材料与施工造成的钢筋混凝土裂缝处理技术

来源：固维建材发表时间2016-06-26 10:38:09 点击：

⁰C的混凝土构件，称之为大体积混凝土。

◆ 导致因素：

1、水泥用量多、用水量大、砂率大，从而使水泥的水化热增大，加上浇筑速度快，使大体积混凝土内外温差加大，表面散热快，收缩大等因素导致产生温差裂缝。

2、大体积混凝土中使用42.5或更高标号的普通硅酸盐水泥，当水泥中的硅酸三钙（Ca₃Si）的含量高达5.5%时，每千克水泥的发热量可达377kJ，比同标号矿渣水泥的发热量大42kJ，则在构件中的温度差就比要求的大11%左右，容易产生温差裂缝。

3、混凝土拌和料中加大水泥用量、提高水泥标号，提高了水化热。而在施工环境温度下降时，又没有采取有效的技术措施，从而产生裂缝。

4、浇筑完成后，水泥的水化热尚没有达到峰值。当外界气温骤降时，因为没有采取有效的防范措施，也是造成大体积混凝土产生裂缝的原因。

◆ 浇筑大体积混凝土时，必须采取下列技术措施：

1、选用水化热低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。也可以考虑在普通硅酸盐水泥中掺入粉煤灰等掺和料，以降低水泥水化热。

2、选择合理的砂、石级配，严格控制含泥量应不大于1%。

3、在混凝土中掺入一定的外加剂，尽量减少水泥用量，经设计单位同意，可利用混凝土60d的后期强度作为混凝土的强度评定。

4、经设计单位允许，可以在混凝土中掺入粒径为150-200mm的洁净毛石，且毛石最大尺寸不应超过构件尺寸的1/3，掺入数量以不超过混凝土量的25%为宜。

5、当使用高强无收缩灌浆料浇筑大体积混凝土构件时，宜选用豆石型灌浆料，如固维HGM-2豆石加固型高强无收缩灌浆料。如果现场只有通用型灌浆料，如固维HGM-1通用加固型高强无收缩灌浆料，则可以在现场按照灌浆料重量的30%-35%的比例掺入洁净毛石。

◆ 处理方法：

1、经观测，裂缝已经稳定。先将裂缝清理干净，用压力水冲洗并晾干。

2、化学灌浆法：采用向缝隙中灌注低黏度环氧树脂的方式加固修复。

推荐材料：固维JGN-自动压力灌浆技术及配件、固维JGN-401灌浆树脂、固维JGN-400封缝胶。

第二节：材料因素所引发的四种裂缝与处理技术

第一种：水泥引发的裂缝与处理技术

◆ 导致因素：

1、水泥的安定性是引发各种裂缝的主要因素之一。由于使用安定性不合格的水泥，致使在水泥水化后凝结过程中，在氧化镁、氧化钙及石膏等有害物质反应的作用下，产生了剧烈的、不均匀的体积变化。这种变化会在混凝土内部产生破坏性应力，导致强度下降和开裂现象的出现。

2、水泥安定性是由以下三种物质决定的。

（1）游离氧化镁（MgO）。它的反应速度很慢，可达10-20年。其固相体积增大2.48倍。国家标准规定，按压蒸法进行检测，当压蒸膨胀率超过0.5%时，则该水泥的压蒸安定性为不合格。

（2）游离氧化钙（CaO）。因为水泥生料在烧熟过程中，氧化钙和氧化硅、氧化铝、氧化铁的化学反应是不可能完全进行彻底的，一般地都会剩余一些结构致密的氧化钙游离在水泥熟料中，这些游离的氧化钙遇水会继续缓慢反应，一般需要3-6个月才能完全水化。固相体积增大1.98倍。

（3）石膏。水泥中因加入过量的石膏而引起的反应，其反应从水泥水化开始，硬化后仍在进行反应。固相体积增大2.22倍。国家标准规定氧化硫（SO₃）含量不得超过3.5% 。

