混凝土裂缝论文范文

导语：如何才能写好一篇混凝土裂缝论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1.1原材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝。

1.2砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿地方较为多见。

1.3拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

1.4施工违反操作规程

常见因素有搅拌、运输时间过长;振捣不良;浇筑速度过快;塑性混凝土下沉;施工缝接茬处理不好;初期养护不当,早期受冻;钢筋骨架构造不当(主箍筋配置、主箍筋间距、主筋搭焊接锚固、辅筋和预埋件问题等);乱踩配筋致使保护层减小;模型板刚度不足;模板支架下沉或失稳;过早拆模等;其中多数属物理性缺陷。

1.5构件受力、变形使内应力超越材料强度

常见的受力有拉伸(中、偏拉)、压缩(中、偏压局压)、弯曲(少筋、适筋、超筋)、剪切(少箍、适箍、超箍、冲切)、扭转等状态;常见的变形有因过大不均匀沉降、因收缩和温度变形受到约束待状态。它们所造成的缺陷均属物理性缺陷。

1.6温度变形

混凝土具有热胀冷缩的性质,其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。当环境温度发生变化时,就会产生温度变形,由此产生附加应力,当这种应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。在工程中,这类裂缝较多见,譬如现浇屋面板上的裂缝,大体积混凝土的裂缝等。

1.7湿度变形

混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2～0.4‰。其发展规律是早期快,后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物,通常是每隔20～40m设置一道后浇带,或采用在混凝土中掺加微膨胀剂等,这样可基本解决混凝土的早期干缩。

2预防措施

2.1材料选用

水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料:宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好,空隙率小,无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小,含泥量较低的中砂。外掺料:宜采用碱水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。

2.2配料

配合比设计:应采用低水灰比、低用水量,以减少混凝土的收缩;禁止任意增加水泥用量;配制混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌要均匀,离析的混凝土必须重新拌匀后,方可浇灌。

2.3模板工程

钢筋混凝土结构裂缝的预防,在模板工程中应注意以下各点:模板构造要合理,以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度,防止施工荷载(特别是动荷载)作用下,模板变形过大造成开裂。例题掌握拆模时机,拆模时间不能过早,应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。但也不能太晚,尽可能不要错过混凝土水化热峰值,即不要错过最佳养护介入时机。

2.4混凝土浇筑

混凝土浇筑时应防止离析现象,振捣应均匀、适度。加强混凝土的早期养护,并适当延长养护时间。在气温高、湿度低或风速大的条件下,更应及早进行喷水养护。当浇水养护有困难,或者不能保证其充分湿润时,可采用覆盖保温材料等方法。

2.5施工技术

加强地基的检查与验收工作,基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到场验收。对较复杂的地基,设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探,当探出有不利地质情况时,必须先对其加固处理,并经验收合格后,方可进行下一步施工。

开挖基槽时,要注意不扰动其原状结构。

合理安排施工顺序。当相邻建(构)筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,以防止基坑开挖破坏已建基础的地基。当建(构)筑物各部份荷载相差较大时,一般应先施工重、高部分,后施工轻、低部分。

2.6对因使用及环境条件变化而发生的裂缝,要根据其不同性质区别采用不同的防治措施。

2.7设计构造

建筑平面选型在满足使用要求的前提下,力求简单。平面复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。

合理布置纵横墙,纵墙开洞应尽可能小。控制建筑物的长高比。长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。减少地基的不均匀沉降。除了前述的措施外,在基础设计中还可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法,来调整地基的不均匀变形。层层设置圈梁、构造柱,可以增加建筑物的整体性,提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝。即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。

正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定合适,构造要合理,可以和其它结构缝合并设置。

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1.1水泥品种的优选

优先选用C3A含量低的中、低热的普通水泥或复合、矿渣水泥等,除冬期施工外,不宜选早强型水泥;也不宜采用火山灰水泥,因火山灰水泥需水量大,易泌水。

水泥等级和混凝土等级应相匹配,一般C25以下混凝土宜选32.5级水泥,C30以上混凝土宜选42.5级水泥,但水泥品种不能混用,不同产家、不同品种即是同一水泥等级也不能混用,同厂家、同品种不同批号的水泥原则上也不能混用。因不同厂、不同品种虽说强度等级相同,但其中所含的矿物成分不同,水泥掺合料不同,所产生的水化热亦不同,其收缩、变形、凝结时间等不同,水化时反映了各自水泥的水化个性,所以不能混用,如果混用:(1)可能造成收缩、变形不同,而影响结构的耐久性;(2)凝结时间、需水量、水化速度不同,所产生的混凝土强度不同,将使混用后的混凝土强度降低5%—20%,(3)由于收缩变形不同,产生裂缝隐患存在。不同水泥应分别使用,只能待上一品种水泥产生一定强度后,才可向其上面浇筑其他品种、等级的水泥。在保证混凝土强度的前提下,商品混凝土的水泥用量,应降低到最低程度。

1.2细骨料

细骨料宜采用中、粗砂。泵送砼宜采用中砂并靠上限,0.315mm筛孔筛余量不应少于15%。实践证明,采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20kg/m3—25kg/m3,可降低水泥用量28kg/m3—35kg/m3,因而降低了水泥水化热、降低了混凝土温升和收缩。细骨料的含泥量不超过3%,泥块含量不得大于1%。其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。

为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性,以便于运输、泵送和浇筑,泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土增大约6%,为38%—45%。但是砂率过大,不仅会影响混凝土的工作度和强度,而且能增大收缩和裂缝。

1.3粗骨料是混凝土的重要组成

它在混凝土中主要起到骨架的作用,并且对胶凝材料的收缩具有一定抵抗作用。集料的级配越好,所组成的混凝土骨架越稳定,抵抗变形能力越好。同时,集料的级配越好,能降低混凝土中单方水和水泥的用量,降低混凝土的收缩。此外,粗骨料的含泥量、泥块含量对混凝土的收缩也有很大的影响。

1.4砂

采用中、粗砂,细度模数必须控制在2.3以上,含泥量控制在2%以下。因为采用细度模数为2.8:2.3的中砂每立方混凝土可减少水泥用量约30kg,减少水用量20kg—25kg,从而降低混凝土水化热和温差引起的收缩。泵送混凝土时,砂率应控制在38%—45%。

1.5选用优质高效的外加剂

为达到抗裂、防水的目的,在配制混凝土时,一般需要掺人减水剂、缓凝剂、膨胀剂等。外加剂的质量对混凝土的影响非常大,有些膨胀剂与其他外加剂一起使用可能会产生副作用,因此在使用前应经试验确定。

2设计方面

结构设计规范主要解决的是结构的安全问题。但个别设计者未能作全过程(包括施工过程)数理分析。以混凝土收缩裂缝问题为例。一般的设计文件只给出混凝土的强度等级,没有针对结构具体情况对混凝土的收缩量的限制值及收缩量制值相匹配的后浇带设置。特别是某些工程师盲目地相信某些补偿收缩混凝土的作用,不留混凝土后浇带甚至不留形缝,使得裂缝发展得很快。另外,混凝土收缩裂缝与现在设计的板和墙的尺寸越来越大也有关系。混凝土梁、板和墙的尺寸增大。尺寸大,构件总的收缩量大,容易出现混凝土收缩裂缝。

3施工技术控制

(1)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。混凝土浇捣后,过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(2)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。混凝土浇捣后,过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(3)现场养护。现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖、浇水养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝。特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下,干缩更容易发生。有资料表明,当风速为16m/s时,混凝土中的水分蒸发速度为无风时的四倍。一些高层建筑的楼面为什么更容易产生裂缝,就是因为高空中的风速比地面大。

4施工后期商品混凝土的养护

由于商品混凝土流动性较大,容易在早期发生混凝土半和物沉缩裂缝,塑性收缩裂缝,干燥收缩裂缝,温度裂缝等,因此必须加强早期养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇注后应覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,过高过低的环境温度以及激剧的温度变化都会引起表面开裂。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。但由于热扩散时间延长,混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程中,水泥水化速度较快,适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。

5裂缝部分处理技术

(1)涂抹:以涂为主,在裂缝表面涂抹新型高分子防水涂料,这种涂料是以合成橡胶或者合成树脂作为成膜材料,效果很好。目前常有聚氨脂,环氧树脂、丙烯酸橡胶、聚酯树脂防水涂料。

