混凝土裂缝预防处理论文

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关键词：混凝土；裂缝控制；预防；处理 

裂缝在混凝土结构中普遍存在，它不仅会影响建筑物结构刚度和整体抵抗能力，而且会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性。本文分析了裂缝的成因、控制方法及预防处理措施，对混凝土工程的设计施工有一定的参考价值。  1、裂缝产生原因及控制方法  混凝土裂缝产生的原因是多方面的，情况比较复杂，综合因素较多。对于某种裂缝的出现，人们很难给予一个准确明晰的原因分析。工程实践证明，裂缝形成的原因主要来自三个方面：变形、荷载以及不均匀沉降。一般由温差、收缩、不均匀沉降等造成的裂缝约占80％，荷载等造成的约占20％，当然还需要考虑其他综合原因。根据这些主要影响因素，人们常把混凝土裂缝归纳为收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、徐变裂缝、应力裂缝和施工裂缝等几大类。  收缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。收缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。收缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂，影响混凝土的承载力。收缩裂缝的控制主要在于控制湿度的变化，使结构、构件具有相对稳定的湿度。  温度裂缝的产生主要是由于混凝土浇筑后，聚积在内部的水泥水化热不易散发，造成混凝土的内部温度升高，而混凝土表面散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，一旦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缝。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错，梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。控制防止混凝土内部约束引起的表面温度裂缝，一般采用控制混凝土表面与外界或内部的温差的方法，使其小于25℃。  沉降裂缝的产生主要是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降，结构体承受较大的剪切力所致或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。当混凝土结构主体和基础刚度较大时，其抵抗地基沉陷的能力还是较强的。地基处理不满足规范要求时，特别是在湿陷性黄土、冻胀土、膨胀土、盐渍土、软弱土等不良场地，仍时常产生地基沉陷(膨胀)裂缝。另外，混凝土强度不足时过早拆模，也会引起不均匀沉降。这种裂缝通常呈八字或倒八字。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。裂缝的宽度与荷载的大小有关。  徐变裂缝的控制可采用适当加大端头截面高度，配置承受水平力钢筋，放射式配筋或弯起构造筋；压低预应力筋弯起角度，减少非预压区；支撑节点采用微动连接，以削减约束应力：构件吊装前应有一个较长的堆放时间，使徐变变形在吊装前(或固定前)完成大部分，此时混凝土具有较长龄期，强度也较高；预应力混凝土构件不要过早放张，以减少收缩徐变变形，提高抗裂能力；加大端头支承垫板，改进压力分布层，减少应力集中。  应力集中裂缝一般多在主体结构建成后出现，主要分布在门窗洞口、平面或立面突出凹进以及结构开洞口和结构刚度突变及集中荷载等处。对于预应力钢筋混凝土结构，～般在张拉钢筋锚固端产生的局部压应力集中处产生裂缝。  施工裂缝的控制主要在于加强模板施工过程的管理；混凝土的成品保护；钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理；振捣方式方法必须正确。  2、裂缝的预防措施  2.1　从设计方面控制裂缝：精心设计混凝土配合比：合理选择结构形式，降低结构约束程度；增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3～0.5％之间；避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施；在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸；结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。  2.2　从材料方面控制裂缝：采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值；使用掺合料及外加剂；优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土，所用的水泥应进行水化热测定；采用中、粗砂或采用5～40mm颗粒级配的石子，控制含泥量小于1.5％。  2.3　从施工方面控制裂缝：混凝土的浇筑方法可用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得留施工缝；混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低混凝土出罐温度等方面的要求；在混凝土浇筑过程中，应及时清除混凝土表面的泌水：混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护；塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土和模板，在寒冷季节可搭设挡风保温棚，覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。对标高位于±0.0以下的部位，应及时回填土，±0.0以上的部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。  3、裂缝的处理方法  裂缝修补之前，应对裂缝进行初步调查和详细调查。初步调查包括：裂缝现状调查，主要调查裂缝产生的原因、宽度、长度及形状，是否贯通，缝内有无异物及钢筋是否锈蚀等情况，并绘制裂缝在结构中的分布图；对裂缝周边附近混凝土表面的干湿状态、污垢、剥离及剥落等情况进行调查；对已开裂的部位，观察其有无漏水、钢筋有无外露等情况；调查施工记录，包括混凝土的原材料及配合比，混凝土浇筑、养护等；调查在结构投入使用过程中实际作用荷载，特别是调查是否超过设计荷载。根据初步调查的结果，再进行裂缝的详细调查，其内容包括：对混凝土温度碳化深度、氯化物含量、配合比成分等进行试验分析：调查钢筋保护层厚度、钢筋位置、钢筋含量及锈蚀情况，钢筋有锈蚀就必须校核该结构的承载力；调查基础不均匀缺陷、侧向位移等情况；结构使用条件及环境调查、主要结构的荷载条件、干湿条件、盐分环境、冻融情况，荷载条件主要调查温度变化、干缩、化学变化的应力，因冲击等瞬间荷载所产生的应力，因冻害、化学侵蚀等不利外力引起的应力，因共振产生的非正常荷载以及由疲劳荷载产生的应力。  根据调查分析结果，对不同形式的裂缝采取不同的修补措施，主要措施如下：  3.1　表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面  裂缝及深迸裂缝、大面积细裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。  3.2　灌浆、嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备(压力0.2～0.4mpa)将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氯酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。该方法属传统方法，应用范围广，效果很好。  3.3　结构加固法。它主要适用于对结构整体性、承载能力有较大影响的深进及贯穿性裂缝的加固处理。常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积、在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。  3.4　混凝土置换法。它是处理混凝土严重损坏的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。  3.5　电化学防护法。电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。  3.6　仿生自愈合法。仿生自愈合法是一种新型的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，如含粘结剂的液芯纤维或胶囊，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。  4、结束语  对于混凝土裂缝，应以预防为主，必须精心设计、选料、施工。设计和施工中注意结合实际、全面考虑；出现问题后多分析、多总结，结合多种处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。