3、不同品种、不同标号的水泥，其性能不完全相同，水化后初凝和终凝的时间不同，收缩也不同。因此，混用水泥拌和的混凝土，所浇筑的构件也容易产生收缩裂缝。

4、施工人员不完全了解水泥性质或不清楚工程的性质，因此，工地有什么水泥就是用什么水泥，由此产生构件裂缝和破坏事故。

5、当地采购不到合格的水泥，就用不合格的水泥代替，浇筑后又没有采取相应的技术措施，因而造成事故。

◆ 常用水泥品种选用原则：（蒸汽养护时用的水泥品种，宜根据具体条件，通过实验确定。）

1、在普通气温环境中的混凝土：

优先使用：普通硅酸盐水泥。

可以使用：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

2、在干燥环境中的混凝土：

优先使用：普通硅酸盐水泥。

可以使用：矿渣硅酸盐水泥。

不得使用：火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

3、在高温度或永远处在水下环境中的混凝土：

优先使用：矿渣硅酸盐水泥。

可以使用：普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

4、大体积混凝土：

优先使用：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

可以使用：普通硅酸盐水泥。

不得使用：硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥。

5、要求快硬的混凝土：

优先使用：硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥。

可以使用：普通硅酸盐水泥。

不得使用：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

6、高强度等级混凝土（大于C40）：

优先使用：硅酸盐水泥。

可以使用：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥。

不得使用：火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

7、严寒地区露天混凝土，寒冷地区处在水位升降范围的混凝土：

优先使用：普通硅酸盐水泥（标号大于325号）。

可以使用：矿渣硅酸盐水泥（标号大于325号）。

不得使用：火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

8、严寒地区处于水位升降范围的混凝土：

优先使用：普通硅酸盐水泥（标号大于425号）。

不得使用：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

9、有抗渗要求的混凝土：

优先使用：普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。

不得使用：矿渣硅酸盐水泥。

10、有耐磨性要求的混凝土：

优先使用：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（标号大于325号）。

可以使用：矿渣硅酸盐水泥（标号大于325号）。

不得使用：火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

◆ 处理方法：

1、经检测，混凝土强度低于设计要求，且裂缝宽度大于0.3mm时，必须返工处理。

2、经检测，混凝土强度已经达到设计要求，且裂缝宽度小于0.3mm时，可采用向缝隙内灌注环氧树脂的方法进行加固性修复。

推荐材料：固维JGN-自动压力灌浆器及其配件、固维JGN-401灌浆树脂、固维JGN-400封缝胶。

3、经检测，混凝土强度已经达到设计要求，且裂缝宽度大于0.3mm时，可以采用向缝隙内灌注环氧树脂修复或粘贴碳纤维布加固修复。

推荐材料：固维JGN-自动压力灌浆器及其配件、固维JGN-401灌浆树脂、固维JGN-400封缝胶、固维JGN-601碳纤维浸润胶、固维JGN-602碳纤维底胶、固维JGN-603修补找平胶。

4、经检测，混凝土强度满足设计要求，仅有少量的表面收缩裂缝时，可以采取继续养护及表面刮浆封闭的方法处理。

推荐材料：固维RMO补缝胶浆、固维EC2000聚合物修补砂浆。

第二种：砂石引发的裂缝与处理技术

◆ 导致因素：

1、砂石集料中混有膨胀性矿物质，如蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等，吸水后体积膨胀，失水后收缩变硬，造成混凝土构件裂缝。

2、砂石集料中含泥量超标，造成混凝土构件强度降低，表面产生泥浆干缩裂缝。

3、砂石集料中混入生石灰，浇筑后生石灰的体积会增大2倍以上，使构件产生爆裂。

4、砂石集料中含有硫化物或硫酸盐等物质，与水泥或石膏中的钙离子作用，产生硫酸钙或硫铝酸钙，由于体积膨胀使构件产生裂缝。

◆ 砂、石子含泥量限值表：

材料品种	混凝土强度等级	含泥量%
砂	C30或C30以上	不大于3%
砂	C30以下	不大于5%
石子	C30或C30以上	不大于1%
石子	C30以下	不大于2%

