混凝土裂纹及起原及处理

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1、森普世关于混凝土裂纹的起原及处理(2010-01-24 17:32:04) 转载标签： 杂谈一、混凝土表面裂痕导致混凝土收缩或膨胀的原因包括：*含水量的变化*温度*载荷及支承条件引起的变形*接缝处理所有这些原因主要源于混凝土内部的位移；若不做处理，表面裂缝将会进一步增加。虽然这裂缝很少会影响到混凝土内部的结构整体性，但它影响外观，使水易于渗入。而且，可能还会导致其它问题和麻烦的发生（主要取决于裂缝的长短、宽窄、位移及变形）。*大多数裂缝的产生是由于设计或施工的不适当或不充分，其中包括：*接缝未作处理或处理不当*基础的预处理不够*拌和水过多*抹面工艺不当*养护不够或不当二、考虑因素骨料级配的恰当

2、与否，对于混凝土浇筑及抹面所需的用水量影响很大。骨料的级配应使混合料在不影响和易性时拌和水用量最少。同样，粘土类材料易于干缩而导致干裂，过量的拌和水也会增加收缩及开裂。三、常见裂缝类型1细裂缝（网状、龟裂状）细裂缝发生在表面，呈规则或不规则的网络状。它是因混凝土（或其他水泥材料）面层的缩引起的。这种裂缝的深度一般不超过3mm，常见于硬结的，金属镘抹表面或潮湿的表面。典型的裂缝呈六边型，对角线长40mm，通常在早期形成。虽然细裂缝不影响混凝土的结构整体性，不影响其耐久性和耐磨性，但它十分显眼，影响美观。造成网状裂缝原因有：a） 养护方法不对或不够；b） 在高温或多风气候下进行浇筑作业时，未使用缓

3、蒸发剂（MASTER KURE 111CF），导致在塑性状混凝土的表面“结壳”，最后产生龟裂；c）过大的坍落度，过度的表面镘抹，或过度压迫（篾式夯压器施工）都会使粗骨料下落，导致水泥浆和细骨料过度集中于表面。这种表面砂浆过富是产生龟裂的主要原因；d） 混凝土抹面时造成的表面渗水，过度镘抹或过早镘抹均会使水灰比增加，造成脆弱面层，使表面易于龟裂和起尘；e） 为使过湿表面干燥而加洒水泥灰也会产生龟裂；f） 在抹面时为了光整，对干撒表面另外加水，这也是产生龟裂的另一重要原因。为了防止龟裂，必须做到；a) 严格按照基础处理工艺施工b) 在表面尚未受损时，尽快按养护程序进行养护。采用全面、适当的养护工艺

4、；c) 采用中等的坍落度；d) 不在表面喷洒水泥灰或水；e) 摸去多余的渗出水，不要迫使它返回混凝土内；f) 当渗出水还留在表面时，不要做且面磨光；2塑性收缩开裂这类裂缝出现在对新浇筑的混凝土表面作抹面处理时，或抹面处理后不久。这种裂缝的间距一般大至1m，平行排列（或呈鸡爪状），深12mm，很少扩展至周边。与龟裂类似，塑性收缩裂纹很少会影响混凝土的强度，但影响美观。多数情况下，这种形式的开裂是由于表面水分的蒸发超过了表面水分的析出，当表面收缩时，内部的混凝土体积仍保持不变。影响的因素有：a） 相对温度下降；b） 风速增加；c） 环境温度增加，或相对湿度大幅下降；d） 混凝土温度大大超过空气温度

5、；为尽可能减少塑性开裂，应：a） 对基础和模壳进行湿润以便降低它们的吸水，或者使用防潮层；b） 不在太阳下施工。在棚顶下工作，或给混凝土遮阳；c） 搭立临时墙以减弱吹过混凝土的风速；d） 安排清晨或黄昏施工；e） 适当使用人力和设备对混凝土做快速抹面，磨光；f） 当施工延长时，用聚乙烯、湿麻袋或养护纸覆盖混凝土；g） 在表面喷洒缓蒸发剂（MASTER KURE 111CF） 。形成单分子保护膜，以平衡混凝土的干化特性；h） 抹面结束立刻开始养护程序。3碱骨料反应水泥中的碱和一些含硅骨料之间的化学反应，有时会导致非正常膨胀，产生大量网状裂纹。当使用活性骨料时，通过使用低碱水泥。就可以避免这种膨胀

