漏、加固的效果。该方法无论是细微裂缝还是大裂缝均可采用,故应用范围较广且处理效果良好[1]。

2.2.1 化学灌浆材料。

化学灌浆材料是比较理想的裂缝处理材料,其凝结时间有可调节性,同时又有可灌性。化学灌浆材料种类繁多,如丙烯酞胺、聚氨醋、环氧树脂等。

2.2.2 普通水泥灌浆。

对于厚混凝土墙、大体积水坝以及水工结构岩石基础上的裂缝,可以用普通水泥封闭灌溉。

2.2.3 聚合物灌注。

含有氨基甲酸乙酯、丙烯酰胺聚合物等材料的灌浆料与水反应生成固态沉淀物或泡沫材料,从而起到封闭裂缝的作用。该法通常用于潮湿的环境中。

2.3 填充法

填充法基于裂缝宽度的不同,处理方式也不同。对于宽度大于0.3mm的裂缝,一般采用直接将修补材料填充裂缝的方法。而对于宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝,或者裂缝中虽有充填物但用灌浆法无法达到预期效果的裂缝等可采用先开V型槽,而后再作填充处理。两种方法中前者作业简单,费用低;后者相反。

2.4 结构补强法

结构补强法一般包括锚固补强法、断面补强法和预应力加固法等。该方法适用于超荷载引起的裂缝,或裂缝长时间不处理致使混凝土耐久性降低的裂缝,以及因火灾造成混凝土结构强度下降的裂缝等。对于混凝土裂缝处理效果的检查试验有钻芯取样试验、修补材料试验、压水试验、压气试验等。

2.5 电化学防护法

电化学防护法是通过施加电场在介质中的电化学作用,来改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,令钢筋发生钝化,进而达到防腐目的的方法。该方法具有受环境因素影响较小的优点,故适用于混凝土和钢筋混凝土的长期防腐、已裂结构及新建结构。电化学防护法常用且有效的方法有阴极防护法、碱性复原法和氯盐提取法3种。

2.6 仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种模仿生物组织对其受创伤位置自动分泌某些物质,而令创伤部位得以愈合的方法[2]。该方法是裂缝处理的一种新方法,在商品混凝土的传统组分中加入某些特殊的组分(如含黏结剂的胶囊或液芯纤维),进而在混凝土内部形成智能型仿生自愈合的神经网络系统,一旦混凝土出现裂缝,会自动分泌出部分液芯纤维保证裂缝重新愈合。

3 混凝土裂缝控制案例分析

3.1 在建工程产生裂缝描述

南水北调中线工程辉县第七标段大蒲河公路桥0#桥台背墙于2012年4月质量排查过程中发现了0.03~0.23mm的纵向裂缝。裂缝检测方法及设备如表1所示。根据《南水北调中线干线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定(试行)》文件,该处质量缺陷判别为Ⅲ类缺陷。

3.2 裂缝的成因分析

工作人员通过认真分析,发现是建设阶段施工不当造成的。该处混凝土浇筑完成后拆模过早,且未及时进行洒水养护,造成内外温差过大,进而形成温度裂缝。

3.3 裂缝的处理方案

该处混凝土裂缝对桥梁外观有影响,而对桥梁运行安全无不良影响。考虑到混凝土裂缝易造成钢筋锈蚀,降低混凝土的耐久性,经讨论最终确定采用改性环氧树脂利用灌浆法进行处理。

3.4 裂缝处理后质量检查结果

此次贯穿裂缝处理完毕,达到10d龄期后,由第三方试验室进行裂缝压水试验,每条裂缝试验时至少布置1个检查孔。通过压水试验,所检裂缝处理后未出现渗水现象。

3.5 裂缝处理总结

针对大蒲河公路桥混凝土裂缝产生的原因,在施工时应尽量避免环境恶劣时节,优化混凝土的施工工序,降低入仓混凝土的温度,并在浇筑完成后加大养护力度。

4 结语

混凝土裂缝是普遍存在的历史问题,也是一个从来没有停止研究的课题。混凝土裂缝会降低混凝土结构物的承载性能和耐久性能,而预防与控制混凝土裂缝需要设计、施工、监理、建设方等多方面的配合协调。对于已出现的混凝土裂缝应分析其成因,及早对其进行控制和处理,从而保证土木结构物的安全与稳定。

参考文献

[1]赵鹏涛.建筑工程中混凝土裂缝的成因及处理方法[J].科技致富向导,2012(3):168.

