混凝土裂缝的成因与控制研究

王 涛

(西南大学工程技术学院，404100)

混凝土的裂缝有害程度的标准是根据使用条件决定的。目前世界各国的规定不完全一致，但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽度为 0.1mm。近年来，许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至 0.4mm；在湿气及土中为 0.3mm；在海水及干湿交替中为0.15mm。沿钢筋的顺筋裂缝有害程度高，必须处理。由于产生裂缝的微观与宏观机理的复杂性、动态变化性，它也是困扰工程技术人员一个技术难题。

1混凝土裂缝的成因

1.1设计问题

由于建筑工程施工设计上存在着问题，比如地质报告有误、钻探勘测数据不准确、施工图纸设计方法有问题等，这些都会引发混凝土施工裂缝。比如居民楼客厅楼板出现垂直裂缝，原以为是因温度原因造成的收缩性裂缝，经详查，实际上是因地下车库一道墙的主体下沉而产生的应力裂缝。

1.2材料问题

最常见的材料问题就是水泥和粗细骨料因过期或品种选择不当、配合比例不符合要求而引起的裂缝。此外，骨料与水泥中还可能含有的一些有害的物质，或者外加剂选用不当、酸碱物质相互反应以及钢筋结构的性能限制等，这些都可能引发混凝土裂缝。

1.3环境问题

混凝土材料一般都具有热胀冷缩的特点，当施工环境、温度发生变化时，混凝土结构就会随之产生温度变形，建筑结构将会在温度变形下产生一定的温度应力。当该种应力超过了混凝土本身的抗裂强度时，裂缝就会产生。一般而言，裂缝宽度总是随温度的变化而有所改变，而且可以通过肉眼直接观察到。钢筋结构在受到了腐蚀、火灾等侵害时其表面被就会被侵蚀，因这种物理和化学作用而造成的影响也是不可忽视的。

1.4混凝土材料的配制问题

从实践来看，混凝土施工裂缝在很大程度上是因配置上的混合比例控制不当引起的，标准水灰配比是0.24～0.38，最低限度也要保持在0.6以下。如果使用同样的水泥，水灰比例就直接决定着混凝土强度等级，水泥搅拌过程中，所需水量仅是水泥总重量的1/4.但为保证其流动性与混凝土浇灌的质量，水灰的比例也会应当相应的提高一些，因水泥水化热后会产生过多的水分残而留在混凝土材料中形成水泡，就大大的降低了混凝土的抗荷载能力。从力学的角度分析，混凝土材料中的水泡及气孔在荷载的作用下，会因过度集中而产生裂缝。

2混凝土结构裂缝控制措施

2.1表面修补法

适用于对承载力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理，亦使用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。

（1）表面涂抹水泥砂浆。将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿深进裂缝凿成凹槽，扫除并洒水湿润，先刷水泥净浆 1层，然后用水泥砂浆涂抹，并用铁抹压密抹光。

（2）表面涂抹环氧胶泥。用钢丝刷、砂纸、毛刷清除干净并洗净，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮湿，应用喷灯烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土粘结良好，若基层难以干燥，则用环氧煤焦油胶泥（涂料）涂抹。

（3）表面涂刷油漆、沥青。涂刷前，混凝土表面应干燥。

（4）表面凿槽嵌补。沿混凝土裂缝凿一条V形或U形深槽，V形槽用于一般裂缝的治理，U形槽用于渗水裂缝的治理。槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氧乙烯胶泥、沥青油膏等，表面作砂浆保护层。

2.2内部修补法

用压浆泵将胶结材料压入裂缝中，由于其凝结、硬化而起到补缝作用，以恢复结构的整体性。这种方法适用于对结构整体性有影响，或有防水、防渗要求的裂缝修补。常用的灌浆材料有水泥和化学材料，可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。一般对宽度大于0.5mm的裂缝，可采用水泥灌浆，对宽度小于0.5mm的裂缝，或较大的温度收缩裂缝，宜采用化学灌浆。

2.3结构补强加固法

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进行处理。用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构作补强加固，可扼制裂缝进一步发展，恢复结构的整体性。

（1）锚杆常用水泥砂浆或树脂灌注，锚杆与缝面夹角越大越好。浆液凝固后，锚杆成为结构的一部分，能增强结构的承载能力。采用预应力锚杆，锚固作用更明显，甚至能使混凝土弥合。

（2）钢板补强法，是将钢板用粘合剂粘结在混凝土表面上，再用锚杆安装固定。为了结合紧密，也就可先将钢板固定，再灌浆充填钢板与混凝土之间的孔隙。

（3）钢筋混凝土补强法，是在原结构表面浇筑一层钢筋混凝土，起到封闭裂缝，提高承载力，阻止裂缝发展的作用。

2.4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方法，此方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。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

2.5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。这种方法的优点是防护方法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。

2.6仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它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能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(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。

混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。因此，在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，把混凝土裂缝控制在可以接受的程度上，从而确保工程质量。

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