砼實體結(jié)構(gòu)裂縫的成因及處理辦法

1、砼實體結(jié)構(gòu)裂縫的成因及處理辦法簡介：砼因其取材廣泛、價格低廉，抗壓強度高、可澆注成各種形狀，并且耐 火性好、不易風化、養(yǎng)護費用低，成為當今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。 其蠕變特性是在常溫25C0下保持不變，但大于或小于25C0就會膨脹或冷縮變形， 缺點是：在溫度變化過程中產(chǎn)生內(nèi)應力表面裂縫，在力的作用下產(chǎn)生拉應力容易開 裂。關鍵字：裂縫特性成因中圖分類號：TV543+.6文獻標識碼：A文章編號：砼實體結(jié)構(gòu)裂縫的成因復雜、繁多，有時多種因素互相影響，但每一條裂 縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種交錯因素。砼實體結(jié)構(gòu)裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因， 大致可劃分如下幾種：一是荷載或自重引起的拉應力裂縫：砼

2、實體結(jié)構(gòu)在靜、動荷載拉應力下產(chǎn) 生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直接裂縫、拉應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷 載引起的直接應力產(chǎn)生的裂縫；拉應力裂縫是指由外荷載作用下的拉應力產(chǎn)生裂縫。二是溫度變化引起的裂縫：砼具有熱脹冷縮的特性，當外部環(huán)境或內(nèi)部溫 度發(fā)生變化時，砼將發(fā)生膨脹或冷縮變形，若膨脹或冷縮變形大于表面拉應力，即 產(chǎn)生溫度裂縫。溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主 要特性是將隨溫度變化而膨脹或冷縮。引起溫度變化主要因素有：1、年溫差：砼實體結(jié)構(gòu)的位移受到限制時才會引起溫度裂縫，考慮到混凝 土的蠕變特性，年溫差內(nèi)力計算時混凝土彈性模量應考慮折減。2、日照：砼實體結(jié)構(gòu)受太

3、陽曝曬后，內(nèi)在溫度呈梯度非線形分布。由于受 到自身約束作用，導致局部拉應力較大，出現(xiàn)裂縫。日照和下述驟然降溫是導致結(jié) 構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。3、驟然降溫：突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然 下降，但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度。日照和驟然降溫內(nèi)力計算時可 采用設計規(guī)范或參考實橋資料進行，砼彈性模量不考慮折減。4、水化熱：出現(xiàn)在施工過程中，大體積砼（厚度超過2.0米）澆筑之后由 于水泥水化放熱，致使內(nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。施工中 應根據(jù)實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單位用量，減少骨料入 模溫度，降低內(nèi)外溫差，并緩慢降溫，必要時可采

4、用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行內(nèi)部散熱， 或采用覆膜滴灌保濕的方法，促使砼加快散熱。5、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當，砼驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易 出現(xiàn)裂縫。三、收縮引起的裂縫在實際施工中，砼因收縮所引起的裂縫是最常見的：在砼收縮種類中，塑 性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生砼體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭 化收縮。塑性收縮：發(fā)生在施工過程中、砼澆筑后45小時左右，此時水泥水化反 應激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，砼失水收縮，同時骨料因自 重下沉，因此時砼尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生級大的內(nèi)應力，可達 1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫?？s水

5、收縮（干縮）：砼結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低， 砼體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因砼表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生 表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部砼膨脹的約束，致 使表面砼承受拉力，當表面砼承受拉力超過其抗拉強度時，便產(chǎn)生收縮裂縫。自生收縮：自生收縮是砼在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反應，這種收 縮與外界濕度無關，且可以是正的（即收縮，如普通硅酸鹽水泥砼），也可以是負的 （即膨脹，如礦渣水泥砼與粉煤灰水泥砼）。炭化收縮：大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學反應引起的收縮變 形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生，且隨二氧化碳的濃度的增加而加

