混凝土结构裂缝成因分析及处理探讨

王 龙

（陕西铁路工程职业技术学院 铁道工程系，陕西 渭南 714000）

混凝土结构裂缝成因分析及处理探讨

王 龙

（陕西铁路工程职业技术学院 铁道工程系，陕西 渭南 714000）

现代建筑工程中，钢筋混凝土结构的普遍应用，伴随着商品混凝土的推广，建筑楼面出现裂缝的机率在增加，日益受到社会人士关注；楼面结构出现裂缝原因复杂，从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的，相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害，但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性，会对钢筋产生腐蚀，是受力使用期应力集中的隐患，应当尽量在各方面给予重视，以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。本文简要分析钢筋混凝土结构裂缝产生的原因，结合工程实例探讨结构裂缝预防的相关措施。

混凝土结构； 裂缝； 成因； 探讨；措施

一、引言

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。有些裂缝的继续扩展可能危及结构安全，因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的，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，是钢筋锈蚀，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，这主要是指变形产生的裂缝；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也为人的观瞻难以接受，造成恐惧心理压力，影响建筑美观，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一个技术难题。本文结合工程实例，简要分析混凝土结构裂缝产生的原因及处理措施。

二、混凝土产生裂缝的原因

1、混凝土产生裂缝的宏观原因

（1）设计原因。设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝；设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)；设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)；设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形；设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利；荷载收缩，使用环境温度变化，管线配置不当，保护层厚度不足，抗温度收缩配筋不足。

（2）材料原因。粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生；骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大；混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩；水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大；水泥等级及混凝土强度等级原因，水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

（3）混凝土配合比设计原因。设计中水泥等级或品种选用不当；配合比中水灰比(水胶比)过大；单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大；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，增加收缩值；配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

（4）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，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；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，易产生裂缝；连续浇筑时间过长，接茬处理不当，易产生裂缝；高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大；对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝；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，混凝土产生温度裂缝；现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝；现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早； 现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。

（5）外界因素引起的裂缝。构筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝；野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，引起裂缝；周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝；意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝；使用中短期或长期超载；结构构件各区域温度、湿度差异过大。

三、结合工程实例分析裂缝处理的措施

（一）楼板斜角裂缝的主要特征

近年来,很多新建住宅不同程度出现现浇楼板斜角裂缝。一般来说,高层住宅最常见、最普遍和数量最多的是这类分布在房屋四周阳角处或平面形状突变的凹口房屋阳角处的裂缝。具体位置大多在离开阳角左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋末端或外侧发生 45度左右的楼地面斜面裂缝,且上下贯穿,裂缝宽度一般均小于 1mm，分布在各层楼盖的两端处(边单元)、卧室墙角部地面,裂缝一般中间较宽,两端较细。从工程现浇楼板裂缝发生的部位分析,钢筋混凝土楼板斜角裂缝的主要特征如下：(1)这种裂缝具有相当大的普遍性,并不局限于某个特定的地区,在南方城市如南宁、广州,北方城市如大连等也均有发生；(2)裂缝主要出现在新建住宅完工后的几个月到一年的时间内；(3)出现此种裂缝的楼板大多为商品混凝土现浇楼板，且裂缝中部宽，两头窄；(4)裂缝均发生在房屋四周阳角处或平面形状突变的凹口房屋阳角处，离开阳角1m左右,均为斜向切角裂缝,与纵横墙夹角约45度；(5)裂缝多为一条,少数为两条平行斜向裂缝,且裂缝宽度均较小,一般小于1mm。

（二）现浇楼板裂缝形成原因分析

1、材料方面的原因

钢筋混凝土楼板一般受到其收缩和温差双重作用，这种作用极易引起开裂,并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大。房屋的四周阳角由于受到纵、横两个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼板钢筋混凝土的自由变形,因此,在温差和混凝土收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的末端结束处)首先开裂,产生度左右的斜角裂缝,这也是形成这种裂缝的主要原因。

