混凝土结构裂缝成因及其控制

马芳芳

（广东省建筑工程集团有限公司，广东广州510010）

近年来，在混凝土结构施工中发现，很多现浇钢筋混凝土结构难以避免地出现了许多裂缝，因为这一问题引发的质量投诉案件也在逐年增多，混凝土结构裂缝已成为影响工程质量的通病。如今混凝土早期产生裂缝的问题日趋严重，同混凝土材料的组成、施工工艺养护方法的革新、结构体型的演变以及工程所处环境密切相关。

1 混凝土裂缝的分类及产生原因

混凝土结构裂缝产生原因可以分为内因和外因。内因是结构自身的原因，比如建筑材料质量的缺陷、不规范的施工过程等。外因则是受到外界条件影响，比如温度影响、荷载超载、自然灾害等。按照产生原因，可以把混凝土裂缝分为结构性裂缝和非结构性裂缝。

1.1 结构性裂缝

结构性裂缝由荷载引起，这些裂缝与荷载相对应，是承载力不足导致的结果。裂缝的形式多种多样，造成裂缝的主要原因：

1.1.1 设计原因造成的裂缝

①楼板刚度不够。因为结构设计是在多跨连续板的基础上进行计算配筋，主要注重满足结构的安全性，对收缩特性和温度变形等因素的考虑较少。楼板的高跨比太小，加上刚度又小，非常不利于对裂缝进行控制。

②楼板结构配筋设计不科学。结构设计时，按常规只在支座处配负筋，中间的板面则不配置，在板面受到温度影响产生变形和混凝土自然收缩时，中间的板面因为没有构造钢筋的约束，很容易出现裂缝。

1.1.2 施工原因造成的裂缝

①水电预埋管在板内的预埋位置不合理。当水电预埋管在管道内进行铺设时，位置过高或过低都容易造成板面的开裂。管线位置距离板面过近或者管线埋布过于集中，都会在表面混凝土硬化收缩时引起开裂。

②无负荷养护期过短。楼面混凝土浇筑、收面完毕，应当经过一天半左右的无负荷养护后才能够堆放施工材料，如果过早扰动、叠加荷载，都会造成尚未稳定的混凝土内部受损甚至开裂。

1.2 非结构性裂缝

1.2.1 收缩裂缝

收缩裂缝是混凝土表面受到湿度变化影响引起的裂缝。混凝土是一种人造石料，它的主要胶结材料是水泥，在其中掺入天然砂、石作为骨料同水搅拌在一起，经浇筑硬化成型。在混凝土结构施工过程中，为了达到施工要求，通常需要消耗水泥水化热所需水量的4～5倍。在混凝土硬化过程中，混凝土内部的水份逐渐蒸发，导致混凝土的体积收缩，从而产生大量细小裂缝。一般而言，混凝土在硬化过程中的收缩值与很多因素有关，比如水泥强度、环境温度等。

1.2.2 温度裂缝

当混凝土内外温差过大或者外部环境冷热交替过快时，通常会出现温度裂缝。温度裂缝的走向是不规则的，大面积的温度裂缝往往交杂错乱没有规律，裂缝宽度随着温度变化也会有所变化——冬季较宽，夏季较窄。

产生表面温度裂缝的主要原因是外界温差较大。尤其是大体积混凝土浇筑后，硬化过程中水泥水化热导致混凝土结构内部温度持续上升，使混凝土表面和内部温度有差异，当外界温度急剧降低时，混凝土表面会产生较大的冷却收缩，冷却收缩造成的应力会在抗拉强度较低的幼龄混凝土表面形成温度裂缝。

2 混凝土裂缝的预防措施及处理技术

为了有效解决混凝土裂缝问题，减少混凝土裂缝造成的质量纠纷和事故，必须在施工过程中对混凝土裂缝进行预防，在出现裂缝后要及时对裂缝进行修补处理，防止裂缝蔓延扩散。

2.1 混凝土裂缝的预防措施

混凝土结构施工过程中出现裂缝的原因有很多，与混凝土材料的组成、施工工艺养护方法的革新、结构体型的演变以及工程所处环境密切相关，现象之普遍、危害之大让我们不得不对它重视起来。只有认真研究和处理混凝土裂缝的成因和分类，积极采取有效措施来防止各种裂缝的产生和蔓延，才能更好地控制混凝土施工质量，让建筑工程向更加安全稳固的方向发展。

2.1.1 温度裂缝的预防措施

①降低水泥用量。在混凝土的配置过程中尽量选择低热或中热水泥作为原料，还可以在混凝土中掺入粉煤灰，或利用混凝土后期的强度降低水泥的用量，从而降低水泥水化产生的热量，防止因为内外温差过大造成温度裂缝。

