浅谈混凝土裂缝产生的原因与预防措施

郑锦聪

(广东华路交通科技有限公司, 广东广州 510000)

浅谈混凝土裂缝产生的原因与预防措施

郑锦聪

(广东华路交通科技有限公司, 广东广州 510000)

混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题。文章从材料、配合比、施工现场养护等方面对混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行了分析探讨。针对混凝土裂缝产生的原因，在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了裂缝的预防措施。依据相关规范，并总结了混凝土裂缝的处理方法：表面处理法、填充法、仿生自愈合法、结构补强法、灌浆法、混凝土置换法、电化学防护法等

混凝土； 裂缝； 原因； 预防措施

混凝土结构工程的裂缝，是一个带有普通性并被工程界很为关注的问题。结构的最终破坏往往是从裂缝开始的，裂缝成为结构的破坏的先兆，这主要是指荷载产生的裂缝；有些裂缝的出现造成工程渗漏，影响正常使用，使钢筋锈蚀，保护层剥落，降低混凝土强度，严重损害工程耐久性，缩短工程使用寿命；还有耦合作用下的裂缝和碱骨料反应膨胀应力引起的裂缝及冻融引起的裂缝。同时较大的结构裂缝，影响外观，造成恐惧心理压力，为装修造成困难。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的一个技术难题。

1 本论文的研究内容和方法

本论文研究混凝土裂缝成因分别从以下几方面着手研究：材料原因、混凝土配合比设计原因、施工及现场养护原因、其他原因。

针对混凝土裂缝成因的分析，从以下几方面采取控制措施：材料控制措施、混凝土配合比设计控制措施、施工措施、管理方面措施。其研究路线见图1。

图1 技术研究路线

2 裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的重要手段。解决裂缝控制问题应当采取综合方法。

2.1 材料原因

粗细集料含泥量、粗集料针片含量超出规范要求值，集料颗粒级配不符合设计要求； 混凝土外加剂、掺和料、水泥各项指标、掺量不符合相关规范要求。

2.2 混凝土配合比设计原因

配合比中水灰比(水胶比)过大，单方水泥用量过大，配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，膨胀剂掺量选择不当等原因均导致裂缝的产生。

2.3 施工及现场养护原因

现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快；拌和不均匀(特别是掺用掺合料的混凝土)，搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长；连续浇筑时间过长，接茬处理不当；高空浇筑混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大；大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大；现场养护措施不到位；现场模板拆除不当；现场预应力张拉不当(超张、偏心)。

3 裂缝的预防措施

3.1 材料选择

根据设计对结构的要求以及相关规范对原材料的要求，选择合适的混凝土强度等级的水泥品种、等级；级配良好、含泥量符合规定、质地坚硬、无碱性反应的砂、石原材料；积极采用掺合料和混凝土外加剂，利用掺和料降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本。

3.2 混凝土配合比设计

混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55)的规定，根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计外，其配制的混凝土还应根据实际使用情况对混凝土的干缩率、塌落度、水泥用量、水胶比、砂率等指标进行控制。尽量采用外加剂改善水泥混凝土的工作性能。配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。

3.3 施工及养护方面

加强地基的检查与验收工作；混凝土浇筑时振捣应均匀、适度；大体积混凝土施工，应做好温度测控工作，保证构件内外温差不超过规定；合理安排施工顺序；在降雨雪时不宜在露天浇筑混凝土；模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载(特别是动荷载)作用下，模板变形过大造成开裂；合理掌握拆模时机； 拆模时间不能过早， 应保证混凝土强度达到拆模要求强度规范之内(表1)；加强混凝土的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。

3.4 管理方面

应当确定科学的控制裂缝标准，合理安排施工进度，严格执行各项技术措施，施工过程中及验收后发现有少量的裂缝，应当采取化学灌浆方法和封闭方法加以处理；加强相关技术人员的技术培训。

4 混凝土裂缝的处理方法

4.1 表面处理法

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。

4.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。

4.3 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。

4.4 结构补强法

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，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。

4.5 灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

4.6 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。

4.7 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3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。

5 结束语

裂缝是混凝土的一种普遍现象，它的出现降低了混凝土的抗渗透能力，引起钢筋生锈，降低结构物的耐久性。因此要严格按规范、按设计要求施工，防患于未然。对于裂缝的出现，要区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工过程中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现及发展，保证结构物的安全性、耐久性。

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郑锦聪(1983～)，男，大专，助理工程师，从事道路与工程技术工作。

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[定稿日期]2014-10-20