混凝土結構裂縫的產生原因及防治措施

王與相

結構的裂縫問題是一個存在于鋼筋混凝土結構領域普遍的質量問題。混凝土硬化成型的過程中水分被蒸發形成眾多的細小的孔隙，其受到荷載、經歷過溫差等作用之后，孔隙就可能會連通和擴展，最終形成人眼可見的裂縫。裂縫的存在和發展是混凝土內部的鋼筋等材料產生腐蝕的原因，從而降低了鋼筋混凝土材料的承載力、耐久性以及抗滲能力，最終影響建筑物的外部形狀和視覺狀態，其使用壽命也必然縮減。

只有針對其問題所在，采取相應的技術措施，這樣才可以盡量控制裂縫的產生，減少裂縫的數量和減輕裂縫的寬度，規避有害裂縫的出現，確保建筑工程的質量達到合格的標準。

1 混凝土結構所存在的裂縫問題

裂縫產生原因是多方面的，比如設計方面是無法回避的因素之一，施工過程的各種因素組合導致問題出現也是其中的因素，只有從混凝土裂縫的形成原因入手，才能從根本上解決混凝土的結構裂縫。想要達到可以控制或是減少混凝土裂縫產生的目的，只有正確判斷和分析混凝土裂縫形成的原因。

1)結構裂縫。當然目前部分現澆樓板的承載力基本上都可以滿足設計要求，但要注意的是當預制多孔板變更為現澆板以后，就會使整個墻體的剛度逐漸增強，那么舊板的剛度也相對降低，這樣就會出現在一些截面突變處或者薄弱的部位有裂縫的情況。

2)應力裂縫。應力裂縫是因為各種收縮所引起的裂縫，眾所周知，存在于混凝土的硬化過程中，常常會由于水分蒸發，使得混凝土體積逐漸縮小，形成收縮狀態，從而造成現澆板的周邊受到支座的約束，無法自由的延伸。甚至由于收縮造成約束應力超出限度，必然會出現現澆板開裂的情況，這些開裂地方普遍都出現在應力相對集中的地方。除此之外，在施工過程中混凝土沒有按照規定要求加以處理，在沒有達到必須的強度時，就提早拆模，甚至是在混凝土還沒有終凝的時候，就在其體表上增加荷載，不適宜的行為都給混凝土的樓板帶來非常嚴重的彈力變形，可見混凝土出現裂縫，必然是混凝土的早期強度出現過低或者沒有強度的時候，就會由其承受壓、彎和拉的應力所致。

3)混凝土裂縫來自于塑性收縮變形，通常情況下這種裂縫大多數是相互平行的，相隔間距普遍為0.2 mm～1 mm左右，并且對應相符合的深度。塑性收縮裂縫大多都產生在混凝土硬化之前，恰恰是在塑性狀態階段，主要是由于混凝土體的均勻沉降受到了部分限制。不規則深層裂縫的出現，是由于混凝土水平收縮比垂直方向較為困難，其原因不外乎是大的骨料、鋼筋，或者出現平面面積較大的混凝土。

4)溫度應力裂縫。這種裂縫所產生的原因是在混凝土澆筑完畢后，凝結在內部的熱量不易揮發，導致整個混凝土內部溫度較高的情況出現，另外由于混凝土外表散熱的過程快速，這樣就形成了內外溫差，一旦達到閾值，混凝土內部開始產生壓應力，那么外部出現相應的拉應力?？梢娨坏┗炷恋谋砻娲嬖谳^為嚴重的溫度梯度，必然會有較大的表面拉應力出現，由于混凝土的齡期較短，抗拉強度變低，不過一旦由于溫差所致表面拉應力超過了混凝土的極限抗拉強度，那么混凝土的表面出現裂縫也是無法避免的了。

5)干縮裂縫。干燥收縮形成的主因是硬化后較長的時間段逐步形成水分蒸發現象引起的。混凝土的干燥收縮大多是來自于水泥石的干燥收縮。其水分蒸發、干燥過程是自外至內、從表至里，漸漸推進，在混凝土非常緩慢的蒸發干燥過程中，裂縫多數在30 d以上才會產生，一年半載也并不為稀，另外需要補充的是裂縫通常發生在表層很淺的位置，非常微小。應當給予關注的是，干燥裂縫是會給混凝土抗滲性帶來影響的，當鋼筋銹蝕影響混凝土的耐久性的情況出現，在水壓力的作用下當然也極有可能產生水力劈裂影響其承載力。

6)沉陷裂縫。沉陷裂縫產生的原因是不均勻的結構地基土質、較為松軟，回填土沒有壓實或是大量浸水導致不均勻沉降情況的出現;也可能是由于模板剛度不足，過大的支撐間距或是底部松動的支撐所導致，尤其是在冬季，支撐在凍土上的模板，在凍土化凍后產生的壓力導致出現不均勻沉降，混凝土結構裂縫的出現。這種裂縫大多為深進或貫穿，其走向與沉陷相關，大多是沿與地面垂直或呈30°～45°角方向延伸，較大的沉陷裂縫，還伴隨有一定的錯位情況發生，當然裂縫寬度與沉降量也是成正比關系的。沉陷裂縫是伴隨地基變形進入穩定狀況趨于穩定。

