对混凝土裂缝成因及控制方法的探讨
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摘要：本文结合自己多年的工作实践经验，根据实例分析了某项目工程在施工过程中出现的混凝土裂缝问题，并具体的提出了混凝土裂缝的防治措施和处理方法。
关键词：混凝土施工裂缝及成因分析预防措施裂缝处理
引言
随着建筑业的迅猛发展，混凝土在建筑行业中的应用越来越广泛，但同时，混凝土裂缝这一通病却一直如影随形，没有得到很好的解决，如：混凝土施工中梁出现受拉区裂缝、支座附近的斜裂缝、受压区裂缝；板出现龟裂、纵向、横向和斜向裂缝等问题，在连江县某项目工程的施工过程中也时有出现，这其中有设计、原材料的原因，也有施工方面的原因。混凝土裂缝的存在和发展会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。因此，在工程施工过程中如何做到有效控制混凝土裂缝，确保混凝土结构质量具有非常重要的现实意义。
1 混凝土施工中常见裂缝及成因分析
1．1干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右，水泥浆中水分的蒸发产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形也小，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。干缩裂缝多为表面性的并行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0．05～0．2mm之问，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。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀而影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要与混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
1.2塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，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：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，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灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
1.3沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软、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。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。
1.4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。大体积混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，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，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。
1.5施工操作不当引起的裂缝
具体来说，较为普遍存在的因素包括：（1）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会导致裂缝的产生；（2）高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大；（3）现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝；（4）拆模过早或现场拆除不当引起拆模裂缝。
1.6. 化学反应引起的裂缝
混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中应采取有效措施进行预防。
2 混泥土裂缝的控防措施
2.1设计方面
2.1.1在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施；而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。
2.1.2设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。
2.1.3改善配筋，避免应力集中，增强抵抗温度应力的能力。孔洞周围、变断面转角部位、转角处都会产生应力集中。为此，在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片，在变截面处作局部处理使截面逐渐过渡，同时增配抗裂钢筋都能防止裂缝的产生。值得注意的是，配筋要尽可能应用小直径和小间距，按全截面对称配置。
2.3.4 设置后浇带。对于平面尺寸过大的大体积砼应设置后浇带，以减少外约束力和温度应力；同时也有利于散热，降低砼的内部温度。
2.2选材和配合比设计方面
2.2.1根据结构要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级， 为使砼减少升温，可以在满足设计强度要求的前提下，减少水泥用量，尽量选用水化热低的水泥。一般工程可选用矿渣水泥或粉煤灰水泥。
2.2.2混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应严格控制好水灰比，同时掺加合适的减水剂。
2.2.3选用级配优良的砂、石原材料，连续级配粗骨料配制的砼具有较好的和易性，较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。另外砂、石含泥量要严格控制。砂的含泥量小于2%，石的含泥量小于1%。
2.2.4采用掺合料和混凝土外加剂。在混凝土中加入适量的粉煤灰，利用后期强度以降低水泥用量和温升；掺加一定数量的减水剂或缓凝剂，可以减少水泥用量，改善和易性，推迟水化热的峰值期；而掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，也可以减少砼的温度应力。
2.3施工操作方面
2.3.1浇捣工作
浇捣时，采用分层分段法浇筑砼，有利于砼消化热的散失，减小内外温差。振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
2.3.2混凝土养护
混凝土收缩裂缝分为干缩裂缝和塑性收缩裂缝，收缩裂缝的控制主要在于控制湿度的变化，使结构、构件具有相对稳定的湿度。新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。混凝土养护可采用塑料薄膜或草袋覆盖并洒水保持湿润，一般不少于7天。在气温高、湿度低、风速大的天气应早覆盖、喷水雾养护，并适当延长养护时间。
2.3.3夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温入模、低温养护，必要时向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料，以降低混凝土原材料的温度。
2.3.4 预防沉陷裂缝
对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固；保证范本有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀；防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡；范本拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。
2.4预防因化学反应引起的混凝土裂缝的控制措施有：
2.4.1选用碱活性小的砂石骨料；
2.4.2选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂；
2.4.3选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。
3 混凝土裂缝常见处理方法
混凝土裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。其处理方法应根据裂缝的性质和具体情况区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。
3.1 在裂缝不降低承载力的情况下，可采取表面修补法、嵌缝法、灌浆法等处理方法：
3.1.1. 表面修补法：该法适用于细而浅的裂缝，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时采用，常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。
3.1.2. 嵌缝法：嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，适用于裂缝较宽时。它通常是沿裂缝凿槽（凿成V形或U形槽），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。
3.1.3. 灌浆法：主要适用于裂缝宽度较小且较深时，对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补。它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结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。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
3.2 如果裂缝影响到结构安全，可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固，须经设计验算同意后方可进行。
3.2.1. 围套加固法。在周围尺寸允许的情况下，在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套，以增加钢筋和截面，提高其承载力；对构件裂缝严重，尚未破碎裂透或一侧破裂的，将裂缝部位钢筋保护层凿去，外包钢丝网一层；大型设备基础一般采取增设钢板箍带，增加环向抗拉强度的方法处理。
3.2.2. 钢箍加固法。在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧，以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时，应使钢套箍与混凝土表面紧密接触，以保证共同工作。
3.2.3. 粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂，粘结到构件砼裂缝部位表面，使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前，钢材表面进行喷砂除锈，混凝土刷净干燥，粘结层厚度为1～4毫米。
结束语
综上所述，裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，对混凝土裂缝的控制，应针对成因，贯彻预防为主的原则，完善设计及加强施工管理，采取各种有效的预防措施，使结构尽量不出现裂缝或减少裂缝数量和宽度。对于混凝土裂缝应认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，以确保建筑结构的安全和耐久性。