(2)封堵:多用于水平面上的裂缝,其宽度大于0.3mm。裂缝较小时,采用低粘度树脂;在干燥自然环境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的防水砂浆等;在渗漏潮湿环境下必须进行封堵再进行表面处理,封堵用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情况下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。

(3)嵌缝:在裂缝处凿八字形槽,并在槽内嵌填不同材质的密封材料处理。

(4)灌浆:适用于修补较深的裂缝和混凝土内部有空洞、疏散等情况。

(5)增大截面加固法:用同等级混凝土,加大原结构截面,以达到满足承载力的要求。

(6)外包角钢加固法:用角钢镶嵌在四角,并用扁钢将角钢箍紧,以提高结构承载能力。

(7)粘钢加固法:在混凝土表面用结构胶粘贴钢板,以提高混凝土承载力。

(8)增设支点加固法:用增设支点减少结构跨度,达到减少结构受力。

(9)增设剪力墙加固法:结构在地震作用下,其强度与变形不能满足规范要求时,还可以在房屋适当位置增设剪力墙以抵抗地震作用。

(10)外加力加固法:采用外加力或压力、改变原结构的受力状态或减少原结构薄弱处的受力,以提高结构的总体承载能力。

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论文摘要：混凝土结构被广泛应用于多种工程，解决开裂问题是决定混凝土结构是否能够满足使用需求和耐久性的关键。

0引言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命、财产。出现混凝土裂缝的原因从微观上看，混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体，由于混凝土的组成材料、微观构造以及所收外界影响的不同，混凝土裂缝产生的原因也有很多种。

1混凝土结构的裂缝依其形成可分为以下三类

1.1静止裂缝系指形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝。修补时，仅需依裂缝粗细选择修补材料和方法，而与其它因素无关。

1.2活动裂缝系指其宽度不能保持稳定，易随着结构构件的受力、变形或环境温、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。修补时，应先消除其成因，并观察一段时间，确认已稳定后，再依静止裂缝的处理方法修补；若无法完全消除其成因，则应使用具有足够柔韧性的材料进行修补。

1.3尚在发展的裂缝系指长度、宽度或数量尚在发展，但经历一段时间后将会终止的裂缝。对此类裂缝应待其停止发展后，方可进行修复或加固。

混凝土裂缝修补前，应对其成因进行研究，若是由于承载能力不足引起的裂缝，除应选择相应的方法进行修补外，尚应选用适当的加固方法进行加固。

2修补设计

修补设计原则上应根据第四章是否需要修补及补强加固的判定结果，进行恢复己开裂结构件的机能及耐久性的设计，更重要的是要选择适当的修补材料、修补工法以及在选择修补时间的基础上进行修补设计。进行修补设计时，应考虑如下事项：①根据是否需要修补的判断结果，设定修补范围及规模，还应按需要再度调查现场。②掌握开裂原因、开裂状况(裂缝宽度、深度及型式等)，建筑物的重要性及环境条件(一般环境、工厂地区、盐类环境、温泉地带、寒冷地带及特殊用途)。③为了明确规定修补目的及恢复目标，考虑环境条件，选定最适于修补的修补材料、修补工法及修补时间。选择修补工法，可按开裂现场及开裂原因决定。另外，当构筑物处于盐类等苛刻环境时，应选择比普通环境条件高一个等级的材料及工法。如有可能，裂缝最好在稳定后再作修补;对随环境条件变化的温度裂缝，则宜在裂缝最宽时处理。

混凝土建筑物及构件的修补恢复目标将视竣工时的初期性能、建筑物的耐用年限、开裂原因、劣化程度及劣化范围等而异，另外，保修年限也不尽相同。通常，可将修补恢复目标分成如下三个阶段:①恢复到与健全构件同等性能。②恢复到不妨碍使用的程度。③恢复到能够确保人身安全的程度。一般针对以确保人身安全而进行的应急修补工程。④必须充分研究修补作业所必要的机械材料、脚手架及工程现场对周围人群的安全保障。

3修补方法

3.1表面修补法①利用混凝土表层微细独立裂缝（裂缝宽度ω≤0.2mm）或网状裂纹的毛细作用吸收修补胶液，封闭裂缝通道。对楼板和其它需要防渗的部位，尚应在混凝土表面粘贴纤维复合材料以增强封护作用。常用的方法为涂覆法，增加整体面层，压抹环氧胶泥，环氧浆液粘玻璃丝布，表面缝合等。②涂覆法:混凝土表面出现数量较多的表面裂缝时，采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之间，厚度大者适应裂缝变化能力强。选用修补材料时应考虑使用条件(室内、室外、环境温湿度变化，介质腐蚀情况)以及裂缝活动情况等，例如，要求耐磨的地坪可选用环氧沥青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷沥青涂料等刚性涂料，不稳定的裂缝修补可选用聚氨酷弹性体，橡胶型丙烯酸酷涂料等弹性涂料。③增加整体面层:混凝土表面裂缝数量较多，分布面较广时，常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土整体面层的方法处理。多数情况下，整体面层内应配置双向钢丝网。有条件时，宜采用喷射法施工水泥砂浆或混凝土整体面层。3.2局部修复法①充填法用钢钎、风镐或高速转动的切割圆盘将裂缝扩大，最终凿成V形或梯形槽，分层压抹环氧砂浆、或水泥砂浆、或聚氯乙烯胶泥、或沥青油膏等材料封闭裂缝。其中V形槽适用于一般裂缝修补;梯形槽用于渗水裂缝修补;环氧砂浆适用于有结构强度要求的修补;聚氯乙烯胶泥和沥青油膏仅适用于防渗漏的修补。②预应力法用钻机在构件上钻孔，注意避开钢筋，然后穿入螺栓(预应力钢筋)，施加预应力拧紧螺帽，使裂缝减小或闭合。如条件许可时，成孔的方向应与裂缝方向垂直，钻孔方向不与裂缝垂直时，宜采用双向施加预应力。③部分凿除重新浇筑混凝土对于钢筋混凝土预制梁等构件，由于运输、堆放、吊装不当而造成裂缝的事故时有发生。这类裂缝有时可采用凿除裂缝附近的混凝土，清洗、充分湿润后，浇筑强度高一等级的混凝土，养护到规定强度的修补方法。修补后的构件仍可使用在工程上。用这种方法修补己断裂的构件应特别慎重。此外，修补前应检查钢筋的实际应力和变形状况。修补混凝土宜用微膨胀型。修复工作必须十分仔细认真，否则新老混凝土结合不良将导致失败。

3.3灌浆法将水泥或化学浆液灌入混凝土缝内，使其扩散，固化。固化后的浆液具有较高的粘结强度，与混凝土能较好地粘结，从而增强了构件的整体性，使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到堵漏防锈补强的目的。用于结构修补的化学浆液主要有两类:一类是环氧树脂浆;另一类是甲基丙烯酸甲酷液(简称甲凝液)。用于防渗堵漏的化学浆液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸盐等。这些不溶物可充填缝隙，使之不透水并增加强度。

3.4低压慢注修补法(注射法)以一定的压力将修补胶液注入裂缝腔内；此法适用于处理0.2<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌缝胶及JN-F封口胶。

3.5压力注浆法在一定时间内，以较高压力（按注浆料产品说明书确定）将灌注材料压入裂缝腔内；此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。可使用JN-J或HPG两种水泥基改性材料，也可使用JN-M结构灌注胶。

3.6填充密封法在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出U形或V形沟槽，然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料填充，必要时以纤维复合材料封闭其表面；此法适用于处理ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。可使用JN-XF裂缝封闭胶或JN-LE弹性灌缝胶。

民用建筑混凝土结构裂缝修补工法多种多样，但我们不能只知其一、只用其一，而应牢牢掌握每一种方法，以一变应万变，做到根据不同情况采取不同方法，切实从每一个环节入手，做好过程控制，完善施工手段，确保施工质量，尽量实现修补最优。

