浅谈混凝土裂缝的产生及预防.pdf

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1、浅谈混凝土裂缝的产生及预防杜迈田(福建厦门361000)摘要：本文作者结合多年从事现场工作经验，主要从结构混凝土裂缝影响结构安全性、耐久性方面谈起，对裂缝的现象、产生的原因、预防的措施以及维护、修复的处理方法等进行系列的分析讨论。并有针对性的提出应采取的相对应预防措施，以及出现裂缝时的几种处理方法。关键词：混凝土；结构混凝土、裂缝；原因中图分类号iTU755．7文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)Ol一0102—031混凝土安全性和耐久性与裂缝1．1混凝土的安全性和耐久性混凝土作为当今世界上用量最大，用途最广的工程材料，为

2、人类的文明与建设做出了巨大的贡献。现代人类的居住楼房，工作办公场楼房，娱乐、购物场所处得所公共建筑、车站、码头、道路等等，都离不开用混凝土作为主要建筑工程材料。作为主要的工程建筑材料之一，混凝土结构的安全性和耐久性，对人民的生活、学习、工作尤为重要。世界各国对混凝土结构的设计都有符合自己国情的标准。中国，作为发展中的大国，现行标准《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)中明确规定：本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠度指标度量结构构件的可靠度(笔者注：安全性)，采用分项系数的设计表达式进行设计¨3。结构构件应根据承载

3、能力极限状态及正常使用极限状态的要求，分别按下列规定进行计算和验算：①承载力及稳定；②疲劳；③变形；④抗裂及裂缝宽度¨J。而正常使用极限状态是指：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值⋯。可见，安全性、耐久性是混凝土结构设计的标准，而结构混凝土如果提前达到规定使用年限，超过一定标准的劣化损伤，可能会发生结构破坏、倒塌，造成人员伤亡和经济损失。因此，本文就混凝土开裂可能引起的混凝土结构劣化展开讨论。1．2混凝土裂缝类型及产生的原因Ho1．2．1按裂缝深度的分类①表面裂缝：混凝土表面出现浅层裂缝；②深层裂缝：裂缝延伸至部分结构断面；③

4、贯穿裂缝：裂缝延伸至整个结构断面，将结构分离。1．2．2按裂缝开展的变化分类①死裂缝：裂缝的宽度与长度不再变化；②活裂缝：裂缝宽度随外界环境和荷载条件变化雨变化，但其长度和宽度变化不大；③增长裂缝；裂缝的宽度和长度随时间的而增大。1．2．3按裂缝产生的原因分类(1)干缩裂缝。混凝土中水泥石的毛细管孔隙，在干燥过程中失水，产生毛细管张力，使混凝土产生体积收缩。混凝土发生收缩变形时由于周围约束存在，使混凝土产生约束应力，如果这个应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会产生收缩开裂；(2)温度裂缝。大体积混凝土浇灌后，由于水化热使混凝土温度升高，当温

5、升到达高峰后，由于环境温度较低，混凝土温度开始下降时，在降温过程中混凝±发生收缩；在约缩条件下，当混凝土温度收缩变形收缩大于极限拉升变形时，容易发生开裂，称为温度裂缝；(3)钢筋锈蚀裂缝。混凝土中的钢筋，由于混凝土中性化或者氯离子的扩散渗透等，会产生锈蚀，其锈蚀产物氢氧化铁体积比原来增大2—4倍，从而对周围混凝土产生了膨胀应力，当该应力大于混凝土的抗拉应力时，就会产生开裂。这种裂缝一般都为延钢筋长度方向发展的顺筋裂缝；(4)碱一骨料反应裂缝。碱骨料反应有碱硅酸反应两种。水泥中的碱和骨料中的活性SiO：、微晶白云石以及变形石英石发生反应，生成

6、吸水性很强的胶凝物质。当反应产物增加到一定数量，且有充足的水分时，就会在混凝土中产生较大的膨胀作用，导致混凝土开裂。这种裂缝称为碱骨料反应裂缝。在裂缝中会有白色浸出物。这种裂缝场为地图状布置；(5)超载裂缝。当混凝土结构受超载作用时，其结构构件会产生裂缝，称为超载裂缝；(6)另外常见的还有地基不均匀沉降裂缝及地基冻胀裂缝等。1．3混凝土裂缝危及其安全性和耐久性现行标准《混凝土结构设计规范》(GBS0010—2002)第3．3．3～3．3．4条，对结构正截面的裂缝有作明确规定。结构正截面的裂缝控制等级分为三级，一级为严格要求不出现裂缝的构件；

7、二级为一般不出现裂缝的构件；三级为允许出现裂缝的构件。其中处在一类环境中的钢筋混凝土结构，允许裂缝宽度为0．3lnrtl；处在二、三类环境中的钢筋混凝土结构，允许裂缝宽度为0．2mm。混凝土是一种化学复合材料。主要是依靠水泥水化时产生的水化物把砂石胶结在一起，才能成为一个整体，具有强度。因此，水泥的水化物的数量和质量决定了混凝土的强度及其劣化。水泥水化物不管是在空气中、水中或土壤中，都是不断发生变化的，例如如果其中的Ca(OH)：受到中性化或溶出，水化硅酸钙等就逐渐分解，降低其胶凝性质，从而会导致强度降低，造成强度劣化。由于混凝土结构产生了

8、裂缝，钢筋保护层厚度减少，周边环境中的有害物质(水或气体)不断的渗透到混凝土结构中，与钢筋表面反应生成铁锈，逐渐消弱钢筋断面，导致钢筋无法抵抗外力作用而使结构破坏。由此可见，混凝