k浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施(大理毕业论文).doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流k浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施(2014年大理毕业论文).精品文档. 远程与继续教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计）题 目：浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日内容摘要铁路工程混凝土结构在施工过程中经常出现宽度大于0.2mm的裂缝，这不仅对结构物观感质量产生影响，同时对运营安全和结构物使用功能产生影响。目前，裂缝问题已越来越受到人们的关注。因此，探讨混凝土结构裂缝的产生原因和预防措施及其处理方法是很有必要的。本

2、文介绍了混凝土裂缝类型及成因，阐述了干缩及塑性收缩裂缝、温度裂缝和沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施，提出3种常用的裂缝处理方法。并结合实例分析了裂缝的产生原因及处理方法。关键词：混凝土结构；裂缝成因；预防措施；处理方法目 录内容摘要I引 言11 绪言12 混凝土裂缝的分类及成因22.1 混凝土结构裂缝的分类22.1.1 按裂缝的成因分类22.1.2 按裂缝产生的时间分类42.1.3 按裂缝的形状分类52.1.4 按裂缝的发展状态分类52.2 混凝土裂缝的产生原因62.2.1 收缩裂缝的产生原因分析62.2.2 温度裂缝的产生原因分析72.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析83 混凝土裂缝的预防措施及处

3、理技术93.1 混凝土结构裂缝的预防措施93.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施93.1.2 温度裂缝的预防措施103.1.3 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施103.2 混凝土结构裂缝的处理技术123.2.1 表面封闭法123.2.2 灌浆、嵌缝封堵法133.2.3 结构加固法及混凝土置换法144 工程实例分析175 结论与展望20参考文献21引 言随着我国基础设施建设的高速发展，铁路建设里程在不断增多。在铁路工程施工过程中，混凝土是被广泛使用的结构材料，但是伴随这类材料的生产研究与应用，混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。混凝土结构出现裂缝不仅种类繁多，形态各异，而且较普遍，尤其是梁部的裂

4、缝，轻者影响建筑物美观，重者降低结构物的使用寿命。这类裂缝是在现有施工技术条件下较难克服的质量隐患之一，特别是受拉区域出现裂缝，往往是工程质量验收的重要项目，直接影响工程的交付。为此正确分析裂缝产生原因，切实加以防治十分必要，并具有重要的社会意义和经济意义。1 绪言混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗扭强度高及可塑性强成为当今建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。然而混凝土结构如果设计和施工不当, 就会产生裂缝, 混凝土裂缝一直是工程界难以解决的问题之一。混凝土结构裂缝可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类 。非结构性裂缝绝大多数发生于施工阶段, 其原因复杂多变, 由变形引起的裂缝: 如混凝土塑性收缩

5、、温度变化、地基基础不均匀沉降等原因引起的裂缝; 结构性裂缝指外荷载作用引起的裂缝; 还有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等。混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害，混凝土裂缝严重影响了结构的美观和耐久性, 甚至影响结构物安全及使用功能。而裂纹处理周期长、费用高且往往处理后难以达到设计要求或验收标准，因此严格控制结构的裂缝就显得尤其重要, 应该从设计、施工等方面入手,实行一系列裂缝控制措施。2 混凝土裂缝的分类及成因混凝土结构，以混凝土为主制作的结构，包括素混凝结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。混凝土裂缝按产生的原因可分为结构性裂缝和非结构性裂缝，按产生的时间可划分施工期间形成的裂缝和使用期

6、间产生的裂缝，按裂缝的形状可分为纵向裂缝、横向裂缝及剪切裂缝6大类，若按裂缝的发展状态可分为稳定裂缝和不稳定裂缝。钢筋混凝土结构的裂缝产生的原因主要分为三个：(1)由于结构的实际工作状态与设计模型的差异而产生的结构次应力引起的裂缝；(2)由外部荷载引起的裂缝缝隙，按常规计算的各种荷载而引起的；(3)由温度差、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素产生的变形应力而引起的裂缝，施工中可以采取措施避免。(4)大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用，是导致混凝土裂缝的主要原因。本章将就混凝土结构中常见裂缝进行分类，并对结构中占主要部分的裂缝进行成因分析

