1、天津城市建设学院 王欣裂缝的发生机理裂缝的发生机理裂缝的分类裂缝的分类裂缝的检测分析裂缝的检测分析裂缝的控制裂缝的控制裂缝的修复裂缝的修复 混凝土的微观裂缝为一般混凝土所固有，因为混凝土是由水泥浆体水化硬化后的水泥石与砂、石骨料组成，它们的物理力学性能并不一致，水泥浆体硬化后的干缩值较大，而混凝土中的骨料则限制了水泥浆体的自由收缩，这种约束等作用使混凝土内部从硬化开始就在骨料与水泥浆体的粘结面上出现了微裂缝。5 裂缝是混凝土工程中最常见的一种缺陷。通常所说的裂缝是指肉眼可见的宏观裂缝，而不是微观裂缝，其宽度应在0.05mm以上。混凝土出现宏观裂缝的原因多种多样，通常是因混凝土发生体积变化时受到
2、约束，或因受到荷载作用时，在混凝土内引起过大拉应力（或拉应变）而产生裂缝。 也就是说，即使没有外部荷载作用，或者即使混凝土发生体积变化时没有受到外部的约束，混凝土内部已经有了微裂缝，但是这些微裂缝在不大的外力或变形作用下是稳定的，当外力或变形作用较大时，这些粘结面上微裂缝就会发展，当外力或变形作用更大时，微裂缝就会扩展穿过硬化后的水泥石，逐渐发展成可见的宏观裂缝。弥散状裂缝 裂缝延伸发展 裂缝互相贯通 延伸发展成为表面裂缝 11原材料和配合比水泥量、水泥强度、水泥活性、水胶比、骨料粒径、骨料含泥量、掺合料、外加剂等混凝土本身性能起决定性作用。设计缺陷结构体型、结构设缝、局部配镜不足、配筋方式不
3、当、保护层厚度不够、环境条件选择不当等设计合理与否对裂缝状态具有重要影响。施工质量混凝土搅拌、运输、浇注、振捣、养护，模板拆除时间，预应力施工时机，施工接檫处理，压抹、施工季节。使用环境耐久性严重超载、疲劳荷载等非设计工况、改变结构用途、改造结构形式、结构超期服役而抗力退化、侵蚀环境下结构长期使用、没有及时维护需定期更换的构件。裂缝的发生机理裂缝的发生机理裂缝的分类裂缝的分类裂缝的检测分析裂缝的检测分析裂缝的控制裂缝的控制裂缝的修复裂缝的修复观感性裂缝功能性裂缝结构性裂缝耐久性裂缝建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002
4、） 轻微裂缝 一般裂缝 严重裂缝1、在设计荷载范围内，超过设计荷载范围或设计未考虑到的作用2、地震、台风作用等3、构件断面尺寸不足、钢筋用量不足、配置位置不当4、结构物的沉降差异5、次应力作用6、对温度应力和混凝土收缩应力估计不足1、环境温度、湿度的变化2、结构构件各区域温度、湿度差异过大3、冻融、冻胀4、内部钢筋锈蚀5、火灾或表面遭受高温6、酸、碱、盐类的化学作用7、冲击、振动影响1、水泥非正常凝结（受潮水泥、水泥温度过高）2、水泥非正常膨胀（游离CaO、游离MgO、含碱量过高）3、水泥的水化热4、骨料含泥量过大5、骨料级配不良6、使用了碱活性骨料或风化岩石7、混凝土收缩8、混凝土配合比不当
5、（水泥用量大、用水量大、水胶比大、砂率大等）9、选用的水泥、外加剂、掺合料不当或匹配不当10、外加剂、硅灰等掺合料掺量过大1、拌和不均匀（特别是掺用掺合料的混凝土），搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长2、泵送时增加了用水量、水泥用量3、浇筑顺序有误，浇筑不均匀（振动赶浆、钢筋过密）4、捣实不良，坍落度过大、骨料下沉、泌水，混凝土表面强度过低就进行下一道工序5、连续浇筑间隔时间过长，接茬处理不当6、钢筋搭接、锚固不良，钢筋、预埋件被扰动7、钢筋保护层厚度不够8、滑模工艺不当（拉裂或塌陷）9、模板变形、模板漏浆或渗水10、模板支撑下沉、过早拆除模板、模板拆除不当11、硬化前遭受扰动或承受
6、荷载12、养护措施不当或养护不及时13、养护初期遭受急剧干燥（日晒、大风）或冻害14、混凝土表面抹压不及时15、大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温度与环境温度差异过大裂缝硬化前硬化后初期凍害塑性施工时沉降移動物理的化学的温度构造 塑性乾燥裂缝 沉降裂缝模板的移動 地基沉降、变形收缩性骨料干燥收缩 龟裂钢筋的腐食 碱骨料反应碳化凍結融解气温变化初期温度收缩突发荷载变形设计荷载外部约束温差内部约束:N:L,M:G:H:D,E,F:I:J,K:A,B,C禁：靠观察裂缝的位置和形态确定裂缝成因裂缝的发生机理裂缝的发生机理裂缝的分类裂缝的分类裂缝的检测分析裂缝的检测分析裂缝的控制裂缝的控制裂缝的修复
