第一篇：銅拉深沖壓容易開裂原因淺析

銅合金分類與牌號普通黃銅的相組成及各相的特性 Cu-Zn 二元系相圖中的相有α、β、γ、δ、ε、η。黃銅 普通黃銅 37.5 32.5 36.8 α相：以銅為基的固溶體。α晶格常數隨鋅含量增加而增大，鋅在銅中的溶解度與一般合金相反，隨溫度降低而增加，在456℃時固溶度達最大值(39％Zn)；之后，鋅在銅中的溶解度隨溫度的降低而減少。含鋅25％左右合金，存在Cu 3 Zn化合物的兩種有序化轉變： 450℃左右：α無序固溶體→α l 有序固溶體 217℃左右：α l 有序固溶體→α 2 有序固溶體。α相塑性良好，可進行冷熱加工，并具有良好焊接性能。β相：以電子化合物CuZn為基的體心立方晶格固溶體。冷卻時：468～456℃，無序相β→成有序相β??。β??塑性低，硬而脆，冷加工困難，所以含有β??相的合金不適宜冷加工。但加熱到有序化溫度以上，β??→β后，又具有良好塑性。β相高溫塑性好，可進行熱加工。γ相：以電子化合物Cu 5 Zn 8 為基的復雜立方晶格固溶體。硬而脆，難以壓力加工，無法應用。工業用黃銅的鋅含量均小于46％，避免出現γ相。H70黃銅的鑄態組織及變形后退火組織按退火組織，工業用黃銅分為α黃銅和α+β兩相黃銅。w Zn ＜36％的α黃銅：H96～H65為單相α黃銅，α黃銅的鑄態組織中存在樹枝狀偏析，枝軸部分含銅較高，不易腐蝕；呈亮色，枝間部分含鋅較多，易腐蝕，故呈暗色。變形及再結晶退火后，得到等軸的α晶粒，而且出現很多退火孿晶，這是銅合金形變后退火組織的特點。H62雙相黃銅 退火 α 白 +β' 黑 α+β黃銅：36～46％Zn，如H62至H59。凝固時發生包晶反應形成β相，凝固后的合金為單相β組織；冷至α+β兩相區時，自β相中析出 α相，殘留的β相冷至有序轉變溫度時(456℃)，β 無序相轉變為β??有序相，室溫下合金為α+β??兩相組織。鑄態α+β??黃銅，α相呈亮色(因含鋅少，腐蝕淺), β??相呈黑色(因含鋅多，腐蝕深)。經變形和再結晶退火后，α相具有攣晶特征。普通黃銅性能變化與鋅含量的關系物理性能：普通黃銅密度隨w Zn 增加而下降，而線膨脹系數隨w Zn 增加而上升。電導率、熱導率在α區隨w Zn 增加而下降；w Zn ≥39％，合金中出現β，電導率又上升，w Zn 為50％時達峰值。力學性能：w Zn <30％時，隨w Zn 增加，Rm和A同時增大，對固溶強化的合金來說，這種情況是極少有的，w Zn 在30～32%時，A達最大值。之后，隨β??相的出現、增多，塑性急劇下降；Rm 則一直增加，并當w Zn ≈45％時，Rm 值達最大。w Zn ＞45％，α相全部消失，組織為硬脆的β??相，導致Rm急劇下降。變形和退火后的性能：α相隨w Zn 增加，其強度、塑性均增加；當 w Zn 為30％時，塑性最好，適于深沖壓和冷拉，大量用于制造炮彈殼，H70黃銅又稱為“炮彈黃銅”。β相強度更高，但室溫下呈有序狀態，塑性很低。γ相在室溫下則更硬而脆。α黃銅在200～600℃溫度范圍內均存在中溫低塑性區。這是微量雜質(鉛、銻、鉍等)所致，這些雜質與銅生成低熔點共晶并凝聚在晶界上，形成低熔點共晶薄膜，從而造成熱加工過程的“熱脆”。黃銅的塑性會隨溫度升高而重新顯著增加，因這些雜質在高溫時的溶解度明顯增加。脆性區溫度范圍與鋅含量有關。加入微量混合稀土或鋰、鈣、鋯、鈰等可與雜質形成高熔點化合物的元素，均有效減輕或消除雜質的有害影響，從而消除熱脆性。如鈰與鉛、鉍形成Pb 2 Ce及Bi 2 Ce等高熔點化合物。黃銅的熱加工應在高于脆性區的溫度下進行；α+β黃銅室溫塑性較低，只能熱變形、要加熱到β相區熱軋，但溫度不能太高，因β相長大得快，以保留少量α相為宜，利用殘留α相限制β晶粒長大。所以，熱變形溫度通常選擇在(α+β)／β相變溫度附近。黃銅在大氣、淡水或蒸汽中耐蝕性好，腐蝕速度約為0.0025～ 0.025mm/a；在海水中的腐蝕速度為0.0075～0.1mm／a。脫鋅和應力腐蝕破壞(季裂)是黃銅最常見的兩種腐蝕形式。脫鋅：出現在含鋅較高的α黃銅、特別是α+β黃銅中。鋅電極電位遠低于銅，在中性鹽水溶液中鋅首先被溶解，銅呈多孔薄膜殘留在表面，并與表面下的黃銅組成微電池，使黃銅成為陽極而被加速腐蝕。加入0.02～0.06％As可防止脫鋅。應力腐蝕：即“季裂”或“自裂”，指黃銅產品存放期間產生自動破裂的現象。它是產品內殘余應力與腐蝕介質氨、SO 2 及潮濕空氣的聯合作用產生的。黃銅含Zn量越高，越易自裂。為避免黃銅自裂，所有黃銅冷加工制品或半制品，均需進行低溫(260～300℃)退火來消除制品在冷加工時產生的殘留內應力。此外，在黃銅中加人0.02～0.06％As或1.0～1.5％Si也能明顯降低其自裂傾向。普通黃銅中雜質： 鉛、鉍、銻、磷、砷和鐵等。鉛：在α單相黃銅中是有害雜質，由于它熔點低，幾乎不溶于黃銅 中，所以它主要分布在晶界上。鉛含量大于0.03％時，黃銅在熱加工時出現熱脆；但對冷加工性能無明顯影響。在α+β兩相黃銅中，鉛的允許含量可比α黃銅高一些，因為兩相黃銅在加熱和冷卻過程中，會發生固態相變，使鉛大部分轉入晶內，減輕有害影響。少量鉛可提高兩相黃銅的切屑性能，使加工件表面獲得高的光潔度。鉍：呈連續脆性薄膜分布在黃銅晶界上，既產生熱脆性，又產生冷脆性，對黃銅的危害性遠比鉛為大，在α及α+β黃銅中要求 ≯0.002％Bi。減輕Pb和Bi有害影響的有效途徑是加入能與這些雜質形成彌散的高熔點金屬化合物的元素，如Zr可分別與Pb、Bi形成高熔點穩定化合物ZrxPby(2000℃)和ZrxBiy。(熔點2200℃)。銻：隨溫度下降，銻在α黃銅中溶解度急劇減小；在銻含量小于0.1％時，就會析出脆性化合物Cu 2 Sb，呈網狀分布在晶界上，嚴重損害黃銅的冷加工性能。銻還促使黃銅產生熱脆性，因銻在固態銅中的共晶溫度為645℃，所以，銻是 黃銅中的有害雜質。加入微量鋰可與銻形成高熔點的 Li 3 Sb(熔點1145℃)，從而減輕銻對黃銅塑性的有害影響。砷：室溫時砷在黃銅中的溶解度<0.1％，過量的砷則產生脆性化合物Cu 3 As，分布在晶界上，降低黃銅塑性。黃銅中加入0.02～0.05％As，可防止黃銅脫鋅。砷使黃銅制品表面形成堅固的保護膜，提高黃銅對海水的耐蝕性。普通黃銅性能變化規律其導電、導熱性隨Zn含量的增加而下降，而機械性能(抗拉強度、硬度)則隨Zn含量的增加而上升；二元黃銅在工業上的應用，主要根據其性能來選擇。H96、H90和H85：良好的電導率、熱導率和耐蝕性，有足夠的強度和良好的冷、熱加工性能，被大量采用來制作冷凝管、散熱管、散熱片、冷卻設備及導電零件等。H70、H68：高的塑性和較高的強度，冷成型性能特別好，適于用冷沖壓或深拉法制造各種形狀復雜的零件。H62：α+β黃銅，高的強度，在熱態下塑性良好；冷態下塑性也比較好，切削加工性好，耐蝕，易焊接，以板材，棒材、管材、線材等供工業大量使用，應用廣，有“商業黃銅”之稱。H59：強度高；含鋅量高，能承受熱態壓力加工，有一般的耐蝕性，多以棒材和型材應用于機械制造業。代號化學成分, % 機械性能 Cu Zn 加工狀態 Rm MPa A % HB H96 95~97 余量 退火 250 35 － H80 79~81 余量 退火 270 50 － H68 67~70 余量 退火 300 40 － H59 57~60 余量退火變形 300 420 25 5 － 103 銅鋅合金中加入少量錫、鋁、錳、鐵、硅、鎳、鉛等元素，構成多元合金，即為復雜黃銅。加入的合金元素使銅鋅系中的α／(α+β)相界向左移動(縮小α區)或向右移動(擴大α區)。即：“復雜黃銅組織=增加或減少鋅含量的簡單黃銅組織”。銅鋅合金中加入1％硅后的組織，即相當于銅鋅合金中增加10 ％鋅的組織，即稱硅的“鋅當量系數”為10。硅的鋅當量系數為正值，急劇縮小α區。若在銅鋅合金中加入1％鎳，則合金的組織相當于合金中減少1.5％鋅的合金組織，故鎳的“鋅當量系數”為－1.5，鎳的鋅當量系數是負值，使α區擴大。銅鋅合金加入其它元素后產生的相區變化，可根據“虛擬鋅含量”來推算。如：HAl66-6-3-2(66Cu-6Al-3Fe－2Mn，余為鋅)的 “虛擬鋅含量”為48.6％，48.6％Zn的合金具有單相β組織。復雜黃銅 復雜黃銅中的α相及β相是多元復雜固溶體，其強化效果較大，而普通黃銅中的α及β相是簡單的Cu-Zn固溶體，其強化效果較低。鋅當量相同，多元固溶體與簡單二元固溶體的性質不同。⑴鉛的作用及鉛黃銅：鉛提高黃銅的切削性能，使零件獲得高的光潔度，同時提高合金的耐磨性。單相α鉛黃銅可冷軋或熱擠，而(α+β)兩相鉛黃銅只能熱軋、熱擠。為了改善熱脆性，HPb59-1中加入0.005％稀土，可細化晶粒，使Pb分布均勻，或加入0.1％Al，可顯著改善熱脆性，提高熱軋溫度上限，使鉛黃銅可在720～750℃進行熱軋。鉛黃銅有極好的切削性能，耐磨、高強、耐蝕、導電性好，它以棒材，扁材、帶材等廣泛供應汽車、拖拉機、鐘表、電器等工業，用以制作各種螺絲、螺母、電器插座、鐘表零件等。復雜黃銅的性能 ⑵錫的作用及錫黃銅：錫抑制黃銅脫鋅，提高黃銅耐蝕性。錫黃銅在淡水及海水中均耐蝕，故稱“海軍黃銅”。加入0.02～0.05％As可進一步提高耐蝕性。錫還能提高合金的強度和硬度，常用錫黃銅含1％Sn，含錫量過多會降低塑性。錫黃銅熱、冷壓力加工性能好。但HSn70-1在熱壓力加工時易裂，需要嚴格控制雜質含量(如Pb≯0.03％)，銅取上限(71％)，錫取下限(1.0～l.2％)，這樣，在700～720℃熱軋或670～720℃熱擠，可獲得良好效果。錫黃銅主要用于海輪、熱電廠制作高強，耐蝕冷凝管、熱交換器，船舶零件等。⑶鋁的作用及鋁黃銅 黃銅中加入少量鋁能在合金表面形成堅固的氧化膜，提高合金對氣體、溶液、高速海水的耐蝕性；鋁的鋅當量系數高，形成β相的趨勢大，強化效果高，能顯著提高合金的強度和硬度。鋁含量增高時，將出現γ相，劇烈降低塑性，使晶粒粗化。為了使合金能進行冷變形，鋁含量應低于4％。含2％Al、20％Zn的鋁黃銅，其熱塑性最高。加入0.05 ％As及0.01％Be或0.4％Sb及0.01％Be可進一步提高鋁黃銅 的抗脫鋅腐蝕能力。HAl77－2用量最大，主要是制成高強、耐蝕的管材，廣泛用做海船和發電站的冷凝器等。鋁黃銅的顏色隨成分而變化，通過調整成分，可獲得金黃色的鋁黃銅，作為金粉涂料的代用品。⑷錳的作用及錳黃銅：錳起固溶強化作用，少量的錳可提高黃銅的強度、硬度。錳黃銅能較好地承受熱、冷壓力加工。錳能顯著升高黃銅在海水、氯化物和過熱蒸汽中的耐蝕性。錳黃銅、特別是同時加有鋁、錫或鐵的錳黃銅廣泛用于造船及軍工等部門。