探析混凝土裂縫的產生原因及預防補救方法

劉 丹 陳 亮

（1.沈陽機床股份有限公司 ；2.沈陽萬潤新城投資管理有限公司）

引言

混凝土裂縫產生的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑，也是決定采取何種補救措施的重要依據。

一、混凝土裂縫產生的原因

(一)設計原因

1．設計結構中的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫。2．設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。3．設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板)。4．設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。5．設計中采用的混凝土等級過高，造成用水泥量過大，對收縮不利。

(二)材料原因

1．粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產生。2．骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。3．混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。4．水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。5．水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響越大。混凝土設計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

(三)混凝土配合比設計原因

1．設計中水泥等級或品種選用不當。2．配合比中水灰比(水膠比)過大。3．單方水泥用量越大、用水量越高，表現為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。4．配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差，導致混凝土離析。泌水、保水性不良，增加收縮值。5．配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。

(四)施工及現場養護原因

1．現場澆搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生。2．高空澆注混凝土，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。3．對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產生表面收縮裂縫。4．大體積混凝土澆注，對水化計算不準、現場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大，混凝土產生溫度裂縫。5．現場養護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。6．現場模板拆除不當或拆模過早，引起拆模裂縫。7．現場預應力張拉不當(超張、偏心)，引起混凝土張拉裂縫。

二、混凝土裂縫的預防

在混凝土裂縫問題上，預防是首要的，事后處理為輔。以上對混凝土裂縫產生的影響因素進行了分析，包括溫度變化、收縮膨脹變化、鋼筋銹蝕、凍脹、沉陷不均勻共五點影響因素。對此五點因素的預防措施主要有：

1.溫度控制預防。混凝土材料盡量選擇低熱或中熱水泥，降低硬化過程中的溫度產生量和溫差。在設計上，合理安排澆注工序，避免溫度過于集中，并預留溫度收縮縫。在夏季施工時，搭建遮陽措施，減小曝曬帶來的環境高溫的影響。在大體積混凝土施工中，可以在混凝土內部設置冷卻管路，通過冷卻氣體、冷卻水的循環，對混凝土內部高溫區進行降溫。

2.收縮膨脹變化量控制。控制環境溫度，高溫環境下注意遮陽降溫措施。加強早期養護，及時鋪蓋濕潤的遮蓋物，并注意灑水，控制環境溫度。控制混凝土中的水灰比在 0.6 以下，根據構件實際參數合理選擇水泥類型，控制骨料添加數量和含泥量、砂率。

3.鋼筋銹蝕控制。保證鋼筋保護層的結構滿足設計條件，在鋼筋表面涂鋼筋阻銹劑防腐層，混凝土澆注過程中要澆注均勻，選用堿活性小的砂石骨料、低堿水泥和低堿或無堿的外加劑，以及合適的摻和料抑制堿骨料反應。

4.凍脹控制。在低溫季節施工，可以采用早強型硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。注意溫度變化預測和監測，必要時要采用防凍劑，以及使用保溫材料覆蓋保溫防凍。

5. 沉陷不均勻控制。對地基必須要夯實和加固，防止在混凝土澆注過程中水浸泡地基，并合理預留沉降縫。

三、混凝土裂縫的處理

前面已經提到了混凝土裂縫的危害，一旦凝土裂縫已經產生，需要進行及時的補救。修補時的技術標準要根據《混凝土結構加固設計規范》（GB50367-2013）等行業文件的要求。裂縫修補實行全程質量控制，使建設單位、監理單位和施工單位人員有章可循。主要的補救方法有樹脂灌注法、釘合法、打孔法、附加鋼筋法、仿生自愈合法等。

1.樹脂灌注法。當裂縫較小，主要考慮密封防止化學侵蝕時，可以采用樹脂填補裂縫。樹脂可以直接刷在混凝土表面，也可以將裂縫表面密封采用先抽真空后注入樹脂的方法利用氣壓差進行填補。

2.釘合法。要提高修補部位的力學強度時，可以采用釘合法，即使用 U 形釘先對裂縫進行縫合固定，然后再澆注黏合填充材料。

3.灌漿法。對一些厚的混凝土結構出現裂縫，可以注入水泥砂漿來進行填補處理。

4. 打孔法。如果墻體中的裂縫對防水性要求較高，可以在裂縫處打孔，在孔中填充柔性瀝青或者樹脂。

5.附加鋼筋法。為了提高混凝土的力學強度，可以在裂縫附近打入貫穿的鋼筋，然后在澆注水泥砂漿或樹脂黏合填補。

6.仿生自愈合法。仿生自愈合法模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到愈合的機能。在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分，使混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統，當混凝土出現裂縫時，分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。裂縫對建筑的危害是嚴重的，又因為鋼筋混凝土結構應用廣泛，產生裂縫是普遍存在的問題，因此裂縫的預防和處理研究是非常重要的。必須從混凝土裂縫的產生影響因素分析入手，針對實際建筑問題進行全面考慮，合理采用各種有效措施來預防和處理。

四、結語

通過本文分析，混凝土施工過程中由于受到外界因素影響，很容易產生裂縫，對建筑工程質量造成影響，因此，做好混凝土裂縫的預防措施和補救措施的準備對于提高混凝土施工質量以及提高施工質量有極大幫助。

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