混凝土裂缝分析及预测 篇10

关键词：混凝土 裂缝 措施

建筑工程中，混凝土是应用最为广泛的建筑材料之一，而因种种原因，几乎所有的混凝土构件都会形成大大小小的裂缝，影响结构的可靠性和正常使用。因此，笔者结合工作经验，研究分析混凝土裂缝的产生成因，并提出相应的预防措施。

1 混凝土裂缝的分类

对于混凝土裂缝来说，通常情况下主要发生在施工阶段，根据裂缝的宽度可分为：①微观裂缝。在混凝土构件中，微观裂缝是指裂缝宽度小于0.05mm的细小裂缝，一方面这种裂缝不明显不连贯，肉眼难以看到，另一方面不会造成危害。②宏观裂缝。宏观裂缝是指裂缝宽度超过0.05mm，根据我国相关规范的规定，当裂缝宽度限于0.2mm～0.3mm，并且不再继续扩展，那么这种裂缝是无害的。

2 混凝土裂缝产生的原因

2.1 设计原因。设计者在设计的过程中，对构件施加的预应力不合理，配置的钢筋过少、过粗，进而使得构件产生裂缝。

2.2 材料原因。在混凝土中，通过加入适量的外加剂或掺合料，进一步改善混凝土的性能。通常情况下需要按照相应的技术要求，选择合理地材料，确保混凝土的质量，否则容易产生裂缝。

2.3 混凝土配合比。①水灰比决定水泥浆的稠度，在水泥量固定的情况下，如果水灰比过小，水泥浆干稠，那么就会增加施工的难度，在这种情况下就不能保证混凝土的密实性。②变动砂率，使得表面发生改变，在水泥含量不变的情况下，如果砂率过大，水泥砂浆的润滑作用就会减弱，同时降低了流动性。③粗细骨料含泥量或有害杂质超标，骨料颗粒级配不良，骨料粒径细，针片含量大等，在一定程度上容易增大混凝土的收缩，进而产生裂缝。④在拌制混凝土的过程中，在不增加水泥用量的条件下，加入的外加剂会改变混凝土的性质，通常情况下，其掺量控制在水泥质量的5%，特殊情况除外。

2.4 现场施工中的养护。①养护不到位或养护时间不够，在一定程度上使得混凝土出现早期脱水，引发收缩裂缝。②在振捣过程中，振捣方法不当，漏振、过振等，都会引发裂缝。③拆模方法不当或者拆模过早，进而引发裂缝。④对于大体积混凝土来说，在施工过程中，缺少二次抹面，进而在表面产生收缩裂缝。⑤浇筑大面积混凝土时，水化计算不准，保温措施不到位，进而引发裂缝。

3 混凝土裂缝的预防措施

3.1 设计方面。合理地选择结构形式，避免断面突变，降低结构的约束程度；对于水平构件梁、板、墙采用中强度混凝土，合理地配置钢筋。强化构造措施的应用，采用构造措施时要具有针对性，对结构构件尺寸较小的，应在满足强度、刚度和稳定性的前提下，尽量采用较小直径钢筋，缩小钢筋间距，但是必须保证钢筋保护层厚度，在进行挠度和抗裂缝验算时，充分考虑防裂构造。