Cu-Zn-Mn系合金的顏色與含錳量有關，隨Mn量的增加，其顏色逐靳由紅變黃，由黃變白，含63.5％Cu，24.5％Zn，12％Mn的黃銅，具有良好的機械性能、工藝性能和耐蝕性，已部分地代含鎳白銅應用于工業上。組 別 代 號主要化學成分, % 機械性能(變形)Cu 其它 Rm MPa A % HB Pb黃銅 HPb 63-3 HPb 60-1 62.0~65.0 59.0~61.0 Pb 2.4~3.0 Pb 0.6~1.0 600 610 5 4 －－ Sn黃銅 HSn 90-1 HSn 62-1 88.0~91.0 61.0~63.0 Sn 0.25~0.75 Sn 0.7~1.1 520 700 5 4 148 － Al黃銅 HAl77-2 76.0~79.0 Al 1.8~2.6 650 12 170 Si黃銅 HSi 65-1.5-3 63.5~66.5 Si 1.0~2.0 Pb 2.5~3.5 600 8 160 Mn黃銅 Fe黃銅 HMn 58-2 HFe 59-1-1 57.0~60.0 57.0~60.0 Mn 1.0~1.2 Fe 0.6~1.2 700 700 10 10 175 160 Ni黃銅 HNi 65-5 64.0~67.0 Ni 5.0~6.5 700 4 －除黃銅、白銅之外的銅合金統稱青銅，是由Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr、Ti等與銅組成的銅合金。錫青銅：其主要合金成分是錫。特殊青銅（無錫青銅）：其主要成分為除錫外的其它合金元素。青銅按主添元素（如Sn、Al、Be等）分別命名為錫青銅、鋁青銅、鈹青銅等。以“Q+主加元素符號+除銅外的成分數字組”表示。QSn6.5-0.l：6.5%Sn、0.1％P，余為銅的錫青銅 QAl10-3-1.5：10％A1、3％Fe、1.5％Mn，余為銅的鋁青銅。青 銅最古老的銅合金。用于鼎、鐘、武器、銅鏡等。耐蝕、耐磨、彈性好和鑄件體積收縮率小等。錫青銅有三大用途： ⑴高強、彈性材料：如彈簧、彈片、彈性元件。⑵耐磨材料：如滑動軸承的軸套、齒輪等耐磨零件。⑶鑄件體積收縮小、耐蝕，用來制作藝術鑄件，如銅像等。二元錫青銅的組織銅錫相圖中有兩個包晶反應和三個共析反應。δ相：γ相在520℃時的共析分解產物。δ在350℃分解成α+ε相。β、γ為高溫相，隨溫度降低而分解，因此，在一般條件下它們實際上不可能出現。δ相分解速度慢，即使在20％錫以下的合金中，不存在ε相。錫青銅實際存在的組織為： ⑴低錫合金(QSn4-0.3和QSn4-3)，變形和退火后為α固溶體組織。⑵高錫合金，由α固溶體和共析體α+δ組成。錫青銅 ZQSn-10 鑄態 α +（α+δ）共析富錫α相富銅α相二元錫青銅的性能 ⑴鑄造性能：銅錫合金結晶溫度間隔可達150～160℃，流動性差；錫在銅中擴散慢，熔點相差大，枝晶偏析嚴重，枝晶軸富銅，呈黑色；基底富錫，呈亮色。鑄錠在進行壓力加工前要進行均勻化退火，并經多次壓力加工和退火后，才基本上消除枝晶偏析。錫青銅凝固時不形成集中縮孔，只形成沿鑄件斷面均勻分布在枝晶間的分散縮孔，所以，鑄件致密性差，在高壓下容易滲漏，不適于鑄造密度和氣密性要求高的零件。錫青銅線收縮率為1.45～1.5％，熱裂傾向小，利于獲得斷面厚薄不均、尺寸要求精確的復雜鑄件和花紋清晰的工藝美術品。錫青銅存在“反偏析”：凝固時鑄件富錫的易熔組分在體積收縮和析出氣體的作用下，由中心向表面移動，使鑄件心部錫含量低于表面的現象。“反偏析”明顯時，鑄件表面出現灰白色斑點或析出物形狀的所謂“錫汗”。這些脆性析出物含錫15～18％，由δ相組成。⑵機械性能：錫青銅的性能與含錫量及組織有關。在α相區，Sn含量增加，Rm及塑性均增大，在大約10％Sn附近，塑性最好，在21～23％Sn 附近Rm最大。δ相(Cu 3l Sn 8)硬而脆，隨著δ相增多，Rm升高，其后急劇下降。工業用合金中，錫的含量為3～14％；變形合金含錫＜8％，且含磷、鋅或鉛等。⑶抗蝕性能：錫青銅在大氣、水蒸氣和海水中具有很高的化學穩定性，在海水中的耐蝕性比紫銅、黃銅優良。所以，對暴露在海水、海風和大氣中的船舶和礦山機械，廣泛應用錫青銅鑄件。但鹽酸、硝酸、鈉堿溶液、氨溶液及甲醇溶液強烈腐蝕錫青銅。二元錫青銅易偏析，不致密，機械性能得不到保證，故很少應用。為了改善二元錫青銅的工藝和使用性能，工業用錫青銅都分別加有鋅、磷、鉛、鎳等元素，組成多元錫青銅。①磷的作用及錫磷青銅錫青銅熔煉時用磷脫氧，微量磷（0.3％）能有效地提高合金的機械性能。壓力加工錫磷青銅，含磷量不超過0.4％，此時錫青銅力學和工藝性能最好，有高的彈性極限、彈性模量和疲勞極限(100×10 6 次循環時達250～280MPa)，用于制作彈簧、彈片及彈性元件。磷在錫青銅中溶解度小，且隨錫含量增加、溫度降低，溶解度顯著減小；室溫時磷在錫青銅中的極限溶解度為0.2％左右。含磷過多將形成628℃的三元共晶α+δ+Cu 3 P，在熱軋時磷化物共晶處于液態，造成熱脆。磷增加流動性，但加大反偏析程度。磷化物硬度高，耐磨。磷化物+δ相作硬質相，為軸承合金創造了所必需的條件，所以在鑄造耐磨錫青銅中，磷含量可達1.2％。合金元素的作用及各種錫青銅的性能 ②鋅的作用及錫鋅青銅：鋅縮小錫青銅的結晶溫度間隔，減少偏析，提高流動性，促進脫氧除氣，提高鑄件密度。鋅能大量溶入α固溶體中，改善合金的機械性能。含鋅加工錫青銅均具有單相α固溶體組織（如QSn4-3）；錫鋅青銅的含鋅量在2～4％時，具有良好的機械性能和抗蝕性能，用于制造彈簧、彈片等彈性元件、化工器械、耐磨零件和抗磁零件等。③鉛的作用及錫鉛青銅：鉛不固溶于青銅，以純組元存在，呈黑色夾雜物分布在枝晶之間，可改善切削和耐磨性。含鉛低時(如1～2％)主要改善切削性，含鉛高時(4～5％)用作軸承材料，降低摩擦系數。所以錫鉛青銅用以制造耐蝕、耐磨、易切削零件或軸套、軸承內襯等零件。微量Zr、B、Ti可細化晶粒，改善錫青銅的機械性能和冷熱加工性能。As、Sb、Bi降低錫青銅塑性，對冷熱加工有害。簡單鋁青銅：只含鋁的為簡單鋁青銅。復雜鋁青銅：除鋁外另含鐵、鎳、錳等其它元素的多元合金。含Al小于7％的合金在所有溫度下均具有單相α固溶體組織。α相塑性好，易加工。實際生產條件下，7～8％Al的合金組織中便有α+γ 2 共析體。γ 2 是硬脆相(520HV)，它使硬度、強度升高，塑性下降。含9.4～ 15.6％Al的合金緩慢冷卻到565℃時，發生β→α+γ 2 轉變，形成共析體組織。(α+γ 2)共析體組織與退火鋼中的珠光體相似，具有明顯的片層狀特征。β單相區快速淬火時，共析轉變受阻，此時的相變過程為：無序β→有序β 1 →β 1 ??。Cu-Al系的馬氏體是熱彈性馬氏體，具有形狀記憶效應。但在 Al濃度高的Cu-Al二元系合金中，即使快速淬火也不能阻止γ 2 相的析出，不出現熱彈性馬氏體相變，所以添加Ni抑制Cu或A1的擴散，使β相穩定，以便通過淬火獲得熱彈性馬氏體。鋁青銅二元鋁青銅的性能(1)機械性能：其強度和塑性隨鋁含量的增加而升高，塑性在鋁含量4％左右達最大值，其后下降，而強度在10％Al左右達最大值。工業鋁青銅含鋁量在5～11％范圍內。鋁青銅具有機械性能高、耐蝕、耐磨、沖擊時不發生火花等優點。α單相合金塑性好，能進行冷熱壓力加工。(α+β)合金能承受熱壓力加工，但主要用擠壓法獲得制品，不能進行冷變形。(2)鑄造性能：鋁青銅結晶溫度間隔僅10～80℃，流動性好，不形成分散縮孔，易得致密鑄件，成分偏析也不嚴重。但易生成集中縮孔，易形成粗大柱狀晶，使壓力加工變得困難。為防止鋁青銅晶粒粗大，除嚴格控制鋁含量外，還用復合變質劑(如Ti+V+B 等)細化晶粒。加Ti和Mn能有效改善其冷、熱變形性能。(3)耐蝕性：鋁青銅的耐蝕性比黃銅、錫青銅好，在大氣、海水和大多數有機酸(檸檬酸、醋酸、乳酸等)溶液中均有很高的耐蝕性J在某些硫酸鹽，苛性堿、酒石酸等溶液中的耐蝕性也較好。QAL10 鑄態 α(白色)+(α+γ 2)共析(黑色)QAL10 固溶處理930℃淬火 β 1 '(相當于M)合金元素的影響(1)錳: 顯著降低鋁青銅β相的共析轉變溫度和速度，穩定β相，推遲β→(α+γ 2)，避免“自發回火”脆性。溶解于鋁青銅中的錳，可提高機械性能和耐蝕性。0.3～0.5％Mn能減少熱軋開裂，提高成品率，改善冷、熱變形能力。(2)鐵: 少量鐵能溶于錫青銅α固溶體中，顯著提高機械性能；含量高時以Fe 3 Al析出，使機械性能變壞，抗蝕性惡化，鋁青銅中Fe 加入量不超過5％。Fe能細化晶粒，阻礙再結晶，加入0.5～1％的 Fe就能使單相或兩相鋁青銅的晶粒變細。Fe能使鋁青銅中的原子擴散速度減慢，增加β相的穩定性，抑制引起合金變脆的 β→(α+γ 2)自行回火現象，顯著減少合金的脆性。(3)鎳：顯著提高鋁青銅的強度、硬度、熱穩定性、耐蝕性和再結晶溫度。加Ni的鋁青銅可熱處理強化，Cu-14Al-4Ni(重量％)為具有形狀記憶效應的合金。鋁青銅中同時添加鎳和鐵，能獲得更佳的性能。含8～ 12％Al，4～6 ％Ni，4～6％Fe的Cu-Al-Ni-Fe四元合金，其組織中會出現K相：當w Ni ＞w Fe 時，K相呈層狀析出；當w Ni ＜w Fe 時，K相呈塊狀；當w Ni ≈w Fe 時，K相為均勻分散細粒狀，有利于得到很好的機械性能。工業鋁青銅QAl10-4-4中Fe、Ni含量相等，在500℃的抗拉強度比錫青銅在室溫的強度還高。改變時效溫度可以調整其強度和塑性之間的配合。含鎳和鐵的鋁青銅作為高強度合金在航空工業中廣泛用來制造閥座和導向套筒，也在其它機器制造部門中用來制造齒輪和其它重要用途的零件。鍍青銅即含1.5～2.5％Be的銅合金。淬火時效強度高，Rm達1250～1500MPa，硬度350～ 400 HB。彈性極限高(700～780MPa)，彈性穩定性好，彈性滯后小，耐蝕、耐磨、耐寒、耐疲勞，無磁性，沖擊不發生火花，導電、導熱性能好，所以，鈹青銅的綜合性能優良。鈹青銅用作高級彈性元件(如彈簧、膜片，手表的游絲)，特殊要求的耐磨元件，高速，高壓下工作的軸承、襯套、齒輪等。CuBe為基的有序固溶體，低溫穩定相，室溫硬而脆。鈹青銅相組成及其特性 α、γ l、γ 2 三個單相區 α：以銅為基的臵換固溶體，面心立方晶格，有良好的塑性，可冷熱變形。鈹原子半徑(111.3pm)比銅(127.8pm)小，造成嚴重晶格歪扭。α相有明顯溶解度變化，866℃（2.7％），605℃（1.55％），室溫（0.16％）。有強烈的時效強化效應。γ 1 ：以電子化合物Cu 2 Be為基的無序固溶體，體心立方結構，高溫塑性好，淬火到室溫，塑性好，可冷變形。γ 1 相在緩冷時發生共析分解。γ 2 ：電子化合物。鈹青銅的淬火和時效在760～790℃固溶處理，保溫時間為8～15min。為防止固溶體冷卻時分解，常用水淬。淬火后冷變形30～40％再進行時效。