7、。2.1 混凝土结构裂缝的分类2.1.1 按裂缝的成因分类根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类。一、结构性裂缝结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是承载力不足的结果，其裂缝形式多种多样，主要有以下两个方面：（一）设计原因引起的裂缝1、钢筋锚固长度不满足要求产生的裂缝。2、设计时的计算简图与实际受力情况不符产生的裂缝。3、计算理论选择错误，结构构造不当引起的裂缝。4、构件的刚度不满足要求，导致结构开裂。5、平板结构中结构构造不当导致板面开裂。6、计算模型选择时，考虑主要应力，忽略次要应力，而忽略部分的应力导致。结构中产生的裂缝。7、设计时未考虑施工方法，由此在

8、结构中产生的裂缝。8、预制构件连接部分的裂缝。（二）施工原因引起的裂缝1、施工时，钢筋位置摆放不正确，在结构中引起的裂缝。2、模板支护不当，在构件中产生的裂缝。3、施工使用的原材料不符合设计要求或不合格而引起的裂缝。4、施工时，构件未达到规定的强度要求便使其承受堆载等荷载而引起的裂缝。5、施工质量达不到要求而引起的裂缝。（三）使用原因引起的裂缝1、改变建筑物的使用条件引起的裂缝。2、火灾等事故引起的裂缝。3、由地震等偶然荷载引起的结构开裂。二、非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。从国内外的研究资料以及大量的工程实践来看，非结构性裂缝在混凝土结构裂缝中占了绝大多数，约为80%，其形成原因比较复

9、杂，以收缩裂缝为主导，工程中比较常见的非结构性裂缝有收缩裂缝、温度裂缝和沉降裂缝。1、收缩裂缝收缩裂缝是由湿度变化引起的，它是混凝土非结构性裂缝中的主要部分。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。2、温度裂缝混凝土受温度变化产生热胀冷缩，如果混凝土内外温差或季节气温变化过大，在混凝土结构内部产生温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，这种裂缝为温度裂缝。温度裂缝常出现在我国北方地区的建筑物中。3、沉降裂缝地基基础承载上部结构的荷载作用，当地基基础承载力不均匀

10、或地基承载力均匀但建筑物建成后各不同部位荷载差异较大，导致地基产生不均匀沉降，这种不均匀沉降在结构内部产生拉应力及剪应力，当这种拉应力及剪应力超过结构自身的抗拉及抗剪强度时，结构就会在最薄弱的部位产生裂缝，称为沉降裂缝。这种裂缝多为贯穿的，其位置与沉降方向一致。 2.1.2 按裂缝产生的时间分类根据混凝土裂缝产生的时间划分，可将裂缝分为施工期间出现的裂缝和使用期间出现的裂缝。一、施工期间出现的裂缝1、塑性收缩裂缝大多发生在混凝土初凝后、终凝前。此裂缝多产生于新浇筑的混凝土结构表面，形状规则且长短不一，互不连贯，裂缝较浅。在环境气温高、风速大，气候干燥的情况下易于出现。2、沉降收缩裂缝沉降收缩裂

11、缝多在混凝土浇筑后产生，硬化后停止。多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上出现，或在预埋件的附近周围出现。裂缝呈菱形，宽度14mm，深度不大，一般延伸至钢筋上表面为止。3、干燥收缩裂缝这类裂缝一般在混凝土浇注后一段时间出现，严重时该裂缝会由表及里，由小到大逐步向结构内部发展，形成贯穿裂缝，一般在薄壁混凝土结构中常出现。4、温度裂缝多发生在混凝土浇注后的硬化过程中，裂缝宽度受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较细。5、其他一些施工原因产生的裂缝，如混凝土搅拌、运输、浇注、振捣等工序的疏漏缺陷导致的裂缝，以及模板构造不当、拆模时间过早或方法不当，现场建材的堆放和钢筋绑扎不当，水电预埋管细部处理不当等

12、都可能产生混凝土裂缝。二、使用期间出现的裂缝1、钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝钢筋表面出现锈斑、锈片后进一步发展成整个钢筋表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂，最后表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋裂缝，混凝土脱离。2、盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起的裂缝盐碱类介质及酸性侵蚀气、液体等引起了混凝土的PH值发生变化，导致了钢筋锈蚀，最终导致混凝土产生裂缝。3、冻融循环造成的裂缝受冻混凝土内部水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时，使结构出现裂缝。混凝土表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现，形成了冻融循环。冻融的反复作用，使得混凝土结构出现裂缝，造成建筑构造的严重破坏。4

