浅析现浇混凝土裂缝的成因预防和补救措施

摘要：在钢筋混凝土结构施工过程中，由于混凝土产生水化热引起的温度应力、混凝土收缩产生的收缩应力、地基不均匀沉陷而产生的次应力及荷载所产生的结构内力，最终有可能导致结构出现裂缝。本文主要介绍钢筋混凝土结构施工中裂缝产生的几种原因，以及各种预防和补救措施。最常见的裂缝是温度收缩裂缝和施工过程中操作不当引起的裂缝，施工中裂缝的修补方法主要有表面处理法、注入方法、充填方法等。

关键词：混凝土施工；裂缝；成因；预防；补救

1.混凝土裂缝的分类

由于混凝土其自身材料的特殊性，混凝土裂缝是混凝土的一种常见的质量通病。其绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，一般可分为无害裂缝和有害裂缝两大类。无害裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，这种砼本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。对于非预应力钢筋混凝土结构而言，一般认为，有害裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2mm的裂缝不会对结构安全产生影响，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。

2.钢筋混凝土结构施工中裂缝的成因

混凝土作为一种建筑材料，由于其材料本身的特性，在混凝土结构中裂缝问题一直无法解决。如何提高混凝土结构的抗裂性及防止裂缝的危害，始终是一项技术难题。本人通过正在施工的工程地下室外挡土墙及车库顶板的裂缝为实例进行研究，为了解决此工程的各种裂缝问题，从各方面广泛收集材料研究裂缝产生的原因，初步估计分类可分为以下几类：

第一类：与材料的性质有关

水泥的非正常凝结、水泥的水化热、水泥的非正常膨胀、骨料中含泥土、骨料质量低劣、使用了反应性骨料、混凝土中的氯化物、混凝土的沉缩及泌水、混凝土的干缩。

第二类：与施工中各项因素有关

掺和料拌合不匀、搅拌时间过长、泵送时改变了配合比、浇注顺序不当、浇注速度太快、振捣不足、硬化前受到振动、初期养护时干燥、初期冻害、施工缝处理不当、钢筋被扰动、保护层厚度不足、模板变形、漏水、过早拆模、支撑下沉。

第三类：与环境有关

环境温度的变化、构件两边的温湿度差过大、碳化引起的内部钢筋锈蚀、氯化物的渗入使内部钢筋锈蚀。

3.钢筋混凝土结构施工中裂缝的预防措施

3.1材料方面

（1）水泥：根据工程条件不同，尽量选用水化热较低、强度较高的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥：

（2）骨料应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料；

（3）外掺料宜掺入适量粉煤灰和减水剂等外加剂，超长建筑物或构筑物可加入微膨胀剂，以改善混凝土工作性能，降低水泥用量和用水量，减少收缩。

3.2混凝土运输及浇筑

（1）搅拌运输车运送的混凝土宜在1.5小时内卸料，混凝土的运送频率应保证混凝土施工的连续性：

（2）混凝土进入施工现场严禁加水及二次运转和搅拌，并不得将超过初凝时间的混凝土用于工程；

（3）浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度，不得随意留置施工缝。

3.3设计方面

（1）建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单；控制建筑物的长高比，增强整体刚度和调整不均匀沉降的能力；

（2）正确设置沉降缝、变形缝，位置和宽度选择要适当，构造要合理；

（3）砖混结构底层窗台下应采用加筋砌体，洞口较宽的窗台下宜设置钢筋混凝土梁，以防止窗台因地基沉降产生竖向裂缝；

（4）构件配筋要合理，间距要适当。断面较大的梁应设置腰筋。大跨度、较厚的现浇板，上面中心部位宜配置构造钢筋。主梁在集中应力处，宜加设抗剪钢筋。

3.4施工方面

（1）加强地基的检查与验收，复杂地基，应做补充勘探。异常地基处理必须谨慎，尽可能使其处理后的承载力与本工程正常地基承载力相同或相近；

（2）合理设置后浇带，较长的墙、板、基础等结构和主楼与裙房之间等高低层错落处，均应设置后浇带。具体要求可由设计单位确定；

（3）加强混凝土的早期养护，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，并适当延长养护时间，当柱、墙等构件浇水养护有困难或不能保证其表面湿润时，应采用覆盖保温材料等做法，以减少混凝土的收缩变形。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护；

