1、混凝土裂缝的预防与处理l一、裂缝的种类与产生的根本原因一、裂缝的种类与产生的根本原因 l二、各种裂缝形状、成因与预防二、各种裂缝形状、成因与预防l三、裂缝的处理三、裂缝的处理 一、裂缝的种类与根本原因 混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。工程中要区别对待，根据实际情况
2、解决问题。l 但最常见的是非外荷载作用产生的裂缝。各但最常见的是非外荷载作用产生的裂缝。各种裂缝产生的最根本的原因如下：种裂缝产生的最根本的原因如下：一、裂缝的种类与根本原因l当混凝土浇筑后，混凝土即由于各种原因产生收缩。如当混凝土浇筑后，混凝土即由于各种原因产生收缩。如果它在无约束的条件下收缩，混凝土只会单纯地引起体果它在无约束的条件下收缩，混凝土只会单纯地引起体积缩小，而不会产生应力，但实际工程中的混凝土构件积缩小，而不会产生应力，但实际工程中的混凝土构件均会不同程度地受到约束，使得混凝土保持它初始的长均会不同程度地受到约束，使得混凝土保持它初始的长度，收缩就会在混凝土中产生拉应力。随着时
3、间的推移度，收缩就会在混凝土中产生拉应力。随着时间的推移，混凝土的徐变会使拉应力有一定程度的减小，当净拉，混凝土的徐变会使拉应力有一定程度的减小，当净拉应力增加到超过了混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝应力增加到超过了混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。而混凝土本身是一种非匀质的复杂多样体，其微观结。而混凝土本身是一种非匀质的复杂多样体，其微观结构各相之间主要靠范德华力结合，造成混凝土的抗拉强构各相之间主要靠范德华力结合，造成混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，混凝土的开裂变得更为容易。度远低于抗压强度，混凝土的开裂变得更为容易。l可见，混凝土发生开裂必须具备三个条件：收缩变形的可见，混凝土发生开裂必
4、须具备三个条件：收缩变形的大小、约束的程度、实时的抗拉强度，不受约束的收缩大小、约束的程度、实时的抗拉强度，不受约束的收缩不会产生拉应力，拉应力不超过抗拉强度时也不会开裂不会产生拉应力，拉应力不超过抗拉强度时也不会开裂 二、各种裂缝的形状、成因与预防1、干缩裂缝 2、塑性收缩裂缝 3、沉陷裂缝4、温度裂缝5、化学反应引起的裂缝 1、干缩裂缝 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是
5、由于混凝土内外水分蒸收缩是不可逆的。干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：混凝土受外部条件的影响，发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。裂缝。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.050.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板之间，大体
6、积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。中多沿其短向分布。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。二、各种裂缝的形状、成因与预防1、干缩裂缝 主要预防措施：一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低主要预防措施：一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比
7、干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。三设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝
8、。合适的收缩缝。二、各种裂缝的形状、成因与预防2、塑性收缩裂缝 塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长2030cm，较长的裂缝可达，较长的裂缝可达23，宽，宽15mm。其产生的主要。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强
9、度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。时间、环境温度、风速、相对湿度等等。二、各种裂缝的形状、成因与预防2、塑性收缩裂缝 主要预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高
10、的硅酸盐主要预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是
11、在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。置遮阳和挡风设施，及时养护。二、各种裂缝的形状、成因与预防3、沉陷裂缝 沉陷裂缝的产生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。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈3045角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。二、各种裂缝的形状、成因与预防3、沉陷裂缝 主要预防措施：一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要
12、的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。二、各种裂缝的形状、成因与预防4、温度裂缝l温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中在硬化过程中,水泥水化产生大量的水水泥水化产生大量的水化热，（混凝土内部温度升达化热，（混凝土内部温度升达70左右甚至更高）。由于混凝土左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大
13、，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到2526时，混凝土内便会产生大致在时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产）。当拉应力
14、超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。l在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝l二、各种裂缝的形状、成因与预防4、温度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温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积
