貴州材料檢測淺析混凝土地面產生裂縫的原因分析及處理措施

貴州材料檢測淺析混凝土地面產生裂縫的原因分析及處理措施

鋼筋混凝土結構破壞倒塌的工程質量事故，絕大多數是從裂縫的擴展開始的；其實，只要仔細觀察不難發現，普通的鋼筋混凝土結構又一般都是帶裂縫受力工作的，假如借助儀器，甚至還可以發現裂縫是時刻發生變化的，隨著裂縫的發展變化，結構構件的耐久性和適用性會不同程度的降低，嚴重的甚至會導致結構構件的破壞；所以研究裂縫的形態、分析裂縫產生的原因和裂縫對結構功能的影響并加以控制是一個十分重要的。

一、混凝土裂縫種類：

外荷載引起的裂縫： 外荷載作用下產生的結構裂縫一般具有很強的規律性 ，通過計算分析就可以讀出正確的結論。如：矩形樓板板面裂縫成環狀，沿框架梁分布，板底裂縫成十字或米字集中于跨中；轉角陽臺或挑檐板裂縫位于板面起始于墻板交界以角點為中心成米字形向外延伸。受力裂縫，其裂縫與荷載有關，預示結構承載力可能不足或存在嚴重問題。

溫度收縮裂縫：溫度收縮裂縫是一種建筑常見的裂縫，主要是由于結構的溫度變形及材料的收縮變形受阻及應力超標所致?，F澆板收縮裂縫主要集中在房屋的中部和房屋四周陽角處，裂縫成棗核狀止于梁邊。房屋四周陽角處的房間在離開陽角１米左右，即在樓板的分離式配筋的負彎矩筋以及角部放射筋未端或外側發生４５度左右的樓地面斜角裂縫。其原因主要是砼的收縮特性和溫差雙重作用所引起的，并且愈靠近屋面處的樓層裂縫往往愈大。從設計角度看，現行設計規范側重于按強度考慮，未充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮，配筋量因而達不到要求。而房屋的四周陽角由于受到縱、橫二個方向剪力墻或剛度相對較大的樓面梁約束，限制了樓面板砼的自由變形，因此在溫差和砼收縮變化時，板面在配筋薄弱處（即在分離式配筋的負彎矩筋和放射筋的未端結束處）首先開裂，產生４５度左右的斜角裂縫。雖然樓地面斜角裂縫對結構安全使用沒有影響，但在有水的情況下會發生滲漏，影響正常使用。

地基不均勻沉降產生的裂縫：由于地基沉降不均勻使上部結構產生附加應力，導致樓板裂縫。不均勻沉降產生的裂縫多屬貫穿性裂縫，其走向與沉降情況有關。

使用商品混凝土引起的收縮裂縫：貴州材料檢測告訴您商品混凝土由于采用泵送，混凝土的流動性要好，因此一般商品混凝土的坍落度都較大，水灰比較大，如保證水灰比則要增加水泥用量，這樣就使混凝土在硬化階段出現收縮裂縫。裂縫的產生大多在砼澆筑初期，即澆搗后4～6小時左右，裂縫形狀不規則且長短不一，互不連貫，產生裂縫部分大多為水泥浮漿層和砂漿層。有于砼坍落度偏大，表面經過振搗形成一層水泥含量較多，收縮性較大的水泥浮漿層及砂漿層一方面由于砼初凝時表面游離水分蒸發過快產生急劇的體積收縮，而此時砼早期強度較低(面層為砂漿層 強度更低)，不能抵抗這種變形應力而導致砼表面開裂，另一方面由于面層浮漿或砂漿的收縮值比基層砼大許多，而造成變形值不同導致面層開裂。

預埋管線引起的樓板裂縫：預埋線管處沿管線方向出現表面裂縫；局部出現呈發散狀或龜裂狀的不規則裂縫。預埋線管，特別是多根線管的集散處是截面砼受到較多削弱，從而引起應力集中，容易導致裂縫發生的薄弱部位。當預理線管的直徑較小，并且房屋的開間寬度也較小，同時線管的敷設走向又不垂直于砼的收縮和受拉方向時，一般不會發生樓面裂縫。反之，當預埋線管的直徑較大，開間寬度也較大，并且線管的敷設走向又垂直于砼的收縮和受拉力向時，就很容易發生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集散處，應按要求增設垂直于線管的短鋼筋網加強。

