一、砼裂縫的分類

砼裂縫是砼的一種常見病和多發病。砼體内存在微裂縫是絕對的，不可避免的,但表面出現可見裂縫是相對的,是可以避免的。開裂是内應力不斷地累積超過了砼抗拉強度(斷裂能)的結果,砼表面沒有出現可見裂縫,但體内的拉應力依然存在,或者隻是表面裂縫還不夠寬,以緻肉眼還觀測不到。因此,客觀上講,裂縫是普遍的、難以避免的,但表面裂縫是可以預防并控制的。

裂縫一般可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。

微觀裂縫是指肉眼看不到的、砼内部固有的一種裂縫,它是不連貫的,寬度一般在0.05mm以下,這種固有微觀裂縫在荷載不超過設計規定的條件下,一般視為無害。

宏觀裂縫寬度在0.05mm以上,并且認為寬度小于0.2～0.3mm的裂縫是無害的,但是必須有個前提,即裂縫不再擴展,為最終寬度。

二、砼裂縫的成因

裂縫産生的原因很多,有理論方面的原因,有設計方面的原因,更有施工方面的原因。要解決砼裂縫問題,需要從砼裂縫的形成原因入手,正确判斷和分析砼裂縫的成因,有效地控制和減少砼裂縫的産生。

原因一:材料及配合比。

配合比設計不當直接影響砼的強度,是造成砼開裂不可忽視的原因。設計不當主要有水泥用量過大、水灰比大、含砂率不适當、骨料種類不佳、選用外加劑不當等, 這幾個因素是互相關聯的。有關試驗資料顯示:用水量不變時,水泥用量每增加10%,砼收縮增加5%；水泥用量不變時,用水量每增加10%,砼強度降低20%,砼與鋼筋的粘結力降低10%。

1.粗細集料含泥量過大,集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配,造成砼強度降低、收縮增大,誘導裂縫的産生。骨料粒徑越細、針片含量越大,砼單方用灰量、用水量增多,收縮量增大。

2.砼外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當,嚴重增加砼收縮。

3.水泥原因,礦渣矽酸鹽水泥收縮比普通矽酸鹽水泥收縮大；水泥等級越高、細度越細、早強越高對砼開裂影響很大。

4.砼設計強度等級越高,砼脆性越大、越易開裂。

原因二:混凝土的體積變形

1.塑性收縮:指新拌混凝土澆注後尚在塑性狀态發生的收縮。特點是當表面水分向外蒸發時引起局部産生應力,因此當蒸發速率大于泌水速率時,會發生局部的塑性收縮開裂。

低水灰比(水膠比)混凝土拌合物體内自由水少,水化生成物又迅速填充毛細孔,阻礙泌水上升,因此表面更易于出現塑性收縮開裂。

收縮是砼的一個主要特性,對砼的性能有很大影響。由于收縮而産生的微觀裂縫一旦發展,則有可能引起結構物的開裂、變形甚至破壞。産生收縮裂縫的原因,一般認為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而産生的裂縫。多為規則的條狀,很少交叉。

常發生在結構變截面處,往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發生在大體積砼中,梁、闆、柱等小塊體構件,預應力構件極少産生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大,尤其是暴露在大氣中的構築物, 影響更大。如不加以防止,可能會造成嚴重後果。

2.幹濕變形硬化:混凝土與周圍環境存在濕度梯度,引起水分向外蒸發或吸入,産生體積變形的現象。

3.溫度變形:混凝土硬化期間由于水化放熱産生溫升而膨脹,到達溫峰後降溫時産生收縮變形。升溫期因混凝土模量還很低,隻産生較小的壓應力,且因徐變作用而松弛；降溫期收縮變形因彈模增長,而松弛作用減小,受約束時形成大得多的拉應力,當超過抗拉強度(斷裂能)時出現開裂。

