浅谈混凝土裂缝原因及处理方案
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摘要：混凝土是由胶结材料骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。 混凝土结构在建筑工程中占有很大的比重，在结构的安全、可靠度和耐久性方面起绝对的作用。因此，对混凝土的质量控制至关重要，而裂缝是混凝土质量控制的重中之重。本文对混凝土的裂缝成因及控制进行了阐述。
关键词：混凝土；质量控制；裂缝；处理
中图分类号：TV543+.6文献标识码：A文章编号：
引言：
随着我国改革开放的不断推进，大规模的经济建设开展，建筑结构发展十分迅速，城乡建设面貌焕然一新。建筑材料，建筑设计等各种科学理论研究都获得了长足发展，在这中间作为建筑物主要组成的混凝土也功不可磨，同时混凝土的裂缝问题也越来越成为一个不可回避的问题，我们必须面对和解决它。
1．商品混凝土现浇结构产生裂缝的原因
混凝土产生裂缝的原因是多方面因素影响造成的，如荷载、温度、收缩、腐蚀、结构变形等，且大多不是单方面作用的结果，而是多种因素相互交织影响、共同作用的结果。主要影响因素为环境温度、材料和施工方面。
1.1环境温度方面的原因
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃～26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。九是在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。十是加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。
1.2材料方面的原因
1.2.1混凝土收缩是其自身的特性。有关资料表明，混凝土的拌和水中只有约20%的水，是水泥水化所必须的，其余80%的水分都要被蒸发。而这多余水分的蒸发就是引起混凝土收缩的主要原因。当收缩产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现裂缝，这类裂缝通常显示规律性。
1.2.2 配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。近年来发现不少商品混凝土出现裂缝，总结的原因有如下方面：
1）．粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。
2）．骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。
3）．混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。
4）．水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。
5）．水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。
2．施工方面的原因
2.1混凝土终凝前未仔细收光
商品混凝土由于坍落度大，水泥浆含量高，在终凝前因表面收缩极易出现收缩裂缝，对于掺加了活性掺和料的混凝土尤为显著。在混凝土表面终凝前的收水时，要进行二次压实收光，如果在终凝前未仔细收光，则收缩裂缝不会自行闭和，导致混凝土非结构性浅表裂缝的产生。
2.2结构构件养护不到位
主要有：①过早养护会影响混凝土的胶结能力。②过迟养护，由于受风吹日晒,混凝土板表面游离水分蒸发过快,水泥缺乏必要的水化水,而产生急剧的体积收缩,此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季，因昼夜温差大，养护不当最易产生温差裂缝。
2.3沉陷裂缝及预防
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。
3．混凝土裂缝的处理方法
针对裂缝，可采取如下措施进行处理：
3.1对于一般混凝土表面的龟裂，可先将裂缝清洗干净，待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。
3.2其他一般裂缝处理，其施工顺序为：清洗板缝后用1:2或1:1水泥砂浆抹缝，压平养护。
3.3当裂缝较大时，应沿裂缝凿八字形凹槽，冲洗干净后，用1:2或1:1水泥砂浆抹平裂缝，也可以采用环氧胶泥嵌补。
3.4聚合物水泥防水处理
聚合物水泥防水涂料是以特定的高性能聚合物乳液为主体，配合一定比例的水泥而制成。产品经固化后形成的橡胶状防水膜，具有优良的粘结性、抗渗性、抗裂性、耐久性等功效。
4．仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿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加入某些特殊组分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊），在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合.