貴州材料檢測告訴您施工原因引起混凝土樓板裂縫：養護不到位，強制性規范要求混凝土養護要覆蓋并澆水，現在大多數不覆蓋，澆水也不能保證經常性濕潤；施工速度過快，上荷早，特別是磚混住宅樓板，前一天澆筑完樓板，第二天即上磚、走車，造成早期混凝土受損；拆模過早或模板支撐系統剛度不夠；施工時樓板混凝土蓋筋被踩彎、踩倒，保護層過厚，承載力下降。

二、混凝土裂縫產生的原因：

1、鋼筋混凝土現澆板裂縫原因的分析

通常情況下，現澆板裂縫一般表現為：不規則、不連貫表面微裂縫；表面龜裂、縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。究其原因，主要有施工、設計及混凝土原材料等方面的原因，以下將逐一具體分析。

1.1混凝土原材料質量方面

1.1.1水泥凝結或膨脹不正常，如水泥安定性不穩定，水泥中含有生石灰或氧化鎂，這些成分在和水化合后產生體積膨脹，產生裂縫。

1.1.2如果骨料中含泥量過多，則隨著混凝土的干燥，會產生不規則的網狀裂縫。

1.1.3堿－骨料反應：蛋白質、安山巖、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強的水泥起化學反應，生成有膨脹能力的堿－硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞，產生裂縫。

1.1.4水灰比、坍落度過大，或使用過量粉砂混凝土強度值對水灰比變化十分敏感，基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。因此，水、水泥、外滲混合材料外加劑溶液的計量偏差，將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收縮大，抗拉強度低，容易因塑性收縮而產生裂縫，泵送混凝土為了滿足泵送條件，坍落度大，流動性好，易產生局部粗骨料少、砂漿多的現象，此時，混凝土脫水干縮時，就會產生表面裂縫。

1.2施工質量方面

1.2.1混凝土施工過分振搗，模板、墊層過于干燥的混凝土澆筑振搗后，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落，造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發后，易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水量大，引起混凝土的塑性收縮，產生裂縫。

1.2.2混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導致混凝土板表面龜裂。

1.2.3施工工藝不當引起：在施工過程中由于施工工藝不當，致使支座處負筋下陷，保護層過大，固定支座變成塑性鉸支座，使板上部沿梁支座處產生裂縫。樓板的彈性變形及支座處的負彎矩施工中在混凝土未達到規定強度，過早拆模，或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載，造成混凝土樓板的彈性變形，致使砼早期強度低或無強度時，承受彎、壓、拉應力，導致樓板產生內傷或斷裂；大梁兩側的樓板不均勻沉降也會使支座產生負彎矩造成橫向裂縫。

1.2.4后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫：為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力，規范要求采用施工后澆帶法，有些施工后澆帶不完全按設計要求施工，例如施工未留好施工縫；板的后澆帶不支模板，造成斜坡槎；疏松混凝土未鑿除等都可能造成板面的裂縫。

1.2.5樓面墊層鋪設的暗裝水管、電線套管鋪設不當，如水管、電線套管鋪設不夠牢靠、集中鋪設、上下交疊鋪設致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內，保護層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產生裂縫。

1.2.6混凝土的收縮（溫度裂縫）：眾所周知，混凝土引起收縮的原因，在硬化初期主要是由于水泥的水化作用，形成一種新的水泥結晶體，這種結晶體化合物較原材料體積小，因而引起混凝土體積的收縮，即所謂的凝縮，后期主要是混凝土內自由水蒸發而引起的干縮。而且，如果混凝土處在一個溫度變化較大的環境下，將會使其收縮更為加劇。如施工發生的夏季炎熱氣溫下，石子表面溫度升高，使石子體積膨脹，拌制成混凝土后，石子受冷收縮，使混凝土表面出現發絲裂縫；混凝土澆搗后未及時澆水養護，混凝土在較高溫度下失水收縮，水化熱釋放量較大，而又未及時得到水分的補充，因而在硬化過程中，現澆板受到支座的約束，勢必產生溫度應力而出現裂縫，這些裂縫也首先產生在較薄弱的部位，即板角處。另外，室內外溫差變化較大，也要引起一定的裂縫。

