混凝土裂缝产生的原因及处理方法

□ 郭 强 胡其辉

一、混凝土裂缝产生的原因

混凝土裂缝一般可以分为荷载裂缝和变形裂缝。荷载裂缝又分为外荷载裂缝和荷载次应力裂缝；变形裂缝也可以分为材料自身变形裂缝和结构变形裂缝。

（一）荷载裂缝产生的原因。在荷载作用下，由于结构的强度、刚度或稳定性不够而出现的裂缝称为荷载裂缝。这类裂缝主要是由于混凝土早期抗拉强度和弹性模量低，在外部荷载的作用下导致结构变形，从而出现裂缝。

（二）变形裂缝产生的原因。由于温度、收缩、不均匀沉降等原因所引起的裂缝称为变形裂缝。这类裂缝是混凝土开裂的主要原因，具体原因如下：

1.混凝土的收缩。收缩是混凝土的一个主要特征，对混凝土的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起结构的开裂、变形甚至破坏。

2.温度应力。混凝土内的水泥在水化反应过程中散发出大量热量，使混凝土升温，并与外部气温形成一定的温差，从而产生温度应力，其大小与温差有关，并直接影响到混凝土的开裂及裂缝的宽度。

3.配筋不足。配筋间距大、配筋率小的混凝土结构开裂多。无筋混凝土比有筋混凝土开裂多。钢筋的位置也要正确，保护层过大或过小都有可能导致混凝土开裂。

4.混凝土材料及配合比。配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，这是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当是指水泥用量过大、水灰比大、含砂率不当、骨料种类不佳及选用外加剂不当等，另外，这几个因素也是互相影响的。

5.施工质量。在混凝土浇筑施工中，由于振捣不均匀或是漏振等原因，都会造成混凝土离析、密实度差的现象，从而降低结构的整体强度。混凝土内部气泡不能完全排除时，钢筋表面的气泡则会降低混凝土与钢筋的粘结力。钢筋若受到过多振动，则水泥浆会在钢筋周围密集，这将大大降低粘结力。

6.养护条件。养护是使混凝土正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，混凝土硬化正常，不会开裂，但是只适应与试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。现场混凝土养护越接近标准条件，混凝土开裂的可能性就越小。

二、混凝土裂缝的处理方法

混凝土裂缝的处理方法主要有：表面修补法，灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法，以及仿生自愈合法。

（一）表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补办法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时，为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

（二）灌浆、嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗规定的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种办法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

（三）结构加固法。当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构开展处理。结构加固中常用的主要办法是：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢，采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

（四）混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效办法，此办法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。

（五）电化学防护法。电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这三种方法的优点是防护措施受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。

（六）仿生自愈合法。仿生自愈合法是一种新的裂缝处理办法，它是模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机理。在混凝土的传统成分中加入某些特殊成分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊），在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

三、结语

裂缝在混凝土结构中是一种普遍存在的现象，在一定程度上不能完全避免。但是裂缝的出现不仅会影响到建筑物的美观、结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀，加速混凝土的碳化，降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力，影响建筑物的安全和使用寿命。当混凝土裂缝出现时，我们要认真研究，区别对待，及时采取相应的处理措施将其控制在质量允许的范围内，以消除安全隐患。