（4）大体积混凝土施工，应做好温度测控工作，采取有效的保温措施，保证构件内外温差不超过规定（25℃）；

（5）钢筋绑扎位置要正确，保护层厚度准确，钢筋表面应洁净，钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响；

（6）浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。混凝土浇注要振捣密实；

（7）模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序；

（8）混凝土浇筑前一定要做好技术和施工交底工作，合理安排施工工序，加强对施工人员的监督和教育，做好质量保障工作。

4.钢筋混凝土结构施工中裂缝的补救措施

对不影响承载力的裂缝，只进行封闭；对于有强度要求的裂缝，可采用化学灌浆补强。混凝土结构施工中裂缝出现后，根据修补方法可以分成三种类型：死缝、活缝、扩张缝。施工中裂缝的修补方法有以下几种：

4.1表面处理法

这是一种在微细裂缝（一般宽度小于0.2mm）的表面上涂膜，以提高其防水性及耐久性为目的的方法。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，以及对延伸性裂缝难于追踪其变化。因此，对于宽度变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料。表面处理方法所用材料视修补目的及其构筑物所处理不同而异，通常使用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及水泥填料等。施工时，首先用钢丝刷子等将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗后令其充分干燥。之后用可塑状树脂充填混凝土表面的气孔，再适当用修补材料涂复制裂缝部分。

4.2注入方法

该种方法系在裂缝中注入树脂类或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性，也可以用于饰面材料剥离主体混凝土的部位。注入方法的主要灌浆材料是环氧树脂，已往均采用手动或脚踏式输液泵注入浆液。当采用环氧树脂注入方法时，最重要的是按气温选择可使用时间以及选择与裂缝宽度相吻合的、有粘性的注入材料。对于延伸性裂缝，环氧树脂的变形跟踪性较差。通常情况下，环氧树脂的变形量约为加20%，如果使用这类材料，有时在已经修补的裂缝附近将再产生不少新的裂缝。

4.3充填方法

这是一种适合于修补比较宽裂缝（0.5mm以上）的方法，具体做法是沿裂缝处凿开混凝土，并在该处充填修补材料。这种修补方法视钢筋是否腐蚀而异。当钢筋未腐蚀时，沿裂缝处以大约10mm左右的宽度将混凝土凿成U型或V型，在开槽处充填密封材料、可挠性环氧树脂及聚合物水泥砂浆等，以此修补裂缝。凿成U型槽时，在裂缝两侧用刀具开沟后，再凿除中间混凝土。与此相反，凿成V型槽时，最近设想一种在电动钻头尖部安装圆锥状金刚石钻头，沿裂缝部位清凿混凝土的方法

4.4其它方法：

（1）涂复渗透型防水剂的防水堵漏法。

（2）因氧化物而使钢筋腐蚀所进行的裂缝修补。由于混凝土中的氧化物而使钢筋受到腐蚀所导致的裂缝修补问题，基本上与用充填方法中“钢筋已经腐蚀时的裂缝修补”方法相同。

（3）因碱性骨料而开裂的裂缝修补。因碱性骨料而产生的裂缝，一般为延伸性的，特别是补强钢筋量较少时，对膨胀的约束较小，于是裂缝宽度显著变大。

5.结语：

现浇混凝土裂缝是建筑工程常见的一种质量问题，甚至可以说是建筑施工中的顽疾。结合多年来的工程管理经验，笔者认为只要在设计和施工过程中针对各种影响因素进行全面细致的考虑，弄清裂缝出现的原因，严格遵守设计和施工规范，正确施治，就可以预防和控制裂缝的出现和发展，保证工程质量，避免不必要的损失。

参考文献：

[1] 《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ3-91），北京，中国建筑工业出版社，2011