浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施

浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施内容摘要在建筑物的建造和使用过程中，不管是自拌混凝土还是商品混凝土出现混凝土结构裂缝的现象时有发生，因混凝土结构裂缝影响工程质量安全，甚至导致建筑物垮塌的重大建筑质量事故也偶有发生。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，也是建筑行业的一个质量通病，经常困扰着工程施工人员。有相当一部分混凝土结构裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害，但裂缝的存在会影响建筑物的整体性、耐久性，会对钢筋产生腐蚀，是受力使用期应力集中的隐患，所以应加以重视，以避免裂缝的出现。混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝。本文以施工为主，兼顾设计和监理等方面，阐述混凝土结构裂缝的产生原因及防治措施。关键词：混凝土结构裂缝原因及防治措施浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施目录内容摘要...........................................................................................错误!未定义书签。引言.............................................................................................错误!未定义书签。1绪言............................................................................................................................22混凝土裂缝的分类及成因........................................................................................32.1混凝土结构裂缝的分类.................................................................................32.1.1按裂缝的成因分类......................................32.1.2按裂缝产生的时间分类..................错误!未定义书签。2.1.3按裂缝的形状分类......................................42.1.4按裂缝的发展状态分类..................错误!未定义书签。2.2混凝土裂缝的产生原因..................................................错误!未定义书签。2.2.1塑性裂缝的产生原因分析................................52.2.2干缩裂缝的产生原因分析................................52.2.2温度裂缝的产生原因分析................................62.2.3沉陷裂缝的产生原因分析................错误!未定义书签。3混凝土裂缝的预防措施及处理技术........................................................................73.1混凝土结构裂缝的预防措施.........................................................................73.1.1干缩及塑性收缩裂缝的预防措施..........................73.1.2温度裂缝的预防措施....................................83.1.2沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施..........................83.2混凝土结构裂缝的处理技术.........................................................................83.2.1表面封闭法............................................93.2.2灌浆、嵌缝封堵法......................................93.2.3结构加固法及混凝土置换法..............................94工程实例分析.............................................................................错误!未定义书签。5结论与展望.................................................................................错误!未定义书签。浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施引言钢筋混凝土结构或构件出现裂缝总会造成不良影响，有的裂缝破坏结构整体性、降低结构刚度影响承载力；有的会引起钢筋锈蚀而降低耐久性；有的缝则出现渗漏而影响使用功能。因此在了解裂缝产生的多种原因后，要针对不同期出现裂缝的不同原因，采取积极措施避免裂缝的发生。当裂缝一旦出现应根据其性质、形态、部位、大小、结构等级和受力状况区别治理。1浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施21绪言混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂缝的防治重点在于“防”，而不在于“治”，当这些裂缝发生后，必须先查明裂缝产生的原因，判明裂缝的类型，才能选择正确的处理方法，同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监管、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平，这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生，把裂缝宽度控制在设计范围内，尽量减少裂缝造成的危害。浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施32混凝土裂缝的分类及成因混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象，大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的，它是材料的一种特性。