混凝土裂縫判斷與處理

關(guān)于混凝土裂縫判斷與處理

混凝土的微觀裂縫為一般混凝土所固有，因?yàn)榛炷潦怯伤酀{體水化硬化后的水泥石與砂、石骨料組成，它們的物理力學(xué)性能并不一致，水泥漿體硬化后的干縮值較大，而混凝土中的骨料則限制了水泥漿體的自由收縮，這種約束等作用使混凝土內(nèi)部從硬化開始就在骨料與水泥漿體的粘結(jié)面上出現(xiàn)了微裂縫。第2頁,共69頁，2024年2月25日，星期天3混凝土內(nèi)部不連續(xù)，具有諸多微小裂縫、空洞、孔道、疏松等缺陷。第3頁,共69頁，2024年2月25日，星期天

裂縫是混凝土工程中最常見的一種缺陷。通常所說的裂縫是指肉眼可見的宏觀裂縫，而不是微觀裂縫，其寬度應(yīng)在0.05mm以上。 混凝土出現(xiàn)宏觀裂縫的原因多種多樣，通常是因混凝土發(fā)生體積變化時(shí)受到約束，或因受到荷載作用時(shí)，在混凝土內(nèi)引起過大拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）而產(chǎn)生裂縫。第4頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫■當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，在裂縫正交方向產(chǎn)生混凝土裂縫。第5頁,共69頁，2024年2月25日，星期天也就是說，即使沒有外部荷載作用，或者即使混凝土發(fā)生體積變化時(shí)沒有受到外部的約束，混凝土內(nèi)部已經(jīng)有了微裂縫，但是這些微裂縫在不大的外力或變形作用下是穩(wěn)定的，當(dāng)外力或變形作用較大時(shí)，這些粘結(jié)面上微裂縫就會發(fā)展，當(dāng)外力或變形作用更大時(shí)，微裂縫就會擴(kuò)展穿過硬化后的水泥石，逐漸發(fā)展成可見的宏觀裂縫。第6頁,共69頁，2024年2月25日，星期天受力裂縫的發(fā)展彌散狀裂縫裂縫延伸發(fā)展裂縫互相貫通延伸發(fā)展成為表面裂縫第7頁,共69頁，2024年2月25日，星期天

多數(shù)輕微細(xì)小的宏觀裂縫，對工程結(jié)構(gòu)的承載能力、使用功能和耐久性不會有大的影響，只是有損結(jié)構(gòu)的外觀，引起對工程質(zhì)量的疑慮。當(dāng)可見的宏觀裂縫較寬較深時(shí)，會影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能，導(dǎo)致水分及有害物質(zhì)滲入，誘發(fā)鋼筋銹蝕或加速混凝土的自然老化，從而損害工程結(jié)構(gòu)的承載能力、使用功能和耐久性。

第8頁,共69頁，2024年2月25日，星期天9原材料和配合比水泥量、水泥強(qiáng)度、水泥活性、水膠比、骨料粒徑、骨料含泥量、摻合料、外加劑等混凝土本身性能起決定性作用。設(shè)計(jì)缺陷結(jié)構(gòu)體型、結(jié)構(gòu)設(shè)縫、局部配鏡不足、配筋方式不當(dāng)、保護(hù)層厚度不夠、環(huán)境條件選擇不當(dāng)?shù)仍O(shè)計(jì)合理與否對裂縫狀態(tài)具有重要影響。施工質(zhì)量混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆注、振搗、養(yǎng)護(hù)，模板拆除時(shí)間，預(yù)應(yīng)力施工時(shí)機(jī)，施工接檫處理，壓抹、施工季節(jié)。使用環(huán)境耐久性嚴(yán)重超載、疲勞荷載等非設(shè)計(jì)工況、改變結(jié)構(gòu)用途、改造結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)超期服役而抗力退化、侵蝕環(huán)境下結(jié)構(gòu)長期使用、沒有及時(shí)維護(hù)需定期更換的構(gòu)件。影響因素ＡBCD第9頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫的發(fā)生機(jī)理裂縫的分類裂縫的檢測分析裂縫的控制裂縫的修復(fù)課程內(nèi)容第10頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫性質(zhì)的分類觀感性裂縫功能性裂縫結(jié)構(gòu)性裂縫耐久性裂縫第11頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫按影響程度分類《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50300-2001）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）輕微裂縫一般裂縫嚴(yán)重裂縫第12頁,共69頁，2024年2月25日，星期天

