混凝土开裂的原因及对策，说清楚了
01
荷载惹起的裂痕
混凝土在常规静、动荷载及次应力下产生的裂痕称荷载裂痕，归结起来主要有直接应力裂痕、次应力裂痕两种。直接应力裂痕是指外荷载惹起的直接应力产生的裂痕, 次应力裂痕是指由外荷载惹起的次生应力产生裂痕。
荷载裂痕特征依荷载不同而异呈现不同的特性。这类裂痕多呈现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必需指出，假如受压区呈现起皮或有沿受压方向的短裂痕，常常是构造到达承载力极限的标志，是构造毁坏的先兆，其缘由常常是截面尺寸偏小。
02
温度变化惹起的裂痕
混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或构造内部温度发作变化，混凝土将发作变形，若变形遭到约束，则在构造内将产生应力，当应力超越混凝土抗拉强度时即产生温度裂痕。在某些大跨径桥梁中，温度应力能够到达以至超出活载应力。温度裂痕区别其它裂痕最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
03
收缩惹起的裂痕
在实践工程中，混凝土因收缩所惹起的裂痕是最常见的。在混凝土收缩品种中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发作混凝土体积变形的主要缘由，另外还有自生收缩和炭化收缩。
塑性收缩
，发作在施工过程中、混凝土浇筑后4~5h左右，此时水泥水化反响剧烈，分子链逐步构成，呈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，因而时混凝土尚未硬化，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遭到钢筋阻挠，便构成沿钢筋方向的裂痕。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不平均将发作外表的顺腹板方向裂痕。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，防止过长时间的搅拌，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，随着表层水分逐渐蒸发，湿度逐渐降低，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，因而产生外表收缩大、内部收减少的不平均收缩，外表收缩变形遭到内部混凝土的约束，致使外表混凝土接受拉力，当外表混凝土接受拉力超越其抗拉强度时，便产生收缩裂痕。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(超越3%)，钢筋对混凝土收缩的约束比拟明显，混凝土外表容易呈现龟裂裂纹。
自生收缩
，自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发作水化反响，这种收缩与外界湿度无关，且能够是正的(即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土)，也能够是负的(即收缩，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作化学反响惹起的收缩变形。炭化收缩只要在湿度50%左右才干发作，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩普通不做计算。
大局部属外表裂痕，裂痕宽度较细，且纵横交织，成龟裂状，外形没有任何规律
混凝土收缩裂痕的特性是。
04
地根底变形惹起的裂痕
由于根底竖向不平均沉降或程度方向位移，使构造中产生附加应力，超出混凝土构造的抗拉才能，招致构造开裂。
05
钢筋锈蚀惹起的裂痕
由于混凝土质量较差或维护层厚度缺乏，混凝土维护层受二氧化碳腐蚀炭化至钢筋外表，使钢筋四周混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋四周氯离子含量较高，均可惹起钢筋外表氧化膜毁坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发作锈蚀反响，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2~4倍，从而对四周混凝土产生收缩应力，招致维护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂痕，并有锈迹渗到混凝土外表。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，构造承载力降落，并将诱发其它方式的裂痕，加剧钢筋锈蚀，招致构造毁坏。
