試析混凝土裂縫的成因及防治

萬永利

1 裂縫產生原因分析

混凝土結構或構件往往是帶裂縫工作的。裂縫發展會使結構或構件的承載能力、耐久性和抗滲能力降低，同時會使建筑物的外觀變差，建筑物的使用壽命降低，甚至嚴重時會威脅到人們生命和財產安全。從多方面統計數據來看，很多工程混凝土的質量事故都是由于混凝土裂縫的發展所致。我們必須要采取有效控制的措施，將其混凝土裂縫的發展造成危害程度嚴格控制在規范范圍之內，保證建筑物對人們生命和財產安全。

混凝土裂縫產生的原因是多樣的，主要是溫度和濕度的變化、原材料不合格（如堿骨料反應）、模板及支承變形等。概括起來，一種是非荷載作用變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷、化學作用等原因引起的裂縫；另一種是荷載作用引起的裂縫；再者是施工不當引起的裂縫，如配合比控制及養護不當引起裂縫等等。

（一）非荷載作用引起的裂縫

混凝土的收縮。混凝土在硬化過程中，由于水分蒸發、體積逐漸縮小而產生收縮。根據力學分析，由于結構構件受到支座的約束，當其收縮所引起結構構件的約束應力超過一定程度時，必然引起結構構件的開裂。

力學形變及溫度應力裂縫。溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面，由于水泥的水化將產生并釋放大量的水化熱，造成混凝土構件內外部溫差較大，膨脹不一致，混凝土表面產生拉應力，內部產生壓應力，當這種拉應力超過了混凝土抗應力時便產生的裂縫。溫度變化較大的地區。溫度裂縫通常無規律，大面積構件裂縫常縱橫交錯，受溫度變化影響明顯，裂縫冬寬夏窄。

（二）荷載作用引起的裂縫

鋼筋混凝土的結構，在使用荷載的作用下，截面的混凝土拉應變是大于混凝土極限拉伸值，作用于截面上的彎矩、剪力、軸向拉力及扭矩等荷載效應會引起結構構件產生裂縫，這種情況下結構是帶裂縫工作，是設計允許的；由于基礎不均勻沉降，使混凝土結構出現的裂縫，也屬于荷載作用引起的的裂縫，這種裂縫大多是由于地勘不準確或施工控制不到位造成的，是不允許發生；由于在施工中過早對結構構件承受荷載，使結構構件達不到設計強度，迫使混凝土產生裂縫，這是可以避免的；混凝土結構構件在使用過程中，超過設計的允許最大荷載，導致混凝土裂縫。這種破壞性裂縫是不允許的。

（三）施工操作不當引起的裂縫

混凝土過早拆模，或者混凝土未達到終凝時間承受荷載等都可直接造成混凝土裂縫；在施工中板的上層鋼筋一般較細，在交叉作業中，施工人員不采取措施對上層鋼筋踩踏，使鋼筋彎曲變形、下沉，保護層過大，導致板面裂縫；在施工中混凝土水灰比過大，多余的水形成水泡或蒸發后形成氣孔，減少混凝土實際有效斷面，在荷載作用下，使空隙周圍產生應力集中，導致板面裂縫；混凝土砂石含泥量超標或級配差，會使混凝土產生網狀裂縫或側面裂縫，混凝土組成材料質量不合格，導致結構裂縫。

2 裂縫的預防控制

（一）從施工過程進行控制和預防

加強控制混凝土施工配合比，嚴格控制水灰比和水泥用量，嚴格選擇砂石級配，減少混凝土孔隙率及收縮量，提高混凝土抗裂強度；加強混凝土澆搗和養護，使混凝土在硬化過程中及時補償有效控制裂縫。在裂縫容易發生部位和負彎矩筋區域采取措施，避免上層鋼筋踩踏變形，導致板面裂縫；避免混凝土在零強度下沖擊振動，防止樓板裂縫。

混凝土裂縫的預防，在模板工程中其構造要合理、模板及支架要有足夠的剛度，以防止模板各桿件間的變形不同而導致混凝土裂縫；在混凝土澆筑時應防止離析現象，振搗應均勻、適度；在混凝土的養護中適當延長養護時間。

（二）從混凝土自身應力的角度對溫度裂縫的進行控制和預防

混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、水泥用量有關，混凝土越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內部溫度越大。防止大體積混凝土產生裂縫是控制混凝土內部和表面的溫度差，從而減小混凝土因水泥水化產生溫度應力造成的混凝土裂縫。

（三）對混凝土的干縮裂縫進行有效控制和預防

合理選擇水泥品種。水泥水化熱越大，混凝土的干縮收縮越大，從減少收縮的角度出發，宜采用中低熱水泥和粉煤灰水泥；控制水泥用量，混凝土干燥收縮隨著水泥用量的增加而增大，在滿足強度等級的前提下降低水泥用量；控制用水量及水灰比的把握，混凝土的干燥收縮隨著用水量的增加而急劇增大，水灰比越大，干燥收縮越大，嚴格控制用水量及降低水灰比，從而減少干縮裂縫目的；控制最佳砂率，混凝土的干燥收縮隨著砂率的增大而增大；控制混凝土外加劑使用，在選用外加劑時選用干燥收縮小的外加劑；正確選擇養護時間和方法，保證混凝土因表面干燥過快，產生較大的收縮，導致產生拉應力而開裂。

3 對已經出現的混凝土裂縫進行修復

非強度原因而造成現澆混凝土裂縫處理措施有化學灌漿法，其方法為采取環氧類的化學漿液或水泥漿液對裂縫進行灌注填充，既提高了結構的整體性，又能有效阻止鋼筋的進一步銹蝕；迭合層法，對原有混凝土樓面鑿毛清理，鋪設鋼筋網，重新澆筑一層細石混凝土整澆層，從力學角度來提高樓板的剛度和整體抗變形性能；整體處理法，通過增設構件、改變傳力途徑、地基處理、結構補強等整體方法提高現澆樓板的抗裂性能，針對已出現的裂縫，視具體情況對其采取封堵或約束的方案。

4 結語

在工程中，現澆混凝土結構特別是板面的裂縫現象是不可避免的，要求我們在現場施工中要盡量做到科學合理，采取有效的措施是能夠減少裂縫現象產生的；對于施工中已經產生的裂縫，在分析其發生的原因后，進行科學的處理和加固補強措施，使現澆混凝土結構能夠滿足正常使用條件下的安全性和耐久性要求。