混凝土裂縫的成因、預(yù)防及處理方法

龔勇

我市近幾年的城市建設(shè)飛速發(fā)展，尤其是房屋建筑。在混凝土施工中，混凝土的裂縫是最普遍的問(wèn)題之一。作為一個(gè)建筑工作者，在此我談?wù)劵炷潦┕ぶ锌刂屏芽p產(chǎn)生的成因，并提出一些預(yù)防措施和處理方法。

一、混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發(fā)病。病情絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段，其原因復(fù)雜多變，一般可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。

微觀裂縫是指肉眼看不到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的，寬度一般在0.05mm以下。這種砼本身固有的微觀裂縫，荷載不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下，一般視為無(wú)害。

宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，并且認(rèn)為寬度小于0.2—0.3mm的裂縫是無(wú)害的，但是這里必須有個(gè)前提，即裂縫不再擴(kuò)展，為最終寬度。

二、混凝土裂縫的成因

裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，有設(shè)計(jì)方面的原因，但更多的是施工過(guò)程的各種因素組合產(chǎn)生的，要根本解決混凝土裂縫問(wèn)題，需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效途徑。

（一）砼的收縮

收縮是砼的一個(gè)主要特性，對(duì)砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結(jié)構(gòu)物開裂、變形甚至破壞。收縮裂縫一般認(rèn)為是在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用而引起砼收縮而產(chǎn)生的，多為規(guī)則的條狀，很少交叉，一般為棗核狀，裂縫上下部寬度較小，中間較大，常發(fā)生裂縫結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在空氣中的構(gòu)筑物，影響更大，如不加以防范，就可能造成嚴(yán)重后果。

（二）混凝土材料及配合比

配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響砼的抗拉強(qiáng)度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)包括施工中選用的水泥品種或等級(jí)不當(dāng)，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)，等等，這幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)的。有關(guān)試驗(yàn)資料顯示：用水量不變時(shí)，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%；水泥用量不變時(shí)，用水量每增加10%，混凝土強(qiáng)度降低20%，混凝土與鋼筋的黏結(jié)力降低10%。襄樊市近兩年發(fā)現(xiàn)不少商品混凝土澆搗的樓板及剪力墻出現(xiàn)裂縫，總結(jié)的原因有如下方面。

1.粗細(xì)集料含泥量過(guò)大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮量增大，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

2.骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

3.混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。

4.水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。

5.水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高，對(duì)混凝土開裂影響越大。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大，越易開裂。

對(duì)于我市商品混凝土來(lái)說(shuō)，為了改善混凝土的和易性，實(shí)際配合比中往往水灰比較大，坍落度較大；為了降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)混凝土?xí)r，外加劑的摻量也較大，這也容易造成混凝土裂縫的產(chǎn)生。

6.空氣中二氧化碳滲入混凝土中，與混凝土的堿性物質(zhì)相互作用，降低混凝土堿度。碳化會(huì)破壞鋼筋表面鈍化膜，使鋼筋失去混凝土對(duì)其的保護(hù)作用而銹蝕，脹裂混凝土。混凝土的碳化還會(huì)加劇收縮，引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

（三）施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因

1.現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

2.高空澆注混凝土，風(fēng)速過(guò)大、烈日暴曬，混凝土收縮量大。

3.對(duì)大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

4.大體積混凝土澆筑，對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫差過(guò)大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

5.現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

6.現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)，引起拆模裂縫或拆模過(guò)早。

7.現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)（超張、偏心），引起混凝土張拉裂縫。

這些因素都會(huì)造成砼較大的收縮，產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫，致使砼微觀裂縫迅速擴(kuò)展，形成宏觀裂縫。養(yǎng)護(hù)是使砼正常硬化的重要手段。養(yǎng)護(hù)條件對(duì)裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，砼硬化正常，不會(huì)開裂，但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到，現(xiàn)場(chǎng)砼養(yǎng)護(hù)越接近標(biāo)準(zhǔn)條件，砼開裂可能性就越小。

（四）使用原因（外界因素）

1.構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。

2.使用荷載超負(fù)。

3.野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。

4.周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫。

5.意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。

三、混凝土裂縫的預(yù)防措施

根據(jù)混凝土裂縫成因，采取適當(dāng)措施進(jìn)行預(yù)防要比事后補(bǔ)救有效的多，也就是說(shuō)采取以防為主的方法。歸納起來(lái)，可以從以下幾個(gè)方面著手。

（一）設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開裂越有利。

（二）施工方案

良好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。混凝土澆筑時(shí)的高度必須嚴(yán)格按照規(guī)范，超過(guò)2米的落差必須使用串筒。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度，分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意，一般來(lái)說(shuō)，因盡量留在變截面處，或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū)，確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來(lái)控制砼入模溫度。

（三）施工階段

由于施工原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：首先，砼要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強(qiáng)度要求、施工要求，還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比，在滿足強(qiáng)度要求的原則下，盡可能減少水泥用量。其次，鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固，以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除，以免影響?zhàn)そY(jié)力。最后，澆筑、振搗操作要合理，特別是振搗操作技術(shù)，往往不被人們重視。過(guò)分地振搗對(duì)砼均勻性有害，振搗不足也不能保證砼應(yīng)有的密實(shí)度，要恰到好處。

（四）養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)的目的是使砼正常硬化，強(qiáng)度增長(zhǎng)，不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使砼溫度慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過(guò)程中的溫差。以便減小溫度應(yīng)力，阻力裂縫的產(chǎn)生。常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法是噴水，對(duì)一般砼結(jié)構(gòu)，減小表面收縮，防止龜裂是可行的。大體積砼由于塊體內(nèi)外溫度不一致，強(qiáng)度增長(zhǎng)不同，常常是在強(qiáng)度增長(zhǎng)慢的表面開裂，其養(yǎng)護(hù)就不能只滿足于用常規(guī)方法。具體說(shuō)，盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時(shí)回填，避開外界氣候的影響，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以砼強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的階段為準(zhǔn)，即7至28天，最好能長(zhǎng)些。在常見的混凝土裂縫中，有相當(dāng)部分是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮，實(shí)踐證明，效果是很好的。

四、混凝土裂縫的處理方法

（一）涂抹

以涂為主，在裂縫表面涂抹新型高分子防水涂料，這種涂料是以合成橡膠或者合成樹脂作為成膜材料，效果很好。目前常有聚氨脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸橡膠、聚酯樹脂防水涂料。

（二）封堵

多用于水平面上的裂縫，其寬度大于0.3mm。裂縫較小時(shí)，采用低黏度樹脂；在干燥自然環(huán)境下可采用的材料很多，如高分子涂料，聚合物水泥砂漿及摻有速凝劑的防水砂漿等；在滲漏潮濕環(huán)境下必須進(jìn)行封堵再進(jìn)行表面處理，封堵用堵漏靈、堵漏王、水不漏等速凝材料；在漏水情況下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。

（三）嵌縫

在裂縫處鑿八字形槽，并在槽內(nèi)嵌填不同材質(zhì)的密封材料處理。

（四）灌漿法

此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。利用壓送設(shè)備（壓力0.2—0.4Mpa）將補(bǔ)縫漿液注入砼裂隙，達(dá)到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，效果很好。也可利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方便效果也很理想。

綜上所述，對(duì)于混凝土裂縫的控制是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，施工過(guò)程中需要設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及使用方等多方面的配合。隨著當(dāng)今我們對(duì)混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高，相信混凝土裂縫問(wèn)題將會(huì)逐步得到妥善解決。