淺談砼裂縫的控制及修復

陳曉芳

（九冶建設有限公司，陜西 咸陽 712042）

在建筑工程施工中，混凝土裂縫的產生是一個普遍存在的問題，而對于裂縫的控制也是一個較為棘手的問題。混凝土裂縫產生的原因是多方面的，因變形所引起的裂縫有收縮、膨脹、沉降等；因外部荷載所引起的有混凝土養護不當、外添加劑問題等引起的裂縫。

混凝土裂縫的產生若不采取有效的措施控制，它的進一步發展延伸會導致內部鋼筋等產生腐蝕，降低鋼筋混凝土結構的承載力、抗滲性能、耐久使用年限，甚至會影響人民的生命及財產安全。在工程中完全消除裂縫是不可能的，規范中也有明確規定對有些結構在所處的不同條件下，允許存在一定寬、深度的裂縫。但作為施工過程中應盡量采取有效的預防和技術保障措施來有效的控制裂縫的產生，盡量少產生或盡量減少裂縫寬度、深度，尤其要避免出現在關鍵部位或有害裂縫。

它是固體材料中某種不連續的現象，是由材料內部的初始缺陷、微裂縫擴展等因素引起的，在正常荷載作用下，結構的受拉區早已開裂，這些裂縫總要產生。另一類稱為不正常裂縫或稱為可以克服的裂縫，它是由于砼收縮，拆模時間不當，養護不周，水化熱的產生及周圍環境的原因，構造形式不妥引起應力集中等原因造成的，這些裂縫大部分是可以避免的。我國砼結構設計規范（GBJ10-89）通過大量的試驗和理論研究，以及對實際工程裂縫狀況的調研和統計，建立了荷載作用下構件抗裂和預留縫的計算方法，規范上要求在砼澆筑后3～7天內必須切割伸縮縫，一般縫的間距為6m×6m或根據設計來切割。

下面我對普遍存在的砼收縮裂縫產生的原因做出簡要的說明，并針對不同情況提出一些措施，以有效的控制收縮裂縫的目的。

1 收縮裂縫產生的原因及形態

影響砼收縮的主要原因有材料、配合比、砼外加劑、時間和溫度、砼構件的幾何形狀等。根據不同的收縮裂縫形態解釋它們各自的具體原因。

（1）干燥收縮裂縫。砼干縮裂縫為表面性裂縫，其寬度較小，大多數為0.05～0.20mm，其走向縱橫交錯，沒有規律性，在較薄的梁、板類構件中（或桁架桿件中），這種裂縫多半沿短向分布，在整體結構中，這種裂縫多半發生在結構交截面處，平面裂縫多半延伸在交截面部位或塊體邊緣。產生干縮裂縫的具體原因有：砼成型后，養護不當，受到風吹日曬，表面水分散失快，出現拉應力，引起砼的表面開裂。采用含泥量大的粉沙配置砼，砼經過過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層，容易產生裂縫。

（2）沉降收縮裂縫。砼因流動性不足，在硬化前沒有沉實能力或沉實能力不足而產生的裂縫為沉降收縮裂縫，這種裂縫出現的時間是在砼澆注1～3小時內。砼的沉降裂縫是與砼的沉縮量及流動性又直接關系，與有高低差懸殊的部位，砼的沉縮量大，流動性小，澆筑速度快，在變斷面處容易出現沿水平方向的沉縮裂縫。另外，砼澆筑振搗后，粗骨料沉落，擠出水分、空氣，表面出現泌水，而形成豎向體積縮小沉落，這種沉落受到鋼筋、大的骨料以及先期凝固的鋼筋砼的局部阻礙或與約束，或砼本身各個部分相互沉降量相差過大而造成沉降收縮裂縫。

（3）凝縮裂縫。凝縮裂縫常在初凝期間出現，呈碎小的六角形花紋狀，散布在砼的表面。砼表面的過度抹平壓光，使水泥和細骨料過多地浮在表面，形成含水量很大的砂漿層，它比下層砼有較大的干縮性能，水分蒸發后，產生凝縮而出現裂縫。