6、和开裂。4钢筋生锈铁的氧化会产生高膨胀量，导致生锈的钢筋上产生裂缝。这种状况可通过优质、低水灰比的混凝土，钢筋表面足够的混凝土覆盖，及使用BARRACRYL防碳化涂层将同样有所帮助。5结构沉降裂纹大多是由于桩柱不够或粘土层上的基礅膨胀，或者是混凝土上的负载过大所致。结构沉降裂缝可通过适当的地基处理方法以及完善的设计来避免。刘海丰 (省建设技术发展中心)摘要：混凝土在现代建设中广泛应，除其有较好的优点外，也存在着一些对工程不利的弊端。混凝土裂缝就是其中较普遍的不利因素，几乎无所不在，下面就混凝土结构裂纹产生的原因进行简要剖析。关键词：混凝土 裂纹成因 1 由荷载引起的裂缝 钢筋混凝土结构在常规静

7、、动荷载及次应力作用下产生的裂缝称为荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝及次应力作用下产生的裂缝。由其自重或在外力作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入，从而在某些部位引起较大的次应力导致结构开裂。 2 砼收缩引起的裂缝 混凝土在终凝前是由气相、固相、液相三相组成的假固体，其中尚有未水化的水泥颗粒，还需吸收周围水分，液、固相间的胶凝体，因水分散失，体积会缩水，引起收缩裂缝。混凝土收缩主要有塑性收缩、缩水收缩两种。塑性收缩发生在施工过程中，混凝土浇筑后约4-5h，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现沁水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，而此时砼尚未硬化，称为塑性

8、收缩。而其中水量的多少与混凝土流态有很大关系，且仅发生在混凝土浇筑初期。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便会形成沿钢筋方向的裂缝。缩水收缩（也称干缩）混凝土硬结后，随着表面层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩。因混凝土表面水分损失快，内部水分损失慢，因此产生表面收缩大，内部收缩小，表面收缩变形受到内部砼的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面拉应力超过其抗拉极限强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配有钢筋，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。 3 温度变化引起的裂缝 混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化时

9、，混凝土将发生变形，若变形遇到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝，引起温度裂缝的主要因素有：水化热。混凝土浇筑之后由于水泥水化放热集中，致使内部温度很高，而由于体积大散热缓慢，施工中采取的其它散热技术措施又不得当，内外温差太大，致使表面出现裂缝。蒸气养护或冬季施工时措施不得当。采用蒸气养护或在冬季施工时所采取的技术措施不得当，升温降温速度过快，使混凝土骤冷骤热，结构内外温度不均，而出现裂缝。施工时环境温度过高。高温下的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力也随之下降，由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩而产生裂缝。新旧混凝土接缝

10、。新旧混凝土接缝处，沿接缝面中部易形成垂直方向开裂。新混凝土由于硬化时的水化热与已经硬化并冷却的旧混凝土之间有温差，另外由于旧混凝土龄期较长，收缩大部分已经完成，而新浇筑混凝土的收缩又受到旧混凝土的约束而产生裂缝，在浇筑混凝土时，其厚度较小面积较大部位尤为明显。 4 基础不均匀沉降引起的裂缝 由于基础坚向不均匀沉降或水平方向位移，使结构物中产生附加应力，超过结构物的抵抗能力，导致整个结构开裂。地基不均匀沉降。地基地质差别较大，由上部荷载对地基土产生较大压力时，地基土由于压缩性能不同引起沉降不均。结构荷载差异太大。在地质情况较均匀的情况下，各部分基础荷载差异太大时，也可能引起不均匀沉降。新旧建筑

11、之间引起的不均匀沉降。在原有建筑与新建建建筑连接时，或在旧有建筑加固或改造工程中，新建筑形成较大沉降。地基冻胀，基础在冻层以上时，在低于零度的条件下，含水率较高的地基土因冰冻膨胀，一旦气温回升，冻土融化，地基出现下沉。 5 砼中钢筋锈蚀引起的裂缝 由于砼的碳化作用，使钢筋发生锈蚀，或由于氯化物浸入，引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋发生锈蚀，其锈蚀物体积比原来体积增长约几倍，从而对周围砼产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥落，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。另外由于锈蚀，使钢筋有效断面积减小，结构承载力下降，将会诱发其它形式的裂缝。 6 寒冷地区由冻胀引起的裂缝 大气温度低于零度时，吸