13、、碱骨料反应引起的裂缝混凝土骨料石子中的活性二氧化硅（SiO2），如白云质石灰岩等，与水泥中过量的碱发生的化学反应，称为碱骨料反应。这种反应一般在水泥混凝土硬化后进行，反应生成膨胀性的碱性硅酸盐或碳酸盐，导致混凝土体积膨胀，使混凝土产生裂纹并破坏。2.1.3 按裂缝的形状分类混凝土结构中的裂缝按形状可分为： （1）纵向裂缝，多数平行于混凝土构件底面，顺筋分布，主要是由钢筋锈蚀作用引的。（2）横向裂缝，垂直于构件底面，主要是由荷载作用、温差作用引起的。（3）剪切裂缝，主要是由于竖向荷载或震动位移引起的。（4）斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝，常见于混凝土墙体和混凝土梁，主要因地基的不均匀沉降以及温

14、差作用引起。 （5）X形裂缝，常见于框架梁、柱的端头以及墙面上，由于瞬间的机械撞击作用或者震动荷载作用引起。 （6）各种不规则裂缝，如反复冻融或火灾等引起的裂缝。有直缝及不规则形状裂缝，此种裂缝中间宽并且贯通，两头深度较浅，多发生于混凝土楼板。此外，还有因混凝土搅拌或运输时间过长引起的网状裂缝，现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。2.1.4 按裂缝的发展状态分类根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势，可分为：1、稳定裂缝。主要包括两类：一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝，常见于一些新建的防水工程中，这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合，析出Ca（OH）2晶体且部分C

15、a（OH）2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶，两者形成的凝胶物质将胶合使裂缝封闭，从而渗漏停止，裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝，如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。2、不稳定裂缝。这种裂缝将产生不稳定性的扩展，影响结构物的持久使用，应视其扩展部位，采取相应的措施。就这两种裂缝而言，不稳定裂缝对工程结构安全的危害更大。2.2 混凝土裂缝的产生原因如前所述，混凝土裂缝的形式是多种多样的，产生的原因也非常复杂，而非结构性裂缝约占混凝土结构裂缝的80左右，是混凝土结构中的主要裂缝和常见裂缝，下面将对几种主要的非结构性裂缝的产生原因进行详细分析。2.2.1

16、收缩裂缝的产生原因分析收缩裂缝是由湿度变化引起的，它占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。混凝土是以水泥为主要胶结材料，以天然砂、石为骨料加水拌合，经过浇注成型、凝结硬化形成的人工石材。在施工中，为保证其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多45倍的水。多出的这些水分以游离态形式存在，并在硬化过程中逐步蒸发，从而在混凝土内部形成大量毛细孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土体积收缩。此外，混凝土硬化过程中水化作用和碳化作用也会引起混凝土体积收缩。根据有关试验测定，混凝土最终收缩量约为0.040.06。可见，收缩是混凝土固有的物理特性，一般来说，水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越

17、大，则其收缩值越大，也越易产生收缩裂缝。根据收缩裂缝的形成机理与形成时间的不同，工程中常见的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和干燥收缩裂缝三类，此外，还有自身收缩（化学减缩）裂缝和碳化收缩裂缝。（1）塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝多产生于新浇混凝土表面，大多产生于混凝土初凝后、终凝前。混凝土表面水分蒸发速度超过其内部初、终凝硬化的速度，致使混凝土表面收缩，这种收缩受到结构构件和下层配筋约束会使混凝土产生浅层开裂，有时还有收缩与压缩的叠加。裂缝多呈外宽内窄，常见为不规则的多边形或与钢筋方向相互平行，一般自表面开始，有些也可发展成贯穿裂缝。在环境气温高、风速大，气候干燥的情况下易于出现。高性能混

18、凝土特别容易产生这种裂缝。主要成因分析：混凝土浇注后未及时覆盖，表面水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土强度极低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂；水泥用量过多，或使用过量粉砂，或混凝土水灰比过大；使用有渗透性的柔性模板，模板、垫层过于干燥，吸水大；振捣不足。（2）干燥收缩裂缝这类裂缝一般在混凝土浇注一段时间后出现，裂缝多为表面性的，宽度较细，多在0.050.2mm。走向纵横交错，没有规律性。但薄壁混凝土结构中，多沿结构的短方向分布；此外在结构变截面处以及大体积混凝土的平面部位较多见。严重时裂缝会由表及里，由小到大逐步向深部发展，形成贯穿裂缝。主要成因分析：混凝土浇注后养护不当，表面水

