对水泥混凝土裂缝成因分析与处理的探讨

对水泥混凝土裂缝成因分析与处理的探讨

作者：刘昆明王宝刘锋

来源：《城市建设理论研究》2013年第11期

摘要:水泥混凝土的裂缝普遍地存在，作者通过多年的现场观察，以及查阅有关水泥混凝土内部应力方面的专著，对水泥混凝土裂缝的成因进行分析，进行了系统阐述，并提出预防措施和处理方法。

关键词:水泥混凝土；裂缝；原因；分析；处理。

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1混凝土裂缝的分类

从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。

宏观裂缝可分为以收缩裂缝、超载裂缝、沉降裂缝、龟裂裂缝、疏松裂缝

2裂缝的成因

2.1砼的收缩

砼在非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形等。收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起结构物的开裂、变形甚至破坏。

2.2温度应力

砼内的水泥在水化反应中散出大量热量，使砼升温，并与外部气温形成一定的温差，从而产生温度应力。其大小与温差有关，并直接影响到砼的开裂及裂缝宽度。

2.3配筋不足

从实践中观察到，配筋间距大，配筋率小的砼结构开裂多，无筋砼比有筋砼开裂多。

2.4砼材料

2.4.1水泥安定性不良引起的裂缝。

2.4.2砂、石材料中的活性材料与水泥中碱产生化学反应，使混凝土结构遭到破坏。

2.5配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。

2.6养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。干湿变形即混凝土干燥、潮湿引起的尺寸变化。

2.7施工质量

砼浇筑施工中，振捣不均匀，或是漏振、过振等情况，会造成砼离析、密实度差、降低结构的整体强度。严格控制混凝土的振捣时间，既要振捣密实又要避免过振。钢筋若受到过多振动，则水泥浆在钢筋周围密集，也将大大降低粘结力。过振导致的离析，还会使表面砂浆过厚，易产生收缩裂缝。

3砼裂缝预防措施

3.1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差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

3.2原材料控制

3.2.1新出厂的水泥不能立即使用，因新出厂的水泥温度较高，且游离氧化钙等还没有完全消解。3.2.2采用低碱水泥和非活性集料。

3.3配合比

混凝土配合比的选择，在保证基础工程设计所规定的强度、耐久性等要求和满足施工工艺要求的前提下，应满足合理使用材料、科学地选用材料配比，减少水泥用量和降低混凝土的绝热温升的原则。掺加矿渣与粉煤灰以减少水灰比、水泥用量。在保证强度的前提下，有效降低水化热，延迟峰温出现时间，抑制混凝土温度裂缝的产生。掺用矿渣与粉煤灰的自生收缩是膨胀变形，对混凝土的抗裂性是有益的。同时由于矿渣水泥混凝土及掺粉煤灰混凝土的自生膨胀变形是稳定的，所以在工程实践中应尽量采用。

3.4施工方案

施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。

3.5施工质量

3.5.1钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除，以免影响粘结力。

3.5.2浇筑、振捣操作合理，特别是振捣操作技术，往往不被人们重视。过分地振捣对砼均匀性有害，振捣不足也不能保证砼应有的密实度，要恰到好处。

3.6养护

设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻力裂缝的产生。常规养护方法是喷水，对一般砼结构，减小表面收缩，防止龟裂是可行的。大体积砼由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于用常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，混凝土在正常养护条件下，其强度随龄期增长而提高。

2砼裂缝常见修补方法

⑴压力注浆法修补裂缝

a、机械动力法：利用压送设备（压力0.2~0.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。

b、低压注浆法：利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm-0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。

当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴并包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。

⑵开槽填补法修补裂缝

沿砼裂缝开凿成槽，用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于结构允许开槽而宽度较大（大于0.5mm）但数量不多的裂缝，如墩台或路面砼的裂缝。

材料的配合比为：采用环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂＝10：3：12.5：28.首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约0.4斤丙酮就可以了)。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。

⑶涂膜封闭法修补裂缝

这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)的表面上涂刷防水涂膜，以达到封闭混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。

表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。

4结束语

虽然目前学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。