混凝土结构裂缝成因及其修补材料

混凝土结构裂缝成因及其修补材料

赵云锋周鹏

商丘工学院土木工程学院

摘要：在建筑工程在，混凝土结构裂缝是一种非常普遍并且很难预防的质量通病。因此了解裂缝的成因并充分了解修补材料，这对我们更好的控制建筑工程混凝土结构裂缝的出现以及及时修补有着重要的实践意义。这篇课题通过对实际工程建造的研究和阅读归纳总结大量文献，将混凝土按照结构部位分类，找出原因并对相应的修补材料进行总结，另外对新型裂缝修补材料也进行了介绍。旨在真正地确保工程施工质量以及建筑的安全和使用寿命。

关键词：混凝土结构裂缝；成因；修补材料

1引言

混凝土结构裂缝在混凝土结构中大多发生在现浇混凝土楼面以及地下室混凝土墙体中，由于它的多发性和普遍性，被业内人士定为混凝土结构质量通病之一。由于这些裂缝的存在增大了大气中的水蒸气和氧气进入混凝土内部的速度，使得裂缝处暴露在空气中的混凝土的碳化速度加快，进而加快了内部钢筋的腐蚀，影响混凝土结构的使用功能和耐久性，降低结构的安全系数，威胁人民的生命财产安全。随着国内外对混凝土结构裂缝的产生原因以及控制办法进行了相应的研究，各个国家对混凝土裂缝的标准做出了相应的规定。并在裂缝出现后合理使用修补材料进行修补，因此，不管从业主的观感和使用角度还是开发商及施工单位的经济角度，都应该得到积极的研究和解决。

2不同混凝土结构的裂缝及原因分析

首先是现浇钢筋混凝土楼面的裂缝，现浇钢筋混凝土楼面是现代建筑中采用的主要应用方式，这种建筑应用方式会出现一些表面龟裂、横向、纵向、斜向裂缝等楼板裂缝情况。这些引起钢筋混凝土开裂的原因主要有变形、外荷载两个方面：一、因变形引起的非结构性裂缝，主要是由于温度发生改变、混凝土出现收缩、地基不均匀下沉等因素而引起。建筑的结构构件内部会由于变形得不到满足而产生自应力，当自应力高于混凝土的抗拉强度便会似的钢筋混凝土产生裂缝；二、外荷载引起的结构性裂缝也叫受力裂缝，裂缝与荷载对应，可以预估结构承载力可能会出现的一些问题。现代建筑浇筑的采用的钢筋混凝土楼板，以变形原因引起的裂缝的比例占绝大多数。造成这些裂缝的原因主要包括材料方面、施工因素、设计方面等。比如在材料方面，裂缝的出现几率随水泥用量的增加而升高；而在施工方面，找平层过于厚实会导致楼板在温度和收缩变形的作用下出现表面裂缝，还有预埋穿线管在现在的浇楼板中一般都使用的是pvc管材质，这种材质的管的特性是表面光滑，富于弹性，大直径，但是膨胀系数不与混凝土一样，与混凝土结合性能差，容易导致楼板薄弱层的出现。在浇捣混凝土时，由于会出现管上移或者下沉而导致板地的保护层变薄，进而导致楼板会有沿着穿线管走势的裂缝出现。当楼板的厚度低于90mm时，会直接导致楼板被击穿；此外在设计方面，有两种情况极易出现致命性的梁板裂缝，一、错误的受力分析及结构计算导致楼板薄弱、梁截面狭窄、板配筋不够，二、对楼盖荷载及装修荷载的估计失误导致楼板的实际承载力偏低。

除此之外，因为设计因素导致楼板出现非结构性裂缝主要有以下两个原因：一、在建筑设计时对屋面温度应力缺乏重视导致楼板的保温、隔热层设置不合理，出现屋面板开裂；二、伸缩缝设置不当，导致在收缩应力及温度应力的双重作用影响下而使楼板出现开裂。而在带有地下室的高层建筑存在的普遍问题中，温度变形、收缩变形及基础不均匀沉降变形是导致地下室外墙裂缝出现的主要原因。水泥的用量及水泥的标号等级会随着混凝土等级的提升而增大。但是一般的混凝土强度等级为C30以上，防渗等级为S6以上。所有等级越高产生裂缝的几率也越大。泵送混凝土通常会有以下情况:强度相同的混凝土，泵送混凝土需要用到更大量的水泥，但是水泥用量越大，会导致混凝土出现收缩裂缝的机率也越大。泵送混凝土的塌落度一般都高于14cm，最高可达18cm。所以在保持水泥用量不变的前提下，一般通过提高水的用量或通过加入外加剂来保证塌落度。所以在泵送混凝土时的水灰比一般会高出一般混凝土的5%-10%。这也是在泵送混凝土过程中出现水化热增大及收缩增加的主要因素。