裂縫就其開裂深度可分為表面的、貫穿的；就其在結(jié)構(gòu)物表面形狀可分為網(wǎng)狀裂縫、爆裂狀裂縫、不規(guī)則短裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、斜裂縫等；裂縫按其發(fā)展情況可分為穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的、能愈合的和不能愈合的；裂縫按其產(chǎn)生的時(shí)間可分為混凝土硬化之前產(chǎn)生的塑性裂縫和硬化之后產(chǎn)生的裂縫；裂縫按其產(chǎn)生的原因，可分為荷載裂縫和變形裂縫。荷載裂縫是指因動(dòng)、靜荷載的直接作用引起的裂縫。變形裂縫是指因不均勻沉降、溫度變化、濕度變異、膨脹、收縮、徐變等變形因素引起的裂縫。2.2裂縫產(chǎn)生的原因概括分類如下面所示。第13頁,共69頁，2024年2月25日，星期天一、與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力荷載有關(guān)的1、在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)，超過設(shè)計(jì)荷載范圍或設(shè)計(jì)未考慮到的作用2、地震、臺風(fēng)作用等3、構(gòu)件斷面尺寸不足、鋼筋用量不足、配置位置不當(dāng)4、結(jié)構(gòu)物的沉降差異5、次應(yīng)力作用6、對溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力估計(jì)不足第14頁,共69頁，2024年2月25日，星期天二、與使用及環(huán)境條件有關(guān)的1、環(huán)境溫度、濕度的變化2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件各區(qū)域溫度、濕度差異過大3、凍融、凍脹4、內(nèi)部鋼筋銹蝕5、火災(zāi)或表面遭受高溫6、酸、堿、鹽類的化學(xué)作用7、沖擊、振動(dòng)影響第15頁,共69頁，2024年2月25日，星期天三、與材料性質(zhì)和配合比有關(guān)的1、水泥非正常凝結(jié)（受潮水泥、水泥溫度過高）2、水泥非正常膨脹（游離CaO、游離MgO、含堿量過高）3、水泥的水化熱4、骨料含泥量過大5、骨料級配不良6、使用了堿活性骨料或風(fēng)化巖石第16頁,共69頁，2024年2月25日，星期天7、混凝土收縮8、混凝土配合比不當(dāng)（水泥用量大、用水量大、水膠比大、砂率大等）9、選用的水泥、外加劑、摻合料不當(dāng)或匹配不當(dāng)10、外加劑、硅灰等摻合料摻量過大第17頁,共69頁，2024年2月25日，星期天四、與施工有關(guān)的1、拌和不均勻（特別是摻用摻合料的混凝土），攪拌時(shí)間不足或過長，拌和后到澆筑時(shí)間間隔過長2、泵送時(shí)增加了用水量、水泥用量3、澆筑順序有誤，澆筑不均勻（振動(dòng)趕漿、鋼筋過密）4、搗實(shí)不良，坍落度過大、骨料下沉、泌水，混凝土表面強(qiáng)度過低就進(jìn)行下一道工序5、連續(xù)澆筑間隔時(shí)間過長，接茬處理不當(dāng)6、鋼筋搭接、錨固不良，鋼筋、預(yù)埋件被擾動(dòng)7、鋼筋保護(hù)層厚度不夠第18頁,共69頁，2024年2月25日，星期天8、滑模工藝不當(dāng)（拉裂或塌陷）9、模板變形、模板漏漿或滲水10、模板支撐下沉、過早拆除模板、模板拆除不當(dāng)11、硬化前遭受擾動(dòng)或承受荷載12、養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)或養(yǎng)護(hù)不及時(shí)13、養(yǎng)護(hù)初期遭受急劇干燥（日曬、大風(fēng)）或凍害14、混凝土表面抹壓不及時(shí)15、大體積混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度或表面溫度與環(huán)境溫度差異過大第19頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫成因多樣性裂縫硬化前硬化后初期凍害塑性施工時(shí)沉降?移動(dòng)物理的化學(xué)的溫度構(gòu)造塑性乾燥裂縫

