浅谈混凝土裂缝

0前言

　　混凝土是由水泥、粗细骨料、水以及外加剂混合形成的非均质脆性材料。由于硬化混凝土中存在的微孔隙、气穴和微裂缝等初始缺陷在外部荷载作用下以及物理、化学因素的影响不断发展．并互相串通，形成较大的肉眼能够看见的裂缝[1]o

　　当混凝土裂缝的宽度超过规定的限值时，会影响建筑物和构件的适用性和耐久性，不仅有损外观形象，还会造成钢筋外露、腐蚀并减小建筑结构抵抗荷载的能力，降低建筑结构的整体性和刚度．严重时会造成构件断裂、建筑物倒塌等重大事故．威胁人们的生命和财产安全。实践证明，混凝土工程中的裂缝是不可避免的，有关规范做出了明确的规定 ：某些结构在不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。工程人员始终关注混凝土裂缝产生的原因和控制对策，采取有效措施控制裂缝的产生或减少裂缝数量和宽度来保证工程质量。混凝土裂缝产生的原因很多，一般来说有温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉降以及养护不当和化学作用等。实际工程中情况复杂．多种情况互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，所以要根据实际情况来解决问题。

1混凝土裂缝的原因

1．1材料的原因

　　水泥品种的原因，不同种类和不同用量的水泥拌制的砂浆干缩性变化很大。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥的收缩大，而粉煤灰水泥收缩值较小，快硬性水泥收缩大。当水灰比不变时．水泥用量越多混凝土收缩率越大，减少水泥量对改善干缩、提高混凝土的抗裂性比较有效，但必须保证混凝土的设计强度满足要求。水泥强度等级越高、细度越细、早强越高对混凝土的开裂影响很大。

　　水的性质也影响混凝土的收缩，水表面张力越小混凝土收缩值也越小，因此水质必须符合标准要求。混凝土中水的蒸发引起混凝土的收缩，水灰比越大水泥浆越稀，收缩率越大开裂的可能性也越大．因此可以用减少用水量的方法来防止开裂。

　　粗细骨料含泥量过大、骨料颗粒级配不良都会造成混凝土收缩增大．诱导裂缝的发生。骨料的粒径、密度、弹性模量大则在一定程度上可以减少混凝土的收缩。

　　混凝土外加剂、掺合料选择不当会严重增加混凝土收缩，特别是在初期掺有外加剂的混凝土干缩较大。掺合料为粉煤灰、高炉矿渣时，对干缩影响与使用混合水泥相同。配制大体积混凝土和高性能混凝土时，粉煤灰和矿渣粉的掺量可适当提高引。

　　钢筋混凝土构件中钢筋越多产生的握裹力越强，可以约束混凝土的变形减少裂缝的产生。布置合理细而密的纵筋、箍筋．使用焊接钢筋网都能有效防止裂缝。

1.2施工及养护原因

　　混凝土拌制、运输和浇筑应按照规定的标准进行。混凝土拌和的均匀性、拌和运输的时间长短、浇筑的顺序等都有可能改变混凝土的质量．引起浇筑后混凝土结构或构件的裂缝。现场振捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣抽撤过快，会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的发生。在风速过大或烈日暴晒的情况下施工，混凝土的收缩值大。大体积混凝土构件浇筑后，抹面的次数和保温工作不到位，易产生表面收缩裂缝。

　　混凝土养护的目的是为了保证混凝土的正常凝结、硬化。混凝土养护时间过短，保持的湿度过低都会使得混凝土收缩变大，引起收缩裂缝。

　　现场模板拆除不当，违规的施工操作如过早的在浇筑完的混凝土上走动．都会引起裂缝。

1．3外界的原因

　　酸或盐类作用、碳化、氯化物侵蚀钢筋、碱骨料反应等对混凝土的侵害，温度和湿度也对混凝土的抗裂性能有非常明显的影响，混凝土的热胀冷缩易使混凝土内部产生较大的应力，引起裂缝。气候的变化、冰霜作用会引起混凝土大范围的结构开裂及表面剥落。构筑物基础的不均匀沉降产生沉降裂缝。超负荷承载以及野蛮装修等都易引起裂缝。设计不合理、断面及钢筋用量不足也会引起裂缝。

2混凝土工程中常见的裂缝

2．1干缩裂缝

　　干缩裂缝通常出现在混凝土浇筑后一周左右或混凝土养护结束后的一段时间。混凝土中多余水分蒸发，体积随温度变化而产生的收缩是不可逆的。混凝土内外水分蒸发程度不同，表面游离水分蒸发较快体积收缩大，而内部收缩小，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，会产生较大的拉应力而产生裂缝。构件长期露天堆放．表面温湿度经常剧烈变化也会产生干缩裂缝。干缩裂缝在大体积混凝土中平面部位、整体结构的变截面处、预制构件的箍筋位置经常可见。一般为表面性的平行线状或网状浅细裂纹．宽度一般在0．05mm～0．2mm，并随温度和湿度的变化逐渐发展。

2.2塑性收缩裂缝

　　塑性裂缝是指混凝土尚未硬化而处于塑性阶段，由于表面失水较快而产生的。这种裂缝在工程中很普遍。一般在干热或大风的天气，在混凝土表面出现，形状很不规则，互不连贯，长短不等，类似干燥的泥浆面，通常称为龟裂。较短的裂缝一般长20em～30em。较长的裂缝可达2m～3m， 宽1mm～5mm以下。使用收缩率较大的水泥，水泥用量过大，混凝土浇筑前没有浇水润湿，浇筑后没有认真养护等都对混凝土塑性收缩有影响。其产生的原因主要为，混凝土在强度很小的情况下，受到高温或大风的影响，混凝土表面失水过快，水泥石毛细管中产生较大的负压造成混凝土体积急剧收缩．而混凝土因强度低无法抵抗收缩，因此造成了塑性收缩。