12、水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水变成冰，体积膨胀，因面混凝土产生膨胀应力，同时混凝土胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土强度降低，并导致裂缝出现，温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多，吸水性强，骨料中含泥土等杂质过多，水灰比偏大，振捣不密实，养护不良，使混凝土早期受冻等，均可导致混凝土产生浇灌胀裂缝。 7 砼原材料质量引起的裂缝 混凝土原材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。使用不合格水泥出现早期不规则的裂缝；砂石含泥量过大，使砼干燥时产生不规则的网状裂缝；在潮湿的地方，骨料中含有酸性硅化物质与水泥中的碱性物质发生水硅反应生成膨胀的胶

13、质，吸水后造成局部膨胀和拉应力，构件就会产生爆裂状裂缝；拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时引起钢筋锈蚀，从而产生裂缝。 8 施工工艺引起的裂缝 在结构施工过程中，由于施工工艺不合理，可能产生各种形式的裂缝。施工中，钢筋位置发生变化，导致构件的受压区有效高度减小，降低结构护弯承载能力，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝；混凝土振捣不密实，出现蜂窝，麻面或空洞，导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点；混凝土搅拌，运输时间过长，水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝；混凝土初期养护不好，致使其表面急剧干燥，使得混凝土与大气接触而出现不规则的收缩裂缝；增加水和水泥用量，

14、或水灰比较大，导致砼凝结硬化时收缩量增加，砼表面出现不规则裂缝；混凝土分层或分段浇筑时，接头位置处理不好，在新旧混凝土的施工缝之间出现裂缝；混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象；基础发生沉降，或支架刚度不够，或未按要求进行荷载预压或预压荷载不足，浇筑混凝土后，支架发生不均匀下沉，导致砼出现裂缝。使用外加剂过度提高混凝土早期强度，致使水泥水化热集中在早期的很短时间内，产生温度裂缝；预应力砼施工过程中，以提高混凝土强度等级来弥补设计要求的张拉或放张控制强度，使得砼在龄期很短的情况下承受较大的荷载；11由于混凝土坍落度过大，表面出现水泥浮浆而产生龟裂。 通过以上对混凝

15、土制品裂缝成因的分析，使我们在混凝土施工中有针对性地制定防止出现裂缝的具体措施，保证工程质量。某高速公路为双向8车道货运专用公路,路面宽41m。因桥面铺装较宽,开始时不注意桥面铺装的施工工艺，造成一些小桥和通道混凝土铺装层出现较严重的裂缝。后来，经过对各施工环节的质量控制，桥面混凝土铺装的裂纹明显减少。 一、裂纹产生的原因 1、沉降塑性裂纹：此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到钢筋阻碍而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5小时至2小时之间，混凝土表面消失水光后立即产生，沿着面层钢筋的走向出现。另外商品混凝土为满足运输、泵送要求，其水泥用量较现场搅拌的混凝土大；同时，混凝土砂

16、率增大及外加剂的掺入，使预拌混凝土收缩值大大增加。混凝土沉降变形的大小与混凝土流态有关混凝土流动性越大，相对沉缩变形越大。 2、干缩裂纹：此类裂纹产生的主要原因是混凝土浇筑后，在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂纹多在表面出现，形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm。产生的原因主要是混凝土浇注后表面没有及时被覆盖，特别是在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是基面吸水过快，以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度几乎为零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快，干缩裂纹越容易产生，而商品混凝土由于为了满足流动

17、性、和易性，出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，早期强度低所以其水分特别容易散失，表面容易形成裂纹。 3、温度裂纹：此类裂纹产生的主要原因是由于聚集在混凝土内部的水化热短时间不易散发，造成内部温度升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土表面产生拉应力。此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂纹。这种裂缝一般产生很早，多呈不规则状态，深度较浅，属表面性质。表面裂纹易产生应力集中，能促使裂纹进一步开展。 4、原材料及配合比对裂纹的影响： 、砂：砂的含泥量及粒径对混凝土干缩有较大影响。采用细砂时，每立