参考文献：

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关键词：大体积混凝土裂缝

建筑裂缝分析

一、裂缝简述：

施工当中难免遇到裂缝的问题，一般人们首先想到的是结构问题，但也不全是这样。有时裂缝只是建筑表面的现象，它并不会影响结构的安全。

二、裂缝的形成：

（一）墙体裂缝：

1、沉降裂缝：

由于地基的不均匀沉降，使砖砌墙体表面产生一些不同性质的裂缝。由于砖混结构一般性裂缝（除严重开裂外）不危及结构安全和使用，往往容易被人们忽视，致使这类裂缝屡次发生，形成隐患。当地震及其他荷载作用下，容易引起提前破坏，所以应采取有效措施减少和防止裂缝的产生。

1）现象：

a、斜裂缝一般发生在纵墙的两端，多数裂缝通过窗口的两个对角，裂缝向沉降较大的方向倾斜，并由下向上发展。由于横墙刚度较大（门窗洞口较少），一般不会产生较大的相对变形，所以很少出现这类裂缝。裂缝多在墙体下部，向上逐渐减少，宽度下大上小，常常在房屋建成后不久就出现，其数量及宽度随时间而逐渐发展。

b、窗间墙水平裂缝。一般在窗间墙的上下对角处成对出现，沉降大的一边裂缝在下，沉降小的一边裂缝在上。

c、竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处，裂缝上宽下窄。当纵墙顶层有钢筋混凝土圈梁时，顶层中央顶部竖向裂缝则较少。

2）原因分析：

a、斜裂缝主要发生在软弱土地基上，由于地基不均匀下沉，使墙体承受较大的剪切力，当结构刚度较差，施工质量和材料强度不能满足要求时，导致墙体开裂。

b、窗间墙水平裂缝产生的原因是在沉降单元上部受到阻力，使窗间墙受到较大的水平剪力，而发生上下位置的水平裂缝。

c、房屋低层窗台下竖直裂缝，是由于窗间墙承受荷载后，窗台墙起反梁作用，特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下，窗台墙因反向变形过大而开裂，由于冻胀作用而在窗台处发生裂缝。

3）预防措施：

a、合理设置沉降缝。凡不同荷载（高差悬殊的房屋）、长度过大、平面形状较为复杂，同一建筑物地基处理方法不同和有部分地下室的房屋，都应从基础开始分成若干部分，设置沉降缝，使其各自沉降，以减少或防止裂缝产生。沉降缝应有足够的宽度，操作中应防止浇筑圈梁时将断开处浇在一起，或砖头、砂浆等杂物落入缝内，以免房屋不能自由沉降而发生墙体拉裂现象。

b、加强上部结构的刚度，提高墙体抗剪强度。由于上部结构刚度较强，可以适当调整地基的不均匀下沉。所以应在基础顶面及各楼层门窗口上部设置圈梁，减少浇水润湿、改善砂浆各易性、提高砂浆饱满度和砖层间的粘结（提高灰缝的砂浆饱满度可以大大提高墙体的抗剪强度）。在施工临时时间断处尽量留置斜槎。当留置直槎时，应加拉接筋。

c、加强地基探槽工作。对于较复杂的地基，在基槽开挖后应进行普遍钎探，等探出的软弱部位进行加固处理后，方可进行基础施工。

d、宽大窗口下部应考虑设混凝土梁以适应窗台反梁作用的变形，防止窗台处产生竖直裂缝。为避免多层房屋底层窗台下出现裂缝，除了加强基础整体性外，也可以采取通长配筋的方法来加强。窗台部位也不宜使用过多的半砖砌筑。

4）治理方法：

对于墙体产生裂缝首先应作好观察工作，注意裂缝开展规律。对于非地震区一般性裂缝，如若干年后不再发展，则可以认为不影响结构安全使用，局部宽缝处，用砂浆堵抹即可。对于影响安全使用的结构裂缝，应进行加固处理。对于因墙体原材料强度不够而发生的裂缝，墙面可敷贴钢筋网片，并配置穿墙壁拉筋加以固定，然后灌细石混凝土或分层抹水泥砂浆进行加固。墙体裂缝的加固方法，应结合裂缝性质和严重程度，由设计部门提出。

2、温度裂缝：

1）现象：

a、八字缝出现在顶层纵墙的两端（一般在1-2个开间的范围内），严重时可发展至房屋1/3长度内，有时在横墙上也可能发生。裂缝宽度一般中间大，两端小，当外纵墙两端有窗时，裂缝沿窗口对角方向裂开。

b、水平裂缝。一般发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁2-3皮砖的灰缝位置。裂缝一般沿外墙顶部断续分布，两端较中间严重，在转角处，纵、横墙水平还不够相交而形成包角裂缝。

2）原因分析：

a、八字裂缝一般发生在平屋顶房屋顶层纵墙面上，这种裂缝往往在夏季屋顶圈梁、挑檐混凝土浇筑后，而保温层未施工前，由于混凝土和砖砌体两种材料线胀系数不同，在较大温差情况下，纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字斜裂。无保温屋盖的房屋，经过冬、夏气温的变化也容易产生八字裂缝。

b、檐口下水平裂缝、包角裂缝以及在较长的多层房屋楼梯间处的竖直裂缝，产生的原因与上达原因相同。

3）预防措施：

a、合理安排屋面保温层施工。由于屋面结构施工完毕至作好保温层，中间有一段时间间隔，因此屋面施工应尽量避开高温季节。屋面挑檐可采取分块预制或留置伸缩缝，以减少混凝土伸缩对墙体的影响。

4）治理方法：

与沉降裂缝治理相同。

3、其它裂缝：

1）现象：

a、在较长的多层房屋楼梯间处，楼梯休息平台与楼板邻接部位发生的竖直裂缝。

b、大梁底部的墙体（窗间墙），产生局部竖直裂缝。

2）原因分析：

大梁下面墙局部竖直裂缝，主要由于未设梁垫或梁垫面积不足，砖墙局部承受荷载过大所引起的。此外，与砖和砂浆标号偏低、施工质量差也有关。

3）预防措施：

a、有大梁集中荷载作用于的窗间墙，应有一定的宽度，梁下较小的窗间墙，施工中应避免留脚手眼。

b、有些墙裂缝具有地区性特点，应同设计与施工部门，结合本地区气候、环境和结构形式、施工方法等，进行综合调查分析，然后采取措施，加以解决。

4）治理方法：

与沉降裂缝治理相同。

（二）混凝土裂缝：

对有些结构按其所处条件的不同，允许存在一定宽度的裂缝。但施工中仍尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。

裂缝按产生的原因有：由外荷载（包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝；由变形（包括温度、湿度变形、不均匀沉降等）引起的裂缝；由施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等）引起的裂缝。

按裂缝的方向、形状有：水平裂缝，垂直裂缝，横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度有：贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。

1、塑性裂缝：

1）现象：

裂缝在结构表面出现，形状很不规则且长短不一，互不连贯，类似干燥的泥浆面。大多在混凝土浇筑初期（一般在浇筑后4小时左右），当混凝土本身与外界气温相差悬殊，或本身温度长时间过高（40℃以上），而气候很干燥的情况下出现。塑性裂缝又称龟裂，属于干缩裂缝，出现普遍。

2）原因分析：

a、混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土早期强度很低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

b、使用收缩率较大的水泥，水泥用量过多，或使用过量的粉砂。

c、混凝土水灰比过大，模板过于干燥。

3）预防措施：

a、配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率；同时，要振捣密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂度。

b、浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿润。

c、混凝土浇筑后，对表面应及时用潮湿材料覆盖，认真养护。

d、在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。此外，要加强表面的抹压和养护工作。

e、混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂，或覆盖湿草袋、塑料布等方法；当表面发现微细裂缝时，应及时抹压，再覆盖养护。

f、设挡风设施。

4）治理方法：

a、此类裂缝对结构强度影响不大，但传统使钢筋锈蚀，可在表面抹一层薄砂浆进行处理。对于预制构件，可在裂缝表面涂环氧胶泥或粘贴环氧玻璃布进行封闭处理。

2、干缩裂缝：

1）现象：

裂缝为表面性，宽度较细。其走向纵横交错，没有规律。较薄的梁、板类构件（或桁架杆件），多沿短向分布；整体性结构多发生在结构变截面处；平面裂缝多延伸到变截面部位或块体边缘，大体积混凝土在平面部位较为多见，但侧面也常出现，并随湿度和温度变化而逐渐发展。

