淺談混凝土裂縫的成因、預防及處理

徐亞萍

甘肅省景泰川電力提灌工程管理局（730400）

混凝土在現代工程建設中占有重要地位。而混凝土的裂縫較為普遍,裂縫是影響混凝土耐久性及水工建筑物安全的突出問題,盡管我們在施工中采取各種措施，從設計分析,材料選用,溫控等各個方面進行控制,但裂縫仍然時有出現。因此本文將對施工中混凝土裂縫的成因,預防裂縫的產生及裂縫處理措施做一探討。

1 混凝土裂縫產生的原因

混凝土裂縫產生有多種原因,主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等。

混凝土硬化期間放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，就會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，由于原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆筑過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度,往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:早期自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特征:1)水泥放出大量的水化熱，2)混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。中期自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中,溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形成的殘余應力相疊加,在此期間混凝土的彈性模量變化不大。晚期混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。

根據溫度應力引起的原因可分為兩類:1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力；2)約束應力:結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力，如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。

2 防止裂縫的措施

為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度著手。

控制溫度的措施如下:1)采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；2)拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；3)熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;4)在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；5)規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施。

3 混凝土裂縫的處理

混凝土裂縫的處理，可以歸納如下三個方面:1)表面修補處理；2)內部灌漿處理；3)結構補強加固。

3.1 表面修補處理

表面處理可以采用噴涂法，此法適用于灌漿難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水又不伸縮變化的死縫。噴涂前要清理表面，使用非潮濕固化涂料時要求表面干燥。噴涂材料可以用水泥砂漿，也可以用高科技的高分子材料。

3.2 內部灌漿處理

對于某些貫穿性的裂縫，為了防滲或加固的目的可以進行灌漿處理。對于某些地下的工程的防滲處理，不可能或很難在迎水面處理時，灌漿是一直最有效的處理方法，只是對不同類型的裂縫要采用不同的材料處理方能收到好的效果，表面處理也是如此。對于死縫的處理可以灌注水泥漿和環氧砂漿剛性材料,對于活縫及有伸縮變化的裂縫要灌注柔性材料，低彈模的環氧樹脂。

3.3 結構補強加固

這種方法采用錨桿鋼板進行加固，有限制活縫伸縮變形的作用,對于擴張縫和死縫也可起到恢復結構整體性的作用。錨桿常用樹脂灌注，也可采用水泥砂漿錨桿。有一種鋼板補強法，先將粘合劑涂在鋼板上，然后以灌漿方式充填混凝土與鋼板之間的間隙,這樣作可以使裂縫的表面部分與內部連接成一個整體，是一種好的結構補強法。結構補強處理時要注意增加了局部的整體之后是否引起別的部位發生破壞，否則,不能采用這種方法處理活縫，而要將活縫當成伸縮縫。

4 結束語

以上對混凝土的裂縫的成因、預防及處理措施進行了理論和實踐上的初步探討,所述預防和處理措施在實踐中的應用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

[1]混凝土的澆注與養護[M].北京:中國社會科學出版社.