第二篇：沖壓缺陷產生原因

一、圖片展示

常見的缺陷有9類，分別是：開裂、疊料、波浪、拉毛、變形、毛刺、缺料、尺寸不符、坑、包以及壓傷。

二、沖壓件缺陷原因及預防 1.沖壓廢品 1）原因：

o o o o o o 原材料質量低劣；

沖模的安裝調整、使用不當；

操作者沒有把條料正確的沿著定位送料或者沒有保證條料按一定的間隙送料； 沖模由于長期使用，發生間隙變化或本身工作零件及導向零件磨損； 沖模由于受沖擊振動時間過長緊固零件松動使沖模各安裝位置發生相對變化； 操作者的疏忽，沒有按操作規程進行操作。

2）對策：

o 原材料必須與規定的技術條件相符合(嚴格檢查原材料的規格與牌號，在有條件的情況下對尺寸精度和表面質量要求高的工件進行化驗檢查。)； 對于工藝規程中所規定的各個環節應全面的嚴格的遵守；

所使用的壓力機和沖模等工裝設備，應保證在正常的工作狀態下工作； 生產過程中建立起嚴格的檢驗制度，沖壓件首件一定要全面檢查，檢查合格后才能投入生產，同時加強巡檢，當發生意外時要及時處理；>前沿數控技術微信不錯，記得關注。o o o

o 堅持文明生產制度，如工件和坯件的傳送一定要用合適的工位器具，否則會壓傷和擦傷工件表面影響到工件的表面質量；

在沖壓過程中要保證模具腔內的清潔，工作場所要整理的有條理加工后的工件要擺放整齊。

2.沖裁件毛刺 1）原因： o

o o o 沖裁間隙太大、太小或不均勻； 沖模工作部分刃口變鈍；

凸模和凹模由于長期的受振動沖擊而中心線發生變化，軸線不重合，產生單面毛刺。

2）對策：

o 保證凸凹模的加工精度和裝配質量，保證凸模的垂直度和承受側壓力及整個沖模要有足夠的剛性；

在安裝凸模時一定要保證凸凹模的正確間隙并使凸凹模在模具固定板上安裝牢固，上下模的端面要與壓力機的工作臺面保持相互平行；

要求壓力機的剛性要好，彈性變形小，道軌的精度以及墊板與滑塊的平行度等要求要高；

要求壓力機要有足夠的沖裁力； 沖裁件剪裂斷面允許毛刺的高度

沖裁板材厚度>0.3>0.3-0.5>0.5-1.0>1.0-1.5>1.5-2.0 新試模毛刺高度≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05 生產時允許的毛刺高度≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.15 3.沖裁件產生翹曲變形 1）原因： o

o

o o o 有間隙作用力和反作用力不在一條線上產生力矩。(凸凹模間隙過大及凹模刃口帶有反錐度時，或頂出器與工件接觸面積太小時產生翹曲變形)。

2）對策：

o o o o 沖裁間隙要選擇合理；

在模具結構上應增加壓料板(或托料板)板材與壓料板平面接觸并有一定的壓力； 檢查凹模刃口如發現有反錐度則必須將沖模刃口修整合適；

如是由于沖裁件形狀復雜且內孔較多時剪切力不均勻增大壓料力，沖裁前就壓緊條料或者采用高精度的壓力機沖裁；

板材在沖裁前應進行校平，如仍無法消除翹曲變形時可將沖裁后工件通過校平模再次校平；

定時清除模具腔內的贓物，薄板料表面進行潤滑，并在模具結構上設有通油氣孔。4.沖裁時，沖裁件的外緣和內孔精度降低尺寸發生變化 1）原因： o

o

o o o 定位銷，擋料銷等位置發生變化或磨損太大； 操作者的疏忽大意送料時左右前后偏移；

條料的尺寸精度較低過窄過寬送料困難使其難以送到指定地點，條料會在導料板內前后偏移則沖出的工件內孔與外形前后位置偏差較大。5.零件彎曲時，尺寸和形狀不合格 1）原因：

o o o 材料的回彈造成產品不合格；

定位器發生磨損變形，而使條料定位不準，必須更換新的定位器；

在無導向的彎曲模中，在壓力機上調整時，壓力機滑塊下死點位置調整不當，也會造成彎曲件形狀及尺寸不合格；

模具的壓料裝置失靈或根本不起壓料作用，必須重新調整壓料力或更換壓力彈簧使其工作正常。2）減少回彈的措施： o

o o o o 選用彈性模數大屈服點小的力學性能較穩定的沖壓材料； 增加校正工序，采用校正彎曲代替自由彎曲；

彎曲前材料要進行退火，使冷作硬化材料預先軟化后再彎曲成形；

若在沖壓過程中發生形狀變形而難以消除；則應更換或修整凸模與凹模的斜度，并且使凸凹模間隙等于最小料厚；

增大凹模與工件的接觸面積，減小凸模與工件的接觸面積； 采用“矯枉過正”的辦法減少回彈的影響。o o 6.彎曲件彎曲部位產生裂紋 1）對策：

o 消除彎曲區外側的毛刺，毛刺會造成該區域的應力集中，減小彎曲變形量；清除此區域的毛刺；

有毛刺的一側放在彎曲區的內側；

彎曲工件時最好使彎曲方向和材料的纖維方向(輾軋方向)垂直； 彎曲半徑不能太小，在質量允許的情況下盡量使圓角半徑加大； 彎曲坯件表面要光潔，無明顯的凸起及疤痕；

彎曲時采用中間退火工序，使其消除內應力，經軟化后的彎曲很少產生裂紋； 彎曲時對于大型彎曲件一定要涂以潤滑劑，以減少彎曲過程中的摩擦。7.彎曲件在彎曲過程中的偏移 1）原因：

在彎曲過程中坯件沿著凹模表面滑動時，會受到摩擦阻力，若坯料兩側的摩擦阻力相差較大時，坯件會向摩擦阻力較大的一側偏移。>前沿數控技術微信不錯，記得關注。

2）對策： o o o o o o

o 形狀不對稱的彎曲件，采用對稱彎曲成形(單面彎曲件采用兩件對稱彎曲后再切開)。

在彎曲模上增加彈性壓料裝置，以便在彎曲時能壓住坯料防止移動； 采用內孔及外形定位形式使其定位準確。8.彎曲件表面擦傷 1）原因及對策： o o

o 對于銅、鋁合金等軟材料進行連續作業壓彎時，金屬微粒或渣滓易附在工作部位的表面，使制件出現較大的擦傷，這時應認真分析研究工作部位的形狀、潤滑油等情況使坯件最好不要出現微粒及渣滓，以至產生劃痕；

o 彎曲方向和材料的軋制方向平行時，制件表面會產生裂紋，使工件表面質量降低。在兩個以上的部位進行彎曲時，應盡可能的保證彎曲方向與軋制方向有一定的角度；

o 毛刺面作為外表面進行彎曲時，制件易產生裂紋和擦傷；故在彎曲時應將毛刺面作為彎曲內表面；

凹模圓角半徑太小，彎曲部位出現沖擊痕跡。對凹模進行拋光，加大凹模圓角半徑，可以避免彎曲件擦傷；

凸凹模間隙不應太小，間隙太小會引起變薄擦傷。在沖壓過程中要時刻檢查模具的間隙的變化情況； o

o o 凸模進入凹模的深度太大時會產生零件表面擦傷，因此在保證不受回彈的影響的情況下，應適當的減少凸模進入凹模的深度；

為了使制件符合精度的要求往往使用在底部壓料的彎曲模，則在彎曲時壓料板上的彈簧，定位銷孔、托板和退料孔等都會壓制成壓痕,故應給予調整。

9.彎曲時坯件孔的位置發生變化 1）原因： o

o o o 孔的位置尺寸不對，(彎曲受拉變薄)；

孔不同心（彎曲高度不夠、毛坯發生滑動、回彈、彎曲平面上出現起伏現象）； 彎曲線和兩孔中心線不平行彎曲高度小于最小彎曲高度的部位在彎曲后呈現出向外張口形狀；

靠近彎曲線的孔容易產生變形。2）對策：

孔的位置尺寸不對嚴格控制彎曲半徑，彎曲角度以及材料厚度；對材料的中性層進行修整和凸模進入凹模的深度以及凸凹模適當均勻； 孔不同心原因的措施； 確保左右彎曲高度正確； 修正磨損后的定位銷和定位板；

減少回彈保證兩彎曲面的平行度和平面度； 改變工藝路線，先彎曲校正后進行沖孔。o

o

o

o 呈現出向外張口形狀對策

彎曲時應保證最小彎曲高度H(H≥R+2t t材料厚度R彎曲半徑)；

改變加工零件的外形，在不影響使用的情況下去掉小于最小彎曲高度的那部分。

o 靠近彎曲線的孔容易產生變形措施

在設計彎曲件時要保證從彎曲部位到孔邊距X大于一定值 X≥(1.5—2.0)t t彎曲板料厚度；

在彎曲部位設計一個輔助孔來吸收彎曲變形應力，可以預防臨近彎曲線的孔變形，一般采用先彎曲后沖孔的方案。

10.零件在彎曲后，彎曲部位產生明顯的變薄 1）對策：

o o o 彎曲半徑相對于板厚值太小(r/t>3直角彎曲)一般采用增大彎曲半徑；

多角彎曲使彎曲部位變薄加大，為了減少變薄盡量采用單角多工序的壓彎辦法； 采用尖角凸模時凸模進入凹模太深使彎曲部位厚度明顯減少。11.拉深件凸緣在拉深過程中起皺 1）原因：

o 凸緣部位壓邊力太小，無法抵制過大的切向壓應力；而引起切向變形，因而失去穩定后形成皺紋。材料較薄也較易形成皺紋。

2）對策：

o 加大壓邊圈的壓邊力和適當的加大材料的厚度。12.拉深件壁部被拉裂的原因及預防 1）原因：

o o o o 材料在拉深時承受的徑向拉應力太大； 凹模圓角半徑太小； 拉深潤滑不良； 原材料塑性較差。

2）對策：

o o o o 減小壓邊力； 加大凹模圓角半徑； 正確使用潤滑劑；

選用素行較好的材料或增加工間退火工序。13.拉深件底部被拉裂 1）原因：

o 凹模圓角半徑太小，使材料處于被切割狀態。

2）對策：

o(一般發生在拉深初始階段)增大凹模的圓角半徑，并使其圓滑過度表面粗糙度要小一般Ra<0.2μm。

14.拉深零件邊緣高低不平及有褶皺 1）原因：

o 毛坯與凸凹模中心不合或材料厚度不均勻，以及凹模圓角半徑和凸凹模間隙不均勻(凹模圓角半徑太大，在拉深的最后階段脫離了壓邊圈，使尚未越過圓角的材料壓邊圈壓不到起皺后被拉入凹模形成口緣褶皺。

2）對策：

o 沖模重新定位，校正凹模圓角半徑和凸凹模間隙使其大小均勻后再投入生產(減少凹模圓角半徑或采用弧形壓邊圈裝置即可消除褶皺)。15.錐形零件或半球形零件拉深時腰部起皺 1）原因： o 在拉深開始時大部分材料處于懸空狀態，加之壓邊力太小，凹模圓角半徑又太大或者使用的潤滑劑太多。使得徑向拉應力變小使得材料在切向壓應力的作用下失去穩定而起皺。2）對策：

o 增大壓邊力或采用壓延筋結構，減小凹模圓角半徑或使材料厚度稍微加大。16.拉深件表面產生拉痕的原因及預防措施 1）原因及對策：

o 凸模或凹模表面有尖利的壓傷，致使工件表面相應的產生拉痕，此時應將壓傷表面進行修磨或拋光即可；

凸凹模間隙過小或者間隙不均勻，使其在啦深時工件表面被刮傷，此時應修整凸凹模間隙直至合適為止；

凹模圓角表面粗糙，拉深時工件表面被刮傷，此時應將凹模圓角半徑進行修磨打光；

沖壓時由于沖模工作表面或材料表面不清潔而混進雜物從而壓傷了工件表面，因此在拉料時一定要始終保持凸凹模表面的清潔，坯料拉深前一定要擦拭； 當凸凹模硬度低時，其表面附有金屬廢屑后，也使得拉深工件表面產生拉痕，因此除了增加凸凹模表面的硬度外在拉深時還要時常檢查凸凹模表面即使清除其遺留下的金屬廢屑； o

o

o

o

o 潤滑劑質量差，也會使拉深工件表面粗糙度加大，這時應使用適合于拉深工藝使用的潤滑劑，必要時應將潤滑劑過濾后再使用。以防止雜質混入而損傷工件表面。17.拉深件拉深直壁部分不平整 1）原因及對策：

o 凸模上沒有設計和制造出通氣孔，使其表面因壓縮空氣而變形，出現不平整現象，此時必須增加通氣孔；

材料的回彈作用也會使拉深工件表面不平，最后應增加整形工序； 凸凹模間隙過大致使拉深難以被拉平，此時必須將間隙調整均勻。

o

第三篇：抹灰層開裂原因及控制

近年來隨著燒結粘土磚的逐漸淘汰，越來越多的新型墻體材料被應用在框架填充墻上，但隨之而來的是工程竣工后，框架填充墻抹灰層裂縫大量出現，既影響了建筑物的美觀，又可能減少了建筑物的使用壽命。為確保工程質量達到規范要求，有必要對裂縫產生的原因進行分析并采取相應的控制措施。