19、分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受内部混凝土约束出现拉应力，引起混凝土表面开裂；混凝土连续长度较长，整体收缩大；混凝土级配中砂石含泥量大，收缩大，抗拉强度低；混凝土过度振捣，表面形成水泥含量较多的砂浆层，收缩增大。（3）自身收缩裂缝在常温下混凝土构件与环境不发生任何水分交换时所产生的收缩裂缝，自收缩裂缝在高水灰比（W/C0.45）的混凝土中较少，但当水灰比小于0.3时则很常见，其收缩量甚至达到总收缩量的50。主要成因分析：这与高粘结材料在水泥灰浆基体中产生较多细小的收缩孔有关，是由于持续的水化消耗了毛细孔的水造成自身收缩坍塌所致。（4）碳化收缩裂缝这类裂缝在结

20、构表面出现，呈花纹状，无规律性，裂缝一般较浅，深度为16mm，裂缝宽度为0.050.2mm，多发生在混凝土浇注完成后数月或更长时间。主要成因分析：混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积收缩，受到结构内部未碳化混凝土的约束而导致表面发生龟裂。2.2.2 温度裂缝的产生原因分析温度裂缝是由于混凝土内外温差或季节气温变化过大而形成的。表面温度裂缝走向无一定规律性，大面积结构温度裂缝常纵横交错。表面温度裂缝常发生在施工期间，宽度受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。主要成因分析：表面温度裂缝多由温差较大引起。特别是大体积混凝土基础浇注后，在硬化期间，水泥放出大量水化热，内

21、部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，当温度产生非均匀的降温差时，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，此时表面受到内部混凝土的约束，将产生较大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析沉陷裂缝多属进深或贯穿性裂缝，走向与基础沉陷情况有关，可能出现在结构的上部或下部，一般与地面垂直。较大的贯穿性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小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例。主要成因分析：结构、构件下面的地基软硬不均，或者存在松软土，未经夯实和必要的加固处理，混凝土浇注后，地基局部产生不均匀沉降而引起裂缝；结构各

22、部荷载悬殊，未作必要的加强处理，混凝土浇注后因地基受力不均，产生不均匀下沉，造成结构应力集中而导致裂缝；模板刚度不足，模板支撑不牢，支撑间距过大或支撑在松软土上，以及过早拆模，也常导致不均匀沉陷裂缝出现；冬季施工时模板支架支承在冻土层上，若上部结构未达到规定强度，地层化冻下沉，使结构下垂或产生裂缝。3 混凝土裂缝的预防措施及处理技术由于裂缝的产生原因各不相同，有单一因素、也有多种因素综合影响。我们需要在设计阶段和施工阶段，采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展。下面首先阐述混凝土结构中几种常见裂缝的预防措施。3.1 混凝土结构裂缝的预防措施3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施1、设计方面

23、预防措施目前设计措施主要包括施工缝和后浇带以及合理利用混凝土后期强度以减少水泥用量。施工缝和后浇带主要是将长、大结构混凝土分段浇筑，减小其收缩长度和约束长度，同时可以利用已浇筑的层面进行散热，降低混凝土的内部温度。2、施工方面预防措施如何做好施工是减少和避免干缩及塑性收缩裂缝形成的重要因素，在施工中应注意的问题有：（1）严格按设计配合比施工，控制水泥用量和单位用水量，不得在浇筑过程中随意向混凝土中加水。在满足施工条件的基础上，减少混凝土的坍落度，从而减少干燥收缩和塑性收缩裂缝。（2）振捣混凝土时间要适当，不能过短或过长。振捣时间过短，则混凝土的密实度不够；振捣时间过长，则粗骨料会下沉造成结构上

24、表面砂浆富集，这时如果在没有粗骨料约束的情况下，就极易产生塑性收缩裂缝。（3）做好温控工作。一般要求混凝土浇筑时气温不得大于30，夏天可以放宽到35，混凝土内部温度不宜超过60，最高不得大于65，且混凝土内外温差不宜超过20，同时还可以采取一些比较合理的降温措施，例如可以采取对骨料进行预冷、在混凝土内部埋设冷却水管、选用低热水泥及施工时合理分层分块等措施。（4）做好混凝土的养护工作，防止水分散失。保证良好的养护，最大限度的防止水分散失极为重要。保水最有效的措施是在混凝土浇筑后覆盖塑料薄膜或喷洒养护。二次抹压技术也是很好的方法。其做法是在混凝土初凝时间用水抹子在混凝土表面再全部抹压一遍，等终凝后