◆ 处理方法：

1、经检测，构件的混凝土的强度低于设计要求，混凝土中反应性石子爆裂严重，且尚有继续发展的趋势时，必须返工。

2、石子含泥量超标造成混凝土表面有微细裂纹，但混凝土强度能够满足设计要求时，不考虑美观因素，可以不处理。若考虑美观因素，可采用表面刮浆封闭的方法处理。

推荐材料：固维RMO补缝胶浆、固维ECM环氧修补砂浆、固维RC聚合物加固砂浆、固维EC2000聚合物修补砂浆。

3、全面检查裂缝的范围、数量和影响程度，《混凝凝土用碎石或卵石的质量标准及检测方法》（JGJ53-92）的要求。开采用“挖出填补法”修复，即先将爆裂处挖除，并用水冲洗干净后，用功能性砂浆进行填补修复，并浇水养护7天。

推荐材料：固维HGM高强无收缩灌浆料、固维HGM100无收缩环氧灌浆料、固维ECM环氧修补砂浆、固维RC聚合物加固砂浆、固维EC2000聚合物修补砂浆、固维J-302混凝土再浇剂。

第三种：碱-集料反应引发的裂缝与处理技术

◆ 导致因素：

1、石子中的活性二氧化硅（SiO₂）（如白云质、石灰岩石子等），与水泥中过量的碱发生化学反应，就是碱-集料反应。这种反应一般是在水泥混凝土硬化后进行的，含有活性石子的混凝土浇筑硬化后，与水泥中过量碱反应生成碱性硅酸盐、或碳酸盐，体积会膨胀，膨胀的压力使混凝土破坏、裂纹，产生一个裂纹网。

2、一般来讲，当水泥中碱含量高于国家规定的0.6%以上时，碱-集料反应的危害就非常严重了。

◆ 防止碱-集料反应的措施：

1、采用含碱量低于0.4%的低碱水泥，减少混凝土中的水泥含量。

2、在混凝土的配合比中，掺入水泥用量的20%-25%的粉煤灰、矿渣、硅粉等掺合物，降低混凝土的碱性。

3、尽量不用可能引起碱-集料反应的骨料。一般地，碱-集料反应的骨料有：蛋白石、黑硅石、燧石、磷灰石、方石类、玻璃质火山岩、微晶或贬值石英、白云质石灰岩等。

4、施工时搅拌均匀并振捣密实，认真养护，以免造成干缩裂缝、温度裂缝。选用合适的无碱外加剂，但必须通过试验和实践后方可采用，才可能防止碱-集料反应的发生。

5、改善混凝土结构的使用条件，使用时宜使混凝土结构处于干燥状态。

◆处理方法：

1、经检测，碱-集料反应是个别部位，且混凝土强度满足设计要求时，可采用“挖出填补法”修复，即先将破裂处挖除，并用水冲洗干净后，用功能性砂浆进行填补修复，并浇水养护7天。

2、经检测，混凝土强度不能满足设计要求，且碱-集料反应破损处较多、钢筋锈蚀、直接影响到构件安全度时，必须返工重浇。

第四种：添加外加剂引发的裂缝与处理技术

◆导致因素：

1、错用外加剂，或不当使用外加剂，或采用劣质外加剂产品，掺用后没有起到应有的作用，如掺入早强剂的混凝土不早强，掺入抗冻剂的混凝土不抗冻等，都直接影响到构件的质量，造成混凝土强度降低，产生裂缝。

2、没有检查计量的准确性，如外加剂掺量过大，使混凝土的拌和物不会硬化，造成构件破坏。

◆ 处理方法：

1、经检测，混凝土强度满足设计要求时，可采用向缝隙内灌注环氧树脂的方法修复，可使其恢复原有的功能和防止钢筋锈蚀。

推荐材料：固维JGN-自动压力灌浆器及其配件、固维JGN-401灌浆树脂、固维JGN-400封缝胶。

2、当误掺入外加剂（比如：在蒸汽养护的混凝土和预应力混凝土中误掺入引气剂或引气减水剂），造成混凝土强度不能满足设计要求时，须返工。根据现场实际情况，经设计单位允许可以采用适当的加固方法进行加固补强修复。常用的方法有增加钢筋、加厚板、外包钢筋混凝土、外包钢板、粘贴钢板、预应力补强等。