2 控制混凝土結構裂縫的預防措施

很多失事工程都是由于裂縫的不穩定發展所致，只要采取有效的措施將其控制在一定的范圍之內，就不會造成危害。在設計和施工中應盡量采取有效措施控制裂縫產生，使結構盡可能不出現裂縫或盡量減少裂縫的數量和寬度，從而確保工程質量，下面略舉幾項。

2.1 力學裂縫控制策略

在力學裂縫的控制上，可以采取表面處理法和填充法，涂抹和貼補是表面處理的兩種方法，較為困難灌入漿材的細淺裂縫適合采用表面涂抹，深度沒有達到鋼筋表面的、不漏水的，不伸縮的以及不再活動的各種細小裂縫也可以采用這種處理方法。大面積漏水的防滲堵漏適合采用表面貼補法。填充法是采用合適的修補材料來進行填充裂縫，適用于寬度較大的裂縫，當有小于0.3 mm的裂縫，或者裂縫中有充填物的時候，也可以采用填充處理。

2.2 塑性收縮裂縫控制策略

1)嚴格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥和水的用量。

2)選擇使用干縮值較小，有著較高早期強度的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

3)在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施，在混凝土終凝之前進行早期保濕和養護，防止水分過分蒸發，形成內外硬化不均勻和異常收縮引起裂縫。

4)將基層和模板澆水均勻濕透是澆筑混凝土之前必要的步驟;另外要及時給混凝土鋪上塑料薄膜、潮濕的草墊或是麻片等，這樣才可以保持混凝土在終凝前始終是表面濕潤，另外在混凝土表面進行噴灑養護也是可以采用的方法。

2.3 溫度裂縫的控制策略

1)直接加入原狀或磨細了的粉煤灰，這樣可以使得混凝土中水泥水化熱降低，絕熱條件下的升溫減少。外加劑起到了減水和分散作用，起到了降低用水量、提高強度、降低水化熱、推遲放熱峰出現的時間這四個作用，大大降低了溫度裂縫發生的可能。2)盡量選用中熱硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥，充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量。3)嚴格控制混凝土出機和澆筑溫度。在這個過程中，最為合適的方法是通過降低石子溫度達到目的，原因是石子在混凝土所有的材料中比熱最小，同時重量最大。當出現氣溫較高的情況，為了避免太陽直射，我們可以采取在砂石場搭設簡易遮陽棚的措施，需要時可向集料噴淋霧狀水，也可以使用前用冷水沖洗集料。4)大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸相關，混凝土結構尺寸越大，溫度應力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。同時預留溫度收縮縫。5)加強混凝土養護，保持適當的溫度和濕度。養護條件對混凝土的收縮影響很大。環境相對濕度越低，風速越大，高空澆灌越容易引起開裂。同時在潮濕條件下，可使水泥的水化充分、完全，從而提高混凝土的抗拉強度。

3 混凝土結構裂縫的處理

1)表面處理法。表面涂抹適用于深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫、漿材難以灌入的細而淺的裂縫、不伸縮的裂縫、不漏水的裂縫以及不再活動的裂縫這幾種情況。大面積漏水的防滲堵漏適合采用表面補貼法。2)填充法。對于裂縫直接采用修補材料填充，主要適用范圍是修補0.3 mm以上的裂縫，優點是作業簡單以及所耗較低的費用。當面對小于0.3 mm的寬度，較淺深度的裂縫，以及小規模裂縫這兩種情況，通過開 V形槽這種建議處理方法，之后再采用填充處理。3)灌漿法。小至細微裂縫，大到大的裂縫均可采用灌漿法，這種方法的處理效果是很好的。4)結構補強法。由于超荷載所產生的裂縫、長時間不處理的裂縫所導致的耐久性降低、由于火災原因造成裂縫多種因素影響了混凝土的結構強度，這種情況通?？梢圆扇〗Y構、錨固補強法以及預應力法等多種方法。5)混凝土置換法。給混凝土帶來了嚴重破壞這種情況發生時，需要先剔除損壞的混凝土，然后置入新的混凝土或是其他材料。普通混凝土或聚合物混凝土是常用的置換材料。標準應該選取高一級標號的混凝土進行澆筑。

4 結語

通過對混凝土產生裂縫的多種成因進行分析，可以得出混凝土裂縫的產生是可控和可預防的結論。造成混凝土開裂的因素有很多，這里就不再一一列舉。在混凝土施工的過程中需要靠技術員多觀察、比較，出現問題后多分析和總結，通過查找資料，結合多種預防處理措施，做到減少混凝土表面裂縫的產生、降低裂縫產生的幾率，只有這樣我們才可以有效地避免出現混凝土類似于貫通性裂縫這類有害裂縫，從而真正做到提高混凝土施工技術水平。

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