2）原因分析：

a、混凝土成型后，养护不当，受到风吹日晒，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂，或者构件水分蒸发，产生体积收缩受到地基或垫层的约束，而出现干缩裂缝。

b、混凝土构件长期露天堆放，表面湿度经常发生剧烈变化。

c、采用含泥量大的粉砂配制混凝土。

d、混凝土经过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层。

e、后张法预应力构件露天生产后长久为张拉等。

3）预防措施：

a、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大；严格控制砂石含泥量，避免使用过量粉砂；混凝土应振捣密实，并注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量。

b、加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间。长期露天堆放的预制构件，可覆盖草帘、草袋，避免曝晒，并定期适当洒水，保持湿润。薄壁构件则应在阴凉地方堆放并覆盖，避免发生过大湿度变化。

3、干缩裂缝：

1）现象：

表面温度裂缝走向无一定规律性；梁板式或长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5mm以下。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期间，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。沿断面高度，裂缝大多呈上宽下窗状，但个别也有下宽上窄情况，遇上下边缘区配筋较多的结构，在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。

2）原因分析：

a、表面温度裂缝，多由于温度较大。混凝土结构，特别是大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时（如施工中注意不够，过早拆除模板；冬季施工，过早除掉保温层，或受到寒潮袭击），将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面胺到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部降温慢，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低，因而出现裂缝（这种裂缝又称为内约束裂缝）。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。因此，裂缝只在接近表面较浅的范围出现，表面层以下结构仍保持完整。

b、深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基（特别是岩石地基）或厚大的老混凝土垫层上时，没有采取隔离层等放松约束的措施，如果混凝土浇灌时温度很高，加上水泥水化热的混凝土冷却收缩，全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束，将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现，裂缝较深，有时是贯穿性的，将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填，受风吹日晒或寒潮袭击作用；框架结构的梁、墙板、基础梁，由于与刚度较大的柱、基础连接，或预制构件浇筑在台座伸缩缝处，因温度变形受到约束，降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件，混凝土降温制度控制不严，降温过速，或养生窑坑急剧揭盖，使混凝土表面剧烈降温，而受到肋部或胎模的约束，常导致构件表面或肋部出现裂缝。

3）预防措施：

a、尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺适量粉煤灰；或利用混凝土的后期强度，降低水泥用量，以减少水化热量。

b、选用良好级配的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。

c、在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热，或掺木钙、减水剂，以改善和易性，减少水泥用量。

d、避开炎热天气浇筑大体积混凝土；必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或设置简易遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。

e、分层浇筑混凝土，每层厚度不大于30厘米，以加快热量散发，并使温度分布均匀，同时也便于振捣密实。

f、大体积混凝土适当预留一些孔道，采取通冷水或冷气降温。

g、大型设备基础采取分块分层间隔浇筑（间隔时间5~7天）分块厚度1~1.5m，以利水化热散发和减少约束作用；或每隔20~30m留一条0.5~1.0m宽的临时间断缝，40天后再用干硬性细石混凝土浇筑，以减少温度收缩应力。

h、浇筑混凝土后，表面应及时用草袋、锯末、砂等覆盖，并洒水养生。深搞基础可采取灌水养护（或在混凝土表面四周砌一皮砖进行灌水养护）。夏季应适当延长养护时间，使之缓慢降温。在寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防寒潮袭击。拆模时，块体中部和表面温差不宜大于20℃，以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后要及时回填。

i、在岩石地基或较厚大的混凝土垫层上浇筑大体积混凝土时，可在岩石地基或混凝土垫层上浇沥青胶并撒铺5mm厚或铺二层沥青油毡纸，以消除或减少约束作用。

j、蒸汽养护构件时，控制升温速度不大于25℃/小时，降温速度不大于20℃/小时，并缓慢揭盖，及时脱模，避免引起过大的温度应力。

4）治理方法：

a、温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化、抗冻融（有抗冻要求的结构）、抗疲劳（对受动荷载构件）等方面有影响，故应采取措施治理。可以采用涂两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布，以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理，对有防水、抗渗要求的结构，缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度，采用灌水泥浆或化学浆液（环氧、甲凝或丙凝浆液）方法进行裂缝修补，或者灌浆与表面封闭同进采用。宽度不大于0.1mm的裂缝，由于后期水泥生成氢氧化钙、硫酸铝钙等类物质，能使裂缝自行愈合，可不处理或只进行表面处理即可。

4、不均匀沉陷裂缝：

1）现象：

不均匀沉陷裂缝多属贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，有的在上部，有的在下部，一般与地面垂直或呈30°~45°角方向发展。较大的不均匀沉陷裂缝，往往上下或左右有一定的差距，裂缝宽度受温度变化影响较小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例。

2）原因分析：

a、结构、构件下面的地基未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇筑后，地基因没水引起不均匀沉降。

b、平卧生产的预制构件（如屋架、梁等），由于侧向刚度较差，在弦、腹杆件或梁的侧面常出现裂缝。

c、模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动，以及过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现。

3）预防措施：

a、对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。

b、避免直接在松软土或填土上制作预制构件，或经压夯实处理后作预制场地。

c、模板应支撑牢固，保证有足够强度和刚度，并使地基受力均匀。拆模时间不能达早，应按规定执行。

d、构件制作场地周围应作好排水措施，并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。

篇5

关键词：道路桥梁裂缝事故处理

l引言

近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。

l混凝土桥梁裂缝种类、成因

实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：

一、荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：

1、设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。

2、施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

3、使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：

1、在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

2、桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算，但在40年前却比较困难。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：

1、中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

2、中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

3、受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。

4、大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件。

5、小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件。

6、受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

7、受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。

8、受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面。

9、局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

二、温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：

1、年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

2、日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

3、骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。

4、水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。

6、预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂。试验研究表明，由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力随之下降，混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%，抗压强度下降60%，光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%；由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。

三、收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。

缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。

炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。

研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：

1、水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。

2、骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。

3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。

4、外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。

5、养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

6、外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。

7、振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5~15s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。

对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20~60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋(φ8~φ14)、小间距布置(@10~@15cm)，全截面构造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%~0.5%。

四、地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：

1、地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁，勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告不能充分反映实际地质情况。

2、地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁，河沟处的地质与山坡处变化较大，河沟中甚至存在软弱地基，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。

3、结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降，例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。

4、结构基础类型差别大。同一联桥梁中，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时，或同时采用扩大基础但基底标高差异大时，也可能引起地基不均匀沉降。

5、分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时，如分期修建的高速公路左右半幅桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结，均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。

6、地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀；一旦温度回升，冻土融化，地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。

7、桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。

8、桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大。在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉，同时对基础的上浮力减小，负摩阻力增加，基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅，受洪水冲刷、淘挖，基础可能位移。地面荷载条件的变化，如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等，桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此，使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。

对于拱桥等产生水平推力的结构物，对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。

五、钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

六、冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在-78度以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

七、施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

1、水泥

（1）、水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。

（2）、水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。

（3）、当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。

2、砂、石骨料

（1）、砂石的粒径、级配、杂质含量。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍。

（2）、碱骨料反应。

碱骨料反应有三种类型：

①、碱硅酸反应。参与这种反应的骨料有流纹岩、安山岩、凝灰岩、蛋白石、黑硅石、燧石、鳞石英、玻璃质火山岩、玉髓及微晶或变质石英等。反应发生于碱与微晶氧化硅之间，其生成物硅胶体遇水膨胀，在混凝土中产生很大的内应力，可导致混凝土突然爆裂。这类反应是碱骨料反应的主要形式。

②、碱硅酸盐反应。参与这种反应的骨料有粘土质岩石、千枚岩、硬砂岩、粉砂岩等。此类反应的特点是膨胀速度非常缓慢，混凝土从膨胀到开裂，能渗出的凝胶很少。

③、碱碳酸岩反应。多数碳酸岩石没有碱活性，有特定结构的泥质细粒白云质灰岩和泥质细粒灰质白云岩才具有与碱反应的碱活性，且还须高碱度、一定湿度环境下才能反应膨胀。

碱骨料反应裂缝的形状及分布与钢筋限制有关，当限制力小时，常出现地图状裂缝，并在缝中有白色或透明的浸出物；当限制力强时则出现顺筋裂缝。在工程实践中必须对骨料进行碱活性检验，采用对工程无害的材料，同时使用含碱量低的水泥品种。