推荐材料：固维JGN-501粘钢胶、固维JGN-502植筋锚固胶、固维JGN-503灌注粘钢胶、固维JGN-601碳纤维浸润胶、固维JGN-602碳纤维底胶、固维JGN-603修补找平胶、固维ECM环氧修补砂浆、固维HGM高强无收缩灌浆料、固维HGM100无收缩环氧灌浆料、固维HGM-502无机锚固剂（钢筋锚固料）、固维HGM抢修料、固维RC聚合物加固砂浆、固维EC2000聚合物修补砂浆、固维J-302混凝土再浇剂。

第三节：模板使用不当造成的三种裂缝与处理技术

第一种：模板支架不规范产生的裂缝与处理技术

◆ 导致因素：

1、立模板和支架前，没有根据工程结构形式和上部荷载的大小，按照规范要求计算确定支架的用材规格和间距大小，而是盲目估计确定。造成施工时承载力、刚度不足的变形，致使新浇筑的混凝土构件裂缝，严重的还会发生坍塌事故。

2、施工管理不当。立底层模板之前没有先夯实支撑下的基土和铺设垫层，基土达不到持力层的标准；或土质干硬，在混凝土浇筑过程中，基土被浇水、渗水淋湿后软化，在上部荷载的压力下支架沉降变形，造成混凝土构件变形而裂缝。

◆ 处理方法：

1、检查变形构件的实际情况，如梁、板局部弯曲变形最大值小于20mm时，可不作处理。只需在抹灰时纠正外观即可。

推荐材料：固维EC2000聚合物修补砂浆、固维RC聚合物加固砂浆、固维ECM环氧修补砂浆、固维J-302混凝土再浇剂。

2、检查构件上部的裂缝宽度，根据裂缝的宽度选择合适的材料进行灌补修复即可。

推荐材料：固维JGN-自动压力灌浆器及其配件、固维JGN-401灌浆树脂、固维JGN-400封缝胶、固维JGN-503灌注粘钢胶、固维JGN-601碳纤维浸润胶、固维JGN-602碳纤维底胶、固维HGM高强无收缩灌浆料、固维HGM100无收缩环氧灌浆料、固维J-302混凝土再浇剂。

第二种：模板支架立在楼板上造成的裂缝与处理技术

◆ 导致因素：

1、多层房屋施工时，上层模板的支柱立在下层新浇筑钢筋混凝土楼板上，造成楼板变形和裂缝。

2、因下层新浇筑的混凝土楼板的底模和支撑都已拆除，在上层模板、支架和浇筑混凝土的施工荷载大于楼板的弯曲抗压强度时，会产生变形和裂缝。

3、下层新浇筑的混凝土强度还较低时，上层构件模板的支撑没有对准楼板下面的支撑，在上部集中荷载的作用下，使楼板局部变形和裂缝。

◆ 处理方法：

1、当裂缝宽度小于0.2mm，弯曲变形小于跨度长的1/1000时，可采用向缝隙内灌注低黏度环氧树脂胶液进行修复或采用表面刮浆封闭修复。

推荐材料：固维JGN-自动压力灌浆器及其配件、固维JGN-401灌浆树脂、固维JGN-400封缝胶、固维RMO补缝胶浆、固维J-302混凝土再浇剂、固维EC2000聚合物修补砂浆、固维RC聚合物加固砂浆、固维ECM环氧修补砂浆。

2、当裂缝宽度大于0.3mm时，必须可采用向缝隙内灌注低黏度环氧树脂胶液进行加固修复或采用粘贴碳纤维加固方式修复。

推荐材料：固维JGN-自动压力灌浆器及其配件、固维JGN-401灌浆树脂、固维JGN-400封缝胶、固维JGN-601碳纤维浸润胶、固维JGN-602碳纤维底胶、固维JGN-603修补找平胶、固维ECM环氧修补砂浆。

