浅谈混凝土裂缝的成因及其预防、处理

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【摘 要】裂缝问题是混凝土工程中一个普遍存在而又难于解决的实际问题，本文对混凝土工程中常见裂缝及其成因进行了探讨分析，并提出了一些预防、处理措施。

【关键词】混凝土；裂缝；成因；预防；处理

1 前言

混凝土是一种非均质脆性材料，其主要缺点是抗拉强度低，受拉时变形小宜开裂。由于受施工、本身形变及外力约束等一系列因素影响，使硬化成型的混凝土中存在着众多微孔隙、气穴和微裂缝。微裂缝通常是一种无害裂缝，不会影响工程的质量。但当混凝土受到荷载、温差等外界环境的影响之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成宏观裂缝也就是混凝土工程中常说的裂缝。由于裂缝的存在和发展通常会降低混凝土的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会影响结构的安全。在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。

2 凝土工程中常见裂缝及成因

2.1 干缩裂缝

干缩裂缝主要是由于混凝土受外部条件的影响，表面水分损失快，变形大，内部湿度变化小变形小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。影响因素主要有水泥品种、细度与用量、水灰比、骨料品种与质量及养护条件。

2.2 塑性收缩裂缝

塑性收缩一般在高水化热、高温度、高风速、低相对湿度的条件下出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前后受高温或较大风力的影响，混凝土表层失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水泥品质、水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。

2.3 沉陷裂缝

沉陷裂缝是由于结构地基土质不匀、松软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。另外，大流态混凝土早期沉缩受到表层钢筋阻碍时也会出现沿钢筋的（通长或断续）裂缝。裂缝宽度往往与沉降量成正比关系，受温度变化的影响较小。

2.4 温度裂缝

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。大体积混凝土在硬化过程中,大量水化热聚积在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，形成内外的较大温差，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。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。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者受到寒潮的袭击时，会导致混凝土表面温度急剧下降，产生收缩，混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力进而产生裂缝，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，梁板类结构，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。

2.5 化学反应引起的裂缝

混凝土拌和后水泥中的碱性氧化物（N2O、K2O）与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应生成碱-硅酸凝胶，该凝胶吸收周围环境中的水而体积膨胀，造成混凝土酥松、膨胀开裂。另外，由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种裂缝多为纵向裂缝。

2.6 自收缩变形裂缝

水泥中四种主要的矿物成份(C3S、C2S、C3A、C4AF)完全水化后绝对体积总是减小，同时当水灰比很小时，混凝土内部的水不能满足未水化水泥继续水化用水的需求，就会发生混凝土内部缺水的现象，进而导致混凝土内部形成由内向外的自收缩变形裂缝。

3 混凝土裂缝的预防措施

3.1 结构设计

在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的不均匀沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。

3.2 施工质量

施工阶段是裂缝预防的主要阶段，要注意以下几个问题：a.在原材料的选择上应尽量选用低水化热或中水化热水泥，并选用级配良好的骨料。b.优化混凝土的配合比设计，合理选择好水灰比，可通过掺加粉煤灰或高效减水剂等来改善混凝土的和易性减少水泥用量,降低水化热。c.结构施工前应对松软土、填土地基进行必要的夯实和加固。保证模板的刚度和强度及支撑的总体承载力和稳定性，支撑应牢固可靠。d.严格控制钢筋的保护层厚度，对钢筋上的污物和锈蚀应予以清除。e.混凝土浇筑前对基层和模板进行均匀浇水润湿，浇筑时及时振捣收浆，振捣要均匀适度，避免漏振、过振。f. 大体积混凝土施工时要合理安排施工工序，尽量流水作业，分层、分块浇筑以利于散热，减小约束。g. 合理掌握拆模时间，既要保证早龄期混凝土不损坏或开裂；又尽可能不错过混凝土水化热峰值。h. 选择合适的养护方法，使混凝土不受或少受外界因素影响。

4 裂缝处理

4.1 表面修补法

表面修补法适用于稳定的且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，为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，在防护的同时采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

4.2 灌浆法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备（压力0.2~0.4MPa）将补缝浆液压入混凝土的裂缝中，材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的浆液材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯等化学材料。

4.3 嵌逢封堵法

嵌缝法通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

4.4 结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固主要有以下方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、预应力加固法、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

5 结论

在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，它不仅影响建筑物的使用功能，降低混凝土耐久性，还影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来防止裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献

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