3、拌和水及外加剂

拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

八、施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

1、混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

2、混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

3、混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

4、混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

5、混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

6、用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

7、混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

8、混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

9、施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。

10、施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

11、施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

12、装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。

13、安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。

14、施工质量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。

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受到其客观环境的影响，在水利工程施工过程中，混凝土开裂情况是常见的，正是由于这种情况的出现，就容易导致混凝土内部钢筋材料出现腐蚀情况，从而不利于钢筋砼结构整体承载力的提升，也不利于耐久性及其使用寿命的提升，不利于人们的生命及财产安全的维护。为了保证人们的生命财产及安全，保证水利施工工作体系的健全是必要的，从而实现内部各个环节的协调。这就需要针对混凝土裂缝产生原因进行分析，从而提升建筑物的整体安全性，保证其综合效益的提升。为了实现混凝土的有效凝固，做好影响混凝土面积收缩原因的分析是必要的，因为混凝土在凝固过程中，会出现蒸发或者散热等情况，特别是一些大体积混凝土。受到外界环境的约束，混凝土就会出现一系列的收缩，这就导致收缩应力的形成。如果这种应力超过混凝土的自身极限抗拉强度，就会导致混凝土裂缝的出现。裂缝的出现也是因为材料的不连续性，其是一种物理性的病害，正是因为这样，其严重影响了水工混凝土的耐久性。即使在施工期，裂缝的出现也是常见的，有的虽然在施工完毕后出现，但是在较短时间内出现，工程投入运行并不是裂缝出现的主要原因，裂缝的出现多半是在工程初始阶段。由于裂缝的导致了混凝土抗拉性能的降低，从而导致有害物质进入混凝土内部，导致钢筋锈蚀，从而使混凝土结构产生破坏。在实际应用过程中，如果水库蓄水发电及其灌溉不合理，就会导致挡水混凝土结构出现问题，从而导致渗漏情况的出现。如果渗漏量超过一定程度，就会影响到工程的整体蓄水能力。我们需要考虑的是混凝土重力坝的应用，裂缝出现一系列的宽度及深度就需要引起重视。就会出现坝体内部压力的增长，从而不利于坝体抗滑能力的提升，更不利于进行结构的抗震性提升，从而影响到坝体的整体抗滑能力，导致结构抗震性下降，从而不利于大坝的整体结构性控制。受到混凝土内外部温差的控制，温度裂缝由此产生，这也是因为水泥的水化热情况，比如混凝土内部及其外部的温差较大，从而导致温度的正负交替变化，在这种情况下，混凝土微孔内部的水就会是过冷，如果其体积出现膨胀，就会产生一系列的冻胀情况，由于冷水的出现，渗透压力会增大，从而不利于混凝土整体抗拉强度的提升，从而出现一系列的混凝土破坏状况。在实际工作中，温差裂缝的产生因素是非常的多，比如施工过程中水工混凝土的出现，会导致很多的水化热反应，也就影响到其内外温差，从而出现一系列的裂缝。在混凝土拆模过程中，混凝土表面也会出现温度下降，从而导致其裂缝的出现，如果混凝土的内部温度达到应用极限，但是热量散发并没有得到有效控制，也会出现温差裂缝情况。大体积混凝土很可能因为温差而出现一系列的裂缝，这也需要进行龟裂情况的考虑，进行混凝土自身质量情况的分析，进行外界腐蚀性的分析，从而做好混凝土裂缝的防治工作。

2水工砼裂缝防治方案的优化

为了有效提升水利工程的应用效益，进行混凝土设计配合比的控制是必要的，比如需要进行原材料的试拌，保证水泥用量的比例控制，进行粉煤灰、水胶比等控制，将其控制在有效范围内。在粗骨料的应用过程中，可以实现二级配应用，实现对粉煤灰、水胶比等有效控制。保证适合的粉煤灰的添加。保证混凝土和易性的改善，从而保证其温度控制，保证其收缩性的优化，保证其整体抗侵蚀性。在裂缝的发生部位，可以进行斜筋的配置，保证钢筋的良好应用，实现混凝土的承载力分担，从而实现裂缝的有效控制。为了最大程度的进行裂缝控制，进行设计过程中的中低强度水泥的有效利用是必要的，从而保证混凝土后期强度的利用。在工程结构设计过程中，我们需要进行结构的约束度控制。保证混凝土钢筋保护层的厚度控制，从而避免混凝土的不良养护。混凝土拆模完毕后，可以进行草帘挂设，从而保证养护效益的提升。在养护过程中，要给予积极的养护。通过对混凝土保养方案更新，更有利于进行预期裂缝，有利于提升混凝土的后期稳定性，保证整体承压能力的提升，保证强韧性的提升。在混凝土养护过程中，需要做好水利工程的充分认识及其重视工作，比如针对其钢筋锈蚀情况进行分析，针对氧化情况进行分析。提升混凝土整体密实度，避免其空气进入，提升混凝土防氧化能力。为了方便抗氧化工作的开展，可以进行混凝土避免水泥砂浆的应用，保证防腐层设置。从而提升混凝土的使用效益。这就需要进行结构的耐久性影响分析，进行碱骨料的化学反应分析，进行优质骨料的选择，保证混凝土整体密实度的提升。这里需要避免单纯结构重量的减轻模式应用，从而进行沉降性的控制，更有利于实现其结构的整体重量控制，保证其稳定性的提升，避免不均匀沉降情况的出现，并且针对这个特点做好相关的保护措施。在塑性收缩裂缝的预防过程中，我们需要进行合适材料的选择，可以进行良好强度的硅酸盐选择，进行浇筑环节的控制，需要保证基层及模板的浇水均匀性，保证混凝土表面的薄膜良好覆盖，从而提升混凝土的湿度，保证混凝土相关养护工作的开展。为了做好水利工程工作，进行施工管理体系的健全是必要的，从而实现其内部各个环节的协调，保证其技术含量的增加，实现其技术管理，保证施工工艺流程的协调性，保证施工技术整体效益的提升，从而提升工程整体质量及安全性，这就需要按照施工技术规范进行分析，做好质量标准的检验工作，保证质量检测工作的良好开展，从而满足实际工作的要求，这需要工作人员落实好自身的工作职责，保证其整体施工水平的提升。为了提升工程质量，进行质量管理体系的健全是必要的，从而保证工程质量整体措施的优化。在全面质量管理过程中，要实现质量环节及全部管理目标的协调，认真进行事后检验工作，进行预防性措施的应用，这里强调必须就事论事，也需要避免单一性的质量管理，保证质量整体管理体系的健全，有效提升工程质量，保证系统性的管理应用，落实好综合管理的各个细节，保证质量工作的良好开展，提升工程的整体质量。

3结束语

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关键词:裂缝种类；成因；分析；预防

混凝土是脆性材料，而钢筋却是韧性材料，它们两者在一起工作，弹性模量相差很大，而且两者的强度差别就更大，因此两种材料在一起共同发挥作用，要使钢筋参加工作，比较多的承受力，混凝土势必开裂。大量的工程和理论分析表明钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的。裂缝一般分成不可见裂缝和可见裂缝。可见裂缝又分为无害裂缝和有害裂缝。有害裂缝在使用荷载或外界物理及化学作用下不断产生和发展，引起混凝土碳化，保护层剥落及钢筋锈蚀，直至影响结构的安全性和使用寿命，必须加以控制。

一、混凝土桥梁设计原理

我国现行的公路桥涵规范规定:桥梁应根据所在公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照适用、经济、安全和美观的原则进行设计,这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。混凝土桥梁具体的设计过程是按承载能力和正常使用两种极限状态来进行的。按承载能力极限状态是控制结构在丧失服务能力临界状态时的承载能力，其设计的基本原则是要求荷载效应不利组合的设计值要小于结构抗力的设计值。同时利用荷载安全系数、材料安全系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的安全储备，是一种极限状态设计法。按正常使用极限状态是控制结构在正常使用状态时应力，裂缝和变形小于一个限定值，即使用容许裂缝宽度来控制混凝土构件的结构设计。有关规范规定：在一般正常大气条件下，钢筋混凝土受弯构件在荷载组合Ⅰ的作用下，计算得到的最大裂缝宽度不应超过0.2mm；在荷载组合Ⅱ和Ⅲ作用下，不应超过0.25mm；处于严重暴露情况（有侵蚀性气体或海洋大气）下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过0.1mm。