25、洒水养护并覆盖塑料膜保持湿润。这种方法能及时消除混凝土表面因塑性收缩而产生的微小裂缝，并使泌水孔道封闭，从而有效减少以后收缩裂缝的产生。3.1.2 温度裂缝的预防措施为了防止温度裂缝，可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。（1）控制温度的措施如下：采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；夏季浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理的拆模时间，气温骤降进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构

26、，在冬季采取保温措施；（2）改善约束条件的措施是：合理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。3.1.3 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施1、沉陷裂纹预防措施（1）对软硬地基、松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。（2）模板应支撑牢固，保证整个支撑系统有足够的承载力和刚度，并使地基受力均匀，拆模时间不能过早，应按规定执行。（3）结构各部分荷载悬殊的结构，适当增设构造钢筋，以避免不均匀下沉，造成应力集中而出现裂缝。（4）施工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。（5）模板支架一般不应支承在冻胀性土层上，如确实不可避免，则应加垫板，做好排

27、水，覆盖好保温材料。2、化学反应裂缝预防措施（1）冬季施工混凝土中掺加氯化物量应严格控制在允许的范围内，并掺加适量阻锈剂；氯离子含量应控制在砂重的0.02%以内，硫化物及硫酸盐含量应控制在砂重的0.5%以内；在钢筋混凝土结构中严禁用海水拌制混凝土；适当增厚保护层或对钢筋涂防腐蚀涂料，对混凝土加密封外罩;混凝土采用级配良好的石子，使用低水灰比，加强振捣，以降低渗透率，阻止电腐蚀作用。（2）采用含铝酸三钙少的水泥，或掺加火山灰掺料，以减轻硫酸盐或镁盐对水泥的作用;或对混凝土表面进行防腐，以阻止对混凝土的侵蚀;避免采用含硫酸盐或镁盐的水拌制混凝土。（3）防止采用含活性氧化硅的骨料配制混凝土，或采用低

28、碱性水泥和掺加火山灰的水泥配制混凝土，降低碱化物质和活性硅的比例，以控制化学反应的产生。（4）加强水泥的检验，防止使用含游离氧化钙多的水泥配制混凝土，或经处理后使用。3、钢筋锈蚀引起的裂缝预防措施（1）提高混凝土的密实度，降低混凝土的孔隙率外界的有害物质通过混凝土内部的空隙，渗入到混凝土内，最后到达钢筋表面，破坏钢筋表面，破坏钢筋钝化膜，引起钢筋锈蚀。因此，为阻止外界有害物质倾入混凝土内而使钢筋锈蚀，就要提高混凝土的密实度。提高混凝土密实度有如下措施：保证混凝土的施工质量：首先选用级配良好的集料，控制材料的含泥量。其次混凝土要采用机械搅拌及机械振捣，保证混凝土搅拌均匀振捣密实。还要防止混凝土在

29、运输和浇筑过程中产生离析现象。最后要做好混凝土的养护，保证混凝土达到设计强度要求。掺入高效减水剂：在保证混凝土拌合物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减低水灰比，使混凝土的总孔隙率，特别是毛细管孔隙大幅降低。掺入高效活性矿物掺料：普通混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，是影响混凝土耐久性的一个因素。在普通混凝土中掺入活性矿物，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成，消除游离石灰，是使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路径。（2）控制混凝土裂缝，尽量避免有害物质的出现防止氯离子的侵蚀氯离子的侵入是钢筋锈蚀的主要因素。氯离子进入混凝土有两种途径。其一是混入，其二是渗入。（3）为防止氯离子的

30、侵入，采取的主要措施有：控制原材料中氯离子的含量。提高混凝土的保护层厚度。混凝土表面涂层。钢筋表面涂刷防腐涂料。掺加钢筋阻锈剂。3.2 混凝土结构裂缝的处理技术混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂缝的防治重点在于“防”，尽可能最大程度的减少混凝土结构裂缝的产生，而不在于“治”。在采取了上述综合性控制措施后，由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些裂缝发生后，必须先查明裂缝产生的原因，辨明裂缝的类型，才能正确的选择处理方法。裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我

