論混凝土裂縫成因及防治措施

1、論混凝土裂縫成因及防治措施1 緒論1.1 課題背景及目的隨著全球化經濟的高速發(fā)展，像高層建筑、水壩和 地下工程等大型工程被廣泛需要，也變得越來越多，對混凝土的使 用量也越來越大，施工技術也不斷成熟，但是很多工程仍然出現不 同程度的裂縫，輕者的造成滲漏水，影響建筑美觀、舒適，重者影 響建筑結構的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性，甚至還會導 致整體倒塌的重大質量事故，給人民群眾的生命安全帶來威脅；在 高層建筑的地下框架結構中，底板裂縫的情況占到了大約 20，地 下室外墻的混凝士裂縫情況占到了同類建筑的 80左右?；炷亮芽p是混凝土建筑領域一貫的質量通病，影 響了框架結構的耐久性和整體性。因此，采

2、取有效的措施控制裂縫， 減少甚至杜絕裂縫的出現相當有必要。1.2 國內外研究狀況建筑物的裂縫問題是個較復雜的問題，早在二十世紀三十年代，就有學者開始了這方面的探索和研究。至今，在某 些專題上 （如鋼筋混凝土構件在簡單受力條件下的裂縫問題 ）國內外 取得了不少成果，編制了一些規(guī)程、規(guī)范，有了一些計算公式，也 解決了一些實際問題。隨著人們對建筑行業(yè)的日益關注 , 尤其對混凝土裂縫 的研究和探討也越來越豐富 , 相關范等形式從實務上制定了對建筑專 業(yè)的基本要求 , 例如混凝土裂縫檢測預防、控制及故障鑒定修復新 技術與國家強制性標準實用手冊 ，廣大的學者也以專著、論文等形 式對混凝土裂縫進行了研究。1

3、.3 課題研究方法文章以混凝土裂縫問題為研究對象 , 在介紹混凝土 裂縫的基礎之上 ,分析了混凝土裂縫的具體原因 , 從而提出了混凝土 裂縫的對策建議 , 旨在為提升建筑行業(yè)發(fā)展 , 探索一些可行的措施 , 同 時為建筑行業(yè)的發(fā)展提供一些借鑒之據。文章涉及混凝土裂縫等多個方面的多個問題，通過調查問卷、實證研究、邏輯推理、文獻法 等多種方法展開研究。2 混凝土裂縫的特征及危害2.1 混凝土裂縫的種類(1) 水平裂縫 : 由于上部砌體抗拉抗剪強度的非均勻 性，外墻上的斜裂縫往往與水平裂縫互相結合出現，形成一段斜裂 縫和一段水平裂縫組合的混合裂縫。水平裂縫一般均沿灰縫錯開， 而斜裂縫既可能沿灰縫也可

4、能橫穿砌塊和磚塊。(2) 斜裂縫 : 在窗口轉角、窗間墻、外墻及內墻上都 可能產生裂縫。大多數情況下，縱向墻的兩端部出現斜裂縫的概率 高，裂縫往往通過窗口的兩對角，且在窗口處縫寬較大，向兩邊逐 漸縮小。在靠近平屋頂下的墻上或者在內部的橫隔墻上和由墻上的 斜裂縫，呈正八字形。有些裂縫在建筑物的下部外墻也呈八字，其 形狀是下部裂縫寬，向上部逐漸延伸縮小寬度。在個別建筑物上， 也發(fā)現過倒八字形裂縫。（3）豎向裂縫: 這種裂縫常出現在窗臺墻上，窗洞口的兩個下角處，有的出現在墻的頂部，上寬下窄，多數窗臺縫出現 在低層，二層以上很少出現。2.2 混凝土裂縫的特征（1）變形裂縫。一般在施工后不久就會出現，

5、并隨著時間的發(fā)展而發(fā)展，有的延續(xù)數月，有的延續(xù)數年才穩(wěn)定。（2）混合結構的門窗洞口上常設置鋼筋混凝土圈梁、過梁等構件，在梁端部的墻面上常出現局部豎向或稍傾斜的裂縫。 裂縫通賞中間寬上下窄，有的還通至窗口下角附近。當過梁不露 （ 暗 梁）時，裂縫細微或不明顯，過梁外露者裂縫都很明顯，過梁愈大， 裂縫亦較寬長。（3）在一幢混合結構房屋中往往有兩種甚至數種不同 層數的結構，在錯層處的墻面上常常出現豎向裂縫，有的達數毫米 至十余毫米之多。(4) 平屋頂的建筑中，常用女兒墻作為屋頂平臺的圍 欄，起安全圍護作用 ; 有的則作為一種建筑藝術的需要而設置各種高 度的女兒墻。磚砌女兒墻常出現各種形狀的裂縫一豎向

6、、斜向及水 平裂縫。裂縫同時還伴著女兒墻的外移、外傾及側向彎曲等現象。(5) 不均勻沉降裂縫：當地基變形不一致時 , 如產生 了不均勻沉降 , 結構各部位受力不同 , 如果沉降量達到一定數量就會 引起鋼筋混凝土梁板的裂縫 . 不均勻沉降裂縫多屬貫穿性裂縫 , 其走 向與沉降情況有關 , 有的在結構或構件上部 , 有的在下部 , 一般與地面 垂直, 或呈 30 度至 45 度角方向發(fā)展 , 裂縫寬度受溫度變化影響小 , 因 荷載大小而異 , 且與不均勻沉降值成比例。(6) 大體積混凝土的裂縫：大體積混凝土的裂縫稱之 為內約束裂縫 , 裂縫走向無一定規(guī)律性 , 梁板式 , 或長度較大的結構 , 裂