一、裂縫產生的原因

分析裂縫產生的因素很多，既有沉降、溫度、干縮，也有設計上的疏忽、施工質量、材料不合格、缺乏經驗及施工管理人員意識差等。最為常見的裂縫有五大類，一是地基不均勻沉降；二是溫度裂縫，溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮，當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時，墻體就會產生溫度裂縫。三是干燥收縮裂縫，簡稱干縮裂縫，對于加氣砼砌塊、粉煤灰砌塊等砌體，隨著含水量的降低，材料會產生較大的干縮變形。干縮變形的特征是早期發展比較快，如砌塊出廠后放置28d能完成50%左右的干縮變形，以后逐步變慢，幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會發生膨脹，脫水后材料會再次發生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次的80%左右。可現在砌塊需求量是供不應求的，往往是剛出產就拉到工地，根本達不到規范規定的齡期28d的要求就用于工程。有的不按要求設置拉結筋，甚至一次性把墻體砌至頂，另外不同材料和構件的差異變形也會導致墻面開裂。如框架填充墻或柱間墻不同材料的差異變形出現的裂縫。四是由溫度和干縮共同產生的裂縫。加氣砼砌塊、粉煤灰砌塊等砌體，同時存在溫度和干縮共同作用下的裂縫，其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合，或因具體條件不同而呈現出不同的裂縫現象，而其裂縫的后果往往較單一因素更嚴重。五是抹灰一次成活，使每層抹灰厚度過厚。另外設計上的疏忽、不按規范要求設分格條、無針對性防裂措施、材料質量不合格、施工質量差、違反設計施工規程、砌體強度達不到設計要求，以及缺乏經驗也是造成墻體裂縫的重要原因之一。如對加氣砼砌塊等新型墻體材料，沒有針對材料的特殊性，采用適合的砌筑砂漿和相應的構造措施，仍沿用粘土磚使用的砂漿和相應的抗裂措施，局部墻體仍有混砌現象，必然造成墻體出現較嚴重的裂縫。

二、墻面裂縫的控制措施

根據裂縫的性質及影響因素，采用“防”、“放”、“抗” 相結合的構想提出一些預防和控制裂縫的措施，以供參考。

1、首先是設計單位要重視抗裂構造措施的設計，從設計角度上去根除裂紋的發生，如在窗臺下設一道通長鋼筋混凝土扁梁，以根除窗臺下裂紋的發生；在梁、板、柱與墻體交接處設鋼板網，來減少框架梁底的裂縫；設置分隔縫，遞減溫度變化產生的力。

2、施工單位要從思想上重視裂紋的產生，從所有能產生裂紋的原因中，一一制定相應的預防措施，來減少或杜絕裂紋的產生。

（1）基礎施工時，嚴格按施工規范的要求進行地基處理，保證地基的均勻性，特別是需要采用集水坑降水的工程，排水溝距基礎墊層邊緣的距離不小于600mm，保證不了時，可采取盲溝排水。回填土施工時，確保土的含水率附合最優含水率的要求，必須分層回填，每層虛鋪厚度不得超過300mm，且室內回填土嚴禁采用機械回填和機械碾壓；嚴格取樣制度，上一層回填土必須待下一層回填土送樣試驗結果出來，并且達到設計要求后，方準施工。（2）主體施工時，嚴格控制軸線、標高，保證鋼筋混凝土的施工質量，防止出現結構裂紋；在進行加氣砼砌塊墻體施工時，應注意以下幾點：1）確保加氣砼砌塊在使用前達到穩定期。一般剛出廠的加氣砼砌塊穩定性較差。由于砌體的干縮變形較大，干縮變形的特征是早期發展比較快，以后逐步變慢。因此，使用前應確保材料已達到使用齡期，體積已基本穩定，干縮變形較小的情況下。2）要嚴格控制含水率：加氣砼砌塊使用前對含水率有苛刻的要求，要嚴格控制上墻時含水率。要選用含水率符合標準的產品外，在砌塊上墻前必須要做好防水措施，盡量避免雨期施工淋濕砌塊，造成墻體因收縮開裂。3）采用正確的施工方法：必須根據加氣砼砌塊干縮變形相對較大特點，采取正確的施工方法和控制措施。重點是砌塊的砌筑方法及洞口處理兩方面，主要有以下一些要點：① 施工現場的砌塊應按規格堆放，堆放高度不宜過高(一般不超過2m)，并應采取防雨措施以防雨淋，砌筑前，砌塊宜適當灑水淋濕，深度確保20mm，以保證粘結良好。② 砌筑時應盡量采用主規格砌塊，并應清除砌塊表面污物，砌體的灰縫應橫平豎直，灰縫應飽滿，以確保墻體質量。③不能隨意砍鑿砌塊，禁止采用不同材料混砌，否則容易造成墻體開裂。④砌塊與混凝土柱連接處及施工留洞后填塞部位增加拉結鋼筋，錨固鋼筋必須要展平砌入水平灰縫，長度應滿足要求。⑤嚴格控制墻體孔洞預留及開槽的處理，避免削弱了墻體強度。⑥上部斜砌磚必須保證在下部墻體砌完7日后進行，斜砌磚應保持600左右，砌筑時應在墻體兩側同時用皮錘敲實，且灰漿飽滿。（3）抹灰施工時應注意以下幾點： 1）基層處理：

抹灰前，應縱橫通線，確保抹灰厚度，墻面凹凸不平之處應補好，清掃墻面，除去粘結灰漿。在墻體與梁、柱、剪力墻結合處釘掛直徑1.6網格20×20的鋼板網，寬度應大于300，用鋼釘和射釘每200～300加鐵片固定，掛網應做到平整、牢固。提前1～2天澆水濕潤，保證墻體表面的吸水深度控制在20左右，勾縫、堵洞口、架眼、灰縫修補等砂漿應與砌體砂漿強度一致。表面的砂漿污垢、油污等應事先用10%堿水清除干凈，為解決抹灰開裂現象，在抹灰墻面上用MST界面劑、水泥、過篩細砂制作水泥漿液，配合比為MST界面劑：水泥：砂=1：1：1.5，用掃帚蘸滿水泥漿液甩成蘑菇狀，使墻面布點均勻，不應過厚或過薄。澆水養護24小時，待墻面的水泥漿液達到一定強度后抹灰。

2）抹灰時，每層抹灰厚度不超過8mm，不得一次成活，下一層抹灰必須在上一層抹灰凝固后，且通過監理驗收簽字后，方可抹下一層灰。外墻水泥砂漿壓光分項工程必須設分格縫，分格縫位置在窗口的上下各界一道通長橫向分格條，縱向分格條應按規范要求，在適宜部位設置，以減少外墻裂紋的發生。

第四篇：樓板開裂原因及處理方案(匯總)[范文]

鋼筋混凝土結構破壞倒塌的工程質量事故，絕大多數是從裂縫的擴展開始的；其實，只要仔細觀察不難發現，普通的鋼筋混凝土結構又一般都是帶裂縫受力工作的，假如借助儀器，甚至還可以發現裂縫是時刻發生變化的，隨著裂縫的發展變化，結構構件的耐久性和適用性會不同程度的降低，嚴重的甚至會導致結構構件的破壞；所以研究裂縫的形態、分析裂縫產生的原因和裂縫對結構功能的影響并加以控制是一個十分重要的。

一、混凝土裂縫種類：

外荷載引起的裂縫： 外荷載作用下產生的結構裂縫一般具有很強的規律性，通過計算分析就可以讀出正確的結論。如：矩形樓板板面裂縫成環狀，沿框架梁分布，板底裂縫成十字或米字集中于跨中；轉角陽臺或挑檐板裂縫位于板面起始于墻板交界以角點為中心成米字形向外延伸。受力裂縫，其裂縫與荷載有關，預示結構承載力可能不足或存在嚴重問題。

溫度收縮裂縫：溫度收縮裂縫是一種建筑最常見的裂縫，主要是由于結構的溫度變形及材料的收縮變形受阻及應力超標所致。現澆板收縮裂縫主要集中在房屋的中部和房屋四周陽角處，裂縫成棗核狀止于梁邊。房屋四周陽角處的房間在離開陽角１米左右，即在樓板的分離式配筋的負彎矩筋以及角部放射筋未端或外側發生４５度左右的樓地面斜角裂縫。其原因主要是砼的收縮特性和溫差雙重作用所引起的，并且愈靠近屋面處的樓層裂縫往往愈大。從設計角度看，現行設計規范側重于按強度考慮，未充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮，配筋量因而達不到要求。而房屋的四周陽角由于受到縱、橫二個方向剪力墻或剛度相對較大的樓面梁約束，限制了樓面板砼的自由變形，因此在溫差和砼收縮變化時，板面在配筋薄弱處（即在分離式配筋的負彎矩筋和放射筋的未端結束處）首先開裂，產生４５度左右的斜角裂縫。雖然樓地面斜角裂縫對結構安全使用沒有影響，但在有水的情況下會發生滲漏，影響正常使用。

地基不均勻沉降產生的裂縫：由于地基沉降不均勻使上部結構產生附加應力，導致樓板裂縫。不均勻沉降產生的裂縫多屬貫穿性裂縫，其走向與沉降情況有關。

使用商品混凝土引起的收縮裂縫：商品混凝土由于采用泵送，混凝土的流動性要好，因此一般商品混凝土的坍落度都較大，水灰比較大，如保證水灰比則要增加水泥用量，這樣就使混凝土在硬化階段出現收縮裂縫。裂縫的產生大多在砼澆筑初期，即澆搗后4～6小時左右，裂縫形狀不規則且長短不一，互不連貫，產生裂縫部分大多為水泥浮漿層和砂漿層。有于砼坍落度偏大，表面經過振搗形成一層水泥含量較多，收縮性較大的水泥浮漿層及砂漿層一方面由于砼初凝時表面游離水分蒸發過快產生急劇的體積收縮，而此時砼早期強度較低(面層為砂漿層 強度更低)，不能抵抗這種變形應力而導致砼表面開裂，另一方面由于面層浮漿或砂漿的收縮值比基層砼大許多，而造成變形值不同導致面層開裂。

預埋管線引起的樓板裂縫：預埋線管處沿管線方向出現表面裂縫；局部出現呈發散狀或龜裂狀的不規則裂縫。預埋線管，特別是多根線管的集散處是截面砼受到較多削弱，從而引起應力集中，容易導致裂縫發生的薄弱部位。當預理線管的直徑較小，并且房屋的開間寬度也較小，同時線管的敷設走向又不垂直于砼的收縮和受拉方向時，一般不會發生樓面裂縫。反之，當預埋線管的直徑較大，開間寬度也較大，并且線管的敷設走向又垂直于砼的收縮和受拉力向時，就很容易發生樓面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管的集散處，應按要求增設垂直于線管的短鋼筋網加強。

施工原因引起混凝土樓板裂縫：養護不到位，強制性規范要求混凝土養護要覆蓋并澆水，現在大多數不覆蓋，澆水也不能保證經常性濕潤；施工速度過快，上荷早，特別是磚混住宅樓板，前一天澆筑完樓板，第二天即上磚、走車，造成早期混凝土受損；拆模過早或模板支撐系統剛度不夠；施工時樓板混凝土蓋筋被踩彎、踩倒，保護層過厚，承載力下降。

圖片來源：百度

二、混凝土裂縫產生的原因：

1、鋼筋混凝土現澆板裂縫原因的分析 通常情況下，現澆板裂縫一般表現為：不規則、不連貫表面微裂縫；表面龜裂、縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。究其原因，主要有施工、設計及混凝土原材料等方面的原因，以下將逐一具體分析。

1.1混凝土原材料質量方面

1.1.1水泥凝結或膨脹不正常，如水泥安定性不穩定，水泥中含有生石灰或氧化鎂，這些成分在和水化合后產生體積膨脹，產生裂縫。

1.1.2如果骨料中含泥量過多，則隨著混凝土的干燥，會產生不規則的網狀裂縫。

1.1.3堿－骨料反應：蛋白質、安山巖、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強的水泥起化學反應，生成有膨脹能力的堿－硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞，產生裂縫。