4.自生變形:混凝土在沒有溫度變化,沒有和外界發生水分交換,也不受力的條件下發生的表觀體積變形稱自生變形,自生變形時體積減小稱自生收縮。

混凝土發生自生變形的原因,是由于化學減縮——水泥(及摻合料)和水發生水化反應絕對體積減小的現象。

原因三:施工及現場養護原因

1.現場澆搗險時,振搗或插入不當,漏振、過振或振搗棒拙撤過快,均會影響砼的密實性和均勻性,誘導裂縫的産生。

2.高空澆注砼、風速過大、烈日暴曬,水分蒸發過快,易産生收縮裂縫。

3.大體積險工程,缺少兩次抹面,易産生表 面收縮裂縫。

4.大體積砼澆注,水化計算不準、現場砼降溫及保溫工作不到位,砼内部溫度過高或内外溫差過大,引起溫度裂縫。

5.現場養護措施不到位,砼早期脫水,引起收縮裂縫。

6.現場模闆拆除不當或拆模過早,引起拆模裂縫。

7.預應力張拉不當(超張、偏心),引起臉張拉裂縫。

原因四:其它外界因素

1.構築物基礎不均勻沉降,産生沉降裂縫。

2.使用荷載超負,産生破壞裂縫。

3.周圍環境影響,酸、堿、鹽等對構築物的侵蝕,降低砼強度,引起裂縫

4.意外事件如撞擊、火災、輕度地震等引起構築物的裂縫。

三、砼裂縫預防措施

根據砼裂縫成因,應采取以防為主的方法,采取适當措施預防比事後補救有效。歸納起來,可以從以下幾個方面着手:

1.結構設計

在設計上要注意到那些容易開裂的部位,如基礎交接處、高低跨處、孔洞周圍、受力變化處等,應考慮到由于地基的差異沉降或結構原因而引起的薄弱環節,在設計中加以解決。

在構件截面允許、配筋率不變而且澆築方便的條件下,鋼筋直徑越細、間距越小則對預防開裂越有利。

2.材料及設計配合比

1)原材料選擇應有利于抗裂性,減小沉降、泌水和離析。控制粗骨料最大粒徑(例如:小于箍筋與模闆的間距),調節砂率使拌合物粘聚性适宜, 注意水泥與外加劑的相容性。

2)摻加外加劑,如摻加複合大摻量礦物摻和料,添加引氣劑、增粘劑。

3)合理設計混凝土強度等級、齡期,選用盡量低的坍落度。

4)采用特殊砼,如纖維改善混凝土,提高抗塑性收縮開裂能力:

3.施工方案

正确選用施工方式與預防、控制裂縫有很大的關系。施工方案主要應确定一定澆築量、施工縫間距、位置及構造、澆築時間、運輸及振搗等。

一次澆築長度由垂直施工縫分割,最好是設置在變截面處或承受拉、剪、彎應力較小的部位。

水平施工縫最好是設置在變截面處,或遠離受拉鋼筋部位而設在砼的受壓區。

确定澆築時間的原則應盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工,則應采取材料降溫措施來控制砼入模溫度。

4.施工質量

施工階段是裂縫預防的主要階段,如果在施工階段控制住了裂縫,則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此,在施工階段要注意以下幾個問題:

第一是選擇合适的配合比,适當地選擇好水灰比,在滿足強度要求的原則下,盡可能減少水泥用量。

其次鋼筋的成型和模闆安裝位置要準确、牢 固,以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除,以免影響粘結力。

第三是澆築、振搗操作合理,特别是振搗操作技術,過分地振搗對險均勻性有害,振搗不足也不能保證砼應有的密實度。

5.養護質量

養護的目的是使砼正常硬化，強度增長，不受或少受外界影響。養護技術的關鍵是設法使砼溫度級慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫差，減小溫度應力，減小裂縫的産生。

應針對不同的結構采用正确的養護方式。如平闆（上表面暴露面積大）表面易蒸發，應及早覆蓋；薄闆（如樓闆）可塑料薄膜覆蓋；厚闆（如底闆）在升溫階段應覆蓋草袋、麻袋并噴霧以降低塑料薄膜布保溫和保濕。壁闆、梁、厚闆側面應防止沉降、泌水。大體積砼由于塊内外溫度不一緻，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養護就不能隻滿足于用常規方法，避開外界氣候的影響。養護期應以砼強度增長最快的階段為準，及7至28天，最好能長些。

四、砼裂縫的處理及效果檢查方法

1.表面處理法：包括表面塗抹和表面貼補法。表面塗抹适用範圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面補貼（土工膜或其他防水片）法使用于大面積裂縫的處理。

2.填充法：用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取V型槽，然後做填充處理。

3.灌漿法：該方法屬傳統方法，效果很好，應用範圍最廣，從細微裂縫到大裂縫均可使用，處理效果好。利用壓送設備（壓力0.2～0.4Mpa）将補縫漿液注入砼裂縫，達到閉塞的目的，也可利用彈性補縫器将注漿膠注入裂縫，不用電力，十分方便，效果也很理想。

4.結構補強法：因拆模不當産生的裂縫、超荷載産生的裂縫、裂縫長時間不處理導緻的混凝土耐久性降低，火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法等。

5.砼裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗、鑽芯取樣、壓水試驗、壓氣試驗等。

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