3.2 材料方面。满足混凝土的技术性质要求即满足混凝土的和易性技术指标要求。合理选用材料以利于降低水泥水化热，减小收缩，从而降低裂缝发生的几率和裂缝开展的深度，降低裂缝对结构抗力的不良影响。骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。外加剂宜采用缓凝剂、减水剂。掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉。较大体积混凝土在保证混凝土强度及塌落度的前提下，宜提高掺合料和粗骨料的含量。水泥宜优先采用水化热低，凝结时间长的水泥。优化混凝土配合比，改善混凝土的和易性，降低单位体积混凝土的用水量。

3.3 施工方案。有效控制混凝土施工浇捣时的拌合料入模温度和环境温度。夏季高温天气施工时，对砂石料，水泥、施工用水进行降温处理，浇筑较大体积混凝土时，如采用现场制配混凝土，则对砂石料、水泥进行搭棚遮阳，现场仓库空调降温，冷冻混凝土原材料和拌合用水；在寒冷地区冬季施工时必须采取必要的冬季施工措施，搭设防寒、采暖棚，在确保环境温度在5℃以上进行混凝土浇注施工和养护。合理安排施工部署，掌握好混凝土浇筑时间，夏季尽量避开炎热天气的高温时段浇筑混凝土，可安排在下午16时后到次日11时之间浇注混凝土，冬季施工时则相反，尽量安排在早上10：30后到下午17时之间，这样安排可达到控制裂缝开展的几率、数量和裂缝开展的宽度。

3.4 施工质量及养护。由施工质量产生裂缝的原因不少于95%以上，因此在施工阶段应注意：选择合适的混凝土配合比至关重要，不仅要满足混凝土的强度要求，还要考虑施工要求，调整合适的水灰比，在满足混凝土强度的原则下，应尽量减少水泥的用量；钢筋的成型和模板位置要准确、牢固，避免变形，钢筋上的生锈杂物应及时清除，以免影响与混凝土的粘结力；浇筑及振捣操作技术要合理，做到不漏振、不过振。

为了减小混凝土结构表面收缩，预防开裂，应采取有效的养护方法，常规的养护方法是淋水，同时拆模时间尽量晚，并且拆模后需要及时进行覆盖或者进行回填处理，养护期控制在7d～28d。产生混凝土裂缝的原因比较复杂，目前还没有统一的划分标准，为了解决混凝土的裂缝问题，需要分析裂缝的成因，同时对其进行正确的判断，进一步对其进行有效控制，在一定程度上减少混凝土裂缝。

参考文献：

[1]陈海英.混凝土裂缝的原因分析与预防措施[J].山西建筑，2008（01）.

[2]黎法朝.浅谈建筑混凝土裂缝的形成及防治措施[J].建材与装饰（中旬刊），2008（06）.

混凝土裂缝分析及预测 篇11

关键词：混凝土,裂缝,裂缝成因,预防控制,措施

混凝土以水泥作为最基本的胶凝材料组分, 是目前用量最大、用途最广的人造建筑材料, 混凝土可持续发展的出路就是应用现代混凝土科学技术增加混凝土的使用寿命。随着现代混凝土技术的进步, 以高耐久性为主要指标的高性能混凝土越来越受人们重视, 理论上高性能混凝土密实度高、抗渗性好, 具有更高的耐久性和使用寿命;而实践中由于这种混凝土水胶比低、自收缩大且主要发生在早期, 往往导致混凝土在硬化期间产生大量微裂缝, 从而使混凝土结构并不像我们所想象的那么耐久, 混凝土结构的裂缝问题已经引起了全世界的高度重视[1]。

混凝土随温度、湿度变化伴生胀缩变形, 而收缩变形受到约束 (抑制, 障碍) 作用则伴生拉应变和拉应力, 拉应变或拉应力超过混凝土的承耐能力时即产生裂缝[2,3]。混凝土工程结构在施工期中及而后在使用期中, 其温度、湿度出现升降变化并由此引发收缩变形的情况是常有的, 而收缩变形受到来自外部、内部的约束作用亦常难免, 但混凝土抗拉伸能力却又很弱, 所以, 混凝土工程结构是比较容易出现收缩裂缝的, 实际问题亦比较多。