1.1.4水灰比、坍落度過大，或使用過量粉砂混凝土強度值對水灰比變化十分敏感，基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。因此，水、水泥、外滲混合材料外加劑溶液的計量偏差，將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的粉砂配置的混凝土收縮大，抗拉強度低，容易因塑性收縮而產生裂縫，泵送混凝土為了滿足泵送條件，坍落度大，流動性好，易產生局部粗骨料少、砂漿多的現象，此時，混凝土脫水干縮時，就會產生表面裂縫。

1.2施工質量方面

1.2.1混凝土施工過分振搗，模板、墊層過于干燥的混凝土澆筑振搗后，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落，造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發后，易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水量大，引起混凝土的塑性收縮，產生裂縫。

1.2.2混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導致混凝土板表面龜裂。

1.2.3施工工藝不當引起：在施工過程中由于施工工藝不當，致使支座處負筋下陷，保護層過大，固定支座變成塑性鉸支座，使板上部沿梁支座處產生裂縫。樓板的彈性變形及支座處的負彎矩施工中在混凝土未達到規定強度，過早拆模，或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載，造成混凝土樓板的彈性變形，致使砼早期強度低或無強度時，承受彎、壓、拉應力，導致樓板產生內傷或斷裂；大梁兩側的樓板不均勻沉降也會使支座產生負彎矩造成橫向裂縫。

1.2.4后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫：為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力，規范要求采用施工后澆帶法，有些施工后澆帶不完全按設計要求施工，例如施工未留好施工縫；板的后澆帶不支模板，造成斜坡槎；疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。

1.2.5樓面墊層鋪設的暗裝水管、電線套管鋪設不當，如水管、電線套管鋪設不夠牢靠、集中鋪設、上下交疊鋪設致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內，保護層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產生裂縫。

1.2.6混凝土的收縮（溫度裂縫）：眾所周知，混凝土引起收縮的原因，在硬化初期主要是由于水泥的水化作用，形成一種新的水泥結晶體，這種結晶體化合物較原材料體積小，因而引起混凝土體積的收縮，即所謂的凝縮，后期主要是混凝土內自由水蒸發而引起的干縮。而且，如果混凝土處在一個溫度變化較大的環境下，將會使其收縮更為加劇。如施工發生的夏季炎熱氣溫下，石子表面溫度升高，使石子體積膨脹，拌制成混凝土后，石子受冷收縮，使混凝土表面出現發絲裂縫；混凝土澆搗后未及時澆水養護，混凝土在較高溫度下失水收縮，水化熱釋放量較大，而又未及時得到水分的補充，因而在硬化過程中，現澆板受到支座的約束，勢必產生溫度應力而出現裂縫，這些裂縫也首先產生在較薄弱的部位，即板角處。另外，室內外溫差變化較大，也要引起一定的裂縫。

1.2.7目前在主體結構的施工過程中，普遍存在著質量與工期之間的較大矛盾。一般主體結構的樓層施工速度平均為5－7天左右一層，最快時甚至不足5天一層。因此在樓層混凝土澆筑完畢后不足24小時的養護時間，就忙著進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動，這就給大開間部位的房間雪上加霜。除了大開間的混凝土總收縮值較小開間要大的不利因素外，更容易在強度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成，就難于閉合，形成永久性裂縫。

1.3設計方面

1.3.1地基的不均勻沉降：在住宅建設中，有相當一部分的鋼筋混凝土現澆板的裂縫，是由于地基不均勻沉降的原因而造成的。如在軟土地基下采用擴展基礎，則對于那些相對較長的條式樓來說，要想保證它們沉降均勻是相當困難的，因此，在這種情況下，有時也會由于基礎的不均勻沉降，而引起樓房的拉裂和鋼筋混凝土現澆板的開裂。1.3.2荷載的作用：近代國際上結構的設計原則是,整個建筑結構的功能必須滿足兩種狀態的要求:①承載力極限狀態,以保證結構不產生破壞,不失去平衡,不產生破壞時過大變形,不失去穩定。②正常使用極限狀態,以確保結構不產生超過正常使用狀態的變形、裂縫及耐久性、振動及其它影響使用的極限狀態。目前人們對第一極限狀態已給于足夠重視并嚴格執行,而對第二種極限狀態卻經常被忽視。在住宅建設中，也有少部分鋼筋混凝土現澆板的裂縫，是由于荷載作用方面的原因引起的。由于設計人員在進行現澆板的配筋計算過程中，通常只是根據其承載能力來確定配筋量的，而往往忽略了對板在正常使用階段由其承受的荷載而引起的撓度及裂縫寬度的驗算，由此而引起裂縫的產生，這些裂縫有時也會超過規范的最大允許值，這也應當引起足夠的重視。

1.3.3結構體型突變及未設置必要的伸縮縫：房屋長度過長，而又未考慮設置伸縮縫，當房屋的自由伸縮達到應設置伸縮縫要求的間距時，就要引起裂縫的產生。另外，平面布局凹凸較多，即轉角也越多，這些轉角處由于應力集中形成薄弱部位，一受到混凝土收縮及溫差變化易于產生裂縫。

1.3.4在樓房的設計中，結構設計對板內布線引起裂縫的構造考慮不夠。住宅電器、電信快速發展的今日,現澆樓板內暗敷ＰＶＣ電線管越來越多,甚至有些部位三根交錯疊放,兩根管交錯疊放更為普遍。ＰＶＣ管錯疊處板的抗彎高度大大降低,從而減弱了板的抗彎性能。尤其是設備電氣專業，大多將照明、有線電視、通訊等所需的管線直接敷設于現澆板中，而且有時集中于某一處現澆板中的管線多達7－8根，并且這些管線的走私多為2－3cm，由此就會使該處現澆板厚度大大削弱，從而引起現澆板在該處開裂。

1.3.5 從鋼筋混凝土現澆樓板各種受力體系分析,無論是按單向板設計還是按雙向板設計,是單跨還是多跨連續板設計;無論是板端支承在磚墻上還是支承在過梁或剪力墻內,受力狀態考慮都是局限于樓板平面的應力變化(按彎矩配置抵抗正、負彎矩的受力鋼筋)、板平面的受剪變形。即使是考慮板端嵌固端節點產生彎矩,也只是考慮板平面彎曲或屈曲所產生的應力。在樓板受力體系分析時,對于現澆結構構件之間在三維空間中如何分配內力、協調變形,根本沒有考慮。

1.3.5 目前不少設計人員只按單向板計算方法來設計配置樓板鋼筋,支座處僅設置分離式負彎矩鋼筋。由于計算受力與實際受力情況不符,單向高強鋼筋或粗鋼筋使混凝土樓面抗拉能力不均,局部較弱處易產生裂縫。部分設計人員對構造配筋,放射筋設置不重視或不合理,薄弱環節無加強筋。

1.3.6 對開口樓板,特別是開洞口比較大的雙向板,設計時往往只考慮樓板在豎向荷載作用下的洞口四周加強配筋。由于縱向的受力鋼筋被切斷,而忽視了板與墻體或板與梁的變形協調問題。這時如墻或梁的剛度較大,板的孔邊凹角處未必出現應力集中現象,開洞板易發生翹曲。1.3.7 與溫度有關的裂縫計算公式有：

連續式約束條件下樓板、長板、剪力墻、大底板等最大約束應力計算公式：

ζ＊ｘｍａｘ＝－ＥａＴ１－１ｃｈβＬ２Ｈ（ｔ，η）（１）

或按時間增量的計算公式：

ζ＊ｘｍａｘ＝∑ｎｉ＝１Δζｉ＝-ａ１－ｕ∑ｎｉ＝１１－１ｃｈβｉＬ２ΔＴｉεｉ（ｔ）Ｈ（ｔ，η）（２）

當應力超過混凝土的抗拉強度時,可求出裂縫間距：

Ｌｍａｘ＝２ＥＨＣｘａｒｃｃｈａＴａＴ－εｐ（３）

Ｌ＝１．５ＥＨＣｘａｒｃｃｈａＴａＴ－εｐ（４）

Ｌｍｉｎ＝１２Ｌｍａｘ（５）

式中,Ｔ-包含水化熱、氣溫差及收縮當量溫差。同號疊加,異號取差,由此可見,夏天炎熱季節澆筑混凝土到秋冬冷縮都是疊加的,拉應力較大；

Ｈ（ｔ,η）-松弛系數。在保溫保濕養護條件下(緩慢降溫即緩慢收縮),松弛系數取０．３或０．５,當寒潮襲擊或激烈干燥時,松弛系數取０．８,應力接近彈性應力,容易開裂；

Ｔ＝Ｔ１ Ｔ２ Ｔ３（Ｔ１為水化熱溫差、Ｔ２為氣溫差、Ｔ３為收縮當量差,取代數和）；

εｐ-混凝土的極限拉伸。級配不良,養護不佳,取０．５×１０-４～０．８×１０-４;正常級配,一般養護,取１．０×１０-４～１．５×１０-４;級配良好,養護優良,取２×１０-４;配筋合理(細一些,密一些),可提高極限拉伸２０%～４０%。構造配筋宜為０．３%～０．５%；

Ｈ-均拉層厚度(強約束區)；

Ｅ-混凝土彈性模量；

Ｃｘ-水平約束系數； ｃｈ、ａｒｃｃｈ-雙曲余弦及雙曲余弦反函數；

ａ-線膨脹系數,一般情況εｐ≤｜ａＴ｜,當εｐ≥｜ａＴ｜時取εｐ＝｜ａＴ｜,［Ｌ］→∞。

裂縫開展寬度：

δｆ＝２ψＥＨＣｘａＴｔｈβＬ２（６）

δｆｍａｘ＝２ψＥＨＣｘａＴｔｈβＬｍａｘ２（７）

δｆ＝２ψＥＨＣｘａＴｔｈβＬｍｉｎ２（８）

β＝ＣｘＥＨ（９）

式中，ψ-裂縫寬度經驗系數；Ｃｘ-約束系數。

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三、裂縫的預防措施

1.建筑設計控制措施 1.1 屋面與外墻采取保溫措施按照國外建筑設計常規的做法,屋面設保溫隔熱層,使屋面的傳熱系數≤１．０Ｗ／ｍ２?Ｋ；外墻外表面或內表面相應設置保溫隔熱層,同時外墻面宜采用淺色裝飾材料,增強熱反射,減少對日照熱量吸收。根據具體情況,屋面和外墻的保溫設計應通過熱工計算,在不同季節均應能達到《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》和《江蘇省民用建筑熱環境與節能設計標準》要求,徹底解決溫度應力對屋面和墻體的破壞。

1.2 適當控制建筑物長度根據《混凝土結構設計規范》（ＧＢ５００１０-２００２）和《砌體結構設計規范》(ＧＢ５０００３-２００１),為避免結構由于溫度收縮應力引起的開裂,宜采取設置伸縮縫,伸縮縫間距為３０ｍ～５０ｍ。多層住宅建筑控制長度建議不大于５０ｍ,高層應控制在４５ｍ以內。如果超過此長度,應設置伸縮縫。超長量不大時,可采用設置后澆帶的方法,以減少混凝土樓板收縮開裂。

1.3 住宅平面形狀控制住宅平面宜規則,避免平面形狀突變。當樓板平面形狀不規則時,宜設置梁使之形成較規則平面。當平面有凹口時,凹口周邊樓板的配筋宜適當加強。結構設計控制措施

2.1、嚴格控制混凝土施工配合比。根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確配合比。嚴格控制水灰和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小、空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。值得注意的是近十幾年來，我國一些城市為實現文明施工，提高設備利用率，節約能源，都采用商品混凝土。因此加強對商品混凝土進行塌落度的檢查是保證施工質量的重要因素。

2.2、在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度。

2.3、混凝土樓板澆筑完畢后，表面刮抹應限制到最小程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹，并加強混凝土早期養護。樓板澆筑后，對板面應及時用材料覆蓋、保溫，認真養護，防止強風和烈日曝曬。

2.4、嚴格施工操作程序，不盲目趕工。杜絕過早上傳、上荷載和過早拆模。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋，避免踩彎面負筋的現象發生。通過在大梁兩側的面層內配置通長的鋼筋網片，承受支座負彎矩，避免因不均勻沉降而產生的裂縫。2.5 工程裂縫產生的主要原因是混凝土的變形。如溫度變形、收縮變形、基礎不均勻沉降變形等,此類因變形引起的裂縫幾乎占到全部裂縫的８０%以上。在變形作用下,結構抗力取決于混凝土的抗拉性能,當抗拉應力超過設計強度時,應驗算裂縫間距,再根據裂縫間距驗算裂縫寬度。

