1、混凝土開裂的原因及應對措施一荷載引起的裂縫混凝土在常規靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載 裂縫，歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。 直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫, 次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。 荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現不同的特點。這類裂 縫多出現在受拉區、受剪區或振動嚴重部位。但必須指 出，如果受壓區出現起皮或有沿受壓方向的短裂縫，往 往是結構達到承載力極限的標志，是結構破壞的前兆， 其原因往往是截面尺寸偏小。二. 溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或結構內部溫度 發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在 結構內將

2、產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產 生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到 甚至超出活載應力。溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征 是將隨溫度變化而擴張或合攏。三. 收縮引起的裂縫在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。 在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是 發生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和 炭化收縮。塑性收縮，發生在施工過程中、混凝土澆筑后45h左 右，此時水泥水化反應激烈Z分子鏈逐漸形成Z出現泌 水和水分急劇蒸發，混凝土失水收縮，同時骨料因自重 下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收 縮所產生量級很大，可達1%左右。在骨料下沉過程中

3、 若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎 向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂底板交接處，因硬化 前沉實不均勻將發生表面的順腹板方向裂縫。為減小混 凝土塑性收縮，施工時應控制水灰比Z避免過長時間的 攪拌，下料不宜太快，振搗要密實，豎向變截面處宜分 層澆筑。縮水收縮（干縮），混凝土結硬以后，隨著表層水分逐 步蒸發，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收 縮（干縮）。因混凝土表層水分損失快，內部損失慢， 因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，表面 收縮變形受到內部混凝土的約束，致使表面混凝土承受 拉力Z當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產 生收縮裂縫。混凝土硬化后收縮主要就是縮水

4、收縮。如 配筋率較大的構件（超過3%）,鋼筋對混凝土收縮的 約束比較明顯，混凝土表面容易出現龜裂裂紋。發生水化反應，這種收縮與外界濕度無關，且可以是正 的（即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土）,也可以是負的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土）。炭化收縮，大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發生化學 反應引起的收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才 能發生，且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。炭化收縮 一般不做計算。混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細且縱橫交錯，成龜裂狀形狀沒有任何規律。由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產 生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結

5、構開 型 o五.鋼筋銹蝕引起的裂縫由于混凝土質量較差或保護層厚度不足Z混凝土保護層 受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面Z使鋼筋周圍混凝土堿 度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高， 均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到 混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化 鐵體積比原來增長約24倍，從而對周圍混凝土產生膨 脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產 生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼 筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裏力削弱，結構 承載力下降，并將誘發其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕， 導致結構破壞。要防止鋼筋銹蝕，設計時應根據規范要求控制裂縫寬度

6、、 采用足夠的保護層厚度（當然保護層亦不能太厚，否則 構件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度）；施工時 應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實 性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量， 沿海地區或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其 應慎重。六凍脹引起的裂縫 大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游 離的水轉變成冰，體積膨脹9% ,因而混凝土產生膨脹 應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水（結冰溫度在78。C 以下）在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝 土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。 尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重Z成齡后混凝土強度損 失可達30%

7、50%°冬季施工時對預應力孔道灌漿后若 不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。七.施工材料質量引起的裂縫混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。 配置混凝土所采用材料質量不合格，可能導致結構出現 裂縫。八.施工工藝質量引起的裂縫在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼 裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣， 容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、 表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結 構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產 生的原因而異。晉通混凝土裂縫的處理方法修復常用的方法有壓實抹平，涂抹環氧粘結劑，噴涂水泥砂 漿或

8、細石混凝土，壓抹環氧膠泥Z環氧樹脂粘貼下班絲 布，增加整體面層，鋼錨栓縫合等。表面涂抹和表面貼補法表面涂抹適用范圍是漿材難以灌 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 貼補（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂 窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵 漏。2. 局部修復法常用的方法有充填法、預應力法,部分鑿除重新澆筑混凝 土等。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、 或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、 以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型

9、槽，然后作填 充處理。3. 水泥壓力灌漿法適用于縫補寬度0.5mm的穩定裂縫。此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理 效果好。利用壓送設備（壓力0.20.4MPa ）將補縫漿 液注入召仝裂隙，達到閉塞的目的，該方法屬傳統方法， 效果很好。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫，不 用電力，十分方便效果也很理想。4. 化學灌漿可灌入縫0.05mm的裂縫。5. 減少結構內力常用的方法有卸荷或控制荷載，設置卸荷結構，增設支 點或支撐。改簡支梁為連續梁等。6. 結構補強常用的方法有增加鋼筋，加厚板，外包鋼筋混凝土，外 包鋼,粘貼鋼板，預應力補強體系等。因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混

