混凝土結構裂縫成因及其控制

馬芳芳

（廣東省建筑工程集團有限公司，廣東廣州510010）

近年來，在混凝土結構施工中發現，很多現澆鋼筋混凝土結構難以避免地出現了許多裂縫，因為這一問題引發的質量投訴案件也在逐年增多，混凝土結構裂縫已成為影響工程質量的通病。如今混凝土早期產生裂縫的問題日趨嚴重，同混凝土材料的組成、施工工藝養護方法的革新、結構體型的演變以及工程所處環境密切相關。

1 混凝土裂縫的分類及產生原因

混凝土結構裂縫產生原因可以分為內因和外因。內因是結構自身的原因，比如建筑材料質量的缺陷、不規范的施工過程等。外因則是受到外界條件影響，比如溫度影響、荷載超載、自然災害等。按照產生原因，可以把混凝土裂縫分為結構性裂縫和非結構性裂縫。

1.1 結構性裂縫

結構性裂縫由荷載引起，這些裂縫與荷載相對應，是承載力不足導致的結果。裂縫的形式多種多樣，造成裂縫的主要原因：

1.1.1 設計原因造成的裂縫

①樓板剛度不夠。因為結構設計是在多跨連續板的基礎上進行計算配筋，主要注重滿足結構的安全性，對收縮特性和溫度變形等因素的考慮較少。樓板的高跨比太小，加上剛度又小，非常不利于對裂縫進行控制。

②樓板結構配筋設計不科學。結構設計時，按常規只在支座處配負筋，中間的板面則不配置，在板面受到溫度影響產生變形和混凝土自然收縮時，中間的板面因為沒有構造鋼筋的約束，很容易出現裂縫。

1.1.2 施工原因造成的裂縫

①水電預埋管在板內的預埋位置不合理。當水電預埋管在管道內進行鋪設時，位置過高或過低都容易造成板面的開裂。管線位置距離板面過近或者管線埋布過于集中，都會在表面混凝土硬化收縮時引起開裂。

②無負荷養護期過短。樓面混凝土澆筑、收面完畢，應當經過一天半左右的無負荷養護后才能夠堆放施工材料，如果過早擾動、疊加荷載，都會造成尚未穩定的混凝土內部受損甚至開裂。

1.2 非結構性裂縫

1.2.1 收縮裂縫

收縮裂縫是混凝土表面受到濕度變化影響引起的裂縫。混凝土是一種人造石料，它的主要膠結材料是水泥，在其中摻入天然砂、石作為骨料同水攪拌在一起，經澆筑硬化成型。在混凝土結構施工過程中，為了達到施工要求，通常需要消耗水泥水化熱所需水量的4～5倍。在混凝土硬化過程中，混凝土內部的水份逐漸蒸發，導致混凝土的體積收縮，從而產生大量細小裂縫。一般而言，混凝土在硬化過程中的收縮值與很多因素有關，比如水泥強度、環境溫度等。

1.2.2 溫度裂縫

當混凝土內外溫差過大或者外部環境冷熱交替過快時，通常會出現溫度裂縫。溫度裂縫的走向是不規則的，大面積的溫度裂縫往往交雜錯亂沒有規律，裂縫寬度隨著溫度變化也會有所變化——冬季較寬，夏季較窄。

產生表面溫度裂縫的主要原因是外界溫差較大。尤其是大體積混凝土澆筑后，硬化過程中水泥水化熱導致混凝土結構內部溫度持續上升，使混凝土表面和內部溫度有差異，當外界溫度急劇降低時，混凝土表面會產生較大的冷卻收縮，冷卻收縮造成的應力會在抗拉強度較低的幼齡混凝土表面形成溫度裂縫。

2 混凝土裂縫的預防措施及處理技術

為了有效解決混凝土裂縫問題，減少混凝土裂縫造成的質量糾紛和事故，必須在施工過程中對混凝土裂縫進行預防，在出現裂縫后要及時對裂縫進行修補處理，防止裂縫蔓延擴散。

2.1 混凝土裂縫的預防措施

混凝土結構施工過程中出現裂縫的原因有很多，與混凝土材料的組成、施工工藝養護方法的革新、結構體型的演變以及工程所處環境密切相關，現象之普遍、危害之大讓我們不得不對它重視起來。只有認真研究和處理混凝土裂縫的成因和分類，積極采取有效措施來防止各種裂縫的產生和蔓延，才能更好地控制混凝土施工質量，讓建筑工程向更加安全穩固的方向發展。

2.1.1 溫度裂縫的預防措施

①降低水泥用量。在混凝土的配置過程中盡量選擇低熱或中熱水泥作為原料，還可以在混凝土中摻入粉煤灰，或利用混凝土后期的強度降低水泥的用量，從而降低水泥水化產生的熱量，防止因為內外溫差過大造成溫度裂縫。