在墙板的结构构造中，一般有几何特性的区分，墙的厚度、长度两个围度均包括在内，还有整体墙结构所需要的表面积和墙体结构环向闭合的情况等等。在地下室的墙体体现的几何特性中，墙体厚度和长度的增大，均可导致裂缝产生的可能性增大，所以墙体的几何特性跟裂缝的出现几率有紧密的联系。原因如下：当地下室的外墙砌得比较大时，与之会影响到的水热化、温度应力、收缩变形也会随之进行变大，特别是对收缩变形的影响极其严重。斜裂缝主要形成在地基较弱的纵向式墙面上，且其房屋在长高比例和地基分布方面都不能计算到良好的状态，使得地基土地层有着质量不一的土地。当房屋坐落在这样的地基上时，往上做房屋的建筑就会导致地基往下不均匀的下沉，导致所砌墙体作用的剪力产生不对称，如果再加上墙体刚性不足、施工所用材料和质量都不好的话，就会直接造成墙体的开裂。水平裂缝主要形成原因是墙体上部遭受了过大的压力，导致墙体的水平剪力增大。竖直裂缝主要形成原因是墙体上的窗部遭受了过大的压力，窗台与主梁形成了反相作用力，导致窗间墙遭到的反相作用力太大而导致开裂的发生。

3混凝土结构裂缝修补材料

我们在进行修补材料的选取的时候要考虑到混凝土裂缝修补粘接材料的性能要求：

1）凝固的速度不能过慢。

2）当混凝土的裂缝所处的是墙体承重的位置，那么使用粘结剂对裂缝进行修补后，这些“被填上”的裂缝将在暗处形成更复杂的受力情况，在拉、压、弯、剪切等加入了各角度的力作用，为此，建议选用胶黏剂的时候应该要与混凝土的性质进行匹配对比，尽量选择匹配度较高或是接近的并具有高度聂杰性的胶黏剂，使得其在粘结后能够保持裂缝之间的构造结合的特点。

3）胶黏剂最好能够满足毒性较小或是无毒的指标，使用的材料和包装的材料也要以环保为主。

4）在耐水、耐酸碱方面最好是能够有一定的承受范围，毕竟墙体所在的环境并不唯一。

现如今我们在选取粘接剂的时候，可以采用环氧树脂粘接剂和YJS-401/402型灌浆树脂。当我们采用环氧树脂进行胶粘剂的组成成分时，有以下优点：粘合力强、工艺性能好胶层性能良好、价格公道便宜等。YJS-401/402型灌浆树脂，其特点为低粘度、高强度、高流动，它是双组分灌浆加固用粘合剂。一般制作工艺是甲乙组分先各自进行充分的混合搅拌，在按照四比一的比例进行混合搅拌。YJS-401适用缝宽不小于0.05mm的裂缝，YJS-402适用缝宽不小于0.5mm的裂缝。

此外现在还有一些新型混凝土裂缝自修复外包材料，例如空心光纤、空心玻璃管、微胶囊等。

4结论

混凝土建筑工程的质量直接关系到人民的人身健康和公众利益，当建筑质量出现问题很容易对公民的生命财产安全造成一定的威胁。混凝土建筑工程的裂缝不仅会影响到建筑物的美观，还会造成建筑物透风、渗漏等使用功能问题，严重的裂缝还会破坏结构的整体性，降低结构的使用寿命，影响结构的安全性能。降低混凝土结构裂缝对业主在观感和使用中产生的不良影响，分析混凝土结构建筑产生裂缝的原因，在裂缝出现后合理使用修补材料进行修补，是如今混凝土结构关注的重点。

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