混凝土裂缝探析

(内蒙古第二建设股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010010)
摘 要：混凝土裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的 工程实际问题，文章对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析，并针对具体情况 提出了一些预防和处理措施。
关键词：混凝土；裂缝预防；裂缝处理
中图分类号：TU755.6  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)21—0112—02

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。 由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙 、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂 缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混 凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的 宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。

混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常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。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证 明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定范围内也是可以接受的，只是要采取 有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝 产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的 出现，从而确保工程质量。
1 混凝土工程中常见裂缝及预防
1.1 干缩裂缝及预防

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会产生干缩，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较小，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。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混 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 要和混凝土的水灰比、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 。

主要预防措施：①选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的 用量。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 设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。③严格控制混凝土搅拌和施工 中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。④加强混凝土的 早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。
1.2 塑性收缩裂缝及预防

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。

主要预防措施：①选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。② 严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。 ③浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。④及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫 、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。⑤在 高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
1.3 沉陷裂缝及预防

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或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，特别是在冬 季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

主要预防措施：①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。②保证 模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。③防止混凝土浇灌过程中地基 被水浸泡。④模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。⑤在冻土上搭设模板时 要注意采取一定的预防措施。
1.4 温度裂缝及预防

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。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，这种裂缝多发生 在混凝土施工中后期。

主要预防措施：尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等；减少水泥用量 ,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以 下；改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热；改善混 凝土的搅拌加工工艺，降低混凝土的浇筑温度；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，改善混凝土拌和物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出 现时间；高温季节浇筑时可以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；大体积混凝土的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，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；在大体积混 凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差；加强混凝土温 度的监控，及时采取冷却、保护措施；预留温度收缩缝；减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩 和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷；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；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。
1.5 化学反应引起的裂缝及预防

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的 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。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间 ，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施：①选用碱 活性小的砂石骨料。②选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。③选用合适的掺和料抑制碱骨 料反应。

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，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现 。通常的预防措施有：①保证钢筋保护层的厚度。②混凝土级配要良好。③混凝土浇筑要振 捣密实。④钢筋表层涂刷防腐涂料。
2 裂缝处理

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。因此我们要根据裂缝的性质和情况及时处理，以保 证建筑物的安全使用。
混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法 ，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法。
2.1 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。
2.2 灌浆、嵌逢封堵法

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。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，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。  
2.3 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。
2.4 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。
2.5 电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状 态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中 常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混 凝土的长期防腐。
2.6 仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种 物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，在混凝土 内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂 缝重新愈合。
3 结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建 筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，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预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定 地工作。

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