混凝土結構裂縫的成因及防治處理措施研究

【摘要】近年來，隨著社會發展的需要，建筑工程的施工數量在不斷增加。在建筑工程的施工中，混凝土作為主體結構的承重材料，其使用具有非常重要的作用。混凝土的施工材料具有非常好的抗壓性，能夠起到較好的抗震效果，整體連接性能也非常強，在工程建設中的運用非常的廣泛。但是，混凝土施工中的結構裂縫問題對施工質量具有非常大的影響，為此，需要通過對混凝土裂縫產生的原因進行研究分析，并提出有效的預防和處理措施，提升混凝土結構的質量。

【關鍵詞】混凝土；裂縫；成因；措施分析

1、前言

我們都知道，在建筑工程施工中，混凝土結構的使用比較普遍，這是因為混凝土具有作為建筑主體材料使用的特殊性質。但是混凝土施工中，容易產生結構裂縫，這不僅影響到混凝土的視覺美觀，最重要還影響到混凝土的使用功能和結構安全，因此，需要加強混凝土結構裂縫因素的分析和研究，提出有效的防治措施，實現混凝土施工質量的提升。

2、較為常見的混凝土結構裂縫的類型及其危害

2.1 混凝土結構裂縫的主要類型

2.1.1 按照裂縫的大小尺寸的分析

一般情況下，可以分成宏觀裂縫和微觀裂縫兩種，微觀的裂縫主要是在混凝土的結構內部，尺寸相對較小，一般而言裂縫的寬度不超過0.05毫米。在混凝土的內部不會貫通，微觀的裂縫屬于混凝土內部特有的一種裂縫；宏觀裂縫主要是指尺寸相對較大的裂縫，通常情況下，裂縫的寬度要大于0.05毫米，可以存在于混凝土的內部，也可以分布在混凝土的結構表面。

2.1.2 按照裂縫的形式進行分類，主要分為不規則的裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、垂直裂縫、水平裂縫以及斜向裂縫等。

2.1.3 按照裂縫的發展程度進行分類，主要包括破壞性的裂縫、貫穿性的裂縫和表面的裂縫。

2.1.4 按照裂縫的成因進行分類，主要包括材料因素裂縫、施工因素裂縫、溫度因素裂縫、設計因素裂縫和不均勻的變形因素裂縫。

2.2 常見的混凝土結構裂縫的主要危害

裂縫對混凝土的結構影響較大，經常會產生以下危害：會對混凝土的結構的承載力造成一定的影響；會限制混凝土結構的正常使用，混凝土的結構的正常使用會受到一定的影響；混凝土結構的整體性和耐久性受到了一定的影響；混凝土結構的美觀受到了影響。如果過程中出現了較大的裂縫，那么混凝土的結構或者是部件徹底的報廢，必須要返工，導致材料浪費，耽誤了工期，帶來了較大的經濟損失。

2.3 混凝土結構裂縫的具體分類

2.3.1 溫度裂縫

混凝土的性質是熱脹冷縮，當溫度和環境出現變化的時候，就會造成溫度變形，這個時候就會直接產生某正附加應力，如果混凝土本身的抗拉強度要比該應力低的話，就很容易出現裂縫。在施工的中后期，溫度裂縫出現的概率大大增加，溫度的變化對于縫寬也有著一定的影響。尤其是澆筑大體積的混凝土的時候，大量的水化熱會釋放出來，內部的溫度大大的提升，混凝土的表層和內部的溫差會有很大的變化，內部的混凝土會對表面產生一定的約束，產生較大拉應力，混凝土在早期時抗拉強度比較低，導致溫度裂縫產生。

2.3.2 干縮裂縫

混凝土在硬化的過程中，內部干縮也會影響混凝土結構體積的變化，這也是干縮裂縫形成的主要原因。干縮裂縫在結構表面相對較為常見稀，而且它們的走向縱橫交錯是沒有規律可言，一般來講，混凝土的露天放置，缺乏適當的養護，過了一段時間之后，就很容易在表層或者是側面出現干縮裂縫，并隨濕度和溫度變化而逐漸發展。

2.3.3 塑性的收縮裂縫

塑性的裂縫一般出現在結構的表層，較少貫穿整個結構，結構形狀不規則而且長短不一致，這種裂縫主要是在混凝土澆筑的前期，多表現為龜裂。

2.3.4 沉降裂縫

建筑物出現了不均勻沉降，構件受力出現變形，進而造成了混凝土的構建開裂的情況，持續的不均勻沉降也會進一步造成裂縫擴大，這種的裂縫的形狀和大小基本上是由地基變形引起的。

