混凝土裂縫產生的原因及處理方法

□ 郭 強 胡其輝

一、混凝土裂縫產生的原因

混凝土裂縫一般可以分為荷載裂縫和變形裂縫。荷載裂縫又分為外荷載裂縫和荷載次應力裂縫；變形裂縫也可以分為材料自身變形裂縫和結構變形裂縫。

（一）荷載裂縫產生的原因。在荷載作用下，由于結構的強度、剛度或穩定性不夠而出現的裂縫稱為荷載裂縫。這類裂縫主要是由于混凝土早期抗拉強度和彈性模量低，在外部荷載的作用下導致結構變形，從而出現裂縫。

（二）變形裂縫產生的原因。由于溫度、收縮、不均勻沉降等原因所引起的裂縫稱為變形裂縫。這類裂縫是混凝土開裂的主要原因，具體原因如下：

1.混凝土的收縮。收縮是混凝土的一個主要特征，對混凝土的性能有很大影響。由于收縮而產生的微觀裂縫一旦發展，則有可能引起結構的開裂、變形甚至破壞。

2.溫度應力。混凝土內的水泥在水化反應過程中散發出大量熱量，使混凝土升溫，并與外部氣溫形成一定的溫差，從而產生溫度應力，其大小與溫差有關，并直接影響到混凝土的開裂及裂縫的寬度。

3.配筋不足。配筋間距大、配筋率小的混凝土結構開裂多。無筋混凝土比有筋混凝土開裂多。鋼筋的位置也要正確，保護層過大或過小都有可能導致混凝土開裂。

4.混凝土材料及配合比。配合比設計不當直接影響混凝土的抗拉強度，這是造成混凝土開裂不可忽視的原因。配合比不當是指水泥用量過大、水灰比大、含砂率不當、骨料種類不佳及選用外加劑不當等，另外，這幾個因素也是互相影響的。

5.施工質量。在混凝土澆筑施工中，由于振搗不均勻或是漏振等原因，都會造成混凝土離析、密實度差的現象，從而降低結構的整體強度。混凝土內部氣泡不能完全排除時，鋼筋表面的氣泡則會降低混凝土與鋼筋的粘結力。鋼筋若受到過多振動，則水泥漿會在鋼筋周圍密集，這將大大降低粘結力。

6.養護條件。養護是使混凝土正常硬化的重要手段。養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。在標準養護條件下，混凝土硬化正常，不會開裂，但是只適應與試塊或是工廠的預制件生產，現場施工中不可能擁有這種條件。現場混凝土養護越接近標準條件，混凝土開裂的可能性就越小。

二、混凝土裂縫的處理方法

混凝土裂縫的處理方法主要有：表面修補法，灌漿、嵌縫封堵法，結構加固法，混凝土置換法，電化學防護法，以及仿生自愈合法。

（一）表面修補法。表面修補法是一種簡單、常見的修補辦法，它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時，為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

（二）灌漿、嵌縫封堵法。灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲規定的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種辦法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

（三）結構加固法。當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構開展處理。結構加固中常用的主要辦法是：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼，采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

（四）混凝土置換法。混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效辦法，此辦法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。

（五）電化學防護法。電化學防腐是利用施加電場在介質中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環境狀態，鈍化鋼筋，以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。這三種方法的優點是防護措施受環境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂結構也可用于新建結構。

（六）仿生自愈合法。仿生自愈合法是一種新的裂縫處理辦法，它是模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到愈合的機理。在混凝土的傳統成分中加入某些特殊成分（如含粘結劑的液芯纖維或膠囊），在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統，當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

三、結語

裂縫在混凝土結構中是一種普遍存在的現象，在一定程度上不能完全避免。但是裂縫的出現不僅會影響到建筑物的美觀、結構的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕，加速混凝土的碳化，降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力，影響建筑物的安全和使用壽命。當混凝土裂縫出現時，我們要認真研究，區別對待，及時采取相應的處理措施將其控制在質量允許的范圍內，以消除安全隱患。