2、施工方面的原因

建筑工程施工及其养护是防治裂缝产生的重要环节,此环节稍有不慎也会造成楼板裂缝,从严重影响后期使用及商品住宅的销售。建筑工程施工质量必须满足《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)及其相应专业工程施工质量验收规范的要求,施工引起钢筋混凝土斜角裂缝的原因主要可归结为以下几方面:折模过早使楼板产生弹性变形,支座处产生负弯矩；楼板上层钢筋位置未得到有效保护,移位、变形严重；不合理的施工荷载；在施工中随意增加水泥用量；钢筋混凝土浇捣后过分抹干、压光及养护、保护不当；后浇带和施工缝处理不慎。

3、设计方面的原因

（三）住宅现浇楼板裂缝的控制措施

1、建筑设计方面（1)适当控制建筑物的长度。多层住宅一般应控制在不大于 40m,高层应控制在不大于45m较为合适。如果超过此长度,应采取构造措施,设置伸缩缝,超出量不大时,可用留设后浇带等措施,减少楼板混凝土的收缩影响。

(2)减少伸缩缝的间距,增强外墙保温措施。

从调查结果可知,采用了外墙保温措施的工程中,出现板角斜裂缝的概率远远小于没有采用外墙保温措施的工程。

（3)设法使该板与外角约束牵制机构脱离，即板不与下面圈梁和角柱整体连接，仅由圈梁和角柱构筑成约束框架，满足抗震的需要。在角柱与现浇板之间设一道虚缝，板四边支承在砂浆垫层上,板边界的外侧和上面均为2mm厚的砂浆层，可任板边较自由地伸缩。也可在角柱边与现浇板接触处预留一道20mm厚的空槽，用弹性密封胶填实,以消除温度能量的间隙。

2、结构设计方面

设计时注意构造配筋十分重要,目前国内设计对此都不够重视,对结构抗裂影响很大。合理的构造配筋,如采用小筋密布的配筋方式,可以提高混凝土的极限拉伸,可采用齐斯克列里经验公式估算混凝土的极限拉应变：

式中:tkf——混凝土轴心抗拉强度标准值；p

μ——配筋率；

d——纵向钢筋的直径。

（四）现浇楼板裂缝的处理

1、表面处理法

这种方法主要适用于裂缝宽度＜0.2mm,且深度较浅的细微裂缝,主要用来提高结构的防水性和耐久性。这种方法的特点是填充材料无法深入到裂缝内部,仅仅是对裂缝表面进行闭合处理,

其修复要点为:

（1)凿开表面,露出结构面,用钢丝刷清洁表面污物；

（2)用清水充分清洗并干燥；

（3)用弹性涂膜放水材料或聚合物灰浆等填充裂缝表面,注意涂抹均匀；

（4)待第一遍涂抹层半干燥后,再涂抹第二遍,干燥固化后即可。

2、压力灌浆法

压力灌浆是将环氧树脂或其它低粘结度粘结材料在一定的压力下注入裂缝内部的修复方法,这种方法适用于裂缝宽度在02～0.5mm之间的情况,其施工工艺大致可分为:裂缝基层处理→确定注入口,埋设灌浆嘴→封闭裂缝,试漏→压力灌浆→封口→清理表面。

3、填充法

填充法是沿裂缝处凿开混凝土,在该处填充修补材料的裂缝修复方法。其适用于裂缝宽度＞0.5mm的情况。这种方法在施工时,如凿开后发现钢筋已锈蚀,应先将钢筋除锈并作防锈处理后再作填充。对于住宅工程中常出现的钢筋混凝土楼板斜角裂缝,当裂缝贯穿板厚时,其修复方法可采取凿槽嵌补法。其方法为:先沿裂缝凿一条深40～60mm,上口宽40～60mm的V形槽,槽内先用素水泥浆打底,再采用环氧树脂浆液灌缝,剩余部分用环氧胶泥填充压实,表面用1:1微膨胀水泥砂浆(掺5﹪放水粉)抹平压实。

四、结论

总之，裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，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，还是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最有效的途径。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题，解决裂缝控制问题应当采取综合方法。

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G322

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1007-6344（2015）07-0064-02

王龙，男，1976年10月，陕西白水人，讲师，研究方向：工程力学教学 工程结构力学分析