分析建筑混凝土结构裂缝的形成与治理.pdf

余林 ： 分析建筑混凝土结构裂缝 的形成 与治理 1 2 5 分析建筑 混凝土结构 裂缝 的形成 与治理 余林 ( 广 东省海洋工程技术学校 。 广州5 1 0 0 0 0) 【 摘要】 分析了对筑混凝土结构的安全性与耐久性产生危害的各种裂缝的形成原因， 并根据裂缝性质、 结 构特点以及使用要求， 提出了相应的预防措施， 以及修补办法， 尽可能避免裂缝的存在和扩展 ， 保证结构的安全性 与耐久性 。 【 关键词】 混凝土结构； 裂缝； 形成 ； 治理 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 7 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 0 ) 0 7 0 1 2 5 0 2 大量 的工程 和实践 理论 分析表 明 ， 混凝 土构件 基 本上都是带裂缝工作的， 只是有些裂缝很细， 甚至肉眼 看不见( 缝宽 0 5 m m) ， 一般对结构的使用无大的危 害 ， 允许其存在 。但有 些 ， 产生 的形式 多样 的裂缝 ， 会 使混凝土内部的受力钢筋、 预埋件等材料产生腐蚀， 降 低构件的承载力、 整体性、 耐久性及防水、 抗渗能力。 对于后者 ， 需要采取各 种措施严格预防 ， 及时修补 。以 保证结构 的安全性 和耐 久性 。 1 混凝土结构 裂缝的形成原 因 1 1 设计不 当引起 的裂缝 我国的设计规范都有结构或构件的抗力大于或 等于作用效应 的规定 。设计 者往往取抗力大于作用效 应 ， 甚至抗力等 于作 用效 应 。这 样做无 疑可在 当时使 结构的造价略有下降 ， 取得了经济效益 。同时 ， 设计 者 不重 视结 构 的耐久 性 的 ， 构 件 的尺 寸小 ， 混凝 土强 度 低 ， 抗腐蚀和侵蚀 的能力极 低 ， 加 上施 工偏差 ， 使 用 管 理不当等 因素的影响 ， 使 用寿命较短。 1 2原材料质量 引起 的裂缝 混凝土所采用材料 的质 量不 合格 ， 导 致结构 出现 裂缝。如砂石含泥量超 过 规定 。砂石 的级配差 ， 或砂 颗粒过细 ， 用这种材料 拌制 的混凝 土常造 成侧 面裂缝 等 。碱骨料反应 。骨料 中含有 泥性 硅化物质 与碱性 物 质相遇 ， 水、 硅 反应会 生成膨 胀 的胶质 ， 吸水后造 成 局 部膨胀 和拉应 力 ， 则构件产生 爆裂状裂缝 ， 在 潮湿地 方 较为多见。 1 3 施 工不当引起 的裂缝 施 工质量对混凝土 结构 裂缝 的形成 影响极 大 ， 常 见因素有 ： 搅拌 、 运输 时 间过长 ； 振捣 不 良； 浇筑速度 过 快 ； 塑性 混凝 土下沉 ； 施 工缝 接茬 处理不 好 ； 初期 养 护 不当， 早期受冻等， 引起裂缝。 1 4收缩裂缝 施工 中常见的混凝 土收缩 裂缝 有塑 性收缩 裂缝 、 沉降收缩 裂缝 、 干燥 收缩裂缝 3种 。 ( 1 ) 塑性收缩裂缝 。一般 在干热 或刮风 天气易 于 出现 ， 裂缝多 为中间宽 ， 两端 细且 长短 不一 ， 互不 连 惯 。裂缝产生原 因是 由于混凝 土在塑 性状 态时 ， 刚开 始终凝， 而由于天气炎热 ， 阳光直射， 刮大风， 使混凝土 表面水分蒸发过快 ， 混凝土表面产生急剧 的体积收缩 ， 此时混凝土尚未有强度 ， 而致使混凝土表面出现龟裂。 ( 2 ) 沉降收缩裂缝。该裂缝 一般多 沿主筋通 长 方 向， 在混凝土表面 出现 ， 常在 浇灌后 发生 ， 硬 化后停 止 。裂缝 的产生原 因是混凝土 浇捣后 骨料 颗粒 沉落 ， 水泥浆上浮， 受到钢筋或大骨料的阻挡， 而使混凝土互 相分离。另外混凝土的本身组成材料沉落不均匀造成 开裂。 ( 3 ) 干燥收缩裂缝。多在混凝 土养 护完毕 一段 时间后才 出现 ， 为表面性 的较浅较细裂缝 ， 多沿短方 向 分布。裂缝产生 的原 因主要是 混凝 土养护 不周 ， 受 风 吹 日晒 ， 表 面水 分散 失过 快 ， 而 混凝 土 内部湿 度 变化 小 ， 表面干缩变形受到混凝土 内部的约束 ， 而产生较大 拉应力后产生裂缝 。 1 5 温度裂缝 温度裂缝多发生在施 工期 间 ， 裂缝 的宽 度受 温展 影响较大 ， 冬季较宽 ， 夏季较窄 ， 宽度 一般在 0 5 m m 以 下。这类裂缝可能出现表层 、 深层或贯穿裂缝 ， 表层裂 缝的走 向没有一定 的规律性 ， 深层或贯 穿裂缝 走 向一 般与 主筋 方 向平行 ， 对结 构 、 构 件 的安 全影 响非 常严 重。温度裂缝产生的原 因主要 是 ： 温度 裂缝 是 由混 凝 土 内部和表面温度相差较大而引起 的。 1 6沉 陷裂缝 沉 陷裂缝 的产生是 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 等导致， 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 。