混凝土裂縫的成因與控制

徐文泰

【摘 要】本文從設計、材料、配合比、施工現場養護等方面對混凝土工程中常見的一些裂縫的成因進行了分析探討。針對混凝土裂縫產生的原因，在混凝土結構設計、混凝土材料選擇、配合比優化、以及施工現場的養護等方面提出了控制裂縫發展的措施。依據相關文獻，并總結了混凝土裂縫的處理方法：表面處理法、填充法、灌漿法、結構補強法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等。

【關鍵詞】混凝土；裂縫；成因；控制

一、裂縫的成因

裂縫產生的形式和種類很多，有設計方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產生的，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人手。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。裂縫原因是設計、施工、材料、環境及管理等相互影響的綜合性問題，解決裂縫控制問題應當采取綜合方法。

（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，造成用灰量過大，對收縮不利。6.菏載收縮，使用環境溫度變化，管線配置不當，保護層厚度不足，抗溫度收縮配筋不足。

（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很大。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，導致混凝土離淅、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。

二、混凝土裂縫的處理方法

（一）混凝土裂縫的處理方法

1.表面處理法

表面涂抹和表面貼補法表面涂抹適用范圍是漿材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，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。

2.填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業簡單，費用低。

3.灌漿法

此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

4.結構補強法

因超荷載產生的裂縫、裂縫長時 間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。

5.混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。

6.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。

7.仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它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（如含粘結劑的液芯纖維或膠囊），在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。

三、結論

（一）混凝土裂縫產生原因

混凝土裂縫產生的原因主要有：

設計方面存在斷面突變、施加預應力不當、鋼筋配置過少或過粗、未充分考慮混凝土構件的收縮變形、混凝土等級過高、菏載收縮的原因。

材料選擇方面存在粗細集料含泥量過大、骨料粒徑太細、混凝土外加劑和摻和料選擇不當、水泥品種原因、水泥等級及混凝土強度等級的原因。

混凝土配合比設計方面存在水泥等級或品種選用不當、水灰比過大、水泥用量越大和用水量越高、砂率和水灰比選擇不當、混凝土膨脹劑摻量選擇不當。

施工及現場養護方面主要有混凝土振搗或插入不當、拌和不均勻、連續澆筑時間過長、現場養護措施不到位、現場模板拆除和預應力張拉不當等原因。

（二）混凝土裂縫的控制措施

混凝土裂縫的控制措施主要有：

設計方面從設計中的抗與放相結合，避免結構斷面突變帶來應力集中、采用補償收縮混凝土技術、重視構造鋼筋等控制措施。

材料選擇從選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級和級配優良的砂、石原材料，積極采用摻合料和混凝土外加劑等控制措施。

混凝土配合比設計從干縮率、坍落度、用水量、水泥用量、水膠比、砂率的配制，采用引氣劑或引氣減水劑等控制措施。

施工方面從模板的安裝及拆除，混凝土的制備、運輸、澆筑和養護等進行控制。

管理方面應當確定科學的控制裂縫標準，合理的選擇施工進度。并且在環境方面應注意施工的季節，環境的溫濕度，嚴格控制現場坍落度、防風、及時和氣象站保持緊密聯系。

（三）混凝土裂縫的處理方法

通過本文的研究，混凝土裂縫處理的方法主要有：表面處理法、填充法、灌漿法、結構補強法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法。

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，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預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

參考文獻：

[1]曲德仁.混凝土質量控制[M].北京：中國工業出版社，2003.

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