②规定合理的脱模时间。当温度下降时应注意表面保温，避免急剧的温差在混凝土表面形成裂缝。在寒冷季节施工中，应及时对混凝土长期暴露的结构表面或薄壁结构采取保温措施。

2.1.2 收缩裂缝的预防措施

①搅拌站进行混凝土配制的过程中，要严格控制混凝土的水灰比，石料也应选择良好的级配，降低孔隙率和砂率，同时还要振动压实，减少混凝土的收缩量，提高混凝土抗裂性。

②在混凝土浇筑前，应将基层和模板润湿，防止模板和基层吸水导致混凝土表面干缩，防止混凝土裂缝的产生。

③炎热干燥时期浇筑完混凝土后，应及时对混凝土表面洒水或使用其他保湿材料覆盖养护。

2.2 混凝土结构裂缝的处理技术

裂缝的存在不仅会降低混凝土耐久性，导致结构的使用时间缩短，还会影响结构的整体性和刚度，造成结构的不稳定。但因条件限制，在实际工程中很难对裂缝进行充足的管控，所以，混凝土结构裂缝总是不可避免的存在。面对混凝土结构裂缝应该根据情况灵活处理，在保证结构安全的同时选择经济便捷的方法。

2.2.1 灌浆法、嵌缝封堵法

对于大体积混凝土结构裂缝的修补一般采用灌浆法。施工工艺流程主要包括钻孔、冲洗、止浆及封堵、埋管、试水、灌浆六个环节。

①钻孔。钻孔的孔距一般在1～1.5米之间，孔深至少穿过裂缝面0.5米，钻孔的轴线与裂缝呈30～40度的夹角，如果需要进行两排或两排以上的钻孔施工，应将两排钻孔错开或按照梅花形进行钻孔。

②冲洗。按照自上而下的垂直顺序对裂缝逐个进行冲洗，保证裂缝干净整洁。

③止浆及封堵。在裂缝表面用水泥砂浆（或环氧胶泥）涂抹，对裂缝进行封堵。

2.2.2 表面封闭法

在处理不影响结构承载力的表面裂缝和防止大面积的细裂缝出现渗漏现象时，可以采用表面封闭法。常用的表面封闭法有以下三种：

①表面涂抹环氧胶泥。为了保证环氧胶泥与混凝土粘结良好，首先要用钢丝刷、砂纸等将裂缝表面的杂质处理干净，如果裂缝表面存在油污，可以用丙酮等有机溶剂擦洗一遍，并用喷灯进行喷烤，保证裂缝表面的干燥，若存在条件限制不能保证裂缝表面的干燥，也可以用环氧煤焦油胶泥对裂缝进行涂抹。

②表面涂抹水泥砂浆。将裂缝附近的混凝土表面凿毛，增大混凝土表面与水泥砂浆的粘结力，清洁表面并洒水湿润，先刷一层水泥净浆增加粘结力，然后用水泥砂浆涂抹，最后进行抹面压光。

③表面涂刷油漆、沥青等涂料进行裂缝表面封闭。但要保证涂刷之前混凝土表面的干燥，保证油漆、沥青等涂料和混凝土裂缝的粘合性。

2.2.3 结构补强加固法及混凝土置换法

当裂缝过于严重甚至影响到混凝土结构性能时，应考虑使用结构补强加固法来处理混凝土结构裂缝。结构补强加固是指对目前可靠性不足或者业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或者调整其内力的措施，利用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构进行加固，能够很好地遏制裂缝的进一步扩散，对恢复结构的完整性、增强安全性和耐久性都有很好的效果。

①螺栓法加固通常采用水泥砂浆或树脂灌注螺栓与混凝土之间的缝隙，锚杆与接缝之间的夹角越大则越牢固。泥浆固化后，螺栓也成为结构的一部分，可以提高结构的承载力。想要锚固效果更明显，还可以采用预应力锚杆，能更好地和混凝土结构结合。

②钢板加固方法是在混凝土表面用粘结剂粘结钢板，然后用螺栓安装和固定钢板。为了让钢板和混凝土之间结合得更加紧密，也可以先用螺栓把钢板固定到混凝土表面，然后在钢板和混凝土之间灌浆来填充孔隙。

③钢筋混凝土的加固方法是在原结构表面浇筑一层混凝土，从而起到闭合裂缝、提高承载力、遏制裂缝扩散的作用。

除了结构补强加固法，混凝土置换也是一种处理混凝土严重损坏裂缝的有效方法，首先将损坏的混凝土进行剔凿清除，然后在表面用新的混凝土或水泥砂浆等代替，但是该法适用于混凝土损坏较为严重、较为深层的裂缝，不适用于表层裂缝。

3 结论

混凝土结构产生裂缝的种类和形式有很多，原因也各不相同，虽然混凝土结构裂缝作为一个质量通病一直受到建筑从业人员的关注，但是，施工现场却总是以“兵来将挡，水来土掩”的方式被动管理，不能及时分析裂缝出现的原因并进行预防，只能在裂缝出现之后进行控制，劳民伤财。虽然混凝土裂缝因各种原因难以避免，但是，分析清楚不同裂缝出现的原因，并对应不同种类的裂缝采取相应的预防措施和处理方式是很有必要的，可以为施工单位提供一个全面系统的参考，推动建筑业向更加稳定安全的方向发展。