1.2.7目前在主體結構的施工過程中，普遍存在著質量與工期之間的較大矛盾。一般主體結構的樓層施工速度平均為5－7天左右一層，快時甚至不足5天一層。因此在樓層混凝土澆筑完畢后不足24小時的養護時間，就忙著進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動，這就給大開間部位的房間雪上加霜。除了大開間的混凝土總收縮值較小開間要大的不利因素外，更容易在強度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成，就難于閉合，形成裂縫。

三、裂縫的預防措施

1　結構設計控制措施

1.1、嚴格控制混凝土施工配合比。根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確配合比。嚴格控制水灰和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小、空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。值得注意的是近十幾年來，我國一些城市為實現文明施工，提高設備利用率，節約能源，都采用商品混凝土。因此加強對商品混凝土進行塌落度的檢查是保證施工質量的重要因素。

1.2、在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度。 

1.3、混凝土樓板澆筑完畢后，表面刮抹應限制到小程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹，并加強混凝土早期養護。樓板澆筑后，對板面應及時用材料覆蓋、保溫，認真養護，防止強風和烈日曝曬。 

1.4、嚴格施工操作程序，不盲目趕工。杜絕過早上傳、上荷載和過早拆模。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋，避免踩彎面負筋的現象發生。通過在大梁兩側的面層內配置通長的鋼筋網片，承受支座負彎矩，避免因不均勻沉降而產生的裂縫。

1.5　工程裂縫產生的主要原因是混凝土的變形。如溫度變形、收縮變形、基礎不均勻沉降變形等,此類因變形引起的裂縫幾乎占到全部裂縫的８０%以上。在變形作用下,結構抗力取決于混凝土的抗拉性能,當抗拉應力超過設計強度時,應驗算裂縫間距,再根據裂縫間距驗算裂縫寬度。

1.6　現澆板板厚宜控制在跨度的１／３０,小板厚不宜小于１１０ｍｍ（廚房、浴廁、陽臺板小厚度不小于９０ｍｍ）。有交叉管線時板厚不宜小于１２０ｍｍ。

1.7　樓板宜采用熱軋帶肋鋼筋以增加其握裹力,不宜采用光圓鋼筋。分布鋼筋與構造鋼筋宜采用變形鋼筋來增加與現澆混凝土的握裹力,對控制樓板裂縫的效果較好。

1.8　設計時注意構造鋼筋的布置十分重要,它對構造抗裂影響很大。對連續板不宜采用分離式配筋,應采用上、下兩層連續式配筋;洞口處配加強筋;對混凝土梁的腰部增配構造筋,其直徑為８ｍｍ～１４ｍｍ,間距約２００ｍｍ。

1.9　屋面層陽角處、東西單元房間和跨度≥３．９ｍ時,應設置雙層雙向鋼筋,陽角處鋼筋間距不宜大于１００ｍｍ,跨度≥３．９ｍ的樓板鋼筋間距不宜大于１５０ｍｍ?？缍龋迹常梗淼默F澆樓板上面負彎矩鋼筋應一隔一拉通。外墻轉角處應設置放射鋼筋,配筋范圍應大于板跨的１／３,且長度不小于２．０ｍ,每一轉角處放射鋼筋數量不少于７根,鋼筋間距不宜大于１００ｍｍ。

1.10　現澆樓板的混凝土強度等級不宜大于Ｃ３０,特殊情況須采用高強度等級混凝土或高強度等級水泥時,要考慮采用低水化熱的水泥和加強澆水養護,便于混凝土凝固時的水化熱釋放。

1.11　在預埋ＰＶＣ電線管時,必須有一定的措施,ＰＶＣ管要有支架固定,嚴禁兩根管線交叉疊放,確須交叉時應采用專門設計的塑料接線盒,以防止塑料管在管線交叉對混凝土厚度削弱過多。在預埋電線管上部應配置鋼筋網片,（４＠１００ｍｍ寬度６００ｍｍ）。若用鐵管作為預埋管時,宜采用內壁涂塑黑鐵管,一方面既能保證黑鐵管(不鍍鋅鋼管)與混凝土的粘結力,同時也有利于穿線和不影響混凝土的計算高度。