混凝土构件容许裂缝的存在，是由混凝土抗拉能力差，容易开裂的缺点决定的。通过对大量的工程实例的研究发现，几乎所有的混凝土构件都是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，一般对结构和使用无大的影响，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土明显的病害，如保护层剥落、钢筋腐蚀，从而导致混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用。

二、混凝土桥梁裂缝的成因分析及预防措施

随着桥梁使用年龄的增加，车辆的超载现象不断增加，会使细微裂缝不断的扩大，甚至会断裂，此时困扰桥梁工程师的最大问题是对裂缝的形成原因以及对钢筋的腐蚀作用的进一步深入认识，并且作出全面分析，以避免和克服因为裂缝引起的对桥梁使用性能的影响。经过对现在此方面的研究成果和工程实例的分析，混凝土桥梁的裂缝形成原因可大致梳理为以下几个方面：

（一）混凝土用料选用不当引起的裂缝

1、水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高；普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。此外，水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，并且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。

2、骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。此外，骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。

3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。

4、外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。

（二）设计和施工不合理产生的裂缝

此类裂缝是我们在工程实例中发现最多的裂缝形式，许多桥梁设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄。这些都削弱了结构安全性，会严重影响结构的使用。不少桥梁，虽然满足了桥梁设计规范的强度要求，仅用了5～10年就因为出了问题影响结构安全。例如我们发现在混凝土桥梁竖向有截面突变的地方（箱梁、T梁的腹板与顶底板交接处）很容易产生裂缝，研究分析结果显示：混凝土在浇筑后发生水化反应、泌水和大量水分蒸发，混凝土因失水而收缩，而骨料因重力影响向下沉降，但此时混凝土的强度和硬度都不高，骨料下沉时受到钢筋的阻挡，便产生了沿钢筋方向的裂缝。为避免此类裂缝的产生，在设计阶段要尽量避免截面突变的存在，不能避免时要做特殊的处理，可将突变截面做成渐变截面，同时适量的增加钢筋数量；在施工时要注意振捣，最好是在变截面处分层浇筑。

（三）自然环境的影响产生的裂缝

自然环境的影响主要是温差引起了混凝土的温度梯度呈非线性分布，而混凝土构件的位移又受到约束，导致局部应力过大，从而出现了裂缝。一般失火、太阳曝晒、骤然降温以及冬季施工均可能导致此类裂缝的发生。预防措施是在设计时重视温度应力，一些大跨径的桥梁，温度应力往往是可以超过活载应力的，另外就是杜绝冬季施工，因为此时施工混凝土在初凝时受冻，成龄后混凝土强度损失可达30%～50%。

（四）荷载引起的裂缝

此类裂缝是混凝土桥梁在常规动、静荷载及次应力作用下产生的，桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的。

工程实例中此类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位，且裂缝特征如下：

1、受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

2、受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

3、受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。

4、受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

5、受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。

从大量的工程实例分析来看，此类裂缝产生的直接原因是内力与配筋计算或构造设计不当，施工阶段不按照图纸施工，擅自更改结构施工顺序，导致结构受力状态的改变，从而导致结构的承载力超出使用极限。另外大量的超载车辆过桥也是主要原因之一。预防措施是加强设计的合理性和安全系数以及施工的合理性，并严格控制严重超载车辆。

三、结束语

混凝土桥梁产生裂缝的产生原因较为复杂，工程实例中也是允许微小裂缝产生的，保证不出现裂缝是较难实现的，但是我们是能够尽量减少因为设计疏漏、施工低劣、监理不力、运营管理不力等诸多人为因素所产生的裂缝扩展，从而保证桥梁不会因为裂缝扩展导致钢筋腐蚀、脆性断裂等病害发生。

参考文献：

[1]赵国藩，李树瑶，廖婉卿.钢筋混凝土结构的裂缝控制[M].北京：海洋出版社

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关键词：超长混凝土结构温度收缩裂缝后浇带设计措施

1前言

建筑工程中，混凝土结构的裂缝较为普遍，裂缝的类型也很多，但按成因基本可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。其中由混凝土收缩和温度变形引起的收缩裂缝和温度裂缝以及由这两种变形共同引起的温度收缩裂缝则是兰州地区实际工程中最常见的裂缝。随着建筑向大型化和多功能发展，超长（即超过温度伸缩缝间距）高层或大柱网建筑不断出现，混凝土强度等级的提高，施工中泵送混凝土工艺的应用，使超长混凝土结构易出现的温度收缩裂缝有逐渐增多的趋势。虽然这类裂缝属非结构性裂缝，一般不致影响构件承载力和结构安全，但却会影响结构的耐久性和整体性。同时也会给使用者感官和心理上造成不良影响。另外由于我国幅员辽阔，不同地区气候环境、温湿度差异很大，现行规范对防止和减轻温度收缩裂缝的设计措施制定的较为原则和局限。因此不少设计人员较重视强度设计，而不太认真考虑抗裂的构造措施。这样一旦出现裂缝不仅影响工程质量，同时在进入住房商品化，质量纠纷日趋增多的今天也不利于保护自己。

基于以上原因，笔者感到有必要结合兰州地区温差大，气候干燥这一地区特点，根据多年的工程设计实践和体会，对防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝的设计措施提出一些建议，供设计人员参考并能有所启发。

2温度收缩裂缝的基本特点

混凝土在结硬的过程中发生收缩，温度变化时会热胀冷缩，当这两种变形受到约束后，在结构内部就会产生收缩应力和温度应力，这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。超长混凝土结构中较多见的是在收缩应力和温度应力共同作用下所产生的温度收缩裂缝。要分析温度收缩裂缝的基本特点，首先应掌握收缩和温度变形的一些基本概念。

2.1收缩变形的特性及影响因素：

一般混凝土最终收缩应变约3～5×10-4，其特点是早期收缩快，半年可完成第一年收缩量的80～90%，一年后仍发展但已不明显。其影响因素主要有混凝土强度等级，水泥品种，水灰比，坍落度，养护（保温，保湿）和体表比。

2.2温度变形的特性及影响因素：

混凝土温度线胀系数一般为1.0×10-5/C°，其变形随温差而变化，一般发生在混凝土结硬一直到房屋使用期间。其影响因素有季节温差，内外温差和日照温差。

2.3温度收缩裂缝的基本特点：

⑴该裂缝由收缩和温度变形共同产生，其分布一般为收缩和温度两种裂缝的组合，随环境湿度和温度而变化，随时间而发展，裂缝的开裂和危害程度往往较单一的收缩或温度裂缝严重。

⑵根据具体工程裂缝出现的时间、发展与变化、以及分布、形状、尺寸等特征。一般可分为以收缩变形为主或以温度变形为主，实际工程中较常见的是以收缩变形为主的温度收缩裂缝，一般发生在混凝土浇筑后一年内，但多见半月至数月之内。

⑶主要影响的部位及构件是底层和顶部数层梁板构件以及基础梁、挑檐、栏板等外露构件。

⑷梁板裂缝呈现不同分布和特征，梁缝一般垂直于纵向，分布在两侧面，两头细、中间宽、枣核形。裂缝为表面，深进或贯通。单向板缝等间距平行于短边。双向板缝较重于单向板缝，两个方向板缝纵横交错，不规则，缝多为贯通，板面缝一般宽于板底缝。

3防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝的设计建议

3.1设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的措施

3.1.1有效设置后浇带

后浇带是列入高规中的一种目前设计人员常采用的方法，它利用了混凝土早期收缩量大的特性，其设计思路是“以放为主”。主要作用是释放早期混凝土收缩应力，减小以收缩为主的变形。高规虽然对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确要求，不少资料对此也有所介绍。但是结合多年来对兰州地区几个较大型超长工程的设计实践，深感对后浇带的做法必须予以重视。如设计施工处理不好，不仅起不到予期的效果，还会留下结构隐患。因此就后浇带的具体做法提出以下建议和看法：

⑴间距：高规规定为30m～40m。建议具体工程应结合建筑物长度、气候环境特点综合考虑，一般应控制在30m左右。

⑵位置：

①小跨梁开间或受力较小的部位，一般可在梁跨三分之一处。

②平面布置时要注意梁的布置宜平行于后浇带以免梁截断太多。

③视具体情况可沿平面曲折通过。

⑶宽度：高规规定800～1000mm。建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接要求。可允许大于1000mm。