此 类 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 3 0 。 4 5 。 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 1 2 6 低温建筑技术 2 0 1 0 年第 7 期( 总第 1 4 5 期) 成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基 变形稳定之后 ， 沉陷裂缝也基本趋于稳定。 2 混凝土结构裂缝的治理措施 2 1 遵守规范， 优化构造 严格遵守混凝土结 构设 计规范 ， 不 因片面追求 经 济利益而忽视结构的安全性与耐久性。建筑平面选型 在满足使用要求的前提下， 力求简单。平面复杂的建 筑物， 容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开 裂。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。长高比越小， 整体刚度越大， 调整不均 匀沉降的能力越强。正确地设置沉降缝。沉降缝位置 和缝宽的选定合适 ， 构造要合理， 可以和其它结构缝合 并设置 。 2 2 材料选优 ， 配 比正确 水泥 ， 应选用水化热较低 的水泥。粗骨料 ， 宜用表 面粗糙 、 质地坚硬 的石 料。级 配 良好 ， 空 隙率 小 ， 无 碱 性反应 ； 有害物 质及粘土含量不超过规定 。细骨料 ， 宜 用颗粒较粗、 空隙较小， 含泥量较低的中砂。外掺料 ， 宜采用减水剂 等外 加剂 ， 以改善混凝土工作性能 ， 降低 用水量 ， 减少收缩。 配合比设计 ： 应采用低水灰比、 低用水量， 以减少 混凝土的收缩； 要严格控制水灰比和水泥用量。 2 3 严格施工 ， 防患未然 浇捣工作 ： 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。 混凝 土养 护 ： 主要是控制好构件 的湿润养护 ， 对 于 大体积混凝土 ， 有条件时宜采用蓄水或流水养护。 混凝土的降温和保温工作 ： 对于厚大体积混凝土， 施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温 措施， 避免水化热高峰的集中出现、 降低峰值 ， 合理安 排施工工序， 分层 、 分块浇筑， 以利于散热， 减小约束。 浇捣成型后 ， 应采取必要的蓄水保温措施， 以防止由于 混凝 土内外 温差过 大而 引起的温度裂缝 。 2 4 及 时修补 ， 防止扩展 ( 1 ) 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人混凝土的裂缝 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。结构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 。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 再置换人新的混凝 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 而有效的三种方法。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 。 参考文献 1 尹平 混凝土裂缝产生原因及预防处理措施 J 山西建筑， 2 0 0 8 ， ( 1 0 ) ： 3 4 2 鞠丽艳 混凝土裂缝抑制措施的研究进展 J 混凝土， 2 0 0 2 ， ( 5 ) 3 鞠丽艳， 张雄 混凝土裂缝防治的两种新方法 J 施工技 术 ， 2 0 0 2 ， ( 7) 4 郭仕万。 肖 欣， 赵和平 混凝土施工中的裂缝控制 J 山西 水利科技 ， 2 0 0 0， ( 4 ) 5 王鹏 混凝土常见裂缝的预防与处理 J 安徽电气工程职 业技术学 院学报 ， 2 0 0 4， ( 3 ) 6 李晶商品混凝土裂缝成因分析及预控措施 J 安徽建筑。 2 0 0 6， ( 2 ) 7 李丽清， 李长 明， 谢军 常见 混凝 土裂缝 的成 因及修 复措施 f J 承德石油高等专科学校学报 ， 2 0 0 7 ， ( 4 ) 8 喻文莉 浅议混凝土裂缝的预防与处理措施 J 重庆建筑， 2 0 0 7 ( 2 ) 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 0 2 作者简介 佘林( 1 9 7 4一) ， 男， 湖南 常德人 ， 讲 师 ， 研 究方 向： 钢筋混凝土结构裂缝 的开展与防治。