论混凝土裂缝产生的原因及防治措施

论混凝土裂缝产生的原因及防治措施

发表时间：2018-06-22T14:19:01.717Z 来源：《防护工程》2018年第5期作者：刘战锋

[导读] 本文对混凝土裂缝产生的形式、原因进行了简单的陈述及分析，提出了有效预防与防治的对策,以保证混凝土结构的安全和耐久性。

陕西兴通监理咨询有限公司

摘要：本文对混凝土裂缝产生的形式、原因进行了简单的陈述及分析，提出了有效预防与防治的对策,以保证混凝土结构的安全和耐久性。

关键词:混凝土；裂缝；原因；防治

1引言

混凝土裂缝的出现严重影响着工程质量，甚至会导致结构垮塌，这一问题经常困扰着建设技术人员。其实，如果采取有效的施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了尽量避免工程中出现危害较大的裂缝、少出裂缝，本文提出了有效预防与处治的对策,以保证结构的安全和耐久性。

2 常见的混凝土施工裂缝形成原因

裂缝可分为结构性裂缝及非结构性裂缝两大类型。其中结构性裂缝可分为设计结构性裂缝及施工结构性裂缝。非结构性裂缝可分为塑性裂缝、温差裂缝、长期干裂缝及其它侵害性裂缝。

2.1 结构性裂缝的形成原因

设计结构裂缝是指设计时采用的结构型式在荷载作用下必然会产生的裂缝，如非预应力的预制梁板及非预应力现浇连续箱梁等。虽然在施工时针对这种形式设置了预拱，但在荷载作用下，预拱消失后梁底抗拉区的混凝土最终还是要开裂的。非预应力现浇连续箱梁还在梁顶负弯矩区产生裂缝，这种裂缝是正常的、安全的，但裂缝的宽度应小于0．20mm或设计规定的范围，若超过这个范围，那么裂缝就不正常了，就需要对其成因及安全性作进一步分析和鉴定。施工结构性裂缝是指由于施工原因造成的结构性裂缝，如预应力结构的张拉裂缝，普通钢筋混凝土连续箱梁支架拆除过程中产生的裂缝等等。

2.2 非结构性裂缝的形成原因

2.2.1人为产生的裂缝

（1）设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外观样式，建筑物表面存在过多凹凸角，产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物，很易出现伸缩裂缝。此外，因设计的承重板件厚度太小，刚度减弱，板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大，致使板件出现穿透性裂缝。（2）混凝土材料使用不当产生的裂缝，比如：使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高均易产生裂缝。（3）施工方法不规范会导致混凝土产生裂缝。

2.2.2 塑性裂缝

塑性裂缝，即混凝土在可塑状态下出现的裂缝，分为沉降裂缝和收缩裂缝两种形式。沉降裂缝产生的原因一是由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部地方的混凝土变形受约束导致裂缝；二是由于重力作用使混凝土中较重颗粒下沉，而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板拉杆约束时就会产生裂缝。收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土内水份的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒水面形成弯月形产生毛细管张力，混凝土自体收缩所产生的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度而导致裂缝。

2.2.3 温度应力引起的裂缝

温度应力引起裂缝，即由于混凝土自体的温度变化及混凝土自体温度与环境温度的差异使混凝土自体收缩不均而产生的裂缝。由于早期混凝土构件被模板等材料隔离，水泥水化热量无法及时散发到空气中，故在初始24h内混凝土温度将升高，过几天后随着热量的散发混凝土将变冷，此时混凝土会产生收缩，这种收缩受结构内部钢筋及外部模板等约束会使混凝土开裂；当混凝土冬季施工时，由于混凝土散热快，其内部温度较高，而表面温度受环境影响变得较低，表面混凝土的收缩率大于混凝土内部的收缩率，从而使表面混凝土产生裂缝。

2.2.4 长期干缩引起的裂缝

长期干缩引起的裂缝，即混凝土长期暴露于不饱和的空气中由于物理的、化学的失水使混凝土体积缩小，当缩小受到约束时产生的裂缝。通常来讲，干缩产生的混凝土应变速率非常慢，而且混凝土徐变产生的松弛可抵消部分干缩应变。但混凝土设计的体积与表面积的比值、分布钢筋的布置、混凝土的配合比及混凝土所处环境的温度、湿度等都会导致干缩而产生裂缝。

3混凝土裂缝的施工防治措施

3.1材料控制

（1）选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土，使用强度等级为42.5的水泥比较合适，可以达到合理的水灰比，保证施工质量。切记不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥、大水灰比的配合比。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥，严禁不同厂家的水泥混用。

（2）选用级配良好的粗、细骨料，粗骨料中针片状石子严禁超标，细骨料不能使用细砂，含泥量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。夏季骨料温度高时，采用洒水等降温措施，减缓混凝土水化反应速度，降低混凝土入模温度。

3.2 温度的控制

改善骨料级配，尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；

采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；改善混凝土的搅拌加工工艺，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；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热或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；如果是大体积混凝土，因为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，所以在混凝土中埋设水管，通入冷水降温，减小混凝土的内外温差，减小约束；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；规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化。

3.3 非结构性裂缝防止措施

防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施工。对支架进行全面积预压以消除非弹性变形；混凝土中加减水剂减少混凝土泌水，确保混凝土保护层厚度、混凝土施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有加强早期混凝土养护以降低混凝土中水分蒸发速率。方法是结构外露面覆盖麻袋、土工布等浇水养护。防止温差裂缝的措施有合理安排混凝土浇注顺序及浇筑速度。施工配合比设计时减小水灰比。尽量增加骨料用量、增大骨料粒径，施工完成后加强混凝土的湿治养护。

4 裂缝处理

4.1 表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝的处理。通常的处理措施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，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

4.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（>0.3mm），作业简单费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物、用灌浆法很难达到效果的裂缝，以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。

4.3 灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

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。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固等。

4.5混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

5 结束语

混凝土是当前最广泛使用的建筑结构材料之一。在施工过程中，要严格控制好材料质量、施工工艺、以及现场的施工管理，根据现场条件，材料特点，气温等多种因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂缝的产生，以确保工程质量。