浅析混凝土裂缝

　　【摘要】随着我国社会经济的发展和城市建设的环境要求越来越高，每年有大量的各种项目开工建设，建筑、道路、桥梁、隧道等工程项目中钢筋混凝土是使用最为广泛的建筑结构材料之一。受混凝土性能和施工工艺及使用环境的变化等条件的影响，混凝土极易产生裂缝，裂缝的产生引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，降低建筑物的抗渗能力，重则影响到建筑物的承载能力，混凝土裂缝日益受到广泛的关注，经常引起投诉、纠纷以及索赔等问题，成为工程建设中一个普遍存在的质量通病。本文结合我个人从业经验并参考专业文献资料，分析混凝土裂缝产生的原因，研究裂缝的控制措施，探讨对产生的裂缝的补救方法。

　　【关键词】混凝土；裂缝；原因；防治；处理

　　中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：

　　混凝土裂缝的种类

　　混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及掺合物和外加剂按一定的比例配制而成的非均质脆性复合材料。混凝土裂缝按产生的原因有：由外荷载如施工和使用过程中产生的荷载引起的裂缝；由变形，如温度、湿度变形、不均匀沉降等引起的裂缝；由施工方法和工艺如浇筑、振捣、养护等引起的裂缝。

　　裂缝产生的原因及处理措施

　　1、温度裂缝

　　产生原因：温度裂缝是混凝土的主要裂缝，众所周知，混凝土在硬化时，水泥会释放大量的水化热，按照实验数据显示每克水泥放出50.2J的热量，即如果以水泥用量350-550Kg/m3，那么每m3混凝土将放出17500-27500KJ的热量，混凝土内部温度不断上升，通常在浇筑温度的基础上升高35℃左右，混凝土内部形成温度梯度，引起拉应力，当这种温度拉应力超过混凝土的内外约束力时，就会产生裂缝。

　　混凝土的水化热主要与水泥的矿物组成、水泥中混合料的种类和掺量、水泥的细度、外掺加外加剂、混凝土厚度有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。因此控制积混凝土温度裂缝最有效、最直接的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。

　　预防控制措施：一是在材料上采用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥。二是混凝土掺加粉煤灰和外加剂。掺加原状或磨细粉煤灰，可以降低混凝土中水泥水化热，外加剂由于其减水作用和分散作用，在降低用水量和提高强度的同时，还可以降低水化热。三是降低混凝土的浇筑温度。首先降低粗骨料的温度，混凝土中石子比热最小，但每m3混凝土中石子所占重量最大，在气温较高时，可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚避免石子暴晒，用冷水进行冲刷降温。四是浇筑过程中加强振捣，浇筑完成后加强养护。在混凝土终凝前进行二次振捣，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件下，养护条件对混凝土的收缩影响很大，养护14天的收缩比养护3天的收缩降低约20%。环境相对湿度越低，风速越大，收缩越大，同时在潮湿条件下，可使水泥的水化充分、完全，从而提高混凝土的抗拉强度。

　　2、沉陷收缩裂缝

　　产生原因：产生收缩裂缝的原因是流动性过大或流动性不均匀，在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够，当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制以及模板移动、基础沉陷所致。裂缝在混凝土浇筑后1-3小时出现，裂缝的深度通常达到钢筋上表面。

　　预防控制措施：一是要严格控制混凝土单位用水量，水灰比控制在0.6以下，在满足浇筑要求时，尽可能减少坍落度。二是严格控制混凝土搅拌时间，过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷。三是混凝土浇筑时，下料不宜太快，防止堆积或振捣不实。

　　3、干缩裂缝

　　产生原因：干燥收缩的主要原因是水分在硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。混凝土的干燥收缩由于集料的干燥收缩很小，因此主要是由于水泥石干燥收缩造成的。混凝土的水分蒸发、干燥过程是由外向内、由表及里，逐渐发展的，由于混凝土蒸发干燥非常缓慢，产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上，有时甚至一年半载，而且裂缝发生在表层很浅的位置，裂缝细微。但是应当特别注意，由于碳化和钢筋锈蚀的作用，干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。

　　预防控制措施：一是从减少收缩的角度出发，宜采用中低水泥和粉煤灰水泥。不同水泥混凝土的干燥收缩按其大小顺序排列为：矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥。二是严格控制每m3混凝土的用水量。水灰比越大，干燥收缩越大，混凝土的干燥收缩受用水量的影响最大，在同一水泥用量条件下，混凝土的干燥收缩和用水量成正比，当水泥用量较高的条件下，混凝土的干燥收缩随用水量的增加而急剧增大。三是掺加适当数量干燥收缩小的、减水率高、分散性好的外加剂和膨胀剂补。含有大量球状颗粒的粉煤灰，由于内比表面积小，需水量少，能有效降低混凝土的干燥收缩值。在地下室和防水工程中，掺加入适量的膨胀剂可以起到收缩补偿作用，有利于防止裂缝。四是加强养护。混凝土浇筑面受到风吹日晒，表面干燥过快，产生较大的收缩，受内部混凝土的约束，在表面产生拉应力而开裂。必须在混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护。五是合理配置构造钢筋、重视施工质量。混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用，构造钢筋细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸。

　　目前裂缝常用的治理方法有以下几种：

　　1、表面修补法。适用于裂缝宽度小于0．2毫米的对承载能力无影响的表面及深进裂缝。将裂缝附近或沿裂缝凿成深15－20毫米、宽150－200毫米的凹槽，凿去抹灰层，扫净并撒水湿润。槽内碳水泥砂浆或沥青油膏等。

　　2、压力灌浆法。压力灌浆法系用压浆泵将胶结料压入裂缝中，由于其凝结、硬化而起到补缝作用，以恢复结构的整体性。常用的灌浆材料有水泥和化学材料，一般对宽度大于0．5毫米的裂缝，可采用水泥灌浆；宽度小于0．5毫米的裂缝，或较大的温度收缩裂缝，宜采用化学灌浆。

　　3、结构加固法适应于对整体性、承载能力有较大影响的深进及贯穿性裂缝的固处理。裂缝宽度一般在1-3毫米之间。现在普遍使用的方法是用碳纤维加固楼板或梁。

　　从上面的分析可以看出，许多因素都可以导致混凝土产生不同程度的裂缝，由于混凝土是多元、多相、非匀质的复合材料，因而从开始施工就会发生骨料下沉，浆体上浮和振捣不当局部浆体富集现象，因此，要有效控制混凝土裂缝，必须从结构设计、混凝土原材料到施工工艺、养护等每一步都尽少出现失误或不当。在混凝土常见的裂缝中，大多数发生在施工阶段或出现在工程正式交付使用以前，因此施工过程中对于混凝土工程的裂缝控制是非常重要的。