7、裂缝的修复调调 查查钢筋腐蚀状况钢筋腐蚀状况中性化状况中性化状况氯离子含有量氯离子含有量碱骨料反应碱骨料反应钢筋位置钢筋位置剥离或浮起剥离或浮起混凝土强度和混凝土强度和结构物抗力结构物抗力检检 测测结构设计资料结构设计资料建材资料建材资料构件检测构件检测缺陷检测缺陷检测v设计方面：设计方面： 关于楼板厚度、配筋问题，应进行关于楼板厚度、配筋问题，应进行对承载力、刚度、裂缝进行复核计算对承载力、刚度、裂缝进行复核计算v建材方面：应复核原材料质量，对于拌合物性能，建材方面：应复核原材料质量，对于拌合物性能，应复核记录和实体检测，必要时钻芯取样试验应复核记录和实体检测，必要时钻芯取样试验v施工方面：
8、查阅施工日志、检查记录等相关资料，施工方面：查阅施工日志、检查记录等相关资料，以及实地检测。以及实地检测。v使用环境：收集气温等资料使用环境：收集气温等资料分析条件分析条件内内 容容裂缝发生于原因裂缝发生于原因发生原因是什么。发生原因是什么。裂缝进行性裂缝进行性裂缝是进行性的，还是已经停止发展裂缝是进行性的，还是已经停止发展裂缝部位的状态裂缝部位的状态裂缝部位是否有水、泥或风化物裂缝部位是否有水、泥或风化物裂缝补为是否干燥、湿润，是否存在流动的水裂缝补为是否干燥、湿润，是否存在流动的水裂缝部位的外部条件裂缝部位的外部条件裂缝部位是在水下？水上？还是飞沫带裂缝部位是在水下？水上？还是飞沫带修补时
9、裂缝处于干燥状态还是潮湿状态修补时裂缝处于干燥状态还是潮湿状态修补时期修补时期修补时期是寒冷季节还是酷暑修补时期是寒冷季节还是酷暑修补时外部条件修补时外部条件修补时，外部是否受震动、变形、雨水等影响修补时，外部是否受震动、变形、雨水等影响修补后裂缝处的外部修补后裂缝处的外部条件条件裂缝部位，温度变化大吗裂缝部位，温度变化大吗裂缝部位是否受沉降、荷载等影响裂缝部位是否受沉降、荷载等影响掌握裂缝的进行状态比宽度重要掌握裂缝处水的状态很重要裂缝的位置、数量、走向：用照片和绘制裂缝展开图等形式记录长度：用直尺、卷尺进行测量宽度：用裂缝宽度比对卡、裂缝测宽仪、塞尺进行检测裂缝的深度：采用超声波法或局部凿
10、开法进行检测，必要时可钻取芯样进行验证用钢尺、裂缝卡、裂缝读数放大镜逐条测量裂缝长度检测用钢尺丈量检测裂缝深度检测超声波检测钻芯取样宽度，在骑缝涂覆石膏或者使用裂缝测宽仪定期对同一位置进行测量长度，在裂缝端部按时间定期做记号观察数量，记录或绘制裂缝图、表监 测 标 线 年 月 日 年 月 日 年 月 日裂 缝监 测 标 线裂 缝剔除在裂缝调查结果的基础上，对裂缝类型进行分类、能够比较容易地推定出裂缝的发生原因混凝土钻芯强度调查断面尺寸与设计图校对复核荷载条件的调查地基基础的调查钢筋调查碳化相关调查漏水路径的调查混凝土化学成分调查结构物的荷载试验结构物的振动试验目的目的名称名称概要概要注意点注意
11、点混凝土结构物内钢混凝土结构物内钢材腐蚀状况调查材腐蚀状况调查自然电位法自然电位法测量钢筋的自然电位测量钢筋的自然电位混凝土保护层含水混凝土保护层含水量影响测量值量影响测量值剥离或孔洞等缺陷剥离或孔洞等缺陷调查调查红外线法红外线法红外线摄像仪拍摄混凝红外线摄像仪拍摄混凝土表面，根据温度分布土表面，根据温度分布图象来调查剥离部位图象来调查剥离部位温度不能上升的部温度不能上升的部位产生不了温差，位产生不了温差，影响测量精度影响测量精度超音波法超音波法* *1 1测量超音波传播速度测量超音波传播速度遇钢筋时精度下降遇钢筋时精度下降冲击弹性波法冲击弹性波法在混凝土表面施以微小在混凝土表面施以微小冲击产
12、生冲击产生发出震动波，发出震动波，测量传播速度测量传播速度混凝土质量导致传混凝土质量导致传播速度变化播速度变化电磁波雷达法电磁波雷达法* *2 2放射电磁波测量从破损放射电磁波测量从破损部位反射回来的时间，部位反射回来的时间，经图像处理后表示经图像处理后表示含水份时探查精度含水份时探查精度下降下降放射线法放射线法* *3 3混凝土表面照射混凝土表面照射X X线或伽线或伽玛线玛线放射线过强存在爆放射线过强存在爆炸危险性，部件尺炸危险性，部件尺寸厚度寸厚度50cm50cm为限为限内部钢筋位置调查电磁波雷达法同*2钢筋过密检知精度下降放射线法同*3放射线过强存在爆炸危险性，部件尺寸厚度50cm为限电