沉降裂縫模板的移動(dòng)地基沉降、變形收縮性骨料干燥收縮龜裂鋼筋的腐食堿骨料反應(yīng)碳化凍結(jié)融解氣溫變化初期溫度收縮突發(fā)荷載變形設(shè)計(jì)荷載外部約束溫差內(nèi)部約束:N:L,M:G:H:D,E,F:I:J,K:A,B,C第20頁,共69頁，2024年2月25日，星期天禁：靠觀察裂縫的位置和形態(tài)確定裂縫成因第21頁,共69頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫的發(fā)生機(jī)理裂縫的分類裂縫的檢測分析裂縫的控制裂縫的修復(fù)課程內(nèi)容第23頁,共69頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)的調(diào)查和檢測調(diào)查鋼筋腐蝕狀況中性化狀況氯離子含有量堿骨料反應(yīng)鋼筋位置剝離或浮起混凝土強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)物抗力檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料建材資料構(gòu)件檢測缺陷檢測第24頁,共69頁，2024年2月25日，星期天案例第25頁,共69頁，2024年2月25日，星期天關(guān)于樓板案例...設(shè)計(jì)方面：關(guān)于樓板厚度、配筋問題，應(yīng)進(jìn)行對承載力、剛度、裂縫進(jìn)行復(fù)核計(jì)算建材方面：應(yīng)復(fù)核原材料質(zhì)量，對于拌合物性能，應(yīng)復(fù)核記錄和實(shí)體檢測，必要時(shí)鉆芯取樣試驗(yàn)施工方面：查閱施工日志、檢查記錄等相關(guān)資料，以及實(shí)地檢測。使用環(huán)境：收集氣溫等資料第26頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫調(diào)查內(nèi)容第27頁,共69頁，2024年2月25日，星期天掌握裂縫的進(jìn)行狀態(tài)比寬度重要掌握裂縫處水的狀態(tài)很重要第28頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫檢測手段裂縫的位置、數(shù)量、走向：用照片和繪制裂縫展開圖等形式記錄長度：用直尺、卷尺進(jìn)行測量寬度：用裂縫寬度比對卡、裂縫測寬儀、塞尺進(jìn)行檢測裂縫的深度：采用超聲波法或局部鑿開法進(jìn)行檢測，必要時(shí)可鉆取芯樣進(jìn)行驗(yàn)證第29頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫檢測——打音檢查第30頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫寬度檢測用鋼尺、裂縫卡、裂縫讀數(shù)放大鏡逐條測量第31頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫長度檢測用鋼尺丈量檢測第32頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫深度檢測超聲波檢測第33頁,共69頁，2024年2月25日，星期天鉆芯取樣第34頁,共69頁，2024年2月25日，星期天對發(fā)展的裂縫進(jìn)行監(jiān)測寬度，在騎縫涂覆石膏或者使用裂縫測寬儀定期對同一位置進(jìn)行測量長度，在裂縫端部按時(shí)間定期做記號觀察數(shù)量，記錄或繪制裂縫圖、表第35頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫長度變化監(jiān)測第36頁,共69頁，2024年2月25日，星期天對浮起部位的處理剔除第37頁,共69頁，2024年2月25日，星期天在裂縫調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上，對裂縫類型進(jìn)行分類、能夠比較容易地推定出裂縫的發(fā)生原因第38頁,共69頁，2024年2月25日，星期天當(dāng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查項(xiàng)目不能確定特定原因時(shí)，需要進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查①混凝土鉆芯強(qiáng)度調(diào)查②斷面尺寸與設(shè)計(jì)圖校對復(fù)核③荷載條件的調(diào)查④地基基礎(chǔ)的調(diào)查⑤鋼筋調(diào)查⑥碳化相關(guān)調(diào)查⑦漏水路徑的調(diào)查⑧混凝土化學(xué)成分調(diào)查⑨結(jié)構(gòu)物的荷載試驗(yàn)⑩結(jié)構(gòu)物的振動(dòng)試驗(yàn)第39頁,共69頁，2024年2月25日，星期天無損檢測代表性方法第40頁,共69頁，2024年2月25日，星期天第41頁,共69頁，2024年2月25日，星期天混凝土強(qiáng)度檢測——反彈強(qiáng)度法第42頁,共69頁，2024年2月25日，星期天混凝土強(qiáng)度檢測——電磁雷達(dá)法第43頁,共69頁，2024年2月25日，星期天混凝土強(qiáng)度檢測——遠(yuǎn)紅外線法第44頁,共69頁，2024年2月25日，星期天混凝土強(qiáng)度檢測——超聲波法第45頁,共69頁，2024年2月25日，星期天混凝土強(qiáng)度檢測——自然電位法第46頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫的發(fā)生機(jī)理裂縫的分類裂縫的檢測分析裂縫的控制裂縫的修復(fù)課程內(nèi)容第47頁,共69頁，2024年2月25日，星期天控制裂縫手段材料選擇材料的質(zhì)量控制設(shè)計(jì)控制結(jié)構(gòu)縫的布置控制縫設(shè)計(jì)構(gòu)造措施施工質(zhì)量施工技術(shù)措施第48頁,共69頁，2024年2月25日，星期天材料的質(zhì)量控制水泥的選擇外加劑的選擇摻合料的選擇骨料的選擇配合比的設(shè)計(jì)第49頁,共69頁，2024年2月25日，星期天材料的質(zhì)量控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)易采用低熱水泥對于抗裂性要求高的混凝土，可采用纖維混凝土以增強(qiáng)抗裂性能第50頁,共69頁，2024年2月25日，星期天材料的質(zhì)量控制選擇孔隙率較小、級配良好的粗骨料在滿足混凝土工作性要求的前提下，宜降低砂率。特別是流動(dòng)性和大流動(dòng)性混凝土，應(yīng)適當(dāng)控制砂率，以防止混凝土抗裂性能的劣化。混凝土中宜加入水泥用量20%-30%的Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰，改善混凝土的抗裂性能。當(dāng)須摻入磨細(xì)礦渣時(shí)，宜與粉煤灰雙摻。第51頁,共69頁，2024年2月25日，星期天抗裂混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