2.12　后澆帶處理

（１）后澆帶應設置在對結構受力影響較小部位,一般應從梁、板的１／３跨部位通過或從縱橫相交部位或門洞口的連梁處通過。后澆帶間距不宜超過３０ｍ。

（２）后澆帶寬度為７００ｍｍ～１０００ｍｍ,板和墻鋼筋搭接長度應不低于４５ｄ,且同一截面受力筋搭接不超過５０%。梁、板主筋不宜斷開,使其保持一定聯系性。

（３）后澆帶澆筑時間不宜過早,以能將混凝土總降溫及收縮變形完成一半以上時間為佳。從目前混凝土的收縮量來看,估計３～６月方能取得明顯效果,短不少于４５天。后澆帶澆筑時間應在主體封頂以后,方可有效地釋放沉降的應力。

（４）后澆帶中垃圾應清理干凈,接縫應密實,新老混凝土界面用１:１水泥砂漿接漿。后澆帶混凝土強度等級比原混凝土強度等級提高一級,且采用微膨脹混凝土,以防止新老混凝土界面產生裂縫。

（５）后澆帶混凝土接縫宜設置企口縫,混凝土澆筑溫度盡量與原老混凝土澆筑時溫度一致。

（6）施工后澆帶的施工應認真領會設計意圖，制定施工方案，杜絕在后澆處出現混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫，以及施工中鋼筋被踩彎等現象。同時更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板，支柱拆除而導致梁板形成懸臂，造成變形。

四、裂縫的處理方法

1、表面修補法

適用于對承載能力沒有影響的表面裂縫的處理，也適用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。

1)貴州材料檢測告訴您表面涂抹水泥砂漿：將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或沿裂縫鑿成深15～20mm，寬150～200mm的凹槽，掃凈并灑水濕潤，先刷水泥凈漿一層，然后用1:2的水泥砂漿分2～3層涂抹，總厚度控制在10～20mm左右，并用鐵抹抹平壓光。有防水要求時應用2mm厚水泥凈漿及5mm厚1:2的水泥砂漿交替抹壓4～5層，剛性防水層涂抹3～4小時后進行覆蓋，灑水養護。在水泥砂漿中摻入占水泥重量1～3%的氯化鐵防水劑，可起到促凝和提高防水性能的效果。為了使砂漿與混凝土表面結合良好，抹光后的砂漿面應覆蓋塑料薄膜，并用支撐模板頂緊加壓。

2)表面涂抹環氧膠泥：涂抹環氧膠泥前，先將裂縫附近80～100mm寬度范圍內的灰塵、浮渣用壓縮空氣吹凈，或用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮濕，應用噴燈烘烤干燥、預熱，以保證環氧膠泥與混凝土粘結良好。若基層難以干燥，則用環氧煤焦油膠泥涂抹。涂抹時，用毛刷或刮板均勻蘸取膠泥，并涂刮在裂縫表面。

3)采用環氧粘貼玻璃布：玻璃布使用前應在堿水中煮沸30～60分鐘，然后用清水漂凈并晾干，以除去油脂，保證粘結。一般貼1～2層玻璃布。第二層玻璃布的周邊應比下面一層寬10～12mm，以便壓邊。

4)表面涂刷油漆、瀝青：涂刷前混凝土表面應干燥。

5)表面鑿槽嵌補：沿混凝土裂縫鑿一條深槽，槽內嵌水泥砂漿或環氧膠泥、聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等，表面作砂漿保護層。槽內混凝土面應修理平整并清洗干凈，不平處用水泥砂漿填補，保持槽內干燥，否則應先導滲、烘干，待槽內干燥后再行嵌補。環氧煤焦油膠泥可在潮濕情況下填補，但不能有淌水現象。嵌補前先用素水泥漿或稀膠泥在基層刷一層，然后用抹子或刮刀將砂漿或環氧膠泥、聚氯乙烯膠泥嵌入槽內壓實，后用1:2水泥砂漿抹平壓光。在側面或頂面嵌填時，應使用封槽托板逐段嵌托并壓緊，待凝固后再將托板去掉。

2、內部修補法

內部修補法是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中，由于其凝結、硬化而起到補縫作用，以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料，可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫，可采用水泥灌漿，對寬度小于0.5mm的裂縫，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學灌漿。