⑷钢筋：目前对后浇带内梁纵向钢筋处理有两种做法。

第一种：梁板钢筋均断开后搭接(高规要求)，但由于梁钢筋搭、焊接处理困难，质量不易保证，易给结构造成隐患。

第二种：板钢筋断开，梁钢筋直通不断。目前工程采用较多，但由于截断梁较多时，钢筋全部不断会约束混凝土收缩，达不到予期效果。

建议：梁上部钢筋，腰筋及板墙钢筋断后错开搭接或必要时先搭后补焊。梁下部钢筋不断，可适当加大配筋。这样即可大大减小梁钢筋全部不断对混凝土收缩形成的约束，又可避免梁钢筋全部断后造成的钢筋搭、焊接困难，这种处理方法笔者自93年以来已在一些工程中较好的进行了使用。

⑸浇筑时间：高规要求，宜在两个月后且浇筑时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度。由于混凝土早期收缩量大，相对一年的收缩量，半月约占30～40%；1个月约占45～55%；2个月约占65～75%；半年约占80～90%，故应按规范执行，一般应保证两个月后浇筑。

⑹后浇混凝土：采用无收缩或微膨胀混凝土，强度较主体混凝土提高C5级。

⑺设计时要特别交待以下请施工单位注意的问题：

①后浇带两侧宜设钢筋网片，防止主体混凝土流入后浇带。

②后浇带混凝土浇筑前应清理凿毛，浇筑时振捣密实，精心养护。

③后浇带两侧支撑保证稳定可靠，后浇带混凝土达设计强度时方可拆除。

3.1.2、针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的措施

⑴加强屋面保温隔热措施，采用高效保温材料，严格满足建筑节能设计标准。

⑵屋面板、外廊板，阳台板等外露室外现浇板（含施工期间主体暴露时间较长的室内现浇板）以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板，均应在板面（即板的受压区）配置不小于φ6@200双向钢筋网片，或支座钢筋隔一全跨贯通，但间距不宜大于200mm，每一方向配筋率不宜小于0.1%。以上板在有受力钢筋处，实配钢筋尚应考虑温度收缩应力影响予以适当增大。

⑶框架梁及所有现浇梁凡高度≥600者（外露梁高度≥500）均设置不小于2φ12腰筋。腰筋宜细而密，间距不应大于200mm，每侧腰筋配筋率不宜小于0.1%。

⑷檐口板，外露栏板应双面双向配筋，上下端头各配≥2φ10温度抵抗筋，并每隔15～20m设置一道20mm温度伸缩缝。

⑸控制现浇板混凝土强度等级不宜大于C35。

后浇带列入高层规程后已在大量工程中广泛使用。前已述及，其主要作用是减小混凝土早期以收缩为主的变形。因此，超长混凝土结构温度收缩裂缝的预防不能仅靠设置后浇带来解决，必须采取上述“放”“防”“抗”相结合的综合措施。笔者已在兰州和西非热带地区一些较大型的超长建筑中，根据具体工程各自的特点多次采用了上述综合措施。实践证明比较有效。故认为，防止和减轻兰州地区超长混凝土结构温度收缩裂缝目前仍然应首先或主要采用设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的综合措施。考虑目前混凝土温度收缩裂缝的趋于增多以及超长混凝土结构的抗震性能。建议采用上述综合措施，房屋总长宜控制在120m内。

3.2采用UEA补偿收缩混凝土

3.2.1方法提出：

由于后浇带延长工期，钢筋断后的搭、焊接和清理凿毛均给填缝施工带来一定麻烦，处理不好将留下隐患，因此中国建筑材料科学研究院游宝坤等人提出了采用UEA加强带取代后浇带连续浇筑超长建筑的无缝设计施工方法。

3.2.2设计思路：

“以抗为主”的设计原则，利用UEA补偿收缩混凝土在硬化过程产生的膨胀作用，在结构中产生少量预压应力用来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力，从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内。

3.2.3具体做法

所有楼板均掺10～12%UEA（膨胀率2～3×10-4）。但每间隔50m设置一条2m宽膨胀加强带，带内混凝土掺加14～15%UEA（膨胀率4～6×10-4），两侧设密孔钢丝网，防止混凝土流入加强带，可连续浇筑100～200m的超长建筑，具文献[4]介绍，该技术已在全国50多个重大工程中应用。

由于这种方法，规范未列入，施工要求严，气候环境影响大，潮湿地区膨胀可保持，干躁地区会存在问题。结合对福州机场航站楼采用UEA混凝土后实际效果的调研。建议兰州地区应慎重采用，若采用可做必要计算和实验，测得一些技术数据，最好在有条件保湿养护的地下结构中采用。也可考虑在建筑长度70m以下，设置后浇带后影响工期的工程上试用，但对梁板构件仍应针对性地采取3.1.2中介绍的一些必要的控制和抵抗温度收缩应力的设计措施。另外特别提请施工时要严格保湿养护。

3.3采用予应力混凝土结构

予应力混凝土可增强梁板刚度，梁板中所产生的预压应力可抵消由于混凝土温度变化和收缩产生的轴向拉应力，从而达到扩大温度伸缩缝间距不设后浇带的目的。经对珠海机场调研了解到：梁板在采用无粘结予应力混凝土后，平面尺寸84×48m，未设后浇带，使用良好。笔者认为，当为满足建筑层高要求而采用该技术时，可考虑在采用必要的控制和抵抗温度应力的具体措施后增大温度伸缩缝的间距，但应结合工程收集资料具体分析。

4结语

⑴温度收缩裂缝是兰州地区超长混凝土结构中较常见且日趋增多的裂缝，由于该裂缝的危害性及规范的局限性，设计人员应予以足够重视。

⑵本文从设计角度上简析了混凝土收缩和温度变形的特性，影响因素以及温度收缩裂缝的成因和基本特点，以使设计人员建立最基本的概念来针对性地结合具体工程特点考虑防止和减轻温度收缩裂缝的具体措施。

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1混凝土开裂会发生渗漏现象

会产生很大影响由于水压力的作用力大，会使裂缝范围渐增，水渗入混凝土，会水解破坏，如果情况严重会破坏混凝土结构。研究表明，由裂缝引发渗漏水占绝大部分。混凝土碳化原理引发相应收缩开裂现象，来破坏混凝土结构。裂缝很大程度会使二氧化碳和水泥化学成分发生化学反应，产生碳酸钙，就是常说的混凝土碳化现象。在环境潮湿的情况下，二氧化碳容易与水泥里的化学物质发生化学反应，很大程度的降低混凝土碱度，致使钢筋破坏。裂缝处水拉性能降低裂缝扩大，会产生更大影响。

2钢筋腐蚀电化学钢筋腐蚀电化学过程

反应过程需要氧气、水份，钢筋腐蚀后的生成物体积大于钢筋自身体积，因此钢筋膨胀对混凝土有巨大推挤作用力。混凝土裂缝的产生为钢筋腐蚀制造了良好的反应空间。钢筋过度腐蚀表层混凝土会脱落，大面积的脱落造成混凝土整体结构损坏。在水利水电工程大面积的混凝土施工中，最害怕此现象发生。

二水利水电施工裂缝产生的原因分析

1施工过程中部分构件大于设计

荷载因为集中荷载的作用力产生内力弯矩，构件在巨大的剪力下产生斜裂缝，向四周延伸。荷载的直接应力作用会产生直接应力裂缝，如果受到其他外力作用还会产生次应力裂缝。

2混凝土失水收缩

产生因收缩热产生的裂缝混凝土浇筑5小时左右会发生反应，致使混凝土中的水分进行挥发，出现混凝土失水收缩，产生因收缩热产生的裂缝。与此同时混凝土骨料自重下沉，导致塑性收缩裂缝。随着时间的增加表面水份也在不断流失，湿度自然而然的降低，此时混凝土体积会缩小，也会出现表面因收缩不均匀产生的干缩收缩裂缝。

3水利水电施工沉陷裂缝

水利水电施工沉陷裂缝是因为施工现场土质松软、回填夯实不达标导致不均匀地面沉降模板松动、支撑间隙大、刚度不足原因依旧是沉陷裂缝产生的原因。如果是冬季施工操作，需要在冻土上进行制作模板，冻土在温度回升后造成地基不均匀沉降。裂缝宽度不会受温度影响改变。地基形变恢复稳定混凝土裂缝逐渐稳定。