2．3温度裂缝

　　温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或环境温差变化较大的混凝土结构中。钢筋混凝土梁、板等构件浇注后的硬化过程中，随着温度的变化该构件都会产生胀缩变形，当温差引起的变形受到约束时，使较薄弱的混凝土构件内产生应力集中，因混凝土抗拉强度和抵抗受拉变形能力很低，产生的拉应力超过混凝土的实际抗拉强度时。便会出现裂缝，特别是在施工中后期。表面温度裂缝走向无一定规律性，梁板类或长度尺寸较大的结构构件，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。大面积结构裂缝常纵横交错。裂缝宽度大小不一，一般在0．5mm 以下，沿全长变化不大。裂缝沿截面高度一般是上宽下窄状，但个别也有下宽上窄。温度裂缝的出现易引起混凝土的碳化和钢筋的锈蚀，明显降低混凝土的抗渗和抗冻融能力等。

2．4沉陷裂缝

　　沉陷裂缝主要与结构地基土质不匀、松软或回填土不实以及侵水等情况有关．构件模板刚度、强度不足，支撑间距过大或底部松动、过早拆模等也常导致不均匀沉降裂缝的出现。这类裂缝大部分为深进或贯穿性裂缝，上下部都有，一般与基层垂直或呈30～45度角方向发展。裂缝宽度与不均匀沉降量成比例，而受温度变化影响较小。

2．5化学反应引起的裂缝

　　化学反应引起的裂缝在钢筋混凝土结构中十分常见。氯离子侵蚀而导致钢筋锈蚀和体积膨胀引起混凝土胀裂 沿着钢筋的位置出现许多纵向裂缝。混凝土拌合产生的一些碱性离子与活性骨料发生碱骨料反应，造成混凝土稣松，膨胀开裂。空气湿度较小(RH30％～50％)的干燥环境中混凝土水泥浆中的氢氧化钙易与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积收缩，但受到结构内部未反应混凝土的约束而导致表面发生龟裂。碳化收缩裂缝一般在结构表面出现，无规律性．呈花纹状，裂缝一般较浅且宽度为0．05mm～02mm，多数发生在混凝土浇筑完后数月或更长时间。

2．6其它施工裂缝

　　混凝土构件在制作、脱模、运输、堆放、吊装过程中。常常会因为各种原因产生各种各样的裂缝。裂缝的部位、深度和走向随产生的原因而异。如制作预制构件时．木模因湿润度不够或者隔离剂失效，模板吸水膨胀将构件混凝土拉裂。拆模时振动过大，运输时构件受到剧烈震动和冲击，以及吊装时吊钩位置不当，起模时构件受力不均匀都可能使得构件发生裂缝

3裂缝的治理方法

　　裂缝的治理方法应从实际出发．在安全可靠的基础上，还要考虑技术上和施工条件的可行性，力求施工简单易行。安全可靠，经济合理，标本兼治 。应根据混凝土裂缝发生的原因、性质、大小、部位、结构受力情况和使用要求．区别情况，及时认真地进行治理。目前比较成熟的裂缝修补方法主要有4种。即表面处理法、填充处理法、压力灌浆处理法以及结构补强法，简单介绍如下：

3．1表面处理法

　　主要适用于对结构承载力无影响的表面．即大面积的细微裂缝以及较浅的裂缝。表面处理方法是对混凝土构件表面较浅的裂缝用水泥砂浆或环氧树脂涂刷处理。

3．2填充处理法

　　适用于对中等宽度裂缝的处理，沿混凝土表面裂缝凿成凹槽，洗净后用水泥砂浆或环氧胶泥嵌补。构件边角纵向裂缝处的松散混凝土应剔除，然后用水泥砂浆或细石混凝土修补。裂缝宽度小于0．3mm时，可采用专用混凝土封堵材料填充裂缝

3．3压力灌浆处理法

　　压力灌浆处理法又叫注浆法，处理效果好，应用广泛，它既可以修补面层还可以通过压力将注射用胶注到混凝土内部裂缝处，进行粘结、封闭以及补强加固。对有整体性防水、防渗要求的结构．缝宽大于0．1mm的深进或贯穿性裂缝，可以灌水泥浆或环氧、甲凝、丙凝等化学浆液进行裂缝修补，或者灌浆与表面封闭同时采用。

3．4结构补强处理法

　　对严重影响使用甚至危及整个建筑物安全的裂缝，通常采取结构补强法。裂缝修补加固是为了提高结构或构件的承载力、整体性刚度、稳定性和耐久性。结构加固补强法包括扩大截面四周加固、采用钢箍进行加固、采用预应力进行加固以及喷射混凝土加固等。

参考文献

　　[1]彭圣浩．建筑工程质量通病防治手册【M】．北京：中国建筑工业出版社．1993．75—76．

　　[2]《混凝土结构设计规范》(GB500010—2002)

　　[3]李斌．混凝土裂缝的预防与处理田．攀枝花学院学报，2005，6：111．

　　[4]韩素芳，耿维恕．钢筋混凝土结构裂缝控制指南【M】．北京：化学工业出版社．2004．40-41．

　　[5]张志诚、浅谈混凝土施工裂缝成因及控制田．山西建筑，2003，29(16)：39-40．