混凝土裂缝分析及防治措施

摘要通过多年的现场施工及总结学习，通过查阅混凝土施工及内部应力分析相关的专著，对混凝土裂缝的成因及控制和处理进行了研究。

关键词 混凝土 裂缝 分析 防治

随着我国基础设施建设的快速发展，各地大量建设工程的开工，混凝土在现代工程建设中占据了越来越重要的地位。在我国的民用住宅工程、公建工程、工业厂房工程，钢筋混凝土的应用可以说是无处不在。混凝土具有耐久性、耐火性、整体性、可塑性好，施工方便，承载力大的特点，日益受到了人们的欢迎。但是在使用混凝土的同时，由于原材料、施工过程、施工工艺的选择等原因，经常会出现混凝土裂缝，这给结构的安全使用和建筑物的使用功能的发挥埋下了很大的工程隐患。

一、混凝土的裂缝成因分析

混凝土裂缝根据其成因，大致可以划分为：

1、 收缩裂缝

收缩裂缝由材料干湿变化收缩引起，一般呈网状。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。较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m。

混凝土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。收缩裂缝产生的主要原因为：混凝土在终凝前或者混凝土刚刚终凝时强度很小，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。

2、 温度裂缝

温度裂缝由热胀冷缩变形引起，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。混凝土浇筑完在硬化过程中，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慢，这样就导致内外温差较大，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，混凝士表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，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。裂缝宽度大小不一。受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。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。

3、 沉降裂缝

由地基基础不均匀沉降引起的墙体八字形斜裂；由灰缝灰浆粉化压缩引起的上部水平裂；由支座沉降引起的钢筋混凝土梁的竖向开裂等等。

沉降裂缝的产生是由于结构地基土质不均匀、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。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，裂缝呈梭形，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30～45度角方向发展。较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度0.3～0.4mm，受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉降裂缝也基本趋于稳定。

4、结构裂缝

混凝土在静、动荷载及次应力作用下产生的裂缝被称为结构裂缝，如大梁下墙柱的多条竖向裂缝；梁板受力主筋处的横向水平裂缝、斜裂缝；跨中的环绕贯通竖裂缝；支座边的剪切斜裂缝；受拉杆件的横裂缝等等。

结构裂缝产生的原因主要有：

在设计阶段结构受力假设与实际受力不符；结构安全系数不够；结构设计时不考虑施工的可行性；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足等。

在施工阶段施工场地随便堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序；未对结构作机器振动下的疲劳强度验算等。

二、混凝土裂缝的预防措施

1、混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，减少混凝土的坍落度。

2、严格控制混凝土原材料的质量和技术标准，选用低水化热水泥，严禁使用安定性不良的水泥。控制坍落度，改善和易性，提高自身的流动性。粗细骨料的含泥量应控制在1.5%以下。

3、增配构造筋，提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3～0.5%之间， 避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。在易裂的边缘部位设置暗粱，提高该部位的配筋率。

4、在结构设计中应充分考虑工程特点，合理设置后浇带。后浇带是既可解决沉降差又可减少收缩应力的有效措施。通过在施工中设置后浇带可以令施工简便、避免应力集中，同时可以解决沉降差，缩小温度收缩影响。

5、采用综合措施，控制混凝土入模温度，随时关注混凝土温度变化。混凝土浇筑尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋，并喷冷水。

6、加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。 混凝土应尽可能晚拆模，拆模后及时用塑膜和草帘覆盖，做好保温养护工作。采用两次振捣技术，增强混凝土的密实度，提高抗裂性。对于高强混凝土．应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂。

三、混凝土裂缝的处理

1、表面处理法

表面涂抹适用范围是细而浅的裂缝，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。此时可采用白水泥加掺108胶，搅拌均匀后涂刷在混凝土表面。

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（〉0.3mm）。作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝，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

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

4、结构补强法

因超荷载产生的裂缝、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。主要包括断面补强法、锚固补强法等。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。

四、结束语

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承载能力，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，影响建筑物的使用年限。因此应严格按规范要求施工，严把质量关，尽可能地降低混凝土裂缝的出现；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、稳定地发挥效能。

参考文献

[1]湖南大学．土木工程材料[M].北京：中国建筑工业出版社．

[2]王铁梦．工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业出版社．

[3]毛鹤琴．土木工程施工[M]．武汉：武汉理工大学出版社．