要避免钢筋锈蚀，设计时应依据标准请求控制裂痕宽度、采用足够的维护层厚度(当然维护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂痕宽度);施工时应控制混凝土的水灰比，增强振捣，保证混凝土的密实性，避免氧气侵入，同时严厉控制含氯盐的外加剂用量，沿海地域或其它存在腐蚀性强的空气、公开水地域特别应谨慎。
06
冻胀惹起的裂痕
大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土呈现冰冻，游离的水转变成冰，体积收缩9%，因此混凝土产生收缩应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水(结冰温度在-78℃以下)在微观构造中迁移和重散布惹起浸透压，使混凝土中收缩力加大，混凝土强度降低，并招致裂痕呈现。特别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作沿管道方向的冻胀裂痕。
07
施工资料质量惹起的裂痕
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用资料质量不合格，可能招致构造呈现裂痕。
08
施工工艺质量惹起的裂痕
在混凝土构造浇筑、构件制造、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、程度的、外表的、深进的和贯串的各种裂痕，特别是细长薄壁构造更容易呈现。裂痕呈现的部位和走向、裂痕宽度因产生的缘由而异。
普通混凝土裂痕的处置办法
1、外表修复
常用的办法有压实抹平，涂抹环氧粘结剂，喷涂水泥砂浆或细石混凝土，压抹环氧胶泥，环氧树脂粘贴下班丝布，增加整面子层，钢锚栓缝合等。
外表涂抹和外表补助法外表涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂痕，深度未到达钢筋外表的发丝裂痕，不漏水的缝，不伸缩的裂痕以及不再活动的裂痕。外表补助(土工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易肯定详细漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
2、部分修复法
常用的办法有充填法、预应力法,局部凿除重新浇筑混凝土等。
用修补资料直接填充裂痕，普通用来修补较宽的裂痕，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂痕、或是裂痕中有充填物，用灌浆法很难到达效果的裂痕、以及小范围裂痕的简易处置可采取开V型槽，然后作填充处置。
3、水泥压力灌浆法
适用于补缀宽度≥0.5mm的稳定裂痕。
此法应用范围广，从细微裂痕到大裂痕均可适用，处置效果好。应用压送设备(压力0.2~0.4MPa)将补缝浆液注入砼裂隙，到达闭塞的目的，该办法属传统办法，效果很好。也可应用弹性补缝器将注缝胶注入裂痕，不用电力，非常便当效果也很理想。
4、化学灌浆
可灌入缝宽≥0.05mm的裂痕。
5、减少构造内力
常用的办法有卸荷或控制荷载，设置卸荷构造，增设支点或支撑。改简支梁为连续梁等。
6、构造补强
常用的办法有增加钢筋，加厚板，外包钢筋混凝土，外包钢，粘贴钢板，预应力补强体系等。
因超荷载产生的裂痕、裂痕长时间不处置招致的混凝土耐久性降低、火灾形成的裂痕等影响构造强度可采取构造补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂痕处置效果的检查包括修补资料实验;钻心取样实验;压水实验;压气实验等。
7、改动构造计划，增强整体刚度
例如：框架裂痕采用增设隔板深梁法处置。
8、混凝土置换法
混凝土置换法是处置严重损坏混凝土的一种有效办法，此办法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他资料。常用的置换资料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
9、电化学防护法
电化学防腐是应用施加电场在介质中的电化学作用，改动混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以到达防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性恢复法是化学防护法中常用而有效的三种办法。这种办法的优点是防护办法受环境要素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂构造也可用于新建构造。