15、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；深入和贯穿；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。二、各种裂缝的形状、成因与预防4、温度裂缝
16、 主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,。三是降低水灰比，。四。三是降低水灰比，。四是掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量是掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。推降低水化热。推迟热峰的出现时间。五是改善混凝土的搅拌加工工艺，降低混凝迟热峰的出现时间。五是改善混凝土的搅拌加工工艺，降低混凝土的浇筑温度。六是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助土的浇筑温度。六是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。七是大
17、体积混措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。七是大体积混凝土要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小凝土要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。八是在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气约束。八是在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。九是加强混凝土温度的监控，及冷却，减小混凝土的内外温差。九是加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。十是是预留温度收缩缝。十一是减小约时采取冷却、保护措施。十是是预留温度收缩缝。十一是减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右
18、的砂垫左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十二是加强混凝土养护，适当延长养层或使用沥青等材料涂刷。十二是加强混凝土养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。二、各种裂缝的形状、成因与预防5、化学反应引起的裂缝 包括化学收缩、自收缩裂缝以及碱骨料反应、包括化学收缩、自收缩裂缝以及碱骨料反应、钢筋锈蚀造成混凝土局部膨胀产生的裂缝。钢筋锈蚀造成混凝土局部膨胀产生的裂缝。降低水泥用量、掺加活性掺合料、选择合适降低水泥用量、掺加活性掺合料、选择合适的水胶比及混凝土原材料、增加构造措施是预防的水胶比及混凝土原材料、增加构造措施是预防此类裂缝的主要手段。此类裂缝的主要手段
19、。二、各种裂缝的形状、成因与预防6、桥面铺装层施工裂缝的预防l（1）确保桥面铺装层厚度l桥面铺装层设计与普通混凝土路面设计基本一样，但由于其是在刚性预制板上浇筑的混凝土，受力情况发生了很大变化，使得桥面铺装层裂缝，产生的原因较为复杂，根据裂缝产生的原因分为干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝，对裂缝产生的影响因素主要有厚度、外掺料、集料、层间粘结状况及养护等。l施工中，由于梁体的拱度，梁顶面并不是一个理想的平面，致使桥面铺装层混凝土厚度不均，因此，应考虑满足规范要求的结构l最小厚度，减少铺装层厚度差异二、各种裂缝的形状、成因与预防6、桥面铺装层施工裂缝的预防l（2）桥面铺装层能否铺好，最为关键的是新老
20、混凝土面能否粘结好，提高层间接触程度可以显著提高结构层的疲劳寿命，在施工中尽可能采取措施，保证各层粘结良好，避免滑动，桥面铺装前，应先凿除梁体表面浮浆，使表面粗糙，成齿形，且均匀，此外，还需将凿后的混凝土松散粒，砂石泥土等清除干净，有利于层间粘结牢固。l（3）设置定位钢筋及保证钢筋保护层厚度。桥面铺装层的钢筋网在施工中常用混凝土垫块定位，而垫块易走位而失去定位作用。在现场可设置定位钢筋l（4）确保养护期。混凝土干缩裂缝属于早期裂缝，它的产生在很大程度上是由于养护不当造成的，因此要注意施工期间的养护，保持一定的湿度。二、各种裂缝的形状、成因与预防6、桥面铺装层施工裂缝的预防l（5）适当使用外掺料
21、。根据工程具体情况，适当参与外掺料，如：粉煤灰，可降低混凝土水化热，降低混凝土出现拉应力的起始点温度，减少混凝土降至环境温度的温差，防止温度裂缝的产生。钢纤维，在混凝土中加入体积掺量为12%2%钢纤维，可以在混凝土中形成乱向分布的网状结构，从而控制混凝土干缩。外加剂，适当的加入膨胀剂和引气剂对于提高混凝土抗干缩和抗折强度也具有一定的明显作用。二、各种裂缝的形状、成因与预防三、裂缝的处理 1、表面修补法 2、灌浆、嵌缝封堵法 3、结构加固法 4、混凝土置换法 5、电化学防护法 6、仿生自愈合法三、裂缝的处理 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
22、有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。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。三、裂缝的处理 2、灌浆、嵌缝封堵法l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、聚氨酯等化学材料。l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
23、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。三、裂缝的处理 3、结构加固法 当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中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。三、裂缝的处理 4、混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入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。三、裂缝的处理 5、电化学防
24、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。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。三、裂缝的处理 6、仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，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。