1)水泥灌漿：一般用于大體積混凝土結構的修補，主要施工程序是鉆孔、沖洗、止漿、堵漏、埋管、試水、灌漿。鉆孔采用風鉆或打眼機進行，孔距l～1.5m，除淺孔采用騎縫孔外，—般鉆孔軸線與裂縫呈30～45度斜角，孔深應穿過裂縫面0.5m以上，當有兩排或兩排以上的孔時，宜交錯或呈梅花形布置，但應注意防止沿裂縫鉆孔。沖洗在每條裂縫鉆孔完畢后進行，其順序按豎向排列自上而下逐孔沖洗。止漿及堵漏待縫面沖洗干凈后，在裂縫表面用1:2的水泥砂漿或用環氧膠泥涂抹。埋管（一般用直徑19～38mm的鋼管作灌漿管，鋼管上部加工絲扣）安裝前應在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊，然后旋入孔中，孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其它材料塞緊，并用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵，防止冒漿或灌漿管從孔口脫出。試水是用0.098～0.196MPa壓力水作滲水試驗，采取灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法，檢查裂縫和管路暢通情況，然后關閉排氣孔，檢查止漿堵漏效果，并濕潤縫面以利于粘結。灌漿應采用425號以上的普通水泥，細度要求經6400孔／cm2的標準篩過篩，篩余量在2%以下，可使用2:1、1:1、0.5:1等幾種水灰比的水泥凈漿或1:0.54:0.3（即水泥：粉煤灰：水）的水泥粉煤灰漿，灌漿壓力一般為0.294～0.491MPa，壓漿完畢時漿孔內應充滿灰漿，并填入濕凈砂，用棒搗實，每條裂縫應按壓漿順序依次進行，當出現大量滲漏情況時，應立即停泵堵漏，然后繼續壓漿。

2)化學灌漿：化學灌漿能控制凝結時間，有較高粘結強度和一定的彈性，恢復結構整體性效果較好，適用于各種情況下的裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。常用的灌漿材料有環氧樹脂漿液（能修補縫寬0.2mm以下的干燥裂縫）、甲凝（能灌0.03～0.1mm的干燥細微裂縫）、丙凝（用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補，能灌0.1mm以下的細裂縫）等。環氧樹脂漿液具有粘結強度高、施工操作方便、成本低等優點，應用廣。灌漿操作主要工序是表面處理（布置灌漿嘴和試氣）、灌漿、封孔，一般采取騎縫直接用灌漿嘴施灌，不用另外鉆孔。配制環氧漿液時，應根據氣溫控制材料溫度和漿液的初凝時間（1小時左右）。灌漿時，操作人員要戴上防毒口罩，以防中毒。

3、結構加固法

鋼筋混凝土結構的加固，應在結構評定的基礎上進行，加固的目的有結構強度加固、穩定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯系又有區別，常遇到的是結構強度加固（即結構補強）。結構加固可分為不改變結構受力圖形和改變結構受力圖形的兩種方法，亦可分為非預應力加固和預應力加固兩類。對結構或構件存在的強度（拉、壓、彎、剪、扭、疲勞）、剛度（撓曲）、裂縫（由受力、溫度、沉降、安裝引起的）、穩定（由傾斜、偏歪、長細比過小、支撐不妥引起的）、沉降（由不均勻荷重或不均勻地基、淤泥層、大孔土地基、回填土等引起的）、使用（凈空尺寸不夠、吊車卡軌、振動、鋼筋銹蝕，結構腐蝕）等方面的問題，要區分局部性還是全局性的，關鍵部位還是次要部位的，在分析了問題產生的主要原因后，分別根據處理的原則和界限，視工程具體情況和條件，有針對性地采取適當加固方法。

五、裂縫控制設計原則與措施

鋼筋混凝土結構的裂縫是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害與無害的界限由結構使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內。綜合技術措施包括：合理選擇結構形式，降低結構約束程度，對與水平構件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土，加強構造配筋，如板頂部的受壓區連續配筋，板的陽角及陰角配置放射筋，增加梁的腰筋間距200mm。優選有利于抗拉性能的混凝土級配，盡力減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑，降低含泥量及雜質含量。

選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。采取保溫保濕的養護技術，盡量利用混凝土后期強度(60天)。對于超長結構可采取跳倉澆灌或后澆帶方法施工。對于復雜的結構難免出現少量裂縫影響正常使用和耐久性．裂縫分為表面裂縫，淺層裂縫，縱深裂縫(深層裂縫)，貫穿裂縫等。少量有害裂縫采用近代化學灌漿技術處理，滿足設計使用和耐久性要求，不應因此降低工程質量評定標準。

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