浅析钢筋混凝土裂缝成因与防治

[关键词]混凝土；裂缝；成因；防治

一、混凝土工程中常见裂缝及预防

1.干缩裂缝及预防。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后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。裂缝通常会影响混凝土的抗渗性、混凝土的耐久性、混凝土的承载力等。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、骨料的性质和用量、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，降低水泥的用量。

（2）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。

（4）加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂。

（5）在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

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。较短的裂缝一般20～30cm，较长的裂缝可达到2～3m，宽1～5mm。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。

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。

（5）在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

3.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，由于混凝土体积较大，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，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。这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边，深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

主要预防措施：

（1）尽量选用低热或中热水泥。

（2）将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。

（3）控制混凝土的水灰比在0.6左右。

（4）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。

（5）改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑温度。

（6）在混凝土中加入一定量的具有减水等作用的外加剂，推迟热峰的出现时间。

（7）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。

（8）大体积混凝土温度与结构尺寸温度应力有关，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，减小约束。

（9）在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或冷气冷却，减小混凝土的内外温差。

（10）加强混凝土温度的监控并采取冷却、保护措施。

（11）预留温度收缩缝。

（12）加强混凝土养护。在寒冷季节，防止寒潮袭击。

4.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。

二、裂缝处理

裂缝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。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理。混凝土裂缝的修补措施：

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以及深进裂缝的处理。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。

2.灌浆、嵌缝封堵法。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。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。

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。结构加固中常用的方法有：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、粘贴钢板加固以及喷射混凝土补强加固等。

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。

5.仿生自愈合法。仿生自愈合法是一种新型的裂缝处理方法，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（如含黏结剂的液芯纤维或胶囊），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。