②規定合理的脫模時間。當溫度下降時應注意表面保溫，避免急劇的溫差在混凝土表面形成裂縫。在寒冷季節施工中，應及時對混凝土長期暴露的結構表面或薄壁結構采取保溫措施。

2.1.2 收縮裂縫的預防措施

①攪拌站進行混凝土配制的過程中，要嚴格控制混凝土的水灰比，石料也應選擇良好的級配，降低孔隙率和砂率，同時還要振動壓實，減少混凝土的收縮量，提高混凝土抗裂性。

②在混凝土澆筑前，應將基層和模板潤濕，防止模板和基層吸水導致混凝土表面干縮，防止混凝土裂縫的產生。

③炎熱干燥時期澆筑完混凝土后，應及時對混凝土表面灑水或使用其他保濕材料覆蓋養護。

2.2 混凝土結構裂縫的處理技術

裂縫的存在不僅會降低混凝土耐久性，導致結構的使用時間縮短，還會影響結構的整體性和剛度，造成結構的不穩定。但因條件限制，在實際工程中很難對裂縫進行充足的管控，所以，混凝土結構裂縫總是不可避免的存在。面對混凝土結構裂縫應該根據情況靈活處理，在保證結構安全的同時選擇經濟便捷的方法。

2.2.1 灌漿法、嵌縫封堵法

對于大體積混凝土結構裂縫的修補一般采用灌漿法。施工工藝流程主要包括鉆孔、沖洗、止漿及封堵、埋管、試水、灌漿六個環節。

①鉆孔。鉆孔的孔距一般在1～1.5米之間，孔深至少穿過裂縫面0.5米，鉆孔的軸線與裂縫呈30～40度的夾角，如果需要進行兩排或兩排以上的鉆孔施工，應將兩排鉆孔錯開或按照梅花形進行鉆孔。

②沖洗。按照自上而下的垂直順序對裂縫逐個進行沖洗，保證裂縫干凈整潔。

③止漿及封堵。在裂縫表面用水泥砂漿（或環氧膠泥）涂抹，對裂縫進行封堵。

2.2.2 表面封閉法

在處理不影響結構承載力的表面裂縫和防止大面積的細裂縫出現滲漏現象時，可以采用表面封閉法。常用的表面封閉法有以下三種：

①表面涂抹環氧膠泥。為了保證環氧膠泥與混凝土粘結良好，首先要用鋼絲刷、砂紙等將裂縫表面的雜質處理干凈，如果裂縫表面存在油污，可以用丙酮等有機溶劑擦洗一遍，并用噴燈進行噴烤，保證裂縫表面的干燥，若存在條件限制不能保證裂縫表面的干燥，也可以用環氧煤焦油膠泥對裂縫進行涂抹。

②表面涂抹水泥砂漿。將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，增大混凝土表面與水泥砂漿的粘結力，清潔表面并灑水濕潤，先刷一層水泥凈漿增加粘結力，然后用水泥砂漿涂抹，最后進行抹面壓光。

③表面涂刷油漆、瀝青等涂料進行裂縫表面封閉。但要保證涂刷之前混凝土表面的干燥，保證油漆、瀝青等涂料和混凝土裂縫的粘合性。

2.2.3 結構補強加固法及混凝土置換法

當裂縫過于嚴重甚至影響到混凝土結構性能時，應考慮使用結構補強加固法來處理混凝土結構裂縫。結構補強加固是指對目前可靠性不足或者業主要求提高可靠度的承重結構、構件及其相關部分采取增強、局部更換或者調整其內力的措施，利用錨桿、鋼板、鋼筋混凝土等材料對結構進行加固，能夠很好地遏制裂縫的進一步擴散，對恢復結構的完整性、增強安全性和耐久性都有很好的效果。

①螺栓法加固通常采用水泥砂漿或樹脂灌注螺栓與混凝土之間的縫隙，錨桿與接縫之間的夾角越大則越牢固。泥漿固化后，螺栓也成為結構的一部分，可以提高結構的承載力。想要錨固效果更明顯，還可以采用預應力錨桿，能更好地和混凝土結構結合。

②鋼板加固方法是在混凝土表面用粘結劑粘結鋼板，然后用螺栓安裝和固定鋼板。為了讓鋼板和混凝土之間結合得更加緊密，也可以先用螺栓把鋼板固定到混凝土表面，然后在鋼板和混凝土之間灌漿來填充孔隙。

③鋼筋混凝土的加固方法是在原結構表面澆筑一層混凝土，從而起到閉合裂縫、提高承載力、遏制裂縫擴散的作用。

除了結構補強加固法，混凝土置換也是一種處理混凝土嚴重損壞裂縫的有效方法，首先將損壞的混凝土進行剔鑿清除，然后在表面用新的混凝土或水泥砂漿等代替，但是該法適用于混凝土損壞較為嚴重、較為深層的裂縫，不適用于表層裂縫。

3 結論

混凝土結構產生裂縫的種類和形式有很多，原因也各不相同，雖然混凝土結構裂縫作為一個質量通病一直受到建筑從業人員的關注，但是，施工現場卻總是以“兵來將擋，水來土掩”的方式被動管理，不能及時分析裂縫出現的原因并進行預防，只能在裂縫出現之后進行控制，勞民傷財。雖然混凝土裂縫因各種原因難以避免，但是，分析清楚不同裂縫出現的原因，并對應不同種類的裂縫采取相應的預防措施和處理方式是很有必要的，可以為施工單位提供一個全面系統的參考，推動建筑業向更加穩定安全的方向發展。