10、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。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等 混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗；鉆心取 樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。7. 改變結構方案，加強整體剛度例如：框架裂縫采用增設隔板深梁法處理。8. 混凝土置換法混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法， 此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混 凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水 泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。9. 電化學防護法電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用，改 變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態Z鈍化鋼筋，以 達到防腐的目的。陰

11、極防護法、氯鹽提取法、堿性復原 法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的 優點是防護方法受環境因素的影響較小，適用鋼筋、混 凝土的長期防腐，既可用于已裂結構也可用于新建結構。10、仿生自愈合法仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組 織對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到 愈合的機能，在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分 （如含粘結劑的液芯纖維或膠囊），在混凝土內部形成智 能型仿生自愈合神經網絡系統，當混凝土出現裂縫時分 泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。11. 其它方法常用方法有拆除重做，改善結構使用條件,通過試驗或 分析論證不作處理等。大體積混凝土裂縫產生的原因大

12、體積混凝土結構中，由于結構截面大,水泥用量多， 水泥水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮 作用，由此形成的溫度收縮應力是導致鋼筋混凝土產生 裂縫的主要原因。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種。 表面裂縫是由于混凝土表面和內部的散熱條件不同，溫 度外低內高，形成了溫度梯度，使混凝土內部產生壓應 力，表面產生拉應力，表面的拉應力超過混凝土抗拉強 度而引起的。貫通裂縫是由于大體積混凝土在強度發展到一定程度， 混凝土逐漸降溫，這個降溫差引起的變形加上混凝土失 水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結構邊界條件 的約束時引起的拉應力，超過混凝土抗拉強度時所可能 產生的貫通整個截面的裂縫。這兩種裂縫不

13、同程度上， 都屬有害裂縫。高強度的混凝土早期收縮較大，這是由于高強混凝土中 以30%60%礦物細摻合料替代水泥，高效減水劑摻量 為膠凝材料總量的1%2% Z水膠比為0.250.40 Z改 善了混凝土的微觀結構，給高強混凝土帶來許多優良特 性，但其負面效應最突出的是混凝土收縮裂縫幾率增多。 高強混凝土的收縮，主要是干燥收縮、溫度收縮、塑性 收縮、化學收縮和自收縮。混凝土初現裂紋的時間可以作為判斷裂紋原因的參考： 塑性收縮裂紋大約在澆筑后幾小時到十幾小時出現；溫 度收縮裂紋大約在澆筑后2到IOd出現；自收縮主要發 生在混凝土凝結硬化后的幾天到幾十天；干燥收縮裂紋 出現在接近1年齡期內。干燥收縮當混

14、凝土在不飽和空氣中失去內部毛細孔和凝膠孔的吸 附水時，就會產生干縮，高性能混凝土的孔隙率比普通 混凝土低，故干縮率也低。塑性收縮 塑性收縮發生在混凝土硬化前的塑性階段。高強混凝土 的水膠比低，自由水分少，礦物細摻合料對水有更高的 敏感性，高強混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以 高強混凝土塑性收縮比普通混凝土更容易產生。密閉的混凝土內部相對濕度隨水泥水化的進展而降低， 稱為自干燥。自干燥造成毛細孔中的水分不飽和而產生 負壓，因而引起混凝土的自收縮。高強混凝土由于水膠 比低Z早期強度較快的發展Z會使自由水消耗快，致使 孔體系中相對濕度低于80% Z而高強混凝土結構較密 實，外界水很難滲入補充，導

15、致混凝土產生自收縮。高強混凝土的總收縮中，干縮和自收縮幾乎相等，水膠 比越低，自收縮所占比例越大。與普通混凝土完全不同， 普通混凝土以干縮為主，而高強混凝土以自收縮為主。溫度收縮對于強度要求較高的混凝土 Z水泥用量相對較多，水化 熱大，溫升速率也較大,一般可達3540。C ,加上初始 溫度可使最高溫度超過7080弋。一般混凝土的熱膨脹 系數為IOXIO-VOC ,當溫度下降2025oC時造成的冷 縮量為(22.5) × IO-4 ,而混凝土的極限拉伸值只有 l1.5×10 因而冷縮常引起混凝土開裂。化學收縮水泥水化后，固相體積增加，但水泥水體系的絕對體積 則減小，形成許多毛