18、方混凝土用水量比中、粗砂增加用水量20-25kg。由于用水量增大导致混凝土干缩的增大。砂含泥量对混凝土收缩影响较大，随着含泥量增大混凝土收缩增大，抗拉强度降低。 、石子：石子粒径加大，混凝土配合比不变的情况下。其用水量或水泥用量相应减少，混凝土收缩随之减少。同样石子含泥对其收缩极为不利。 、水泥用量：混凝土中水泥用量增加，其收缩随之加大。 、砂率：混凝土中粗骨料是抵抗收缩得主要材料，在配合比完全相同的情况下，混凝土干缩随砂率增大而增大。砂率降低，即增加粗骨料用量，对控制混凝土裂纹有显著效果。 、水灰比：水是影响混凝土收缩最主要因素。混凝土中用水量越大坍落度越大，则干缩越大。因此严格控制水灰比是

19、十分重要的。 二、常见的裂纹防治措施 1、沉降塑性裂纹的防治措施 、在满足施工的的条件下，尽最大可能减小混凝土的塌落度，通过采用高效减水剂，减少用水量，以减小塑性变形。 、控制好振捣时间，不可漏振亦不可过振，过振会使粗骨料下沉，增大表面的收缩。 、掌握好收面时间，应在表面水基本收干前后，适时用木抹子磨平搓毛两遍，拍打，愈合裂纹。 、施工现场绝对不可以随意向混凝土中加水。 2、干缩裂纹的防治措施 、混凝土浇注前，基底要充分湿润，混凝土浇注完毕后及时覆盖，避免混凝土失水过快，造成裂纹。 、混凝土施工最好避开大风天气，必须在大风天气施工时要有防风措施或者随浇注随覆盖，以避免混凝土表面失水造成裂纹。

20、、商品混凝土在满足施工的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。 3、温度裂纹的防治措施 、选用低水化热、凝结时间长的水泥。掺加缓凝剂或高效减水剂，在保证水灰比不变的条件下减少用水量及水泥用量，延长混凝土达到最高温度时间，减少干缩；选用粒径较大且级配良好的粗骨料，避免砂量过多以减少水泥用量及用水量；在满足施工的前提下用低流动性混凝土，减少单位体积用水量。 、降低混凝土浇筑温度。在高温季节要降低原材料温度，选择在环境温度较低的早晚浇筑，避免吸收外部环境热量；运输工具、泵送管路尽量遮荫，防止混凝土升温。 、表面保温与保湿。要尽量长时间地保温和保持混凝土表面湿润，让其表面慢慢冷却、

21、干燥，使混凝土能够增长强度以抵抗开裂拉应力。 4、原材及配合比的控制 、材料选择和控制 砂：宜采用细度模数M2.83.0中砂，严格控制含泥量2，石：采用粒径较大且级配良好的碎石，并控制含泥量1。 水泥：采用425#矿渣水泥或低热水泥。 、配合比及生产控制 前面我们已经介绍，粗骨料可阻止水泥收缩从而阻止裂纹的产生，因此混凝土在满足施工的基础上，尽可能降低砂率，一般可控制在39%40%。混凝土水灰比是影响强度和裂纹的主要因素，水灰比大混凝土坍落度大，其收缩亦越大，也就越容易产生裂纹，因此应严格控制混凝土坍落度，不宜过大。粉煤灰及磨细矿渣在混凝土中具有形态效应，活性效应，微集科效应，因此它能改善和提高新拌混凝土和硬化混凝土的性能，改善混凝土和易性降低混凝土泌水性，在相同坍落度情况下，混凝土用水量可降低，从而减少混凝土早期沉缩量，有利于裂纹的控制。此外高温季节为避免混凝土过快硬化，应采取适当措施缓凝，为施工抹压提供条件。 三、结束语 综上所述，混凝土桥面铺装裂纹的产生原因多种多样，涉及到各个环节。在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽量不出现裂纹，或尽量减少裂纹的数量和宽度，特别是避免有害裂纹的出现，以确保工程质量。