31、们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：表面封闭法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法，混凝土置换法等等。3.2.1 表面封闭法表面封闭法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常有表面涂抹和表面补贴法。其主要施工方法如下：1、表面涂抹水泥砂浆。将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿深进裂缝凿成凹槽，扫除并洒水湿润，先刷水泥净浆1层，然后用水泥砂浆涂抹，并用铁抹压密抹光。

32、 2、表面涂抹环氧胶泥。用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮湿，应用喷灯烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好，若基层难以干燥，则用环氧煤焦油胶泥（涂料）涂抹。3、表面涂刷油漆、沥青。涂刷前，混凝土表面应干燥。4、表面凿槽嵌补。沿混凝土裂缝凿一条V形或U形深槽，V形槽用于一般裂缝的治理，U形槽用于渗水裂缝的治理。槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氧乙烯胶泥、沥青油膏等，表面作砂浆保护层。3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法1、灌浆法灌浆法一般用于大体积混凝土结构的修补，主要施工程序是钻孔、冲洗、止浆、堵漏、埋管、试水、灌浆。（1）钻孔孔距一般为1m1.5m，钻孔轴

33、线与裂缝呈304斜角，孔深应穿过裂缝面0.5m以上，当有两排或两排以上的孔时，宜交错或呈梅花形布置； （2）冲洗在钻孔完毕后进行，其顺序按竖向排列自上而下逐孔冲洗；（3）止浆及堵缝是缝面冲洗干净后，在裂缝表面用水泥砂浆（或环氧胶泥）涂抹；（4）埋管安装前应在外壁裹上旧棉絮并用麻丝缠紧，然后旋入孔中，孔口管壁周围的孔隙用旧棉絮或其他材料塞紧，并用水泥砂浆或硫酸砂浆封堵，防止冒浆或灌浆管从孔口脱出；（5）试水是用0.098MPa0.196MPa压力水作渗水试验，采用灌浆孔压水、排气孔排水的方法，检查裂缝和管路畅通情况，然后关闭排气孔，检查止浆堵漏效果，并湿润缝面，以利于粘结；（6）灌浆应采用425

34、号以上的普通水泥，灌浆压力一般为0.294MPa0.491MPa，压浆完毕时浆孔内应充满灰浆，并填入湿净砂，用棒捣实，每条裂缝应按压浆顺序依次进行，当出现大量渗漏情况时，应立即停止泵堵漏，然后继续压浆。化学灌浆能控制凝结时间，有较高粘结强度和一定的弹性恢复力，结构整体性效果好，适用于各种情况下裂缝修补及堵漏、防渗处理。灌浆材料应根据裂缝性质、裂缝宽度和干燥情况选用。常用的灌浆材料有环氧树脂浆液（能修补缝宽0.2mm以下的干燥裂缝）、甲凝（能灌0.03m0.1mm的干燥细微裂缝）、丙凝（用于堵水、止漏及渗水裂缝的修补，能灌0.1mm以下的细裂缝）等，环氧树脂浆液具有粘结强度高、施工操作方便、成本

35、低等有点，应用最广。2、嵌缝封堵法嵌缝封堵法适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝，如墩台或路面混凝土的裂缝。工序为：开槽涂刷界面处理浆压抹聚合物砂浆养护。先用凿子和扁铲沿裂缝开槽，槽深和宽约35cm，呈U型，用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，在界面处理浆尚未硬化之前，将拌制好的聚合物水泥砂浆用抹刀压入槽中，压实抹平。在养护时不需要浇水，在湿空气中即可，养护期间不得淋雨、日晒或风吹，最好覆盖一层塑料薄膜。3.2.3 结构加固法及混凝土置换法当裂缝影响到混凝土结构的功能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。1、结构加固方法有以下几种：（1）加大截面加固法。即采取增大混凝土构件

36、的截面面积，以提高其承载能力和满足正常使用的一种加固方法，广泛用于钢筋混凝土板、梁、柱构件的加固。采用加大截面加固钢筋混凝土构件时，必须按照混凝土结构设计规范的基本规定并考虑新混凝土与原结构构件协同工作，对加固构件承载力进行计算并满足构造要求。当用混凝土围套进行加固时，应设置封闭箍筋；当用单侧或双侧加固时，应设置U形箍筋。加固施工时，在受力钢筋施焊前应采取卸荷或支顶措施，将原构件表面凿毛或打成深度不小于6mm，间距不大于200mm的沟槽，并将原有混凝土表面冲洗干净，浇注混凝土前刷水泥浆等界面剂，以利新旧混凝土的粘结。（2） 外包钢加固法。即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法。适用于不允许增大混

