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浅谈混凝土裂缝的产生原因和
预防措施(最新版)
Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure
better production. Pay attention to safety at all times.
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浅谈混凝土裂缝的产生原因和预防措施
(最新版)
摘要:混凝土裂缝分为两种:一种为结构性裂缝,一种为非结
构性裂缝。非结构性裂缝是最为常见的裂缝,这种裂缝对结构的承
载力虽无大的影响,但易于造成钢筋锈蚀,降低结构物的使用寿命,
所以必须重视对裂缝的处理和对裂缝产生的预防。
关键词:混凝土裂缝;原因分析;裂缝修补;防治措施
1.裂缝的概念
混凝土结构构件的裂缝是一个很普遍的技术问题,人们对它开
展了许多试验研究。大家都知道,混凝土由砂子、石子、水泥、水
以及存留其中的气体组成,是一种非均匀的脆性材料。各组成材料
的变形系数不同,在相同的温度、湿度变化及硬化产生的体积变形
下,各组成材料变形并不一致,所以在混凝土内部会产生微细裂缝。
备注:安全与生产、效益是密不可分的。只有安全好了,才能保证更好地生产。
生产中存在着一定的不安全隐患,与自然界作斗争,随时都会发生意想不到的
事情,所以处处都要警惕、时时刻刻都要注意安全。
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这些裂缝用显微镜才能看得见,它们的分布是不规则且不连贯的,
在荷载作用下或进一步温差和干缩情况下,这些裂缝的长度、宽度
和数量均相应的增大,并逐渐互相贯通,从而出现肉眼可见的裂缝。
近代对混凝土强度理论进行亚微观研究结果以及大量工程实践
所提供的经验都说明,混凝土结构的裂缝是不可避免的。微细裂缝
对使用无多大危害,裂缝是一种可以接受的材料特征。这种裂缝不
同于构件破坏前的结构裂缝。除对裂缝有严格要求的构件,如水池
等外,一般构件是允许带裂缝工作的,设计时一般要验算裂缝宽度,
构件的裂缝宽度不能超出允许的裂缝宽度值,过宽的裂缝对结构还
是有较大危害的。
2.裂缝产生的原因分析
前面说过钢筋混凝土结构构件的裂缝是由材料内部的初始缺陷
微裂扩展引起的。引起微裂扩展产生裂缝的原因很多,大致可归为
两大类:第一类,由外荷载引起的裂缝,也称为结构性裂缝,其裂
缝与荷载相应,预示结构承载力可能不足或存在严重问题;第二类,
由变形引起的裂缝,也称为非结构性裂缝,如温度变化,混凝土收
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缩等因素引起的裂缝。第二类裂缝约占总裂缝的80%。
非结构性裂缝根据产生的原因不同又可细分为温度裂缝和干缩
裂缝等。对于泵送施工的预拌混凝土,在施工阶段产生的裂缝多属
于干缩裂缝。
干缩裂缝有两种,一种是表面不规则的发丝裂缝,另一种发生
在配置钢筋之间并与钢筋平行的中间宽、两头细的裂缝,这种裂缝
一般发生在终凝后。
干缩裂缝原因分析:混凝土在水化结硬过程中,水泥矿物与水
逐渐转化为凝胶结晶形成的水泥石,从而产生强度,在毛细管中的
水及凝胶水逸失时,水泥石略有收缩。另外,主要是混凝土内水分
的不断蒸发,使体积收缩,这两种收缩的结果是混凝土产生干缩变
形,导致裂缝产生。
除混凝土中水化作用和水分蒸发作用而产生收缩变形以外,产
生干缩裂缝的另一个因素是施工养护不良,造成表面干燥过快,而
内部湿度变化小,表面收缩变形受到收缩慢的内部混凝土的约束,
因此,在构件表面产生较大的拉应力,即干缩应力。当干缩应力超
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过混凝土极限抗拉强度时,则混凝土表面被拉裂而产生干缩裂缝。
形成裂缝的另一个重要原因是混凝土本身这种材料性质决定
的,那就是混凝土的抗拉强度低,在钢筋混凝土中,拉应力主要是
由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。混凝土的抗拉强度是抗压强
度的1/10左右,而且由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输
和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均