7、縫多平行于短邊 ; 大面積結構裂縫?？v橫交錯。多發(fā)生在施工期間 冬季縫寬 , 夏季較細。2.3 混凝土裂縫的危害 鋼筋混凝土結構物一旦產生裂縫，對本身會產生安全上及使用上的影響。外部環(huán)境的有害成分侵入，會使裂縫部分持續(xù)擴大及劣化，造成使用性能的降低，而導致使用壽命的縮短，甚 至會影響結構物的安全性。（1）對結構強度的影響：結構物裂縫發(fā)生后，其本身的剛性、剪力強度、拉力強度、抗彎強度都會降低，并可能 導致結構行為發(fā)生應力重分配，造成進一步的破壞。（2）對耐久性能的影響：裂縫對耐久性的影響，最主要的是加速混凝土中性化，使鋼筋腐蝕速度變快，并因漏水、滲水，造成發(fā)霉、滲斑而使得保護層剝落，而縮短結構物

8、的使 用年限。（3）對氣密性能的影響：裂縫對于氣密性能的破壞，主要是針對需要高氣密性能的結構物而言的，如醫(yī)院、核電廠，或一些疫苗培植性能的結構物。一旦發(fā)生裂縫，就會造成氣密性降低，造成輻射線或疫苗菌類外泄，影響到人們的安全。3 混凝土裂縫的原因分析3.1 原材料質量引起的裂縫混凝土是一種收縮性材料。雖然其收縮的絕對 值不大，但由于其較高的彈性模量和很低的抗拉強度，即使很小一 點的收縮變形也會產生很大的拉應力。當拉應力超過其抗拉強度時， 混凝土即出現開裂。因此，我們應該做的事情就是設法盡最大可能 地降低混凝土的收縮值和最大程度地提高混凝土的抗拉強度。一是 要盡量少用收縮量大的水泥，如礦渣水泥。礦

9、渣硅酸鹽水泥的收縮 比普通硅酸鹽水泥大 25%左右。二是在滿足施工和易性的條件下，應 盡量減小混凝土的水灰比，盡量減小單位體積水泥漿量和砂漿量。 眾所周知，混凝土水灰比越大，收縮將顯著增加，同時抗拉強度降 低?；炷了捎貌牧系馁|量不合格，可能導致結構出現裂縫。（1）砂石含泥量超過規(guī)定，不僅降低混凝土的強度和抗?jié)B性，還會使混凝土干燥時產生不規(guī)則的網狀裂縫。砂石的級配差，或砂顆粒過細，用這種材料拌制的混凝土常造成側面裂縫。堿骨料反應。骨料中含有泥性硅化物質與堿性物質相遇，水、 硅反應會生成膨脹的膠質，吸水后造成局部膨脹和拉應力，則構件 產生爆裂狀裂縫，在潮濕的地方較為多見。2）拌和用水及外加劑拌

10、和用水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應有影響。3.2 施工施工工藝及流程造成的裂縫（1）混凝土施工過程中由于施工不當、模板支撐下沉，或過早除梁板模和支撐等形成的裂縫；施工控制不嚴，由于施 工荷載過大而導致出現裂縫。（2）在施工中，不規(guī)范的澆搗過程對裂縫產生也有直接影響。振搗時間過短，或振搗不到位，混凝土都無法達到密實狀態(tài)；而如果振搗時間過長，石子下沉上面砂漿偏多，該處水泥較 多，干縮變形也就較大，收縮不均勻也容易產生裂縫。（3）模板、墊層過于干燥。模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水過大

11、，引起混凝土的塑性 收縮，產生裂縫。4）抹干壓光造成的裂縫。過度的抹平壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥 漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積 碳水化收縮，導致混凝土板表面龜裂。（5）養(yǎng)護不當造成的裂縫。過早養(yǎng)護會影響混凝土 的膠結能力；過遲養(yǎng)護，如干燥過快，則通常在表面上產生寬度小 且不規(guī)則的收縮裂縫。開始養(yǎng)護的時間應該考慮氣溫、濕度、風速 等等因素，一般情況下，在混凝土初凝時，需開始養(yǎng)護。養(yǎng)護措施 要合理，應該采用麻袋覆蓋澆水養(yǎng)護，以保證混凝土表面能夠充分 的濕潤，養(yǎng)護時間應在 7 天以上。養(yǎng)護不好則對混凝土整體質量影 響特別顯著，將

12、直接影響到混凝土的抗裂能力。特別是在冬季和夏 季施工期間，更要注意混凝土內外溫差和濕度的控制。（6）后澆帶施工不慎而造成的裂縫。為了解決鋼筋 混凝土收縮變形和溫度應力，規(guī)范要求采用施工后澆帶法，有些施 工后澆帶不完全按設計要求施工，例如施工未留企口縫：板的后澆 帶不支模板，造成斜坡槎；疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板 面的裂縫。（7）砼的彈性變形及支座處的負彎矩。施工中在混凝土未達到規(guī)定強度，過早拆模，或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載等。這些因素都叮直接造成混凝上的彈性變形，致使砼早期強度低或無強度時，承受彎、壓、拉應力，導致產生內傷或斷裂。施工中不注意鋼筋的保護，將會造成支座的負彎矩，導致板面出現裂縫。此外，大梁兩側的樓板不均勻沉降也會使支座產生負彎矩造 成橫向裂縫。3.3 混凝土因自身特性產生裂縫（1）沉縮裂縫沉降裂縫可分為塑性沉降裂縫與塑性收縮裂縫兩種。塑性