37、凝土截面尺寸，而又需要大幅度提高承载力的混凝土构件的加固。钢筋混凝土梁柱外包型钢加固，当以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方法粘结时，称为湿式外包钢加固，其承载力应按照混凝土结构设计规范的规定进行计算；钢筋混凝土柱采用外包型钢加固，当型钢与原柱间无任何连结，或虽填塞有水泥砂浆仍不能确保结合面剪力有效传递时，称为干式外包钢加固，其外包钢构架各杆件的承载力应按钢结构设计规范的规定进行计算，干式外包钢加固柱的总承载力为钢构架承载力与原混凝土柱承载力之和。采用外包钢加固时，应同时满足构造规定。（3）预应力加固法。即采用外加预应力的钢拉杆（分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆三种）或撑杆，对混凝土结构进

38、行加固的方法。采用预应力拉杆加固时，其预加应力的施工方法宜根据工程条件和需加预应力的大小选定。预应力较大时宜用机张法或电热法；预应力较小（在15KN 以下），则宜用横向张拉法。其构造是通过设置在梁两端的钢板托套锚固预应力拉杆，用设在梁底跨中的拉紧螺栓（直径不小于16mm）沿横向张紧钢拉杆建立预应力。预应力撑杆所用角钢的截面不应小于5Omm5Omm5mm，缀板厚度不得小于6mm，其宽度不得小于8Omm， 拉紧螺栓的直径不小于16mm，施工时通过拧紧在弯折处的拉紧螺栓（即横向张拉）建立预应力。（4）改变结构传力途径加固法。主要有增设支点法：该法是以减小结构的计算跨度和变形，提高其承载力的加固方法。

39、按支撑结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。刚性支点法是通过支撑构件的轴心受力将荷载直接传给基础或其他承重结构的一种加固方法。弹性支点法是以支撑结构的受弯或桁架作用来间接传递荷载的一种加固方法。（5）粘钢加固法。粘钢加固是用粘结剂（建筑结构胶）将钢板粘贴到构件需要加固的部位，以提高混凝土构件承载力的一种加固方法。粘钢加固的设计计算可按照现行国家标准混凝土结构设计规范规定进行。粘钢加固法适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件，其混凝土强度等级不应低于C15。该加固法以环境温度不超过60，相对湿度不大于70及无化学腐蚀的使用条件为限。加固用钢板以3号钢或16号锰钢为宜，其厚度以26mm为宜。粘

40、结钢板所用的粘结剂为JGN胶。粘钢加固施工的流程为：被粘混凝土和钢板表面处理对加固构件卸荷，同时配制粘结剂在混凝土表面和钢板表面涂胶粘贴用支撑固定或用夹具加压固化卸支撑、检验粉刷水泥砂浆保护。（6）碳纤维布加固法。碳纤维布加固是用粘贴树脂将碳纤维布粘贴到混凝土构件的相关部位，结构加固用的粘贴树脂通常选用环氧基类，该类树脂的力学性能指标可满足使用要求，耐久性好，长期受力性能优良，易于施工。碳纤维布加固施工的流程为：混凝土构件表面处理（清洗、打磨、修补）涂敷基底树脂并用腻子找平构件表面涂树脂铺贴碳纤维布涂表面树脂层。2、混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏

41、的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。（1）施工工艺流程现场勘察-搭设安全支撑及工作平台-卸荷-剔除局部混凝土-原钢筋除锈-支模-截面处理-浇筑高一标号混凝土-养护-拆模-施工质量检验。（2）施工注意事项和技术措施严格控制粗细骨料含泥量，当达不到规范要求是应用高压水冲洗干净。混凝土搅拌投料顺序：每种材料均应准确称量，先将细骨料、水泥和膨胀剂搅拌均匀，再加水，后掺粗骨料并搅拌均匀，搅拌时间比普通混凝土长60S左右，直到均匀。现场混凝土搅拌容器应不漏浆。 混凝土入模前应保证未离析、分层，且模板内无积水。 灌料应从一侧开始，至另一侧溢出为止，不得从四周同时进行灌料。灌料开始后，必须连续进行

