浅谈建筑混凝土裂缝的形成及防治措施

摘要：混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。本文就混凝土裂缝的问题进行了探讨。

关键词：混凝土裂缝；预防；处理方法

1混凝土裂缝的种类

裂缝是混凝土的一种常见病和多发病，可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。微观裂缝是指肉眼看不到的、混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，这种混凝土本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2～0.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。

2混凝土裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

2.1设计原因

（1）设计中由于构件断面突变导致应力集中所产生的构件裂缝。

（2）设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。

（3）设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。

（4）设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

（5）设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。

2.2混凝土的收缩

收缩是混凝土的一个主要特性，对混凝土的性能有很大影响。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。收缩裂缝一般认为是在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积混凝土中，梁、板、柱等小块体构件、预应力构件极少产生收缩裂缝。混凝土收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。如不加以防护，可能会造成严重后果。

2.3混凝土材料及配合比

配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。近两年,不少商品混凝土浇捣的楼板出现裂缝，原因有：

（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。

（2）骨料粒径越细、含量越大，混凝土单方用灰量、用水量越多，收缩量越大。

（3）混凝土外加剂、掺和材料选择不当或掺量不当，加剧混凝土收缩。

（4）水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。

（5）水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越大、早强越高对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

2.4施工及现场养护原因

（1）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。

（2）高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。

（3）对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。

（4）大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。

（5）现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

（6）现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。

（7）现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。这些因素都会造成混凝土较大的收缩，产生龟裂裂缝或疏松裂缝，致使混凝土微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。

2.5使用原因(外界因素)

（1）构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。

（2）使用荷载超负。

（3）野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝。

（4）周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。

（5）意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。

3混凝土裂缝预防措施

根据裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效得多。归纳起来，有以下几个方面。

3.1设计方面

（1）设计中的“抗”与“放”。在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施。而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用“抗一放”结合、或以“抗”为主、或以“放”为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。

（2）设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面等原因而不得已时，应充分考虑采用加强措施。

（3）积极采用补偿收缩混凝土技术：在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而形成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。

（4）重视对构造钢筋的认识：在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是对于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。

（5）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材料选择和混凝土配合比设计方面

（1）根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。

（2）选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。

（3）积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

（4）正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。

3.3施工方案

良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇注量、施工缝间距、位置及构造、浇注时间、运输及振捣等。一次浇注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。除控制一次浇注厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受压区，确定浇注时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。

3.4施工质量

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此，施工阶段是裂缝预防的主要阶段，要注意以下几个问题：

（1）混凝土要有合适的配合比，其不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。

（2）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）浇注、振捣操作合理，特别是振捣操作技术，往往不被人们重视。过分振捣对混凝土均匀性有害，振捣不足也不能保证混凝土应有的密实度。浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除水、混凝土内部的水分和气泡。

（4）混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等)，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

（5）避免在雨中或大风中浇灌混凝土。

（6）对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。

（7）严格施工操作程序，不盲目赶工。杜绝过早上砖、上荷载和过早拆模。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋，避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片，承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生的裂缝。

（8）施工后浇带的施工应认真领会设计意图，制定施工方案，杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝，以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇注混凝土前就将部分模板、支柱拆除而导致梁板形成悬臂，造成变形的行为。

3.5养护

养护的目的是使混凝土正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键是设法使混凝土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，防止裂缝的产生。常规养护方法是喷水，对一般混凝土结构，减小表面收缩，防止龟裂是可行的。大体积混凝土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，养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准，即7至28天，最好能长些。

4混凝土裂缝的处理方法

（1）表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。

（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，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。

（3）灌浆法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.2～0.4MPa）将补缝浆液注入混凝土裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可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。

（4）结构补强法。因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等。

（5）当楼板出现裂缝面积较大时，应对楼板进行静载试验，检验其结构安全性，必要时可在楼板上增做一层钢筋网片，以提高板的整体性。

5结语

通过了解裂缝的成因，采取系统防裂措施，可以控制裂缝的产生。施工中，在各方面采取的防裂措施应配合使用，缺一不可。其中，混凝土配合比设计和混凝土养护是最关键的环节。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。