（4）碳化收縮裂縫。在結構表面出現，呈花紋狀，無規律，裂縫一般較淺，深1～6mm，有的至鋼筋保護層，裂縫寬在0.05～0.20mm，多發生在砼澆筑完數月或更長的時間。砼水泥漿中的Ca(OH)2與空氣中的CO2作用生成碳酸鈣，引起表面體積收縮，受到結構內部為碳化的砼的約束而導致表面發生龜裂，在空氣相對濕度較小（30%～50%）的干燥環境中最為顯著，有時在密閉不通風的地方，使用火爐加熱保溫措施會產生大量的CO2，常會使砼表面加快碳化，造成裂縫。

2 對于裂縫的防治措施

補償收縮砼是一種常用的方法，這可由商品砼攪拌站根據合理的配合比來設計，它可以在砼的28天強度增長期通過補償來達到目的。采用低熱膨脹劑拌合補償收縮砼可澆筑大體積建筑物，能取得補償收縮和冷縮雙重作用的效果。

在砼層內按規范配置鋼筋，尤其在處于距離砼層的表層內的合理鋼筋配置。設置后澆帶可以有效地控制收縮裂縫，后澆帶的間距不以超過30m，后澆帶的構造必須保證在其填充封閉前可自由變形，后澆帶的寬度應考慮施工方便和鋼筋搭接長度的需要，一般為70～100cm，鋼筋有兩種處理方法，一種是兩側深入鋼筋，在縫內搭接；另一種是鋼筋在縫寬范圍內向兩側彎曲，這樣，縫在填充封閉前可自由變化，后澆帶宜在構件的彎矩和剪力較小部位設置，對于連續板可將縫設在1/4跨處，因為此處接近反彎點，彎矩最小。

（1）對于沉降收縮裂縫，應嚴格控制砼的配合比，水灰比砂率、水泥用量塌落度、振搗密實度的控制，同時適當增加砼的保護層厚度。

（2）對于凝縮裂縫，建議采用低水化熱的砼澆筑，另外防止在砼表面過度抹光，其表面的刮抹應限制在最低限度內。

（3）干燥收縮裂縫：砼水泥用量，水灰比和砂率不能過大；同時加強砼的早期養護，并適當延長養護時間，在炎熱季節，要加強表面的抹壓工作，可在澆砼后，終凝前，進行二次抹光，以減少砼的收縮量。

（4）碳化收縮裂縫：避免砼的過度振搗，不使表面形成砂漿層，并加強砼的養護，提高表面強度。

3 砼裂縫的原因及控制措施

砼是由水泥、骨料、水及存留于其中的空氣組成。裂縫的存在是砼材料本身固有的一種物理性質。就砼及其組成的材料來講，現澆砼裂縫產生的根本原因是砼的收縮的原因。用水量會造成砼空隙率增大，其收縮幾率也增大。水泥用量越多，砼的收縮也越大。粗、細骨料對砼收縮也有很大的影響。降低含沙量，即增加粗骨料用量，對控制砼干燥收縮有利。砼凝固時處于水化熱大量釋放時期，固化的砼隨著散熱、冷卻而收縮，會引起很大的受拉變形。

4 影響砼收縮和產生裂縫的主要因素：

4.1 水泥用量越大，含水量越高，塌落度越大，收縮越大。一般高強砼比中低強度收縮大（水泥用量較少的中低標號砼，大部分收縮完成時間約一年。用量較多的高標號水泥砼約為二、三年或更長時間）。

4.2 砂巖作骨料收縮幅度增加。骨料粒徑越粗，收縮越小；骨料粒徑越細，砂率越高，收縮越大。粗細骨料中含泥量越大收縮越大。

4.3 環境濕度越大，收縮越小，越干躁收縮越大。早期養護時間越長，收縮越小，砼收縮和環境降溫同時發生，收縮和裂縫產生加劇。

4.4 水泥活性越高，顆粒越細，比表面積越大，收縮越大。礦渣水泥收縮比普通水泥收縮大，粉煤灰水泥及礬土水泥收縮較小，快硬水泥收縮較大。

4.5 暴露面積越大，包羅面積越小，收縮越大。因此，地下室盡早回填土，盡早封閉結構物和裝修對減少收縮有利。

4.6 外加劑及摻合料選擇不當，嚴重增加收縮，選擇適宜則可減少收縮。

5 建議控制砼裂縫的方法：

5.1 設計方面

①降低結構約束，做好抗與放的良好結合，包括設置后澆帶、施工縫及滑動層；②合理確定砼的強度等級；③適當地加強構造配筋，提高配筋率，尤其是地下室外墻；④確定裂縫控制寬度。