2.6 現澆板板厚宜控制在跨度的１／３０,最小板厚不宜小于１１０ｍｍ（廚房、浴廁、陽臺板最小厚度不小于９０ｍｍ）。有交叉管線時板厚不宜小于１２０ｍｍ。

2.7 樓板宜采用熱軋帶肋鋼筋以增加其握裹力,不宜采用光圓鋼筋。分布鋼筋與構造鋼筋宜采用變形鋼筋來增加與現澆混凝土的握裹力,對控制樓板裂縫的效果較好。

2.8 設計時注意構造鋼筋的布置十分重要,它對構造抗裂影響很大。對連續板不宜采用分離式配筋,應采用上、下兩層連續式配筋;洞口處配加強筋;對混凝土梁的腰部增配構造筋,其直徑為８ｍｍ～１４ｍｍ,間距約２００ｍｍ。

2.9 屋面層陽角處、東西單元房間和跨度≥３．９ｍ時,應設置雙層雙向鋼筋,陽角處鋼筋間距不宜大于１００ｍｍ,跨度≥３．９ｍ的樓板鋼筋間距不宜大于１５０ｍｍ。跨度＜３．９ｍ的現澆樓板上面負彎矩鋼筋應一隔一拉通。外墻轉角處應設置放射鋼筋,配筋范圍應大于板跨的１／３,且長度不小于２．０ｍ,每一轉角處放射鋼筋數量不少于７根,鋼筋間距不宜大于１００ｍｍ。

2.10 現澆樓板的混凝土強度等級不宜大于Ｃ３０,特殊情況須采用高強度等級混凝土或高強度等級水泥時,要考慮采用低水化熱的水泥和加強澆水養護,便于混凝土凝固時的水化熱釋放。

2.11 在預埋ＰＶＣ電線管時,必須有一定的措施,ＰＶＣ管要有支架固定,嚴禁兩根管線交叉疊放,確須交叉時應采用專門設計的塑料接線盒,以防止塑料管在管線交叉對混凝土厚度削弱過多。在預埋電線管上部應配置鋼筋網片,（４＠１００ｍｍ寬度６００ｍｍ）。若用鐵管作為預埋管時,宜采用內壁涂塑黑鐵管,一方面既能保證黑鐵管(不鍍鋅鋼管)與混凝土的粘結力,同時也有利于穿線和不影響混凝土的計算高度。

2.12 后澆帶處理

（１）后澆帶應設置在對結構受力影響較小部位,一般應從梁、板的１／３跨部位通過或從縱橫相交部位或門洞口的連梁處通過。后澆帶間距不宜超過３０ｍ。

（２）后澆帶寬度為７００ｍｍ～１０００ｍｍ,板和墻鋼筋搭接長度應不低于４５ｄ,且同一截面受力筋搭接不超過５０%。梁、板主筋不宜斷開,使其保持一定聯系性。（３）后澆帶澆筑時間不宜過早,以能將混凝土總降溫及收縮變形完成一半以上時間為佳。從目前混凝土的收縮量來看,估計３～６月方能取得明顯效果,最短不少于４５天。在蘇州這樣軟土地區,后澆帶澆筑時間應在主體封頂以后,方可有效地釋放沉降的應力。

（４）后澆帶中垃圾應清理干凈,接縫應密實,新老混凝土界面用１:１水泥砂漿接漿。后澆帶混凝土強度等級比原混凝土強度等級提高一級,且采用微膨脹混凝土,以防止新老混凝土界面產生裂縫。

（５）后澆帶混凝土接縫宜設置企口縫,混凝土澆筑溫度盡量與原老混凝土澆筑時溫度一致。

（6）施工后澆帶的施工應認真領會設計意圖，制定施工方案，杜絕在后澆處出現混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫，以及施工中鋼筋被踩彎等現象。同時更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板，支柱拆除而導致梁板形成懸臂，造成變形。

四、裂縫的處理方法

1、表面修補法

適用于對承載能力沒有影響的表面裂縫的處理，也適用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。

1)表面涂抹水泥砂漿：將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或沿裂縫鑿成深15～20mm，寬150～200mm的凹槽，掃凈并灑水濕潤，先刷水泥凈漿一層，然后用1:2的水泥砂漿分2～3層涂抹，總厚度控制在10～20mm左右，并用鐵抹抹平壓光。有防水要求時應用2mm厚水泥凈漿及5mm厚1:2的水泥砂漿交替抹壓4～5層，剛性防水層涂抹3～4小時后進行覆蓋，灑水養護。在水泥砂漿中摻入占水泥重量1～3%的氯化鐵防水劑，可起到促凝和提高防水性能的效果。為了使砂漿與混凝土表面結合良好，抹光后的砂漿面應覆蓋塑料薄膜，并用支撐模板頂緊加壓。

2)表面涂抹環氧膠泥：涂抹環氧膠泥前，先將裂縫附近80～100mm寬度范圍內的灰塵、浮渣用壓縮空氣吹凈，或用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮濕，應用噴燈烘烤干燥、預熱，以保證環氧膠泥與混凝土粘結良好。若基層難以干燥，則用環氧煤焦油膠泥涂抹。涂抹時，用毛刷或刮板均勻蘸取膠泥，并涂刮在裂縫表面。

3)采用環氧粘貼玻璃布：玻璃布使用前應在堿水中煮沸30～60分鐘，然后用清水漂凈并晾干，以除去油脂，保證粘結。一般貼1～2層玻璃布。第二層玻璃布的周邊應比下面一層寬10～12mm，以便壓邊。4)表面涂刷油漆、瀝青：涂刷前混凝土表面應干燥。

5)表面鑿槽嵌補：沿混凝土裂縫鑿一條深槽，槽內嵌水泥砂漿或環氧膠泥、聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等，表面作砂漿保護層。槽內混凝土面應修理平整并清洗干凈，不平處用水泥砂漿填補，保持槽內干燥，否則應先導滲、烘干，待槽內干燥后再行嵌補。環氧煤焦油膠泥可在潮濕情況下填補，但不能有淌水現象。嵌補前先用素水泥漿或稀膠泥在基層刷一層，然后用抹子或刮刀將砂漿或環氧膠泥、聚氯乙烯膠泥嵌入槽內壓實，最后用1:2水泥砂漿抹平壓光。在側面或頂面嵌填時，應使用封槽托板逐段嵌托并壓緊，待凝固后再將托板去掉。

2、內部修補法

內部修補法是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中，由于其凝結、硬化而起到補縫作用，以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料，可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫，可采用水泥灌漿，對寬度小于0.5mm的裂縫，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學灌漿。

1)水泥灌漿：一般用于大體積混凝土結構的修補，主要施工程序是鉆孔、沖洗、止漿、堵漏、埋管、試水、灌漿。鉆孔采用風鉆或打眼機進行，孔距l～1.5m，除淺孔采用騎縫孔外，—般鉆孔軸線與裂縫呈30～45度斜角，孔深應穿過裂縫面0.5m以上，當有兩排或兩排以上的孔時，宜交錯或呈梅花形布置，但應注意防止沿裂縫鉆孔。沖洗在每條裂縫鉆孔完畢后進行，其順序按豎向排列自上而下逐孔沖洗。止漿及堵漏待縫面沖洗干凈后，在裂縫表面用1:2的水泥砂漿或用環氧膠泥涂抹。埋管（一般用直徑19～38mm的鋼管作灌漿管，鋼管上部加工絲扣）安裝前應在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊，然后旋入孔中，孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其它材料塞緊，并用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵，防止冒漿或灌漿管從孔口脫出。試水是用0.098～0.196MPa壓力水作滲水試驗，采取灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法，檢查裂縫和管路暢通情況，然后關閉排氣孔，檢查止漿堵漏效果，并濕潤縫面以利于粘結。灌漿應采用425號以上的普通水泥，細度要求經6400孔／cm2的標準篩過篩，篩余量在2%以下，可使用2:

1、1:

1、0.5:1等幾種水灰比的水泥凈漿或1:0.54:0.3（即水泥：粉煤灰：水）的水泥粉煤灰漿，灌漿壓力一般為0.294～0.491MPa，壓漿完畢時漿孔內應充滿灰漿，并填入濕凈砂，用棒搗實，每條裂縫應按壓漿順序依次進行，當出現大量滲漏情況時，應立即停泵堵漏，然后繼續壓漿。

2)化學灌漿：化學灌漿能控制凝結時間，有較高粘結強度和一定的彈性，恢復結構整體性效果較好，適用于各種情況下的裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。常用的灌漿材料有環氧樹脂漿液（能修補縫寬0.2mm以下的干燥裂縫）、甲凝（能灌0.03～0.1mm的干燥細微裂縫）、丙凝（用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補，能灌0.1mm以下的細裂縫）等。環氧樹脂漿液具有粘結強度高、施工操作方便、成本低等優點，應用最廣。灌漿操作主要工序是表面處理（布置灌漿嘴和試氣）、灌漿、封孔，一般采取騎縫直接用灌漿嘴施灌，不用另外鉆孔。配制環氧漿液時，應根據氣溫控制材料溫度和漿液的初凝時間（1小時左右）。灌漿時，操作人員要戴上防毒口罩，以防中毒。

3、結構加固法

鋼筋混凝土結構的加固，應在結構評定的基礎上進行，加固的目的有結構強度加固、穩定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯系又有區別，最常遇到的是結構強度加固（即結構補強）。結構加固可分為不改變結構受力圖形和改變結構受力圖形的兩種方法，亦可分為非預應力加固和預應力加固兩類。對結構或構件存在的強度（拉、壓、彎、剪、扭、疲勞）、剛度（撓曲）、裂縫（由受力、溫度、沉降、安裝引起的）、穩定（由傾斜、偏歪、長細比過小、支撐不妥引起的）、沉降（由不均勻荷重或不均勻地基、淤泥層、大孔土地基、回填土等引起的）、使用（凈空尺寸不夠、吊車卡軌、振動、鋼筋銹蝕，結構腐蝕）等方面的問題，要區分局部性還是全局性的，關鍵部位還是次要部位的，在分析了問題產生的主要原因后，分別根據處理的原則和界限，視工程具體情況和條件，有針對性地采取適當加固方法。

五、裂縫控制設計原則與措施

鋼筋混凝土結構的裂縫是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害與無害的界限由結構使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內。綜合技術措施包括：合理選擇結構形式，降低結構約束程度，對與水平構件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土，加強構造配筋，如板頂部的受壓區連續配筋，板的陽角及陰角配置放射筋，增加梁的腰筋間距200mm。優選有利于抗拉性能的混凝土級配，盡力減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑，降低含泥量及雜質含量。選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。采取保溫保濕的養護技術，盡量利用混凝土后期強度(60天)。對于超長結構可采取跳倉澆灌或后澆帶方法施工。對于復雜的結構難免出現少量裂縫影響正常使用和耐久性．裂縫分為表面裂縫，淺層裂縫，縱深裂縫(深層裂縫)，貫穿裂縫等。少量有害裂縫采用近代化學灌漿技術處理，滿足設計使用和耐久性要求，不應因此降低工程質量評定標準。

隨著鋼筋混凝土現澆板在房屋建設中的大量推廣與應用,“住宅樓現澆樓板裂縫問題”也成為了居民住宅質量投拆熱點。本文主要從施工方面、兼顧設計和材料原因方面分析樓面裂縫的綜合性防治措施。

樓屋面裂縫的分析和防治措施

一、鋼筋混凝土現澆板裂縫原因的分析

一般情況下，樓屋面裂縫表現為：表面龜裂，縱向、橫向裂縫以及斜向裂縫。究其原因，主要有施工、設計及混凝土原材料等三方面的原因，以下將逐一具體分析。

（一）混凝土原材料質量方面

1、水泥凝結或膨脹不正常，如水泥安定性不穩定，水泥中含有生石灰或氧化鎂，這些成分在和水化合后產生體積膨脹，產生裂縫。

2、如果骨料中含泥量過大，細骨料太細，則達不到設計強度，隨著混凝土的干燥，會產生不規則的網狀裂縫。

3、堿----骨料反應：蛋白質、安山巖、玄武巖、輝綠巖、千枚巖等堿性骨料有可能與堿性很強的水泥起化學反應，生成有膨脹能力的堿--硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞，產生裂縫。

4、水灰比、塌落度過大，或使用過量粉砂混凝上強度值對水灰比的變化十分敏感，基本上是水和水泥計量變動對強度影響的疊加。因此，水、水泥、外滲混合材料外加劑溶液的計量偏差，將直接影響混凝土的強度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收縮大，抗拉強度低，容易因塑性收縮而產生裂縫，泵送砼為了滿足泵送條件：坍落度大，流動性好，易產生局部粗骨料少、砂漿多的現象，此時，砼脫水干縮時，就會產生表面裂縫。

（二）施工質量方面

1、混凝土施工過分振搗，模板、墊層過于干燥混凝土澆筑振搗后，粗骨料沉落擠出水分、空氣，表面呈現泌水而形成豎向體積縮小沉落，造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發后，易形成凝縮裂縫。而模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水量大，引起混凝土的塑性收縮，產生裂縫。

