混凝土裂縫的預防及處理

摘 要： 混凝土是一種非均質脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的氣體和水組成。是現代建筑中最常用的。混凝土由于各種收縮引起的開裂問題一直是混凝土結構物裂縫控制的重點和難點。

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一、混凝土裂縫的類型及成因

1、溫度裂縫

溫度裂縫主要是由于溫度差或由于溫度的變化通過混凝土熱脹冷縮效應而引起混凝土開裂的。可分為以下兩類。

一類 溫差裂縫并不是開裂混凝土本身內部有溫度差引起的，而是出于整個混凝土結構中局部混凝土構件受環境溫度的變化，通過熱脹冷縮效應，對與其相關的構件產生拉應力。當這個來自外部的拉應力大于混凝土抗拉強度時，混凝土就開裂。另一類由于混凝土內部存在一個溫度差，從而內部產生溫度應力而導致混凝土開裂。

2、收縮裂縫

收縮裂縫其產生的原因就是混凝土硬化后水分蒸發體積收縮。從理論上講，當混凝土在無任何約束而處于自由收縮時，不會產生裂縫，而實際工程中，混凝土總是受到各種約束的，如兩端的約束、內部配置鋼筋的約束等。由于混凝土收縮過程中受到約束，因而內部產生拉應力，當拉應力大于混凝土的抗拉強度時，就會產生收縮裂縫。

3、沉陷（塑性）收縮裂縫的成因

塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現，裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態。其產生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度小時，受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產生龜裂。

4、化學反應引起的裂縫

堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。混凝土拌合后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。

5、混凝土結構受力裂縫

結構受荷后產生裂縫的因素很多，施工中和使用都可能出現裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應力值過大等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。

6、施工工藝及流程造成的裂縫

混凝土施工過程中由于施工不當、模板支撐下沉，或過早除梁板底模和支撐等形成的裂縫；施工控制不嚴，由于施工荷載過大而導致出現裂縫。

7、養護不當造成的裂縫

過早養護會影響混凝土的膠結能力；過遲養護，如干燥過快，則通常在表面上產生寬度小且不規則的收縮裂縫。開始養護的時間應該考慮氣溫、濕度、風速等等因素，一般情況下，在混凝土初凝時，需開始養護。養護措施要合理，應該采用麻袋覆蓋澆水養護，以保證混凝土表面能夠充分的濕潤，養護時間應在7天以上。養護不好則對混凝土整體質量影響特別顯著，將直接影響到混凝土的抗裂能力。特別是在冬季和夏季施工期間，更要注意混凝土內外溫差和濕度的控制。

8、后澆帶施工不慎而造成的裂縫

為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應力，規范要求采用施工后澆帶法，有些施工后澆帶不完全按設計要求施工，例如施工未留企口縫；板的后澆帶不支模板，造成斜坡槎；疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。

二、混凝土裂縫的預防措施

現針對現場實際可能出現的情況，提出以下控制措施和建議。

1、嚴格控制混凝土施工配合比

根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比。嚴格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。

2、嚴格控制混凝土的溫度應力

溫度應力是產生溫度裂縫的根本原因，一般將內外溫差控制在20～25℃范圍內時，不會產生溫度裂縫。

3、做好裂縫計算

設計單位除對鋼筋混凝土結構體系進行常規計算以外，還應考慮現場的實際施工狀況，對容易產生裂縫的部位進行裂縫計算，同時選擇合理的混凝土強度等級和配筋，如對樓板配筋改成細密型的，采用上下雙層雙向配筋，在柱支座處增加鋼筋網片等等。

4、做好混凝土的澆筑和振搗

在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋，避免踩彎面負筋的現象發生。通過在大梁兩側的面層內配置通長的鋼筋網片；承受支座負彎矩，避免因不均勻沉降而產生的裂縫。

5、做好后澆帶的施工

施工后澆帶的施工應認真領會設計意圖，制定施工方案。杜絕在后澆帶處出現混凝土不密實，不按圖紙要求留企口縫。

三、混凝土裂縫的處理措施

1、表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法。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探進裂縫的處理。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。

2、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要求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方法，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。

3、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進行處理。。

4、混凝土置換法

混凝土置換法是處理混凝土嚴重損壞的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后在置換新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

5、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。

6、仿生自愈合法

仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法它模仿生物組織對受創傷部位分泌某種物質，而使創傷部位得到愈合的機能，在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分（如含粘接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。

總之，混凝土結構裂縫的危害是巨大的，它將直接影響工程的質量、安全、使用功能和觀瞻，加速內部鋼筋的銹蝕，影響結構的耐久性、安全使用年限，給人們的生活帶來潛在的危害。

致謝：在本次論文的撰寫中，得到了趙淑麗老師的精心指導，使我在總結學業及撰寫論文方面都有了很好的幫助，在此，對趙淑琴老師表示誠摯的感謝以及真心的祝福。感謝所有關心和支持我的同學們和老師們。

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