10、仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂痕处置办法，它模拟生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中参加某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部构成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土呈现裂痕时分泌出局部液芯纤维可使裂痕重新愈合。
11、其它办法
常用办法有撤除重做，改善构造运用条件，经过实验或剖析论证不作处置等。
大致积混凝土裂痕产生的缘由
大致积混凝土构造中，由于构造截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此构成的温度收缩应力是招致钢筋混凝土产生裂痕的主要缘由。这种裂痕有外表裂痕和贯穿裂痕两种。外表裂痕是由于混凝土外表和内部的散热条件不同，温度外低内高，构成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，外表产生拉应力，外表的拉应力超越混凝土抗拉强度而惹起的。
贯穿裂痕是由于大致积混凝土在强度开展到一定水平，混凝土逐步降温，这个降温差惹起的变形加上混凝土失水惹起的体积收缩变形，遭到地基和其他构造边境条件的约束时惹起的拉应力，超越混凝土抗拉强度时所可能产生的贯穿整个截面的裂痕。这两种裂痕不同水平上，都属有害裂痕。
高强度的混凝土早期收缩较大，这是由于高强混凝土中以30%~60%矿物细掺合料替代水泥，高效减水剂掺量为胶凝资料总量的1%~2%，水胶比为0.25~0.40，改善了混凝土的微观构造，给高强混凝土带来许多优秀特性，但其负面效应最突出的是混凝土收缩裂痕几率增加。高强混凝土的收缩，主要是枯燥收缩、温度收缩、塑性收缩、化学收缩和自收缩。
混凝土初现裂纹的时间能够作为判别裂纹缘由的参考：塑性收缩裂纹大约在浇筑后几小时到十几小时呈现;温度收缩裂纹大约在浇筑后2到10d呈现;自收缩主要发作在混凝土凝结硬化后的几天到几十天;枯燥收缩裂纹呈现在接近1年龄期内。
01
枯燥收缩
当混凝土在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水时，就会产生干缩，高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低，故干缩率也低。
02
塑性收缩
塑性收缩发作在混凝土硬化前的塑性阶段。高强混凝土的水胶比低，自在水分少，矿物细掺合料对水有更高的敏理性，高强混凝土根本不泌水，外表失水更快，所以高强混凝土塑性收缩比普通混凝土更容易产生。
03
自收缩
密闭的混凝土内部相对湿度随水泥水化的停顿而降低，称为自枯燥。自枯燥形成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因此惹起混凝土的自收缩。高强混凝土由于水胶比低，早期强度较快的开展，会使自在水耗费快，致使孔体系中相对湿度低于80%，而高强混凝土构造较密实，外界水很难渗入补充，招致混凝土产生自收缩。
高强混凝土的总收缩中，干缩和自收缩简直相等，水胶比越低，自收缩所占比例越大。与普通混凝土完整不同，普通混凝土以干缩为主，而高强混凝土以自收缩为主。
04
温度收缩
关于强度请求较高的混凝土，水泥用量相对较多，水化热大，温升速率也较大，普通可达35~40℃，加上初始温度可使最高温度超越70~80℃。普通混凝土的热收缩系数为10×10-6/℃，当温度降落20~25℃时形成的冷缩量为(2~2.5)×10-4，而混凝土的极限拉伸值只要1~1.5×10-4，因此冷缩常惹起混凝土开裂。
05
化学收缩
水泥水化后，固相体积增加，但水泥-水体系的绝对体积则减小，构成许多毛细孔缝，高强混凝土水胶比小，外掺矿物细掺合料，水化水平遭到限制，故高强混凝土的化学收缩量小于普通混凝土。
当混凝土发作收缩并遭到外部或内部约束时，就会产生拉应力，并有可能惹起开裂。关于高强混凝土固然有较高的抗拉强度，可是弹性模量也高，在相同收缩变形下，会惹起较高的拉应力，而由于高强混凝土的徐变才能低，应力松弛量较小，所以抗裂性能差。
大致积混凝土有害、无害裂痕判别规范
准绳上与核平安有关的钢筋混凝土不允许呈现裂痕，特别是反响堆厂房底板、平安壳筒身及穹顶、汽轮机厂房蜗壳泵等重要部位严禁产生裂痕，其他部位应尽可能控制裂痕的产生。但是由于各种缘由不可防止的产生各种裂痕，为了明白当混凝土呈现裂痕时如何判别其能否有害、无害?为此，福清核电各单位(业主、监理、工程公司、施工单位)经过认真研讨，肯定了混凝土裂痕判别规范：
1、无害裂痕：
δf≤0.3mm 深度h≤0.5H
δf≤0.2mm 贯串(自愈性)
1.0mm≥δf>0.3mm L≤0.1B
2、有害裂痕(满足下列条件之一)：
δf>0.3mm 纵深裂痕、 h>0.5H;