6、快。炭 化收縮一般不做計算。砼收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，成 龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：1、水泥品種、標號及用量：礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥砼收縮性較高， 普通水泥、火山灰水泥、磯土水砼收縮性較低。另外水泥標號越低、單位體積用量 越大、磨細度越大，則砼收縮越大，且發(fā)生收縮時間越長。2、骨料品種：骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、 收縮性較低；而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。3、水灰比：用水量越大，水灰比越高，砼收縮越大。4、外摻劑：外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。5、養(yǎng)生方法：良好

7、的養(yǎng)護可加速砼的水化反應，獲得較高的砼強度。養(yǎng)生 時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)生時間越長，則砼收縮越??；蒸汽養(yǎng)生方式比自然 養(yǎng)護方式砼收縮要小。6、外界環(huán)境：大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風速大，則砼水分蒸發(fā) 快，砼收縮越快，應采用覆膜滴灌保濕養(yǎng)生10天的方法，可減少砼膨脹收縮裂縫。7、振搗方式及時間：機械振搗方式比手工搗固方式砼收縮性要小，一般規(guī) 范規(guī)定以30s/次為宜，振搗時間應根據(jù)機械性能頻率決定，振搗頻率大于規(guī)范規(guī)定， 振搗時間易短；大于規(guī)范規(guī)定，振搗時間易長；如振搗時間太短，振搗不密實，形 成砼強度不足或不均勻；時間太長，造成分層，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層， 強度不均勻，上層

8、易發(fā)生收縮裂縫。對于溫度和收縮引起的裂縫，應采用覆膜滴灌保濕養(yǎng)生10天的方法，可減 少砼膨脹收縮裂縫或增配構(gòu)造鋼筋可明顯提高砼的抗裂性，尤其是薄壁結(jié)構(gòu)（壁厚 2060cm）。構(gòu)造上配筋宜優(yōu)先采用小直徑鋼筋” 8 14）、小間距布置（1015cm）， 全截面構(gòu)造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%0.5%。四是收縮引起的裂縫。在實際工程中，砼因收縮所引起的裂縫是最常見的。 在砼收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生砼體積變形的主要原因，另 外還有自生收縮和炭化收縮。研究表明，影響砼收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、 標號及用量、骨料品種、水灰比、外摻劑、養(yǎng)護方法、外界環(huán)境、振搗方式及時

9、間。五是地基變形引起的裂縫。由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使 結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應力，超出砼結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導致結(jié)構(gòu)開裂。六是鋼筋銹蝕引起的裂縫。要防止鋼筋銹蝕，設計時應根據(jù)規(guī)范要求控制 裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度（當然保護層亦不能太厚，否則構(gòu)件有效高度減 小，受力時將加大裂縫寬度）；施工時應控制砼的水灰比，加強振搗，保證砼的密實 性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕 性強的空氣、地下水地區(qū)尤其應慎重。七是凍脹引起的裂縫。大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的凍脹，砼出現(xiàn)冷 縮，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而砼產(chǎn)生冷縮；同時砼凝膠孔中的過冷水 （結(jié)冰溫

10、度在-78度以下）在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重分布引起滲透壓，使砼中水的膨脹 力加大，砼強度降低，并導致裂縫出現(xiàn)酥松。尤其是砼初凝時受凍最嚴重，成齡后 砼強度損失可達30%-50%。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能 發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。七是施工材料質(zhì)量引起的裂縫。八是施工工藝質(zhì)量引起的裂縫。在砼結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運輸、 堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、 橫向等各種裂縫，特別是細長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。對混凝土裂縫的處理建議一是表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補法，表面涂抹適用范圍是漿材 難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的裂縫，不伸 縮的裂縫以及不在活動的裂縫。二是填充法:用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫(0.3mm), 作業(yè)簡單,費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采用取開V型槽，然后作填充處理。三是灌漿法：此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果 好。四是結(jié)構(gòu)補強法：因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土 耐久性降低、火災造成裂縫等影響結(jié)構(gòu)強度可采取結(jié)構(gòu)補強法、錨固補強法、預應 力法等。五是混凝土裂縫