42、，并尽可能缩短灌料时间，在一小时内完成为最佳。灌料过程中用板条插捣，辅助加速倒流。必要时可用振动棒稍作振捣。当混凝土灌完30后，应返回检查，看混凝土是否有下沉等现象，如有应及时采取措施。 混凝土养护时间不得少于14天，特别是前3天的养护。4 工程实例分析一、裂缝种类及产生原因某客运专线照镜山隧道二衬施工中因养护或拆模时间过早等原因，造成衬砌混凝土表面出现了缝宽0.30.75mm的非受力裂缝，属于温度裂缝。二、处理方案按照照镜山隧道裂缝缺陷处理方案评审会议纪要要求，结合设计单位关于照镜山隧道水沟电缆槽裂缝处理建议意见的函建议处理措施，为使混凝土结构物恢复原有功能，采用铁道科学研究院研制成的TK型

43、注缝胶、ZV型混凝土修补胶等材料及低压注浆法技术对混凝土裂缝进行修补，修补方案如下： 1、适用范围适用于宽度大于0.2mm的混凝土裂缝修补。2、材料和机具TK型注缝胶；TZ型封缝胶和封缝粉：按一定比例可配制粘咀用浆和封缝用浆用于粘贴注浆咀和封闭裂缝。表1为粘咀用浆和封缝用浆参考配比： 表1 粘咀用浆和封缝用浆配合比粘咀用浆封缝胶:封缝粉1:1.52.5封缝用浆封缝胶:封缝粉1:11.5T型弹力补缝器：低压注浆修补裂缝的专用器具。TQ型注浆咀。3、修补工艺低压注浆法修补混凝土裂缝的工序如下：裂缝清理粘贴注浆咀和封闭裂缝试漏配制注浆液压力注浆二次注浆清理表面。（1）裂缝清理：缝中如被泥土粉尘堵塞，

44、可用小型工业吸尘器吸出。沿裂缝两边约5cm的混凝土表面要用湿布擦去尘土，但要注意缝中不得进水。（2）粘贴注浆咀和封闭裂缝：TQ型注浆咀宜用粘咀用浆骑缝粘贴，注浆咀的间距与裂缝宽度有关，其间距参考表2。当裂缝数量较多时，具体作法如下。首先，在预计要贴咀的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛制将封缝用浆沿裂缝来回涂刷，使裂缝封闭。大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝。然后，用粘咀用浆将注浆咀在预留的小缝处骑缝粘上，整个底座都要用粘咀用浆包严，固化后周边可能有裂口，必须反复用封缝用浆补上，以免注浆时漏浆。 表2 注浆咀间距参考表裂缝宽度(mm)0.20.30.30.50.5113注浆咀间距(cm)102

45、0 2030304040（3）试漏：试漏要逐条裂缝进行。每条连通的裂缝，先将注浆咀用铝铆钉堵上，留一个咀用补缝器压气，在封闭的裂缝上涂肥皂水进行试漏。（4）配制注浆液：注浆操作一般在粘咀的第二天进行，气温在30以上时，半天时间就可注浆。注浆前先配注浆液，在塑料杯中分别倒入TK型注缝胶甲液和乙液，按重量比甲液:乙液2:1混合均匀备用。（5）注浆：用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉，将补缝器移到相邻注浆咀重复注浆。垂直缝，一般由下往上注浆，水平缝，从一端向另一端逐个注浆。如果裂缝较细时，可以使用补缝器上

46、的弹力装置对注浆液自动加压，此时，一个人可以同时照看若干个补缝器。（6）二次注浆：为了保证浆液充满，在注浆后约半小时，可以对每个注浆咀再次补浆。三、处理效果建设单位、铁路工务段、监理、设计及施工单位对照镜山隧道二衬裂缝处理情况进行了现场查看，裂缝已经封闭，处理后的混凝土外观与邻近混凝土表观较接近，处理效果达到预期要求。下面为照镜山隧道二衬裂缝处理过程和效果现场照片：裂缝处理过程照片裂缝处理注浆结束效果图5 结论与展望裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会影响结构物的表观质量，严重的会降低工程的使用寿命并危及行车安全，但通过以上对铁路隧道二衬裂缝的形式、成因、防治手段的分析可知，只要严格按照有关的设计和施工规范精心设计和严格施工，可大大减少二衬表面裂缝产生的可能性，提高隧道衬砌的质量。我们仍需结合施工环境、施工工艺对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，研究出更有效的措施预防各类混凝土结构裂缝，确保建筑物结构安全并满足使用功能。参考文献1蒋杰锋.浅析混凝土桥梁裂缝产生的原因与处理办法J. 铁道勘测与设计，200