δf>0.2mm 贯串全截面;裂痕影响运用功用(有浸透、透气、透射线等请求，且满足其中之一即可);
δf>0.3mm 非贯串，可能惹起钢筋锈蚀裂痕;降低构造承载力的裂痕。
3、各符号的含义：
Δf——裂痕宽度 L——裂痕长度
h——裂痕深度 H——裂痕深度
B——沿裂痕长方向的构造宽度，如浇筑后的沉缩(塑性裂痕)
无害裂痕处置办法
1、二次压面法
关于新浇混凝土收缩裂痕，该裂痕多在新浇筑并暴露于空气中的构造构件外表呈现，有塑态收缩、沉降收缩、枯燥收缩、碳化收缩、凝结收缩等收缩裂痕，这种裂痕不深也不宽，处置办法如下：
1)如混凝土仍有塑性，可采取压抹一遍的办法，并增强养护。
2)如混凝土已硬化，可向裂痕内渗入水泥浆，然后用铁抹子抹平压实。
2、外表涂抹砂浆法
处置时将裂痕左近的混凝土外表凿毛或沿裂痕凿成深15~20mm宽100~200mm凹槽，扫净并洒水潮湿。先刷水泥净浆(业主批准适用的界面剂)一度，然后用1：1～2水泥砂浆分2～3层，涂抹总厚10～20mm压光。有渗漏水时，应用水泥净浆(厚2mm)和1：2.5水泥砂浆(厚4~5mm可惨入1%~3%于水泥重量的氯化铁防水剂)交替抹压4-5层，涂抹后3~4h停止掩盖并洒水养护。
3、外表涂抹环氧胶泥(或粘贴环氧玻璃布)法
涂抹前，将裂痕左近外表清洗洁净(油污应用丙酮或二甲苯擦洗净)、枯燥。较宽裂痕用环氧胶泥填塞，并将胶泥平均地涂刮压裂痕外表，宽80~100mm。基层枯燥有艰难时能够用环氧煤焦油胶泥。需求粘贴环氧玻璃布时，先将玻璃布脱钠、枯燥，视详细状况可作成一布二油(或二布三油，第二层布的四周应比下一层宽10～15mm)。
4、外表凿槽嵌补法
当裂痕稀少，但深度较深时，沿混凝土裂痕凿一条V型或U型槽，槽内外表应修理平整，清洗洁净，并坚持槽内枯燥。槽内嵌入刚性资料如水泥砂浆、环氧胶泥，或填灌柔性资料如聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等密封。密封资料嵌入前，先涂刷与嵌填资料混凝土性质的稀释涂料(外表可作砂浆维护层或不作维护层)，详细做法见图1。
图1 外表凿槽修补裂痕的处置办法
(a)普通裂痕处置
(b)渗水裂痕处置
(c)活动裂痕处置
(d)活动裂痕扩展后的状况：1—裂痕; 2—水泥砂浆或环氧胶泥; 3—聚氧乙烯; 4—1:2.5水泥砂浆或刚性防水五层做法;5—密封资料;6—隔离缓冲区;B—槽宽;δ—裂痕活动间隔
注：关于施工缝外表的裂痕，处置时可在与其衔接的施工段混凝土浇筑前，按外表凿槽嵌补法的请求在裂痕位置处凿V型或U型槽，该槽内不再填充其他填充物，由该衔接施工段浇筑的构造混凝土填充，以保证施工缝处混凝土。
5、外表贴条法
关于裂痕挪动范围不限于一个平面并有防水请求不便凿槽修补的活裂痕，可将一条具有柔性的聚丁橡胶密封条置于裂痕上面，用聚丁橡胶粘结剂将周边粘结于混凝土上(见图2)，使密封条中部能随裂痕活动而自在活动，长的裂痕可分段为粘结，分段为密封条的衔接采用聚丁橡胶粘贴搭接，搭接处上下压搓应切成斜面搭接，长度100mm。
图2 柔性密封带外表粘贴
1—裂痕 2—油毡或塑料隔离层;3—聚丁橡胶密封条;4—粘结剂
有害裂痕处置办法
1、水泥灌浆法
钻孔：采用风钻钻孔，孔距1~1.5m除浅孔采用骑缝孔外普通占孔轴线与裂痕呈30°~45°斜角(见图3),孔深应穿过裂痕面0.5m以上，当钻孔有两排或两排以上时，宜穿插或呈梅花形布置。
图3钻孔表示
1—裂痕，2—齐缝口，3—斜孔
冲洗：钻孔终了后，应用水冲洗，按竖向排列自上而下逐孔停止。
密封：缝面冲洗净后，在裂痕外表用1：1～2水泥砂浆或环氧胶泥涂抹。
埋管：普通用ø19~ø38的钢管作灌浆管(钢管上端加工丝扣)，装置前在钢管外壁用生胶带缠紧，然后旋入孔中，孔中管壁四周的空隙用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵，以防冒浆或灌浆管冲孔中脱出。
试压：用0.1~0.2MPa压力水作渗水实验，采取灌浆孔压水，排水孔排水的办法检查裂痕和管路畅通状况，然后关闭排气孔检查止浆堵漏效果，并潮湿缝面，以利粘结。
灌浆：合格的经设计批准运用的填缝用注射性水泥，水泥净将水灰比为0.4，灌浆压力0.3~0.5MPa。在整条裂痕处置终了后，孔内应充溢净浆，并填入净砂用棒捣实。
2、化学灌浆法
钻孔：采用风钻钻孔，孔距1-1.5m除浅孔采用骑缝孔外普通占孔轴线与裂痕呈30°~45°斜角(见图3),孔深应穿过裂痕面0.5m以上，当钻孔有两排或两排以上时，宜穿插或呈梅花形布置;
密封：缝面冲洗净后，在裂痕外表用1：1～2水泥砂浆或环氧胶泥涂抹。
埋管：普通用ø19~ø38的钢管作灌浆管(钢管上端加工丝扣)，装置前在钢管外壁用生胶带缠紧，然后旋入孔中，孔中管壁四周的空隙用水泥砂浆或硫磺砂浆封堵，以防冒浆或灌浆管冲孔中脱出。
试压：用0.2~0.3MPa紧缩空气停止压力实验;
灌浆：采用环氧树脂浆液停止灌浆。