16、細孔縫，高強混凝土水膠比小，外 摻礦物細摻合料，水化程度受到制約，故高強混凝土的 化學收縮量小于普通混凝土。當混凝土發生收縮并受到外部或內部約束時，就會產生 拉應力，并有可能引起開裂。對于高強混凝土雖然有較 高的抗拉強度，可是彈性模量也高，在相同收縮變形下， 會引起較高的拉應力，而由于高強混凝土的徐變能力低， 應力松弛量較小，所以抗裂性能差。大體積混凝土有害、無害裂縫判別標準原則上與核安全有關的鋼筋混凝土不允許出現裂縫，尤 其是反應堆廠房底板、安全殼筒身及穹頂、汽輪機廠房 蝸殼泵等重要部位嚴禁產生裂縫，其他部位應盡可能控 制裂縫的產生。但是由于各種原因不可避免的產生各種 裂縫，為了明確當混凝土

17、出現裂縫時如何判別其是否有 害、無害？為此，福清核電各單位（業主、監理、工程 公司、施工單位）經過認真研討，確定了混凝土裂縫判 別標準：無害裂縫處理方法1.二次壓面法ll對于新澆混凝土收縮裂縫，該裂縫多在新澆筑并暴露于 空氣中的結構構件表面出現，有塑態收縮、沉降收縮、 干燥收縮、碳化收縮、凝結收縮等收縮裂縫，這種裂縫 不深也不寬，處理方法如下：1 ）如混凝土仍有塑性，可采取壓抹一遍的方法，并加 強養護。2）如混凝土已硬化Z可向裂縫內滲入水泥漿，然后用 鐵抹子抹平壓實。2. 表面涂抹砂漿法處理時將裂縫附近的混凝土表面鑿毛或沿裂縫鑿成深 1520mm寬100-20Omm凹槽，掃凈并灑水濕潤。先 刷

18、水泥凈漿（業主批準適用的界面劑）一度Z然后用1 :2水泥砂漿分23層，涂抹總厚1020mm壓光。 有滲漏水時，應用水泥凈漿（厚2mm ）和1 : 2.5水泥 砂漿（厚45rnrn可慘入1%3%于水泥重量的氯化鐵 防水劑）交替抹壓4-5層Z涂抹后34h進行覆蓋并灑 水養護。3. 表面涂抹環氧膠泥（或粘貼環氧玻璃布）法涂抹前，將裂縫附近表面清洗干凈（油污應用丙酮或二 甲苯擦洗凈）、干燥。較寬裂縫用環氧膠泥填塞，并將 膠泥均勻地涂刮壓裂縫表面，寬80100mmo基層干 燥有困難時可以用環氧煤焦油膠泥。需要粘貼環氧玻璃 布時，先將玻璃布脫鈉、干燥，視具體情況可作成一布 二油（或二布三油，第二層布的周圍

19、應比下一層寬10 15mm ） O4. 表面鑿槽嵌補法當裂縫稀少，但深度較深時，沿混凝土裂縫鑿一條V型 或U型槽，槽內表面應修理平整，清洗干凈，并保持槽 內干燥。槽內嵌入剛性材料如水泥砂漿、環氧膠泥，或 填灌柔性材料如聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等密封。密封 材料嵌入前，先涂刷與嵌填材料混凝土性質的稀釋涂料 （表面可作砂漿保護層或不作保護層），具體做法見圖Io5、表面貼條法對于裂縫移動范圍不限于一個平面并有防水要求不便鑿 槽修補的活裂縫，可將一條具有柔性的聚丁橡膠密封條 置于裂縫上面，用聚丁橡膠粘結劑將周邊粘結于混凝土 上（見圖2）,使密封條中部能隨裂縫活動而自由活動， 長的裂縫可分段為粘結，分段為密封條的連接采用聚丁 橡膠粘貼搭接，搭接處上下壓搓應切成斜面搭接，長度IOOmmO有害裂縫處理方法1.水泥灌漿法鉆孔：采用風鉆鉆孔，孔距lL5m除淺孔采用騎縫孔外一般占孔軸線與裂縫呈30。