5.2 在施工方面

①嚴格按配合比澆搗砼，控制砼塌落度及水灰比，控制用水量，不得在已拌好的砼上隨意加水；②澆筑砼前對石子進行清洗；③鋼筋必須清洗干凈油污及銹蝕，下料前進行調直；④不得在已幫扎好的鋼筋上任意踩踏，在較搗過程中注意調整鋼筋的正確位置；⑤和攪拌站進行協調，做好砼的級配及外加劑的優選；⑥嚴格按規范要求的齡期拆模。要保證支撐系統的強度，用木模板施工時，應在澆筑前一天灑水濕透模板；⑦制定澆搗方案，盡量連續均勻澆搗；⑧加強氣象概念，掌握砼澆筑期間的氣候；⑨對砼要進行養護，做好保溫保濕養護的技術措施，當砼超過初凝后要進行養護，特別是夏天；⑩澆完后未達到強度時，不能任意堆荷及行駛斗車。

5.3 在材料方面

①在現澆砼樓板中，通過合理的砼配合比設計，提高砂石質量和降低砼塌落度等措施，適當降低砼的用水量；②嚴格控制砼塌落度減少砼的收縮，控制裂縫有一定作用；③提高骨料質量，控制粗骨料數量，合理選用粗骨料的粒徑和級別，可以降低骨料的空隙率，減少砂漿的數量，對減低砂率、減少水泥用量、減少裂縫出現有重要作用；④合理選用外加劑。砼澆板站可以在砼中加入外加劑，提供微縮，另外地面的沉降也是砼可能出現裂縫的原因之一。

6 后期彌補措施

6.1 表面修補

這是一種簡單的修補方法，針對混凝土表面開裂不影響結構穩定及承載力的情況。通常處理只在表面涂抹水泥漿、環氧膠泥等，同時為了防止進一步開裂可在裂縫表面粘貼玻纖網布等。

6.2 結構加固

當裂縫影響結構安全時，采取加大截面積，外包型鋼、粘貼增強纖維網布、噴射混凝土補強加固等措施保證結構安全。

6.3 灌漿法

主要適用對混凝土結構有影響且有抗滲要求的裂縫，用壓力設備將水泥漿、環氧樹脂、聚氨酯等膠結材料壓入裂縫，使它硬化后和混凝土形成整體。

6.4 嵌縫法

此法是沿裂縫鑿槽，后嵌填止水材料。

6.5 混凝土置換法

對于損壞嚴重的混凝土，先將其剔除，后置換入新的混凝土或其它材料。常用普通混凝土、水泥砂漿、改性聚合物混凝土等置換。

6.6 電化學防腐法

電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態，鈍化鋼筋，以達到防腐作用。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是比較常用的方法，這些方法受環境影響小，可以長期防腐。

6.7 自身愈合法

在混凝土中摻入某些特殊成分，如含粘結劑的液芯纖維或膠囊，在混凝土內部形成仿生自愈的效果，當產生裂縫時分泌出液芯纖維使裂縫自身重新愈合。

混凝土裂縫的產生是一種較為普遍的現象，它的出現直接影響了建筑物的抗滲性能、使用功能和結構的安全性；因此在實際的生產過程中對混凝土裂縫的產生原因分析以及采取相應的預防和后期處理對保證建筑物的安全性和使用性十分重要。

7 結語

水泥砼路面裂縫的產生是由于內因與外部條件非常復雜。以目前我們的施工管理水平和技術管理水平，要解決和消除水泥混凝土路面裂縫問題幾乎是不可能的。但是，只要我們了解致使裂縫產生的各種原因，積極采取適當的控制措施，就能夠有效減少各種裂縫問題的產生。因此我們對某一種裂縫的產生，不應看到其獨立的一面，應進行綜合的分析研究，采取合理有效的技術措施，從根本上進行“綜合治理”。只有這樣，才能既治標又治本，才能確保水泥砼路面的工程質量，減少裂縫所造成的損失。

[1]張平江.淺談砼裂縫的施工質量控制[J].商品與質量,2009-09-30.