1 混凝土收缩裂缝的分析及对应预防措施

近年来, 混凝土早期开裂问题越来越严重, 很多结构在施工期间便出现不同程度的裂缝, 一些现浇梁、板甚至在拆模或养护过程中便出现了裂缝。本文针对混凝土裂缝的产生原因进行整理分析, 提出相应的控制措施, 为减少混凝土开裂、有效改善混凝土耐久性提供参考依据。

1.1 干燥收缩变形

水泥石或混凝土的干燥过程是其所含水转变为蒸汽的蒸发过程。水泥石中存在于大孔洞、毛细孔和胶凝孔中的水依次蒸发[4], 失水后的混凝土由于受到表面张力、毛细孔力等作用最终出现收缩, 甚至会出现裂缝的现象。

预防措施: (1) 选用收缩量较小的水泥; (2) 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) 加强混凝土的早期养护; (4) 根据现场情况, 在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

1.2 温度收缩变形

温度收缩主要是混凝土在水泥水化放热出现峰值后的降温过程中产生的。水泥在早期水化过程中放出大量的热, 一般每克水泥可放出502J热量, 在绝热条件下, 每45kg水泥水化导致5～8℃绝热温升。在没有缓凝剂的条件下, 通常在12h左右出现温度峰值[5,6]。随后, 由于水化渐缓, 放热减小, 在与外界环境热交换下温度开始下降。混凝土由于热胀冷缩作用而出现收缩, 但除了在极端气候条件下, 周围的温度变化对普通混凝土结构的危害很小, 甚至没有危害。

预防措施: (1) 选用水化热低、凝结时间长的水泥; (2) 在高温季节要降低原材料温度; (3) 长时间保持表面温度和湿度; (4) 混凝土浇筑完毕进行二次抹面。

1.3 塑性收缩

塑性收缩发生在混凝土终凝前的塑性阶段, 通常在浇筑后4～15h左右出现, 绝大部分发生在初凝前的流塑性阶段。这一阶段水泥水化反应激烈, 分子链逐渐形成, 出现泌水、水分急剧蒸发以及骨料与浆体的不均匀沉降等现象。因此, 塑性收缩又可以细分为失水凝缩、化学减缩 (或化学收缩) 、沉降收缩三类。

预防措施: (1) 减少水泥和水用量; (2) 保持混凝土表面湿度; (3) 可泵性混凝土要降低砂率和骨料含泥量。

1.4 自收缩变形

混凝土的自收缩 (autogenousshrinkage) 是指混凝土在没有与周围环境发生湿度交换的情况下发生的体积变化, 它是水泥水化过程中由于没有外界水供应或外界水通过毛细孔迁移到体系内部的速度小于水化耗水速度时引起的混凝土内部的自干燥过程所导致, 作用机理与干燥收缩类似[7]。目前随着掺高效减水剂与矿物细掺合料为特征的高强高性能混凝土的成熟发展和广泛应用, 自收缩问题逐渐成为人们关注的焦点。

预防措施: (1) 掺加一定量的粉煤灰; (2) 使用矿渣水泥; (3) 掺入膨胀剂; (4) 使用有吸水性的骨料; (5) 水雾养护。

1.5 碳化收缩变形

碳化收缩是由于碳化作用所产生的游离态水蒸发引起的浆体收缩。碳化作用是指大气中的CO2在有水的条件下与水泥水化产物作用生成CaCO3、铝胶、硅胶以及游离态水, 并由此引起混凝土体积收缩变形。

