混凝土结构裂缝控制(1)

混凝土结构的裂缝控制

摘要：混凝土是一种组合材料。由于混凝土施工、本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在裂缝，其会影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到结构的安全。因此对混凝土结构裂缝控制的研究具有很重要的意义。

关键词：混凝土、裂缝、成因、评估。

正文：

一、混凝土产生裂缝对结构的影响。

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到结构的安全。

二、混凝土产生裂缝的原因。

裂缝产生的形式和种类很多，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入手。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。

（一）设计原因：

1、结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。

2、设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。

3、设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。

4、设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

5、设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。

(二)材料原因：

1、粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。

2、骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。

3、混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当，严重增加混凝土收缩。

4、水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

5、水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

(三)混凝土配合比设计原因：

1、设计中水泥等级或品种选用不当。

2、配合比中水灰比(水胶比)过大。

3、单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。

4、配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。

5、配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

(四)施工及现场养护原因：

1、现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。

2、高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。

3、对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。

4、大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。

5、现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

6、现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。

7、现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。

(五)使用原因(外界因素)：

1、构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。

2、使用荷载超负。

3、野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。

4、周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。

5、意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

三、裂缝产生后的危害性评估与修补。

（一）裂缝危害性的评估：

混凝土的裂缝有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致，但大致相同。

如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来，许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm；在湿气及土中为0.3mm；在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高，必须处理。

近年来预应力混凝土应用范围逐渐推广到更多的结构领域，其混凝土强度等级必须提高至c50。在采用泵送条件下，其收缩与水化热大大增加，约束应力裂缝很难避免，张拉前开裂，张拉后又不闭合，裂缝控制的难度更加困难。预应力结构裂缝允许宽度是严格的，预应力筋腐蚀属“应力腐蚀”并有可能脆性断裂，预兆性较小，裂缝扩展速度快。

裂缝深度h与结构厚度h的关系如下：h≤0.1h表面裂缝；0.1h ＜h＜0.5h浅层裂缝；0.5h≤h＜1.0h纵深裂缝；h=h贯穿裂缝。应

当尽量避免贯穿性及纵深裂缝，如出现该种裂缝应采取化学灌浆处理来保证强度，即贯缝抗拉强度必须超过混凝土抗拉强度。早期裂缝一般出现在一个月之内，中期裂缝约在6个月之内，其后1～2

年或更长时间属于后期裂缝。

（二）裂缝的处理与修补：

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。