淺談混凝土裂縫的成因及其預防、處理

【摘 要】裂縫問題是混凝土工程中一個普遍存在而又難于解決的實際問題，本文對混凝土工程中常見裂縫及其成因進行了探討分析，并提出了一些預防、處理措施。

【關(guān)鍵詞】混凝土；裂縫；成因；預防；處理

1 前言

混凝土是一種非均質(zhì)脆性材料，其主要缺點是抗拉強度低，受拉時變形小宜開裂。由于受施工、本身形變及外力約束等一系列因素影響，使硬化成型的混凝土中存在著眾多微孔隙、氣穴和微裂縫。微裂縫通常是一種無害裂縫，不會影響工程的質(zhì)量。但當混凝土受到荷載、溫差等外界環(huán)境的影響之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成宏觀裂縫也就是混凝土工程中常說的裂縫。由于裂縫的存在和發(fā)展通常會降低混凝土的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴重者將會影響結(jié)構(gòu)的安全。在施工中應盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生，盡量避免有害裂縫的出現(xiàn)，從而確保工程質(zhì)量。

2 凝土工程中常見裂縫及成因

2.1 干縮裂縫

干縮裂縫主要是由于混凝土受外部條件的影響，表面水分損失快，變形大，內(nèi)部濕度變化小變形小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，寬度多在0.05~0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。影響因素主要有水泥品種、細度與用量、水灰比、骨料品種與質(zhì)量及養(yǎng)護條件。

2.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮一般在高水化熱、高溫度、高風速、低相對濕度的條件下出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)生的主要原因為：混凝土在終凝前后受高溫或較大風力的影響，混凝土表層失水過快，造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水泥品質(zhì)、水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等。

2.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發(fā)展。另外，大流態(tài)混凝土早期沉縮受到表層鋼筋阻礙時也會出現(xiàn)沿鋼筋的（通長或斷續(xù)）裂縫。裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系，受溫度變化的影響較小。

2.4 溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。大體積混凝土在硬化過程中，大量水化熱聚積在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，導致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，形成內(nèi)外的較大溫差，造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。在混凝土的施工中當溫差變化較大，或者受到寒潮的襲擊時，會導致混凝土表面溫度急劇下降，產(chǎn)生收縮，混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應力進而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，梁板類結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。

2.5 化學反應引起的裂縫

混凝土拌和后水泥中的堿性氧化物（N2O、K2O）與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生化學反應生成堿-硅酸凝膠，該凝膠吸收周圍環(huán)境中的水而體積膨脹，造成混凝土酥松、膨脹開裂。另外，由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護層較薄，有害物質(zhì)進入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導致混凝土脹裂，此種裂縫多為縱向裂縫。

2.6 自收縮變形裂縫

水泥中四種主要的礦物成份(C3S、C2S、C3A、C4AF)完全水化后絕對體積總是減小，同時當水灰比很小時，混凝土內(nèi)部的水不能滿足未水化水泥繼續(xù)水化用水的需求，就會發(fā)生混凝土內(nèi)部缺水的現(xiàn)象，進而導致混凝土內(nèi)部形成由內(nèi)向外的自收縮變形裂縫。

3 混凝土裂縫的預防措施

3.1 結(jié)構(gòu)設計

在設計上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應考慮到由于地基的不均勻沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設計中加以解決。

3.2 施工質(zhì)量

施工階段是裂縫預防的主要階段，要注意以下幾個問題：a.在原材料的選擇上應盡量選用低水化熱或中水化熱水泥，并選用級配良好的骨料。b.優(yōu)化混凝土的配合比設計，合理選擇好水灰比，可通過摻加粉煤灰或高效減水劑等來改善混凝土的和易性減少水泥用量，降低水化熱。c.結(jié)構(gòu)施工前應對松軟土、填土地基進行必要的夯實和加固。保證模板的剛度和強度及支撐的總體承載力和穩(wěn)定性，支撐應牢固可靠。d.嚴格控制鋼筋的保護層厚度，對鋼筋上的污物和銹蝕應予以清除。e.混凝土澆筑前對基層和模板進行均勻澆水潤濕，澆筑時及時振搗收漿，振搗要均勻適度，避免漏振、過振。f. 大體積混凝土施工時要合理安排施工工序，盡量流水作業(yè)，分層、分塊澆筑以利于散熱，減小約束。g. 合理掌握拆模時間，既要保證早齡期混凝土不損壞或開裂；又盡可能不錯過混凝土水化熱峰值。h. 選擇合適的養(yǎng)護方法，使混凝土不受或少受外界因素影響。

4 裂縫處理

4.1 表面修補法

表面修補法適用于穩(wěn)定的且對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，在防護的同時采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.2 灌漿法

灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備（壓力0.2~0.4MPa）將補縫漿液壓入混凝土的裂縫中，材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的漿液材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯等化學材料。

4.3 嵌逢封堵法

嵌縫法通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

4.4 結(jié)構(gòu)加固法

當裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進行處理。結(jié)構(gòu)加固主要有以下方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、預應力加固法、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

5 結(jié)論

在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，它不僅影響建筑物的使用功能，降低混凝土耐久性，還影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來防止裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

參考文獻

[1]李進旗，徐偉.混凝土裂縫的原因分析、修補及防治措施[J].科技信息(科學教研).2008(5)

[2]康維.淺談混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及處理[J].中國科技財富.2011(2)

[3]朱子龍.建筑施工中混凝土裂縫控制技術(shù)的探討[J].民營科技.2010(10)

[4]宋峰.淺析混凝土裂縫的原因、預防與處理[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2009(4)