2、混凝土澆搗后過分抹干壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導致混凝土板表面龜裂。

3、施工工藝不當引起：在施工過程中由于施工工藝不當，致使支座處負筋下陷，保護層過大，固定支座變成塑性鉸支座，使板上部沿梁支座處產生裂縫；樓板的彈性變形及支座處的負彎矩施工中在混凝土未達到規定強度，過早拆模，或者在混凝土未達到終凝時間就上荷載，造成混凝土樓板的彈性變形，致使砼早期強度低或無強度時，承受彎、壓、拉應力，導致樓板產生內傷或斷裂；大梁兩側的樓板不均勻沉降也會使支座產生負穹矩造成橫向裂縫。

4、后澆帶施工不慎而造成的板面裂縫：為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力，規范要求采用施工后澆帶法，有些施工后澆帶不完全按設計要求施工，例如施工未留企口縫；板的后澆帶不支模板，造成斜坡搓；疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。

5、樓面墊層內鋪設的暗裝水管、電線套管鋪設不當，如水管、電線套管鋪設不夠牢靠、集中鋪設、上下交疊鋪設致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內，保護層厚度不足都可能造成板面沿管線長度方向產生裂縫。

6、混凝土的收縮（溫度裂縫）：眾所周知，混凝土引起收縮的原因，在硬化初期主要是由于水泥的水化作用，形成一種新的水泥結晶體，這種結晶體化合物較原材料體積小，因而引起混凝土體積的收縮，即所謂的凝縮，后期主要是混凝土內自由水蒸發而引起的干縮。而且，如果混凝土處在一個溫差變化較大的環境下，將會使其收縮更為加劇。如施工發生在夏季炎熱氣溫下，石子表面溫度升高，使石子體積膨脹，拌制成混凝土后，石子受冷收縮，使混凝土表面出現發絲裂縫；混凝土澆搗后未及時澆水養護，混凝土在較高溫度下失水收縮，水化熱釋放量較大，而又未及時得到水分的補充，因而在硬化過程中，現澆板受到支座的約束，勢必產生溫度應力而出現裂縫，這些裂縫也首先產生在較薄弱的部位，即板角處。另外，室內外溫差變化較大，也要引起一定的裂縫。

7、目前在主體結構的施工過程中，普遍存在著質量與工期之間的較大矛盾。一般主體結構的樓層施工速度平均為5-7天左右一層，最快時甚至不足5天一層。因此當樓層混凝土澆筑完畢后不足24小時的養護時間，就忙著進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動，這就給大開間部位的房間雪上加霜。除了大開間的混凝土總收縮值較小開間要大的不利因素外，更容易在強度不足的情況下受材料吊卸沖擊振動荷載的作用而引起不規則的受力裂縫。并且這些裂縫一旦形成，就難于閉合，形成永久性裂縫。

（三）設計方面

1、地基的不均勻沉降：在住宅建設中,有相當一部分的鋼筋混凝土現澆板的裂縫，是由于地基不均勻沉降的原因而造成的。如在軟土地基下采用擴展基礎，則對于那些相對較長的條式樓來說,要想保正它們沉降均勻是相當困難的，因此，在這種情況下，有時也會由于基礎的不均勻沉降，而引起樓房的拉裂和鋼筋混凝土現澆板的開裂。

2、荷載的作用：在住宅建設中，也有少部分鋼筋混凝土現澆板的裂縫，是由于荷載作用方面的原因引起的。由于設計人員在進行現澆板的配筋計算過程中，通常只是根據其承載能力來確定配筋量的，而往往忽略了對板在正常使用階段由其承受的荷載而引起的撓度及裂縫寬度的驗算，由此而引起裂縫的產生，這些裂縫有時也會超過規范的最大允許值，這也應當引起足夠的重視。

3、結構體型突變及未設置必要的伸縮縫：房屋長度過長，而又未考慮設置伸縮縫，當房屋的自由伸縮達到應設置伸縮縫要求的間距時，就要引起裂縫的產生。另外，平面布局凹凸較多，即轉角也越多，這些轉角處由于應力集中形成薄弱部位，一受到混凝土收縮及溫差變化易于產生裂縫。

4、在樓房的設計中，設備專業特別是電氣專業，大多將照明、有線電視、通訊等所需的管線直接敷設于現澆板中，而且有時集中于某一處現澆板中的管線多達7-8根，并且這些管線的直徑多為2---3CM，由此就會使該處的現澆板厚度大大削弱,從而引起現澆板在該處開裂。

5、大跨度大開間樓板未進行剛度計算，板厚不夠，加上施工偏差、拆模過早等原因導致裂縫。

二、裂縫的預防措施

雖然鋼筋混凝土現澆板在使用過程中，存在出現裂縫這一重大缺陷，但它與預制板相比，還是優點要大于其缺點的，并且它的這一缺點在設計與施工過程中，可以通過一定的措施，使其影響控制在規范允許的范圍內。現澆板的優點主要表現在結構性能方面，采用現澆板后，將使樓、屋蓋的結構剛度及強度、建筑物的整體抗震性能得到顯著的提高。

對于現澆板的裂縫問題，可以采取以下幾個方面的措施，以減少或避免這些裂縫的出現：

（一）混凝土原材料質量方面

1、盡可能不使用民辦小廠生產的水泥，如必須使用，應認真對水泥標號及安定性進行試驗。

2、采取嚴把原材料進貨關、認真地對進場砂石骨料進行檢驗，嚴格控制砂的粒徑及含泥量。并做好各項試驗，一經發現不合格材料進場必須立即停止使用并清除出場。地主供應霸王材料請業主予以協調。

3、嚴格控制混凝土施工配合比。根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比，嚴格控制水和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。

近十幾年來，為實現文明施工，提高設備利用率，節約能源，商品混凝土的使用率逐年提高。但受劇烈的市場競爭，導致各商品砼廠商以采用大粉煤灰摻量，低價位、低性能的砼處摻劑，以及細度模數低、含泥量較高的中細砂作為降低價格和成本的主要競爭手段，導致商品混凝土質量顯著下降；另一方面承包商在訂購商品混凝土時，應根據工程的不同部位和性質提出對混凝土品質的明確要求，不能片面壓價和追求低價格、低成本而忽視了混凝土的品質，導致混凝土性能下降和收縮裂縫增多。同時現場應逐車嚴格控制好商品混凝土的坍落度檢查，以保證混凝土熟料的半成品質量。

（二）施工質量

1、在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度。

2、混凝土樓板澆筑完畢后，表面刮抹應限制到最小程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹，并加強混凝土早期養護。樓板澆筑后，對板面應及時用材料覆蓋、保溫，認真養護，防止強風和烈日曝曬。

3、嚴格施工操作程序，不盲目趕工。杜絕過早上傳、上荷載和過早拆模。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋，避免踩彎面負筋的現象發生。通過在大梁兩側的面層內配置通長的鋼筋網片，承受支座負彎矩，避免因不均勻沉降而產生的裂縫。

4、施工后澆帶的施工應認真領會設計意圖，制定施工方案，杜絕在后澆處出現混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫，以及施工中鋼筋被踩彎等現象。同時更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板，支柱拆除而導致梁板形成懸臂，造成變形。

5、對于較粗的線管或多根線管的集散處，可增設垂直于線管的抗裂短鋼筋網加強，抗裂短鋼筋采用Φ6-Φ8，間距≤150，兩端的錨固長度應不小于300毫米。

線管在敷設時應盡量避免立體交叉穿越，交叉布線處采用線盒，同時在多根線管的集散處宜采用放射形分布，盡量避免緊密平行排列，以確保線管底部的砼灌筑順利和振搗密實。并且當線管數量眾多，使集散口的砼截面大量削弱時，宜按預留孔洞構造要求在四周增設上下各2Φ12的井字形抗裂構造鋼筋。

6、對計劃中的臨時大開間面積材料吊卸堆放區域部位的模板支撐架在搭設前，就預先考慮采用加密立桿和擱柵增加模板支撐架剛度的加強措施，以增強剛度，減少變形來加強該區域的抗沖擊振動荷載，并應在該區域的新筑砼表面上鋪設舊木模加以保護和擴散應力，進一步防止裂縫的發生。

7、加強對樓面砼的養護：砼的保濕養護對其強度增長和各類性能的提高十分重要，特別是早期的妥善養護可以避免表面脫水并大量減少砼初期伸縮裂縫發生。但實際施工中，由于搶趕工期和澆水將影響彈線及施工人員作業，因此樓面砼往往缺乏較充分和較足夠的澆水養護延續時間。為此，施工中必須堅持覆蓋麻袋或草包進行一周左右的妥善保濕養護，并可采用噴養護液進行養護，達到降低成本和提高工效，并可避免或減少對施工的影響。

8、嚴格控制板面負筋的保護層厚度：現澆板負筋一般放置在支座梁鋼筋上面，與梁筋應綁扎在一起；另外，采用鐵架子或混凝土墊塊等措施來固定負筋的位置，保證在施工過程中板面鋼筋不再下沉，從而可有效控制保護層，避免支座處因負筋下沉，保護層厚度變大而產生裂縫，板的保護層厚度不應大于1.5cm。

設計方面

1、對于地基的不均允沉降，可以通過調整基礎的選型來對樓房沉降和沉降差進行控制，如采取改用深基礎及樁基礎等方式以減少這類裂縫的發生。

2、在板角增加輻射筋。現澆板的四周在設計上都已配置負筋，但針對絕大多數裂縫產生于板角這一現象，在板角四周增設輻射筋，使產生裂縫的應力作用方向與輻射筋相一致，能有效地抑制裂縫，此外配筋較多時，相對來說也能明顯改善裂縫的產生或擴展，根據裂縫距板角的距離，輻射筋長度為1.5m左右。

3、平面布置上盡量減少凹凸現象和設置必要的伸縮縫。平面轉角過多，即薄弱部位越多，而這些部位由于應力集中，往往是裂縫的多發區。

三、裂縫的處理方法

1、對于一般混凝土樓板表面的龜裂，可先將裂縫清洗干凈，待干燥后用環氧漿液灌縫或用表面涂刷封閉。施工中若在終凝前發現龜裂時，可用抹壓一遍處理。

2、其它一般裂縫處理，可將板縫清洗后用1：2或1：l水泥砂漿襪縫，壓平養護。

3、當裂縫較大時，應沿裂縫鑿八字形凹槽，沖洗干凈后，用1：2水泥砂漿抹平，也可以采用環氧膠泥嵌補。

4、當樓板出現裂縫面積較大時，應對樓板進行靜載試驗，檢驗其結構安全性，必要時可在樓板上增做一層鋼筋網片，以提高板的整體性。

5、通長、貫通的危險結構裂縫，裂縫寬度大于0．3mm的，可采用結構膠粘扁鋼加固補強，板縫用灌縫膠高壓灌膠。

第五篇：混凝土開裂的原因及對策

混凝土開裂的原因及對策

一、混凝土開裂的原因

11、荷載引起的裂縫

12、溫度變化引起的裂縫

13、收縮引起的裂縫

14、地基礎變形引起的裂縫

35、鋼筋銹蝕引起的裂縫

36、凍脹引起的裂縫

37、施工材料質量引起的裂縫

48、施工工藝質量引起的裂縫

二、普通混凝土裂縫的處理方法

41、表面修復

42、局部修復法

43、水泥壓力灌漿法

54、化學灌漿

55、減少結構內力

56、結構補強

57、改變結構方案，加強整體剛度

68、混凝土置換法

69、電化學防護法

610、仿生自愈合法

611、其它方法

三、大體積混凝土裂縫產生的原因

71、干燥收縮

72、塑性收縮

83、自收縮

84、溫度收縮

85、化學收縮

四、大體積混凝土有害、無害裂縫判別標準

五、無害裂縫處理方法

101、二次壓面法

102、表面涂抹砂漿法

103、表面涂抹環氧膠泥（或粘貼環氧玻璃布）法

104、表面鑿槽嵌補法

115、表面貼條法

六、有害裂縫處理方法

121、水泥灌漿法

122、化學灌漿法

混凝土開裂可以說是“常發病”和“多發病”，經常困擾著工程技術人員。其實，如果采取一定的設計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。

實際上，混凝土裂縫的成因復雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要原因。本報告對混凝土裂縫的種類和產生的原因作較全面的分析并提出相應的防治措施，供同行參考、探討。

一、混凝土開裂的原因

1、荷載引起的裂縫

混凝土在常規靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫,次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。

荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現不同的特點。這類裂縫多出現在受拉區、受剪區或振動嚴重部位。但必須指出，如果受壓區出現起皮或有沿受壓方向的短裂縫，往往是結構達到承載力極限的標志，是結構破壞的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。

2、溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。

3、收縮引起的裂縫

在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。

塑性收縮，發生在施工過程中、混凝土澆筑后4~5小時左右，此時水泥水化反應激烈，分子鏈逐漸形成，出現泌水和水分急劇蒸發，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產生量級很大，可達1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂底板交接處，因硬化前沉實不均勻將發生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時應控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實，豎向變截面處宜分層澆筑。

縮水收縮（干縮），混凝土結硬以后，隨著表層水分逐步蒸發，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因混凝土表層水分損失快，內部損失慢，因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產生收縮裂縫。混凝土硬化后收縮主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構件（超過3%），鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現龜裂裂紋。