4温差裂缝是由混凝土

内部与外部产生温差引起产生原因是水泥水化热引起混凝土内部与表面温度差过大，混凝土中的水结冰或水过于冷产生冻胀压力。水迁移形成渗透压，两者作用力大于混凝土抗拉强度使混凝土产生破坏。温差裂缝主要情况：（1）混凝土施工初期产生水化热，内外温度差产生裂缝；（2）混凝土拆模前后，表面温度会速下降产生裂缝；（3）混凝土内部温度达到极限，且热量挥发缓慢，产生温差裂缝。大体积混凝土施工主要是由温度差产生裂缝，在水利水电工程等混凝土施工过程中较荣易发生温差裂缝。

三水利水电施工裂缝产生的防治对策

1采用混凝土粘性好的钢筋

为避免施工过程中外力荷载作用力产生裂缝，应采用混凝土粘性好的钢筋。采用钢筋应力小于一定高度，直径不益过粗。进行钢筋铺设要均匀，可以控制由荷载引发的混凝土裂缝。

2加强保温工作

在对体积较大的混凝土浇筑时，适当加强保温工作，可以减少混凝土裂缝。通常实际施工过程中，混凝土浇筑完成后再表面铺设塑料薄膜，加强保湿效果，当内外温差低于25℃后方可拆除。

3地基进行足够的夯实、加固

针对松土、软土、回填土地基结构施工前，对地基进行足够的夯实、加固。在进行模板工序时保证模板的强度、刚度，并且支撑牢固，保证地基均匀受力。防止混凝土施工过程中地基渗水。模板拆除时间不宜太早，并注意拆模次序。如果是冬季施工在冻土上模板支撑时要采取相关预防措施。

4采用低热、中热水泥

为了避免温差裂缝的产生尽量采用低热、中热水泥，例如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。混凝土添加适量增塑、缓凝、减水作用的外加剂，改善混凝土保水性、流动性，以此降低水化热。提升混凝土搅拌工艺，降低浇筑温度。混凝土可配置适量钢筋来控制混凝土的温度裂缝的范围。在夏季高温浇筑混凝土搭设遮阳板等措施控制升温，降低浇筑温度。因为混凝土尺寸越大温度应力越大，所以要合理安排施工顺序。冬季施工要加强混凝土养护。浇筑工作完成后及时用保温材料进行覆盖，并洒水养护。

四水利水电各类混凝土裂缝的修补

1混凝土表面修补法

混凝土表面修补法是简单、常见的方法，适用于稳定、对承载力影响小的表面裂缝及深度裂缝处理。通常在裂缝表面涂摸环氧胶泥、水泥浆、表面涂刷油漆或沥青等材料。为防止混凝土受力继续开裂，可以在裂缝表面采取玻璃丝布粘贴等相关措施。

2灌浆法

适用于对结构整体影响大和有防渗漏要求的裂缝修补采用压力设备将材料塞入混凝土裂缝中。胶结材料在一定时间硬化与混凝土形成整体，达到封堵、加固目的。胶结材料：甲基丙烯酸、水泥浆、聚氧脂、环氧树脂等化学材料。

3嵌缝法

是裂缝修补最常用方法之一沿裂缝凿糟，在凿糟中嵌入塑料、刚性止水材料，以此封闭裂缝造成的影响。塑性材料：塑料油膏、丁基橡胶、聚氧乙烯胶泥等。

4采取加固法

进行混凝土结构处理混凝土裂缝对混凝土结构使用性能造成巨大影响后，必须采取加固法进行混凝土结构处理。混凝土结构加固常用方法是增大混凝土结构截面面积，在构件角部进行型钢包裹。或者进行粘贴钢板加固、喷射混凝土剂加固、预应力法加固、增设支点加固。

5混凝土置换法

是混凝土损坏严重部位修补最好的方法将损坏混凝土剔除后置换新混凝土。置换材料：水泥砂浆、聚合物、改性聚合物混凝土、普通混凝土。

五结语

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裂缝成缝原因及预防措施

1温度变化引起的裂缝

裂缝的成因：混凝土在浇筑完成后，要完成硬化过程，在这个过程中，由于水泥和水的化学反应，会产生大量的热量，由此在混凝土的内部温度上升。在初期的时候，由于混凝土内部的压力比较大，而还会受到外部的拉应力，在双方力道的作用下，超出了极限所能承受的标准，就会产生裂缝。对于这种方式产生的裂缝可以采取如下方法来控制：对于水泥性能的选择尽量选择热量低的，可防止在硬化过程中产生大量的热量；严格控制水泥用量；控制水灰比；对于混凝土的搅拌工艺进行改善，降低在浇筑过程中产生的热量；通过外加剂的使用，改善混凝土的流动性和保湿性；对于施工工艺可以相应的改善，增加散热的速度；在大体积混凝土内部设置冷却管道，通过冷水或冷气冷却，减小混凝土的内部温差；加强混凝土温度的监控，及时采取冷却保护措施；加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表现缓慢冷却，在寒冷季节，混凝土两面必须采取保温措施，以防寒潮袭击。

2混凝土收缩引起的裂缝

裂缝的成因：在混凝土硬化的过程中，会产生体积上的变化，导致变形的产生，在此期间由于变形的不规律性可能导致裂缝的产生；混凝土在收缩的过程中会对钢筋产生一定的拉应力，而当这种力达到了钢筋所能承受的极限时就会出现裂缝；在新旧混凝土交接的部位，由于沉降度的不同，也会产生裂缝。防止这类裂缝产生的措施：如果裂缝是在表面的程度不深的裂缝，可以选择用粘补剂等将其涂抹平整；对于水泥的用量要严格控制；合理设置钢筋的的数量和位置；在相应的位置设置施工收缩缝；在对混凝土的养护期间，可以适当延长覆盖时间。

3混凝土塑性坍落引起的裂缝

裂缝的成因：混凝土在浇筑的初期还属于是塑性状态，如果在这个时期出现渗水现象的话，受到重力的作用，混合料中的颗粒就会向下沉陷，而水的成分就会向上漂浮。在这个过程中，会受到来自钢筋骨架的限制，由此在上部就会差生裂缝。防止这类裂缝产生的措施：要仔细选择集料的配级，做好混凝土的配合比设计特别是要控制水灰比，采用适量的减水剂；施工时混凝既不能漏振也不能过振，避免混凝土泌水现象的发生，防模板沉陷；如果发生这类裂缝，可在混凝土终凝以前重抹面压光，使裂缝闭合。

混凝土裂缝的处理材料和技术

1水泥基渗透结晶型防水材料

水泥基渗透结晶防水材料是水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。这种材料的作用机理是特有的活性化学物质利用水泥混凝上本身固有的化学特性和多孔性，以水为载体，借助于渗透作用，在混凝上微孔及毛细管中传输，再次发生水化作用，形成不溶性的结晶并与混凝上结合成为整体。由于结晶体填塞厂微扎及毛细管道，从而使混凝土致密，达到永久性防水，防潮和保护钢筋、增强混凝上结构强度的效果。这一材料已在水工混凝土建筑物防渗修补中逐渐得到应用，均取得良好效果。

2新型灌浆材料

利用环氧树脂和聚氨酯在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料。该材料综合厂环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点，浆材黏度低，凝结时间可调、强度高。水下混凝土灌浆试块的黏接抗拉强度可达1.05NPa，是一种性能优良，适用性强、适合水下灌浆的多功能新型灌浆材料。

3混凝土裂缝注浆技术

自从坏氧树脂类高分子材料被用于混凝上建筑物裂缝修补工程后，至今它已经成为仅次于钢材和水泥的第三种材料被广泛应用。以往传统方法是靠人工控制将树脂浆液注入裂缝内。当环氧浆液黏度大，裂缝宽度较小时，这种修补方法并不一定十分成功。由日本引入一种"壁可"注浆技术，则是通过橡胶管的弹性收缩压力自动完成注浆，缓慢均匀地灌浆压力可将缝隙中的空气压人混凝土毛细管中，并通过混凝上的自然呼吸作用排出，有效地避免了气阻现象，从而保证了灌浆质量。在无人看管的情况下，注浆管靠内部压力可以持续很长时间自动注浆，需要人工操作的只是用泵将浆液压入到注射管内。