使混凝土在保證強(qiáng)度要求的同時(shí)具有良好的和易性和抗裂性。最小水泥（膠凝材料）用量原則適當(dāng)水膠比原則最大骨料堆積密度原則配合比的驗(yàn)證性試驗(yàn)第52頁,共69頁，2024年2月25日，星期天混凝土配合比主要參數(shù)的選擇在滿足混凝土強(qiáng)度要求的情況下，宜盡量降低水泥用量。普通強(qiáng)度等級的混凝土水泥用量宜為270-450kg/m3，高強(qiáng)混凝土中水泥及摻合料總量應(yīng)不大于550kg/m3?；炷恋乃z比過小或過大，都會劣化混凝土的抗裂性能?；炷恋乃z比宜為0.4-0.55。在滿足施工要求的條件下，宜采用較小的混凝土坍落度，以防止混凝土的離析和泌水導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。第53頁,共69頁，2024年2月25日，星期天設(shè)置結(jié)構(gòu)縫避免約束應(yīng)力（或應(yīng)變）積累過大而引起間接裂縫第54頁,共69頁，2024年2月25日，星期天控制縫——控制縫的間距和寬度控制縫間距：約為3-24m墻內(nèi)控制縫5-8m底部固定在大塊混凝土基礎(chǔ)上的墻體3m陽臺板3m地面控制縫4.5-7.5m控制縫的寬度一般約為6mm，深度不應(yīng)小于板或墻厚的1/5—1/4第55頁,共69頁，2024年2月25日，星期天設(shè)計(jì)構(gòu)造措施——控制裂縫的設(shè)計(jì)手段細(xì)筋密配形式布置受力鋼筋，可改善裂縫形態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范的要求設(shè)置伸縮縫設(shè)置后澆帶可減少早期混凝土收縮影響，但后澆帶不能代替伸縮縫。后澆帶間距不大于30m，澆灌混凝土的間距時(shí)間2個(gè)月以上，宜用膨脹混凝土澆筑采用預(yù)制構(gòu)件(特別是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件)的裝配式結(jié)構(gòu)及疊合結(jié)構(gòu)，具有較好的裂縫控制性能第56頁,共69頁，2024年2月25日，星期天設(shè)計(jì)構(gòu)造措施

控制地基不均勻沉降措施地基變形的驗(yàn)算沉降監(jiān)測保持相鄰建筑物基礎(chǔ)間凈距設(shè)置沉降縫保溫隔熱措施第57頁,共69頁，2024年2月25日，星期天施工技術(shù)措施模板工程模板支撐體系立桿底應(yīng)設(shè)置墊板?？刂瓢迕嫔虾蓵r(shí)間。板面上人放線時(shí)間不能過早。嚴(yán)格控制樓板拆模時(shí)間。樓板混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試塊達(dá)到規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度值后，方可拆除支承模板。做好施工縫處理加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)塑料薄膜覆蓋等保濕養(yǎng)護(hù)冬季施工，采取混凝土保溫措施第58頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫的發(fā)生機(jī)理裂縫的分類裂縫的檢測分析裂縫的控制裂縫的修復(fù)課程內(nèi)容第59頁,共69頁，2024年2月25日，星期天裂縫修補(bǔ)方法表面封閉法壓力灌漿法開槽填補(bǔ)法涂膜封閉法第60頁,共69頁，2024年2月25日，星期天表面封閉（1）表面涂抹。通常是在混凝土表面沿寬度較小的裂縫涂抹樹脂掩護(hù)膜，在裂縫寬度有可能變動(dòng)時(shí)，可采用具有跟蹤性的焦油環(huán)氧樹脂等材料，在裂縫多而且密集或者混凝土老化，砂漿離析的結(jié)構(gòu)物上也可大面積涂抹掩護(hù)膜。（2）表面噴漿。噴漿修補(bǔ)是在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)而且強(qiáng)度高的水泥砂漿掩護(hù)層來封閉裂縫的一種修補(bǔ)