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：YJS-401灌浆树脂、YJS-400封缝胶、YJS-自动压力灌浆器及配件。

　　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：YJS-401灌浆树脂、YJS-400封缝胶、YJS-自动压力灌浆器及配件、YJS-601碳纤维浸润胶、YJS碳纤维布。

　　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：RMO补缝胶浆、EC2000聚合物防水灰浆。

　　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%

　　C30以下不大于5%

　　石子C30或C30以上不大于1%

　　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：RMO补缝胶浆、ECM环氧修补砂浆、RC聚合物加固砂浆、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：CGM高强无收缩灌浆料、HGM100无收缩环氧灌浆料、RMO补缝胶浆、ECM环氧修补砂浆、RC聚合物加固砂浆、EC2000聚合物修补砂浆、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。

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

　　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：YJS-401灌浆树脂、YJS-400封缝胶、YJS-自动压力灌浆器及配件。

　　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：YJS-501环氧粘钢胶、YJS-502植筋锚固胶、YJS-503灌注粘钢胶、YJS-601碳纤维浸润胶、CGM高强无收缩灌浆料、HGM100无收缩环氧灌浆料、RMO补缝胶浆、ECM环氧修补砂浆、RC聚合物加固砂浆、EC2000聚合物修补砂浆、J-302混凝土再浇剂。