匀的,存在着许多抗拉能力低,易于出现裂缝的薄弱部位。在施工
中混凝土由高温冷却到稳定温度的过程,往往会在混凝土内部引起
相当大的拉应力,这种拉应力依靠混凝土自身承担,而一旦超出混
凝土的抗拉强度就会产生裂缝。
实践经验证明,干缩裂缝的产生与水泥品种、混凝土中的水泥
含量、水灰比大小、骨料性质、含泥量等有关,另外还与气候、钢
筋布置以及外加剂等都有一定关系。
干缩裂缝对结构的承载力尚无大的影响,但易于造成钢筋锈蚀,
降低结构物的使用寿命。
3.工程实例
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某办公楼的二层顶板⑤~⑩轴梁板及楼梯,于浇筑后次日浇水
养护时发现其表面有裂缝,可以看到有渗水现象,这次浇筑混凝土
未覆盖塑料薄膜加以保养,然后出现裂缝。这种裂缝就属于干缩裂
缝。这种裂缝对承载力无影响可采取以下措施进行处理:
(1)对于清扫后能观察到的裂缝,采用涂抹环氧树脂胶泥法进
行处理,具体方法如下:
首先处理基层,可用空气压缩机将裂缝附近表面的灰尘、浮渣
清除,尽量不用水冲,否则必须用喷灯烘烤干燥、预热,以保证基
底干燥。然后涂刷环氧树脂胶泥,用硬毛刷或刮板蘸取胶泥,均匀
涂刮在裂缝表面,宽80~100mm,涂刷二遍。
环氧树脂胶泥的配比:环氧树脂(g)∶邻苯二甲酸二丁酯(ml)∶
二甲苯(ml)∶乙二胺(ml)∶粉料(g)=100∶10∶30~40∶8~12∶
25~45。在这里要注意的是,二甲苯乙二胺粉料的掺量可视气温和施
工操作具体情况适当调整;由于二甲苯有毒,不利于环境,故可改
用其他无毒溶剂。
(2)为保险起见,对存在裂缝的房间的整个地面采用表面涂抹
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砂浆法进行处理:将基层清理干净并洒水湿润,先刷水泥净浆一遍,
然后用1∶1~2水泥砂浆分两层涂抹,总厚度10~20mm,涂抹3~4小
时后进行覆盖洒水养护。
按上述方法处理后得到了满意的效果。
4.裂缝的防治措施
(1)采用二次抹压技术,这是相当有效也是被普遍采用的一项
技术,即混凝土入模振捣。表层刮平抹压1~2小时后,也就是在混
凝土初凝前,在混凝土表面进行二次抹压。目的在于消除混凝土干
缩、沉缩和塑性收缩产生的表面裂缝,增加混凝土内部的密实度。
但是,二次抹压时间必须掌握恰当,过早抹压没有效果;过晚抹压
混凝土已进入初凝状态,失去塑性,消除不了混凝土表面已出现的
裂缝。
(2)通过上述裂缝产生原因的分析可以看出混凝土的养护不当
是裂缝的产生的一大主要原因,所以必须重视混凝土的养护工作。
混凝土表面经过二次抹压后,必须立即覆盖塑料薄膜进行养护。
另外,对于要求严格控制温度裂缝的大体积混凝土可以采用保
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温养护,即根据混凝土绝热温升计算,确定中心最高温度,按温控
技术措施,确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。保温养护的目的
一方面在于减少混凝土表面热扩散,减少内外温度;另一方面在于
延缓散热时间,控制降温速率,有利于混凝土强度增长和应力松驰,
避免产生贯穿裂缝。
(3)选择中低热品种水泥,优先选用矿渣硅酸盐水泥;或掺入
一定比例的粉煤灰、高效减水剂、缓凝剂来降低混凝土水化热。
(4)降低原材料进入搅
拌机的温度,最大限度降低混凝土出机温度。如夏季在水内加
冰块,降低水温;粗骨料遮阳防晒,并洒冷水降温;细骨料遮阳防
晒;散装水泥提前储备,避免新出厂水泥温度过高;混凝土运输车
加保温套或对罐体喷淋冷水降温;混凝土泵送管道遮阳防晒等措施。
(5)掺入UEA膨胀剂,在最初14天潮湿养护中,使混凝土体
积微膨胀,补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝。
5.结束语
对于广大施工管理人员来说,可以不必深究混凝土裂缝产生的
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成因和关于裂缝的计算方法,但必须掌握预防混凝土裂缝产生的措
施,尤其是在实践中应用效果比较好的措施,一定要运用到工程中
去。在具体施工中还要多观察、多比较,出现问题后多分析、多总
结,混凝土裂缝是可以避免的。
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