自生收縮，自生收縮是混凝土在硬化過程中，水泥與水發生水化反應，這種收縮與外界濕度無關，且可以是正的（即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土），也可以是負的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土）。

炭化收縮，大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發生化學反應引起的收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發生，且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。炭化收縮一般不做計算。

混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規律。

4、地基礎變形引起的裂縫

由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂。

5、鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2~4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。

要防止鋼筋銹蝕，設計時應根據規范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度（當然保護層亦不能太厚，否則構件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度）；施工時應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。

6、凍脹引起的裂縫

大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水（結冰溫度在-78度以下）在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30%~50%。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。

7、施工材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質量不合格，可能導致結構出現裂縫。

8、施工工藝質量引起的裂縫

在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異。

二、普通混凝土裂縫的處理方法

1、表面修復

常用的方法有壓實抹平，涂抹環氧粘結劑，噴涂水泥砂漿或細石混凝土，壓抹環氧膠泥，環氧樹脂粘貼下班絲布，增加整體面層，鋼錨栓縫合等。

表面涂抹和表面貼補法表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

2、局部修復法

常用的方法有充填法、預應力法,部分鑿除重新澆筑混凝土等。

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開Ｖ型槽，然后作填充處理。

3、水泥壓力灌漿法

適用于縫補寬度≥0.5mm的穩定裂縫。

此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。利用壓送設備（壓力0.2~0.4Mpa）將補縫漿液注入砼裂隙，達到閉塞的目的，該方法屬傳統方法，效果很好。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方便效果也很理想。

4、化學灌漿

可灌入縫寬≥0.05mm的裂縫。

5、減少結構內力

常用的方法有卸荷或控制荷載，設置卸荷結構，增設支點或支撐。改簡支梁為連續梁等。

6、結構補強

常用的方法有增加鋼筋，加厚板，外包鋼筋混凝土，外包鋼，粘貼鋼板，預應力補強體系等。

因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗；鉆心取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。

7、改變結構方案，加強整體剛度

例如：框架裂縫采用增設隔板深梁法處理。

8、混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

9、電化學防護法

電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態，鈍化鋼筋，以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這種方法的優點是防護方法受環境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂結構也可用于新建結構。

10、仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到愈合的機能，在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分(如含粘結劑的液芯纖維或膠囊)，在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統，當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

11、其它方法

常用方法有拆除重做，改善結構使用條件，通過試驗或分析論證不作處理等。

三、大體積混凝土裂縫產生的原因

大體積混凝土結構中，由于結構截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應力是導致鋼筋混凝土產生裂縫的主要原因。

這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內部的散熱條件不同，溫度外低內高，形成了溫度梯度，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力，表面的拉應力超過混凝土抗拉強度而引起的。貫通裂縫是由于大體積混凝土在強度發展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結構邊界條件的約束時引起的拉應力，超過混凝土抗拉強度時所可能產生的貫通整個截面的裂縫。

這兩種裂縫不同程度上，都屬有害裂縫。高強度的混凝土早期收縮較大，這是由于高強混凝土中以30%~60%礦物細摻合料替代水泥，高效減水劑摻量為膠凝材料總量的1%~2%，水膠比0.25~0.40，改善了混凝土的微觀結構，給高強混凝土帶來許多優良特性，但其負面效應最突出的是混凝土收縮裂縫幾率增多。高強混凝土的收縮，主要是干燥收縮、溫度收縮、塑性收縮、化學收縮和自收縮。

混凝土初現裂紋的時間可以作為判斷裂紋原因的參考：塑性收縮裂紋大約在澆筑后幾小時到十幾小時出現；溫度收縮裂紋大約在澆筑后2到10d出現；自收縮主要發生在混凝土凝結硬化后的幾天到幾十天；干燥收縮裂紋出現在接近1年齡期內。

1、干燥收縮

當混凝土在不飽和空氣中失去內部毛細孔和凝膠孔的吸附水時，就會產生干縮，高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低，故干縮率也低。

2、塑性收縮

塑性收縮發生在混凝土硬化前的塑性階段。高強混凝土的水膠比低，自由水分少，礦物細摻合料對水有更高的敏感性，高強混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以高強混凝土塑性收縮比普通混凝土更容易產生。

3、自收縮

密閉的混凝土內部相對濕度隨水泥水化的進展而降低，稱為自干燥。自干燥造成毛細孔中的水分不飽和而產生負壓，因而引起混凝土的自收縮。高強混凝土由于水膠比低，早期強度較快的發展，會使自由水消耗快，致使孔體系中相對濕度低于80%，而高強混凝土結構較密實，外界水很難滲入補充，導致混凝土產生自收縮。

高強混凝土的總收縮中，干縮和自收縮幾乎相等，水膠比越低，自收縮所占比例越大。與普通混凝土完全不同，普通混凝土以干縮為主，而高強混凝土以自收縮為主。

4、溫度收縮

對于強度要求較高的混凝土，水泥用量相對較多，水化熱大，溫升速率也較大，一般可達35~40℃，加上初始溫度可使最高溫度超過70~80℃。一般混凝土的熱膨脹系數為10×10-6/℃，當溫度下降20~25℃時造成的冷縮量為2~2.5×10-4，而混凝土的極限拉伸值只有1~1.5×10-4，因而冷縮常引起混凝土開裂。

5、化學收縮

水泥水化后，固相體積增加，但水泥-水體系的絕對體積則減小，形成許多毛細孔縫，高強混凝土水膠比小，外摻礦物細摻合料，水化程度受到制約，故高強混凝土的化學收縮量小于普通混凝土。

當混凝土發生收縮并受到外部或內部約束時，就會產生拉應力，并有可能引起開裂。對于高強混凝土雖然有較高的抗拉強度，可是彈性模量也高，在相同收縮變形下，會引起較高的拉應力，而由于高強混凝土的徐變能力低，應力松弛量較小，所以抗裂性能差。

四、大體積混凝土有害、無害裂縫判別標準

原則上與核安全有關的鋼筋混凝土不允許出現裂縫，尤其是反應堆廠房底板、安全殼筒身及穹頂、汽輪機廠房蝸殼泵等重要部位嚴禁產生裂縫，其他部位應盡可能控制裂縫的產生。

但是由于各種原因不可避免的產生各種裂縫，為了明確當混凝土出現裂縫時如何判別其是否有害、無害？為此，福清核電各單位（業主、監理、工程公司、施工單位）經過認真研討，確定了混凝土裂縫判別標準：

1、無害裂縫：

δf≤0.3mm深度h≤0.5H

δf≤0.2mm貫穿（自愈性）

1.0mm≥δf＞0.3mmL≤0.1B2、有害裂縫（滿足下列條件之一）：

Δf＞0.3mm縱深裂縫、h＞0.5H；

Δf＞0.2mm貫穿全截面；裂縫影響使用功能（有滲透、透氣、透射線等要求，且滿足其中之一即可）；

Δf＞0.3mm非貫穿，可能引起鋼筋銹蝕裂縫；降低結構承載力的裂縫。

3、各符號的含義：

Δf——裂縫寬度L——裂縫長度

h——裂縫深度H——裂縫深度

B——沿裂縫長方向的結構寬度，如澆筑后的沉縮（塑性裂縫）

五、無害裂縫處理方法

1、二次壓面法

對于新澆混凝土收縮裂縫，該裂縫多在新澆筑并暴露于空氣中的結構構件表面出現，有塑態收縮、沉降收縮、干燥收縮、碳化收縮、凝結收縮等收縮裂縫，這種裂縫不深也不寬，處理方法如下：

1）如混凝土仍有塑性，可采取壓抹一遍的方法，并加強養護。

2）如混凝土已硬化，可向裂縫內滲入水泥漿，然后用鐵抹子抹平壓實。

2、表面涂抹砂漿法

處理時將裂縫附近的混凝土表面鑿毛或沿裂縫鑿成深15—20mm寬100—200mm凹槽，掃凈并灑水濕潤。

先刷水泥凈漿（業主批準適用的界面劑）一度，然后用1：1～2水泥砂漿分2～3層，涂抹總厚10～20mm壓光。有滲漏水時，應用水泥凈漿（厚2mm）和1：2.5水泥砂漿（厚4-5mm可慘入1—3%于水泥重量的氯化鐵防水劑）交替抹壓4-5層，涂抹后3-4小時進行覆蓋并灑水養護。

3、表面涂抹環氧膠泥（或粘貼環氧玻璃布）法

涂抹前，將裂縫附近表面清洗干凈（油污應用丙酮或二甲苯擦洗凈）、干燥。較寬裂縫用環氧膠泥填塞，并將膠泥均勻地涂刮壓裂縫表面，寬80-100mm。基層干燥有困難時可以用環氧煤焦油膠泥。需要粘貼環氧玻璃布時，先將玻璃布脫鈉、干燥，視具體情況可作成一布二油（或二布三油，第二層布的周圍應比下一層寬10～15mm）。

4、表面鑿槽嵌補法

當裂縫稀少，但深度較深時，沿混凝土裂縫鑿一條V型或U型槽，槽內表面應修理平整，清洗干凈，并保持槽內干燥。槽內嵌入剛性材料如水泥砂漿、環氧膠泥，或填灌柔性材料如聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等密封。密封材料嵌入前，先涂刷與嵌填材料混凝土性質的稀釋涂料（表面可作砂漿保護層或不作保護層），具體做法見圖1。

圖1表面鑿槽修補裂縫的處理方法

（a）一般裂縫處理

（b）滲水裂縫處理

（c）活動裂縫處理

（d）活動裂縫擴展后的情況：1—裂縫;2—水泥砂漿或環氧膠泥;3—聚氧乙烯;4—1:2.5水泥砂漿或剛性防水五層做法；5—密封材料；6—隔離緩沖區；B—槽寬；δ—裂縫活動距離

注：對于施工縫表面的裂縫，處理時可在與其連接的施工段混凝土澆筑前，按表面鑿槽嵌補法的要求在裂縫位置處鑿V型或U型槽，該槽內不再填充其他填充物，由該連接施工段澆筑的結構混凝土填充，以保證施工縫處混凝土。

5、表面貼條法

對于裂縫移動范圍不限于一個平面并有防水要求不便鑿槽修補的活裂縫，可將一條具有柔性的聚丁橡膠密封條置于裂縫上面，用聚丁橡膠粘結劑將周邊粘結于混凝土上（見圖2），使密封條中部能隨裂縫活動而自由活動，長的裂縫可分段為粘結，分段為密封條的連接采用聚丁橡膠粘貼搭接，搭接處上下壓搓應切成斜面搭接，長度100mm。

圖2柔性密封帶表面粘貼

1—裂縫2—油氈或塑料隔離層；3—聚丁橡膠密封條；4—粘結劑

六、有害裂縫處理方法

1、水泥灌漿法

鉆孔：采用風鉆鉆孔，孔距1-1.5m除淺孔采用騎縫孔外一般占孔軸線與裂縫呈30—45·斜角（見圖3）,孔深應穿過裂縫面0.5m以上，當鉆孔有兩排或兩排以上時，宜交叉或呈梅花形布置。

圖3鉆孔示意

1—裂縫，2—齊縫口，3—斜孔

沖洗：鉆孔完畢后，應用水沖洗，按豎向排列自上而下逐孔進行。

密封：縫面沖洗凈后，在裂縫表面用1：1～2水泥砂漿或環氧膠泥涂抹。

埋管：一般用?19-38的鋼管作灌漿管（鋼管上端加工絲扣），安裝前在鋼管外壁用生膠帶纏緊，然后旋入孔中，孔中管壁周圍的空隙用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵，以防冒漿或灌漿管沖孔中脫出。

試壓：用0.1-0.2MPa壓力水作滲水試驗，采取灌漿孔壓水，排水孔排水的方法檢查裂縫和管路暢通情況，然后關閉排氣孔檢查止漿堵漏效果，并濕潤縫面，以利粘結。

灌漿：合格的經設計批準使用的填縫用注射性水泥，水泥凈將水灰比為0.4，灌漿壓力0.3—0.5MPa。在整條裂縫處理完畢后，孔內應充滿凈漿，并填入凈砂用棒搗實。

2、化學灌漿法

鉆孔：采用風鉆鉆孔，孔距1-1.5m除淺孔采用騎縫孔外一般占孔軸線與裂縫呈30—45·斜角（見圖3）,孔深應穿過裂縫面0.5m以上，當鉆孔有兩排或兩排以上時，宜交叉或呈梅花形布置；

密封：縫面沖洗凈后，在裂縫表面用1：1～2水泥砂漿或環氧膠泥涂抹。

埋管：一般用?19-38的鋼管作灌漿管（鋼管上端加工絲扣），安裝前在鋼管外壁用生膠帶纏緊，然后旋入孔中，孔中管壁周圍的空隙用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵，以防冒漿或灌漿管沖孔中脫出。

試壓：用0.2-0.3MPa壓縮空氣進行壓力實驗；

灌漿：采用環氧樹脂漿液進行灌漿。