3、混凝土結構裂縫的原因分析

3.1 設計因素產生的裂縫

應力過于集中會造成裂縫的出現，也會讓構件和結構的截面受力效果發生變化，在截面位置由于應力過于集中會造成構件的結構縫隙；鋼筋配置不當也會導致裂縫的出現，在設計的工程中因為計算的簡化或不當處理，導致構件在受約束的地方沒有配置鋼筋或者是配置的鋼筋數量較小，這就使得構件受力之后，會在受約束的位置產生縫隙；設計方案的不合理也會出現裂縫，在設計過程中對支座位移和預應力構件的提升方式或結構剛度，要充分的考慮這些方法對構件產生的不利影響，否則極易出現裂縫；在設計過程中沒有認真的考慮施工方法和材料的性質等因素會引起混凝土的裂縫，在設計的環節需要對混凝土的收縮、變形、水灰比等因素充分考慮，避免裂縫的出現。

3.2 材料因素引起的裂縫

一些原材料比如水泥、砂、石和水的選擇和規范不相符，混凝土就容易出現裂縫，比如說選擇的水泥過期了或者受潮了；砂、石沒有清洗干凈，含泥量較大；水中有油或者是水質不清潔的情況；骨料顆粒選擇了不合適的級配，會造成混凝土的收縮不斷的增大，會加劇混凝土裂縫的產生；如果過程中采用了大量的水泥，水灰比相對較小，水花熱較大；水灰比過大，塌落度較大，砂率相對較高，石子的粒徑過大，以上這些都導致混凝土存在有裂縫的因素；選擇了不合適的減水劑、摻合料，或者是摻進去的量不合適這些也會造成混凝土出現裂縫的情況；在設計的工程中如果選擇了不合適的水泥等級或者品種也會造成混凝土出現裂縫的情況。

3.3 混凝土收縮產生的裂縫

當混凝土的出現塑性收縮就會造成裂縫出現，主要的原因是混凝土在澆筑完成后進入了凝結的過程，表面的水分會很快流失，然后自身就產生了水化熱引起的；化學收縮會造成混凝土的裂縫，這主要是因為水泥的水化反應是的混凝土的體積出現了明顯的收縮造成的；干燥收縮也會造成混凝土的裂縫，這是因為混凝土在硬化的過程中會因為表面失水嚴重造成的；環境溫度的變化也會造成混凝土的裂縫，這主要是因為環境溫度不斷的下降使得混凝土受拉引起的。

3.4 施工工作產生的裂縫

混凝土在澆筑的過程中，施工人員需要進行合理的振搗，進一步提升混凝土的密實度以及均勻性，減少或者減弱混凝土裂縫的誘因；混凝土澆筑完成之后要注意做好養護和補水的工作，盡可能的減少混凝土在早期時就出現脫水嚴重的情況，極易造成混凝土發生開裂；混凝土澆筑工作完成之后，周圍的環境溫度的變化要及時監測，盡可能的避免因為溫度的差異太大造成混凝土出現裂縫；混凝土的拆模順序和拆模時間也要多加注意，盡可能的減少因為拆模不當造成的混凝土裂縫的發生；對混凝土的養護條件要有效提升，當現場的混凝土的養護條件和標準的養護條件相接近時，混凝土發生開裂的可能性也就會大大的削減。

3.5 使用因素引起的裂縫

當基礎落在了不均勻沉降的地基上，地基受荷載之后會出現不均勻沉降，如果荷載力超過了設計的荷載之后，就很容易造成混凝土出現受拉開裂的情況；在使用的過程中，如果結構受力形式有變化，比如說隨意開洞，隨意將承重墻拆除，就很容易引起混凝土的裂縫；在設計的過程中，因為沒有密切的聯系周圍的實際情況，堿、鹽和酸這些有侵蝕性的物質就會對結構產生一定的影響，很容易出現裂縫；還有一部分屬于偶然性的因素，比如說爆炸、火災和地震等都有可能導致混凝土出現裂縫。

4、混凝土裂縫的防治措施分析

在了解了混凝土結構裂縫產生的原因后，需要加強相關防范措施，有效的防止混凝土結構裂縫的產生，實現混凝土施工質量的提升。

4.1 從設計方面分析

在對混凝土結構設計時，需要避免出現較大的應力集中現象的結構，例如出現截面的突變，或者是刻槽、開洞等。如果是建筑工程建設的需要，應該采取相應的結構補強措施，盡量的減少混凝土結構裂縫的產生。

在混凝土的施工中，會使用到鋼筋材料，鋼筋的配置不僅表現在數量的搭配上還表現在位置的擺放上。對于不同結構的受力情況，需要采取不同的鋼筋混凝土設計。對此，相關的鋼筋混凝土設計者應該加強鋼筋結構和配置的重視，使得混凝土結構更加的符合實際需要。

混凝土結構雖然整體上具有非常強的硬度，但是不是所有的位置對混凝土強度的要求亦不同，因此，需要加強混凝土結構中比較薄弱部位的處理，尤其是容易發生裂縫的地方，更是需要加強相關措施的實施，避免混凝土結構裂縫的發生。

