混凝土裂縫成因及處理措施

謝聰　文賑宇　陳穎　謝緣雨

摘 要：混凝土是一種非均質脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的氣體和水組成。在溫度和濕度變化的條件下，硬化并產生體積變形，由于各種材料變形不一致，互相約束而產生初始應力，造成在混凝土內出現微裂縫。這種微細裂縫的分布不規則且不連貫，在荷載或應力作用下，裂縫開始擴展，并逐漸互相貫通，從而出現較大的肉眼可見的裂縫，稱為宏觀裂縫，即通常所說的裂縫。本文重點介紹了混凝土出現裂縫的原因，預防措施，出現裂縫后需要采取的補救方法等。

關鍵字：混凝土；裂縫；措施

1 混凝土裂縫的類型及成因

造成混凝土裂縫的原因是多方面的，一般而言，可分為混凝土自身原因和外部原因兩大類。

（一）混凝土因自身特性產生裂縫

1.收縮裂縫

收縮裂縫顧名思義其產生原因就是混凝土硬化后水份蒸發體積收縮。從理論上講，當混凝土在無任何約束而處于自由收縮時，不會產生裂縫，而實際工程中，混凝土總是受到各種約束的，如兩端的約束、內部配制鋼筋的約束等。由于混凝土收縮過程中受到約束，因而內部產生拉應力，當拉應力大于混凝土的抗拉強度時，就會產生收縮裂縫。一般來講，混凝土受到的約束越大，其產生的收縮裂縫越多或越寬。由于混凝土體積收縮是因為水份蒸發、干燥導致的，因而收縮裂縫也通常稱為干縮裂縫。因為混凝土中的水份蒸發通常情況下主要在混凝土澆搗后的硬化過程中和硬化早期一個月左右時間內完成的，尤其在硬化過程中水份蒸發速率相對較大；因而，相應地收縮裂縫出現的時間一般在混凝土澆搗后的硬化過程中和硬化早期一個月左右的時間內，通常情況下，混凝土拆模時收縮裂縫就已基本形成，有時只是因為裂縫太細、太窄不易被發覺，之后隨著混凝土水份的進一步蒸發，其收縮裂縫逐漸變粗，或者由于產生滲漏等情況，才被發覺。

2.溫度裂縫

溫差裂縫主要是由于溫度差或由于溫度的變化通過混凝土熱脹冷縮效應而引起混凝土開裂的。但這其中可分為二類。

一類為由于混凝土內部存在一個溫度差，從而內部產生溫度應力而導致混凝土開裂的。這一般發生在厚度≥lm的大體積混凝土中，出現時間一般在混凝土硬化過程中和硬化早期，其溫度變化來源于水泥水化反應過程中所釋放的水化熱，在混凝土表面由于熱量散發較混凝土內部快，因而在混凝土表面和內部形成一個溫度梯度，產生溫差，從而產生溫度應力，當溫度應力大于混凝土抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫，此類裂縫寬度一般情況下不會超過0.3mm，但若施工過程中控制不當，溫差過大，有時局部也會超過0.3mm。

另一類溫差裂縫并不是開裂混凝土本身內部有溫度差引起的，而是出于整個混凝土結構中局部混凝土構件受環境溫度的變化，通過熱脹冷縮效應，對與其相關的構件產生拉應力。當這個來自外部的拉應力大于混凝土抗拉強度時，混凝土就開裂。此類裂縫出現的時間較晚，一般在混凝土硬化后1～2年出現，一旦出現通常是貫穿的，寬度一般≤0.3mm，但個別局位也會超過0.3mm。

影響溫度裂縫的主要因素有：水泥品種、水泥漿量、構件形狀、斷面尺寸、混凝土澆注時溫度及外界氣溫等。

（二）化學反應引起的裂縫

堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。混凝土拌和后會產生一些堿性離子.這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現在混凝土結構使用期間。一旦出現很難補救，因此應在施工中采取有效措越進行預防。由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護層較薄，有害物質進入混凝土使鋼筋產生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導致混凝土脹裂，此種類型的裂縫多為縱向裂縫，沿鋼筋的位置出現。

（三）施工工藝及流程造成的裂縫

1.施工不當造成的裂縫

混凝土施工過程中由于施工不當、模板支撐下沉，或過早除梁板底模和支撐等形成的裂縫；施工控制不嚴，由于施工荷載過大而導致出現裂縫。

2.在施工中，不規范的澆搗過程對裂縫產生也有直接影響

振搗時間過短，或振搗不到位，混凝土都無法達到密實狀態；而如果振搗時間過長，石子下沉上面砂漿偏多，該處水泥較多，干縮變形也就較大，收縮不均勻也容易產生裂縫。

2 混凝土裂縫的預防措施

設計方面、施工方面的因素可以通過人為措施進行干預和調整，并且能夠得到改善甚至于做到完全避免；而混凝土自身的干縮變形確是無法完全避免的，因為它是混凝土本身固有的特性，我們只有通過改善各種影響混凝土干縮變形的因素，才能減少和減小混凝土的裂縫產生和寬度。對混凝土裂縫的控制方法，應該以預防為主，同時在施工過程做好過程控制，盡量做到按設計和施工規范進行操作，如果發現微小裂縫存在，應及早進行處理補救。現針對現場實際可能出現的情況，提出以下控制措施和建議。

（一）嚴格控制混凝土施工配合比

根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比。嚴格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。

（二）嚴格控制混凝土的溫度應力

溫度應力是產生溫度裂縫的根本原因，一般將內外溫差控制在20～25℃范圍內時，不會產生溫度裂縫。在保證混凝土強度的條件下，盡量減少水泥用量和每立方米混凝土的用水量；盡量降低混凝土的入模溫度，規范要求混凝土的澆筑溫度不宜超過28℃，故在氣溫較高時，可在砂石堆場、運輸設備上搭設簡易遮陽裝置，采用低溫水或冰水拌制混凝土。

（三）做好裂縫計算

設計單位除對鋼筋混凝土結構體系進行常規計算以外，還應考慮現場的實際施工狀況，對容易產生裂縫的部位進行裂縫計算，同時選擇合理的混凝土強度等級和配筋，如對樓板配筋改成細密型的，采用上下雙層雙向配筋，在柱支座處增加鋼筋網片等等。

3 混凝土裂縫的處理措施

（一）表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修樸方法.它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及探進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料.在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

（二）結構加固法

當裂縫影影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積.在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

（三）電化學防護法

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，以達到防腐的目的。陰極防護琺、氯鹽提取法、緘性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。

4 結束語

混凝土結構裂縫的危害是巨大的，它將直接影響工程的質量、安全、使用功能和觀瞻，加速內部鋼筋的銹蝕，影響結構的耐久性、安全使用年限，給人們的生活帶來潛在的危害。因此《混凝土泵送施工技術規程》JGJ/T10-95、《混凝土質量控制標準》GB50164-92、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002等標準與規范中都對其有詳細而嚴格的要求。我們必須高度重視，在工程實踐中以預防控制為主，若結構出現裂縫要認真分析原因，并采取相應的措施加以妥善處理。

參考文獻

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