第三种：早拆底模与支架造成的裂缝与处理技术

◆ 导致因素：

1、提前拆除承重梁、板的底模与支架，造成构件承载力不足而变形和裂缝。

2、提前拆除悬挑梁、悬挑板的底模与支架，造成混凝土构件的倾覆、断裂和裂缝。

3、若悬挑构件锚固端上部还没有抗倾覆的砖砌体或荷载时，拆除底模和支撑，会造成悬挑构件倾覆事故。

4、为了模板周转，或冬季施工气温较低时使用的水泥品种不当，比如采用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土强度增长缓慢，但是工地仍然按照常规时间拆除底模和支架，混凝土强度未达到要求，提前拆模，就产生裂缝。严重时，还会造成断裂和坍塌事故。

◆ 处理方法：

1、当裂缝宽度小于0.2mm，弯曲变形小于跨度长的1/1000时，可采用向缝隙内灌注低黏度环氧树脂胶液进行修复或采用表面刮浆封闭修复。

2、当裂缝宽度大于0.3mm时，必须可采用向缝隙内灌注低黏度环氧树脂胶液进行加固修复或采用粘贴碳纤维加固方式修复。

◆ 现浇结构拆模时间所需混凝土强度：

结构类型	结构跨度（m）	按设计混凝土强度标准值的百分率计
板	小于等于2	50
	大于2，小于等于8	75
	大于8	100
梁、拱、壳	小于等于8	75
梁、拱、壳	大于8	100
悬臂构件	小于等于2	75
悬臂构件	大于2	100

注：“设计的混凝土强度标准值”系指与设计混凝土

强度等级相应的混凝土立方体抗压强度标准值。

第四节：钢筋使用不当造成的三种裂缝与处理技术

第一种：误用或错用钢筋造成的变形和裂缝与处理技术

◆ 导致因素：

1、混凝土构件中使用的钢筋不合格。

2、梁中主筋安装错误。钢筋混凝土梁是上部混凝土受压，下部钢筋抗拉。如果梁中主筋安装有误，会造成梁的受拉区产生裂缝。如果主钢筋直径小，或少放根数，或漏放构造加强钢筋，或箍筋安装不合格，或使用劣质钢筋等都会造成梁的抗拉强度不足，在荷载作用下产生裂缝。

3、提早拆模。

4、悬挑构件的钢筋错放。悬挑构件在嵌固支座处是受负弯矩，即上面受拉，下面受压，与简支梁结构的受力情况刚好相反。悬挑构件的受力钢筋必须在上面，如错放就会造成事故。

5、主钢筋下沉位移。由于操作不规范，如挑梁和板的混凝土浇筑时，不搭设操作平台，而是踩踏在钢筋面上，常把挑梁上部的主钢筋踩踏下沉，造成裂缝或事故。

◆ 处理方法：

1、检查、检测已经裂缝的梁、悬挑梁等构件产生裂缝的实际原因，根据隐蔽工程验收记录，如确实为主钢筋直径或数量小于或少于涉及规定，或使用劣质钢筋，或钢筋位置不符合规定时，原则上必须返工。如经设计单位允许，且认真核算后，可以采取补强加固的方法处理。

2、一般可以采取封闭裂缝法、外用粘贴钢板加固法、外包钢加固法、预应力钢筋加固法等进行加固修复。

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第二种：钢筋锚固长度不足造成的节点裂缝与处理技术

◆ 导致因素：

1、钢筋配料、断料不准。

2、不重视钢筋锚固施工，断料成型检查不及时，安装不验收，错误不纠正、不处理。

◆ 处理方法：

已浇筑好的混凝土构件，如发现节点处有裂缝，必须查明原因。若确系锚固钢筋不足造成的，必须迅速采取加固补强措施。可以采用外包钢加固法或粘贴钢板加固法，把有裂缝的节点组合成整体。