预防措施:增加表面湿度, 铺盖养护材料。

1.6 钢筋锈涨裂缝

钢筋在混凝土中腐蚀是电化学 (原电池) 的反应过程。决定钢筋腐蚀反应的基本因素是电位差、水和氧, 缺一不可, 实际腐蚀速度大多不是受制于氧的供应。混凝土中钢筋表层腐蚀或铁锈后, 体积可增加几倍, 挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于径向胀压力的拉应力, 拉应力超过混凝土的承耐能力就在混凝土的保护层上引发出顺沿钢筋的纵向裂缝, 并且裂缝会不断发展, 对工程结构的安全性、耐久性造成恶劣的影响。

预防措施:阻截氯源和增强混凝土免疫力。

1.7 碱骨料反应裂缝

混凝土碱骨料反应裂缝主要是指水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅发生反应即碱硅酸反应 (简称ASR) , 反应生成碱硅酸盐凝胶体积膨胀所引发的裂缝。混凝土ASR能否发生、发展, 能否引起膨胀裂缝或其程度如何, 受到其含碱量、混合材料种类和性能、温湿条件、工程质量等因素的影响。

1.8 施工工艺及流程造成裂缝

混凝土施工过程中操作不规范, 养护制度不完善。影响混凝土密实性和均匀性, 出现蜂窝、麻面、孔洞等缺陷导致裂纹的产生。混凝土收面不及时, 或压抹次数不足, 使混凝土表面产生收缩裂缝。为赶工期, 过早承受荷载加剧了混凝土裂缝的产生。

2 裂缝的处理方法

2.1 开槽法修补裂缝

将改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干的混凝土凿槽内进行嵌入而达到修补的效果, 一般适用于宽度大于0.5mm的裂缝。

2.2 低压注浆法修补裂缝

低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2～0.3mm的混凝土裂缝修补, 其修补工序流程为:裂缝清理-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面。

2.3 表面覆盖法修补裂缝

适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝, 在裂缝上涂膜以达到修补混凝土微细裂缝的目的, 主要分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种类型。

2.4 缝合法 (锚固法)

该法是以钢筋栓沿混凝土裂缝隔一定距离将裂缝锚紧的修补方法, 多用于混凝土及钢筋混凝土的补强加固作业上。

2.5 预应力锚固法

此法为混凝土结构的补强加固法。沿与裂缝相垂直的方向配置钢筋或锚杆, 然后拉紧, 使钢筋中产生预应力, 最后锚紧。

2.6 混凝土置换法

先将损坏的混凝土剔除, 然后再置换新的混凝土或其他材料。

2.7 电化学防护法

利用施加电场在介质中的电化学作用, 改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态, 钝化钢筋, 以达到防腐的目的。

2.8 仿生自愈合法

模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质, 而使创伤部位得到愈合的机能, 在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分 (如含粘结剂的液芯纤维或胶囊) , 在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统, 当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维使裂缝重新愈合。

3 结语

混凝土形成裂缝的原因及影响因素虽然极为复杂, 但在施工中, 只要严格按照设计和施工规范进行操作, 裂缝是可以避免的, 这就需要广大工程建设人员不断提高施工技术和积累施工经验, 采用科学的方法, 加大管理力度, 增强责任心, 提高质量意识, 合理地选择裂缝处理方式, 更快更好地解决工程中出现的裂缝问题。●

参考文献

[1]王小龙, 魏小强.浅谈混凝土裂缝的产生及防治.陕西建筑, 2009年6月总第168期:34-35.

[2]赵跃林.混凝土裂缝成因和防治.山西建筑, 2010年12月第36期:120-121.

[3]屈晓栋.混凝土裂缝成因及控制.施工技术, 2010年12月第39期:168-169.

[4]富文权, 韩素芳.混凝土工程裂缝分析与控制.北京:中国铁道出版社, 2002.

[5]谢成慧.混凝土裂缝成因及预防控制措.施工程科技, 2007年第2期:92-97.

[6] (美) 库马.梅塔 (P.KumarMehta) , (美) 保罗J.M.蒙特罗 (PauloJ.M.Monteiro) .混凝土:微观结构、性能和材料:原著第三版;覃维祖, 王栋民, 丁建彤译.北京:中国电力出版社, 2008.