因此，科学对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上，采取有效的措施，将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类，并对结构中占主要部分的裂缝进行成因分析。2.1混凝土结构裂缝的分类2.1.1按裂缝的成因分类裂缝的形成有外荷载、结构计算模型差异、材料的收缩（主要为的混凝土收缩、温度变形）等原因造成。从技术角度来分析，有设计、施工、材料等方面问题，根据裂缝的成因分为如下几类：（一）材料选配不当，如材料的配合比不适宜，水泥品种不对、外加剂品种不对或比例不对,骨料中含泥量太大，有反应性骨料及风化岩等。（二）施工控制不当，如未按规范操作，混凝土入模间隔时间太长，振捣、搅拌不均匀，养护不及时等原因。（三）温差作用，如混凝土运输、入模、成型及在初凝及终凝过程中温差太大。（四）荷载作用，部分地方堆载及超载造成混凝土结构遭到破坏引起开裂。（五）钢筋锈蚀作用，如环境湿度大，酸、盐化学品渗透造成钢筋锈蚀；还有杂散电流引起钢筋锈蚀。（六）地基不均匀沉降。（七）冻胀作用，在临界强度前受冻的混凝土，在构件表面沿主筋或箍筋方向出现宽窄不同的裂缝。（八）地震作用，遭到地震破坏引起混凝土结构裂缝。（九）火灾作用，发生火灾，混凝土发生高温碳化引起结构裂缝。（十）碰撞及其他作用等。2.1.2按裂缝产生的时间分类根据裂缝产生的时间划分裂缝，一般可分为两大类：（一）施工期间出现的裂缝。1)塑性收缩和沉降裂缝：塑性收缩足在混凝土凝结之前，水分从浇筑表面较快蒸发失水而引起，这些裂缝对结构危害很小，但需进行表面处理；沉降裂缝是浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施4在施工过程中混凝土尚无任何强度时，由于模板振动、棊础下沉、混凝土振后表面（泌)积水较多引起的，这类裂缝一般较深。2）收缩和温差裂缝：收缩是在混凝土凝结期间或硬化后表面形成的裂缝。由于受到模板和周围结构件的约束、缺少养护水、表面未保护、收缩不匀而引发的裂缝，形状与构件表面垂直。3）不规则龟裂:龟裂是在浇筑后对表面没有进行认真抹压处理或覆盖养护，出现较多数量但裂缝较浅的缝,在初凝期间发生。4）施工措施不当出现的裂缝:钢筋配置不当、绑扎不牢固、施工对钢筋无防护操作人员踩踏上部筋、支撑拆除过早、混凝土无强度时吊压重物、预应力张拉失控都会引起结构裂缝。5）冻胀作用引起的裂缝：早期冻胀是在临界强度前受冻的混凝土，在构件表面沿主筋或箍筋方向出现宽窄不同的裂缝,深度多达不到主筋。（二）使用期间出现的裂缝。1）建筑在投入使用阶段随时间的推移面发展原有裂缝或出现新的裂缝。这种裂缝是沿钢筋位置出现的纵向裂缝，是钢筋开始锈蚀的一个征兆。这种裂缝不是其他任何原因造成的，而是钢筋生锈膨胀所产生的现象。2）对盐械类及酸性侵蚀气液体介质引起的裂缝。3）冻融循环造成的裂缝。2.1.3按裂缝的形状分类根据裂缝的形状可分为以下五类:（一）横向裂缝：垂直于构件截面的横向裂缝，主要因荷载作用、温差收缩作用引起。（二）剪切裂缝：因结构体的荷载或震动移位而引起的裂缝。（三）斜向裂缝、八字和倒八字形裂缝：这种裂缝一般只出现在墙体表面，主要因地基不均匀下沉或是温差作用引起的。当条形建筑中部下沉量较大时,两端部墙体表面则出现八字形裂缝；当建筑中部地基坚硬时，两端部地基在软土层上，则出现倒八字形裂缝；条形建筑一端沉降量大时会出现斜向裂缝；当建筑屋面上部因高温或高湿而膨胀量较大时,墙面也会出现八字形裂缝；屋面顶部因低温干燥收缩时，墙面则出现倒八字形裂缝。根据出现裂缝的时间可以判断其稳定程度,进而分析对结构的耐久性影响。（四）X形的交叉裂缝：在地震及外力撞击作用下，柱子端头和墙面上会出现浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施5X形裂缝。（五）火灾及其他原因引起的裂缝：因火灾温度很髙且不均匀，裂缝会不规则的出现，程度也不尽相同。2.1.4按裂缝的发展状态分类根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势可分为以下两类:（一）稳定裂缝这种裂缝不影响持久应用包括两类。1）一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝常见于一些新建的防水工程中这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合析出CaOH2晶体且部分CaOH2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶两者形成的凝胶物质将胶合裂缝封闭从而渗漏停止裂缝达到自愈。2）另一类是处于稳定运动中的裂缝如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。（二）不稳定裂缝这种裂缝将产生不稳定性的扩展影响结构物的持久使用应视其扩展部位采取相应的措施。2.2混凝土裂缝的产生原因裂缝产生的主要原因：由外荷载（包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝；由变形（包括温度、湿度变形、不均匀沉降等）引起的裂缝；由施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等）引起的裂缝。按成因分类主要有塑性裂缝、干缩裂缝、温度裂缝及不均匀沉降裂缝。2.2.1塑性裂缝的产生原因分析：塑性裂缝在结构表面出现，形状很不规则且长短不一，互不连贯，类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期（一般在浇筑后4小时左右），当混凝土本身与外界气温相差悬殊，或本身温度长时间过高（40℃以上），而气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂，属于干缩裂缝，出现普遍。塑性产生原因分析：混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土早期强度很低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的粉砂。混凝土水灰比过大，模板过于干燥。2.2.2干缩裂缝的产生原因分析：干缩裂缝现象：裂缝为表面性，宽度较细。其走向纵横交错，没有规律。较薄的梁、板类构件（或桁架杆件），多沿短向分布；整体性结构多发生在结构变截浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施6面处；平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘，大体积混凝土在平面部位较为多见，但侧面也常出现，并随湿度