在對混凝土進行結構設計時需要處理好混凝土結構的受力情況，使得混凝土受到外力作用而發生變形的情況減少，從而實現混凝土結構效果的增強。

對于混凝土設計者而言，需要加強混凝土施工材料特征的了解，并結合施工結構和施工方案，使得混凝土的施工設計更加符合工程使用的需求，增強混凝土使用的效果。

4.2 從材料方面分析

混凝土結構的產生主要是水泥、沙子以及石子混合的作用。在將這些材料混合施工時，需要根據實際的施工需要選擇合適的施工材料。選用收縮量較小的水泥，比如采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。合理的使用外加劑的能夠明顯提升混凝土的施工質量，同時還能夠減少水泥和水的使用，這樣就可以減少水化熱的發生，還能夠降低施工的成本。

混凝土的配置中需要加強相關新材料新技術的應用，比如，在混凝土的施工材料中加入適量的高性能混凝土膨脹劑來減輕混凝土的收縮問題。混凝土因為收縮的作用，必然會使得表面產生裂縫，通過膨脹劑的使用能夠有效解決此問題。同時還需要加強配合比的調制，使得混凝土的配置更加趨于合理。

4.3 從施工方面分析

在進行混凝土的施工操作中，首先需要加強施工方案的編制、審核和確定，施工方案的合理性直接影響到施工的效果。合理的施工方案指導施工，在上部結構施工前對松軟土、填土地基應進行必要的夯實和加固。模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。澆筑過程中有效的控制混凝土澆灌時間、澆灌次數、振搗、養生等環節，能夠更好地控制混凝土的質量，避免各類裂縫的發生。

在混凝土進行施工的過程中，需要加強管理措施，減少人為因素的影響。首先需要加強混凝土施工操作的控制，使得混凝土的施工能夠嚴格按照施工方案和技術交底進行，因為施工質量的好壞直接影響到混凝土結構裂縫的產生情況。其次，需要加強施工中相關重點內容的了解，其一需要將施工材料的配合比例明確清楚，不得隨意改變配合比。其二，是需要加強鋼筋位置擺放的了解，對遭到外力位移的鋼筋，應該及時的進行調整，對于鋼筋上存在的污染物也需要及時的進行清理。其三，要加強施工后混凝土的養護工作，及時灑水濕潤、覆蓋塑料薄膜或者潮濕草墊等，保持混凝土終凝前表面濕潤。同時還需要注意混凝土內部溫度的變化，在大體積混凝土內部預先設置冷卻管道，及時采取通冷水或者冷氣等降溫措施，避免內外溫差過大，導致裂縫的發生。其四，需要把控好拆模的時間，根據同條件試塊的試驗數據，必須要保證混凝土強度達到設計要求，才能夠進行拆模。

5、混凝土結構裂縫的處理措施

在實際的工程施工中，混凝土結構出現裂縫的情況比較多見，混凝土結構裂縫產生之后，會影響到混凝土結構的安全性、耐久性以及適用性等，需要及時的采取措施，做好混凝土裂縫的處理工作。隨著科技的不斷發展，對于混凝土的裂縫處理方法也比較多，主要表現在以下幾點。

5.1 表面處理法。首先是涂抹的處理方法。當混凝土結構的表面出現微觀裂縫或較小的宏觀裂縫時，裂縫深度尚未達到鋼筋，并且不再繼續發展的裂縫，采用灌裝等材料難以處理，可以通過在裂縫的表面涂抹一些材料的方法將混凝土的裂縫填補完全，從而實現混凝土裂縫的修補，比如采用水泥基滲透結晶型防水材料，可以較好的封閉微裂縫和混凝土毛細孔道，從而使混凝土致密，防止滲漏。其次是貼補處理的方法，采用土木膜或者其他具有防水作用的薄片，對裂縫的表面進行貼補，實現對混凝土裂縫的封閉，起到防滲堵漏的作用，增加混凝土的耐久性。

5.2 封堵處理法。對于較寬的裂縫，可采用環氧砂漿等修補材料直接填充裂縫。對于寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫，可采取開V型槽，進行清理后再做作填充處理，起到封閉裂縫和補強的作用。

5.3 灌漿處理法。是屬于傳統的處理方法，利用壓送設備將補縫漿液注入砼裂隙，達到封閉裂縫的目的，費用較低，效果較好。

5.4 結構補強法。因受力產生的裂縫，導致的混凝土耐久性降低，影響結構強度和使用安全，可采取結構補強法。通常可采用粘貼碳纖維布或芳綸纖維布補強加固，此材料與原有鋼筋混凝土可共同作用，提高結構的強度，增強結構的抗裂和抗剪能力，延長鋼筋混凝土結構的使用壽命。

結語：

總而言之，對于混凝土結構裂縫的產生，存在的因素非常的多，需要專業技術人員加強對此的研究，確認混凝土結構裂縫產生的原因，針對性的采取措施予以解決，加強混凝土結構裂縫原因的分析、預防和處理，為工程的施工質量提供保障。

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