13、磁诱导法感应器发出磁场，感知因钢筋存在诱导产生的电力钢筋过密、或保护层过厚检知精度下降混凝土强度调查反弹法击打混凝土表面测量反发硬度推定强度值分散超音波法同*1遇钢筋时精度下降裂缝的发生机理裂缝的发生机理裂缝的分类裂缝的分类裂缝的检测分析裂缝的检测分析裂缝的控制裂缝的控制裂缝的修复裂缝的修复材料选择材料的质量控制设计控制结构缝的布置控制缝设计构造措施施工质量施工技术措施水泥的选择 外加剂的选择掺合料的选择骨料的选择配合比的设计大体积混凝土结构易采用低热水泥对于抗裂性要求高的混凝土，可采用纤维混凝土以增强抗裂性能选择孔隙率较小、级配良好的粗骨料在满足混凝土工作性要求的前提下，宜降低砂率。特别是流
14、动性和大流动性混凝土，应适当控制砂率，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%的级或级粉煤灰，改善混凝土的抗裂性能。当须掺入磨细矿渣时，宜与粉煤灰双掺。使混凝土在保证强度要求的同时具有良好的和易性和抗裂性。 最小水泥（胶凝材料）用量原则 适当水胶比原则最大骨料堆积密度原则配合比的验证性试验 在满足混凝土强度要求的情况下，宜尽量降低水泥用量。普通强度等级的混凝土水泥用量宜为270-450 kg/m3，高强混凝土中水泥及掺合料总量应不大于550kg/m3。混凝土的水胶比过小或过大，都会劣化混凝土的抗裂性能。混凝土的水胶比宜为0.4-0.55。在满足施工要求的条件下，宜采用较
15、小的混凝土坍落度，以防止混凝土的离析和泌水导致混凝土表面产生裂缝。避免约束应力（或应变）积累过大而引起间接裂缝控制缝控制缝的间距和宽度控制缝间距：约为3-24m墙内控制缝5-8m底部固定在大块混凝土基础上的墙体3m阳台板3m地面控制缝4.5-7.5m控制缝的宽度一般约为控制缝的宽度一般约为6mm6mm，深度不应小于板或墙厚的深度不应小于板或墙厚的1/5 1/41/5 1/4细筋密配形式布置受力钢筋，可改善裂缝形态混凝土结构应按设计规范的要求设置伸缩缝设置后浇带可减少早期混凝土收缩影响，但后浇带不能代替伸缩缝。后浇带间距不大于30m，浇灌混凝土的间距时间2个月以上，宜用膨胀混凝土浇筑采用预制构件
16、(特别是预应力构件)的装配式结构及叠合结构，具有较好的裂缝控制性能 控制地基不均匀沉降措施地基变形的验算沉降监测保持相邻建筑物基础间净距设置沉降缝保温隔热措施u模板工程模板工程模板支撑体系立杆底应设置垫板。控制板面上荷时间。板面上人放线时间不能过早。严格控制楼板拆模时间。楼板混凝土同条件养护试块达到规范规定的强度值后，方可拆除支承模板。u做好施工缝处理u加强养护 塑料薄膜覆盖等保湿养护 冬季施工，采取混凝土保温措施裂缝的发生机理裂缝的发生机理裂缝的分类裂缝的分类裂缝的检测分析裂缝的检测分析裂缝的控制裂缝的控制裂缝的修复裂缝的修复裂缝修补方法1.表面封闭法2.2.压力灌浆法压力灌浆法3.开槽填补
17、法4.涂膜封闭法表面封闭（1）表面涂抹。通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂掩护膜，在裂缝宽度有可能变动时，可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料，在裂缝多而且密集或者混凝土老化，砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹掩护膜。（2）表面喷浆。喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆掩护层来封闭裂缝的一种修补方法，根据裂缝的部位、性质和修补请求和条件，可采用无筋素喷浆，或挂网喷浆联合凿槽嵌补等修补方法。先将结构物的裂缝或孔隙和外界封闭，仅留出进浆口及排气孔，然后将较低粘度的浆液通过压浆泵以必定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散，胶凝固化，以达到恢复整体性、强度、耐久性及抗渗性的目标。浆液主要有：水泥浆、水泥-水玻璃、环氧糠酮、聚氨脂、丙凝和甲凝等后几种方法都属于化学灌浆法，其强度高效果好。 几种修补方法可以单独使用，也可以同时使用。树脂类环氧树脂环氧树脂水中硬化型环氧树脂水中硬化型环氧树脂丙烯酸树脂丙烯酸树脂聚氨酯树脂聚氨酯树脂聚酯树脂聚酯树脂水泥类超微粒子水泥超微粒子水泥聚合物水泥聚合物水泥
