混凝土結構裂縫的成因及其控制措施探討

王 榮

（神華寧夏煤業集團能源工程有限公司，寧夏 銀川750011）

0 引言

混凝土裂縫是混凝土結構的嚴重病害。混凝土早期表面裂縫在以后氣溫驟降形成的溫度應力和外力作用下，表面裂縫可發展成具有破壞性的貫穿裂縫和深層裂縫。貫穿裂縫和深層裂縫會破壞結構的整體性，改變混凝土的受力條件，從而有使局部甚至整體結構發生破壞的可能，嚴重影響建筑物的質量和運行安全性。

1 混凝土裂縫的成因

1）混凝土尚處于未完全硬化狀態時，如干燥過快，則產生收縮裂縫，通常發生在表面上，裂縫不規則，寬度小。

2）水泥水化硬化時的裂縫。3）溫變裂縫。

4）設計欠周全。

5）施工質量造成的裂縫。

6）在使用過程中，改變原來使用功能，將辦公室改為倉庫、屋面加層、使用不當、增大梁上荷載等均會出現裂縫。

2 混凝土裂縫的分類

根據裂縫的成因情況，可將裂縫分為兩種類型：一類是由于材料、氣候等造成的一般塑性收縮裂縫、干縮裂縫等。這類裂縫一般對承載力影響較小，可作一般處理或不處理；另一類裂縫明顯影響了結構的承載能力，隨著裂縫的擴展和延伸，鋼筋達到屈服強度，受壓區混凝土應變量增大，結構剛度大大降低，構件趨向破壞。此類裂縫必須及早采取加固補強，以滿足結構安全需要。

3 混凝土裂縫的控制

3．1 嚴格控制原材料，減少混凝土自身收縮

1）水泥。水泥應符合國家現行標準GB 175-92普通硅酸鹽水泥、GB 1344-92礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥。應優選普通硅酸鹽水泥，大體積混凝土應選用發熱量較低的水泥，防止混凝土內外溫差較大發生裂縫。

2）細骨料。細骨料宜選用中砂，細度模數控制在2.4～3.0。

3）粗骨料。粗骨料級配應合理，減小粗骨料空隙率，在滿足施工要求前提下，粗骨料最大粒徑盡量增大，以節約水泥，提高混凝土密實度。控制粗骨料的針、片狀含量，減少混凝土的薄弱層面。

4）配合比。科學設計配合比，確定適宜的水灰比、水泥用量、砂率。

3.2 加強施工過程控制

1）拌和。拌制混凝土時，必須嚴格遵守試驗室簽發的配料單進行配料，水、水泥、砂、石子均應以重量計，不得以車、锨數計量。稱量偏差控制在允許偏差范圍內。拌合程序和拌合時間應通過試驗決定，并嚴格控制。

2）降低混凝土澆筑溫度。降低混凝土出機口溫度采取的主要措施為：預冷骨料、遮陽防曬、灑水降溫和加冰拌和。運輸時對運輸車進行遮陽防曬和保溫措施。混凝土澆筑倉面要遮陽，減少混凝土冷量損失。

3）澆筑倉面控制。澆筑時應嚴格控制以下幾方面：a.不合格料嚴禁入倉，入倉的不合格料要清除，嚴禁在倉內加水；b.每一澆筑層收倉要平整，不要出現臺階，否則相對應的面層混凝土部位在氣溫驟降情況下，應力集中易出現裂縫；c.振搗混凝土時以混凝土不再顯著下沉，不出現氣泡，并開始泛漿為準，防止漏振、過振，以防混凝土離析或不密實產生裂縫；d.因事故停倉，間歇時間不宜超過混凝土允許間歇時間，否則按施工縫處理，防止出現薄弱層；e.同一倉面嚴禁使用不同強度和不同水泥的混凝土。

4）二次抹壓。混凝土澆筑完畢，抹壓成型。在混凝土初凝前進行二次抹壓，消除因混凝土干縮產生的裂縫。塑性收縮產生表面裂縫，以增加表面混凝土密實度。二次抹壓對消除以上原因產生的混凝土表面裂縫效果顯著。

5）高溫季節混凝土澆筑時間控制。澆筑時間應盡量避開大風、高溫天氣，趕在夜間或氣溫較低時進行。否則應在倉面上遮陽防曬，防止陽光直射倉面。

3．3 做好混凝土的養護和表面保護工作

1）澆筑完畢12 h后即可開始養護，養護時間不得少于7 d(抗滲混凝土養護時間不得少于14 d）。高溫季節和重要部位應適當加長養護時間，并用保水材料覆蓋。嚴禁陽光直射新澆混凝土表面，充分養護是防止混凝土干縮裂縫的重要措施。

2）冬季澆筑混凝土拆模時間不宜過長，一般在5 d左右。拆模后應立即對混凝土面進行保溫。冬季混凝土嚴禁灑水養護，應采取噴涂養護劑、覆蓋保水材料等措施。

3）當日平均氣溫在2 d～4 d內連續下降6e～9e時，未滿28 d齡期混凝土表面必須進行保溫，防止氣溫驟降出現裂縫。

4）應避免混凝土結構早齡期過水，過水會造成混凝土環境溫度驟降，極易出現溫度裂縫。

3．4 優化設計

建筑平面應規則，盡量避免平面形狀特變；混凝土中配筋率均應符合規范要求。

4 混凝土裂縫的處理

4．1 不降低承載力的裂縫的處理方法

1）表面修補法。該法適用于縫較窄，用以恢復構件表面美觀和提高耐久性時所采用，常用的是沿混凝土裂縫表面鋪設薄膜材料，一般可用環氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。施工時先將混凝土表面用鋼絲刷打毛，清水洗凈干燥，將混凝土表面氣孔由油灰狀樹脂填平，然后在其上鋪設薄膜，如果單純以防水為目的，也可采用涂刷瀝青的方法。

2）充填法。當裂縫較寬時，可沿裂縫混凝土表面鑿成V形或U形槽，使用樹脂砂漿材料進行填充，也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。施工時，先將槽內碎片清除，必要時涂底層結合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂輪或拋光機將表面磨光。

3）注入法。當裂縫寬度較小且較深時，可采用將修補材料注入混凝土內部的修補方法，首先裂縫處安設注入用管，其他部位用表面處理法封住，使用低粘度環氧樹脂注入材料，用電動泵或手動泵注入修補，此法在裂縫寬大于0.2 mm時，效果較好。

4.2 降低承載力的裂縫的處理方法

1）鋼箍加固法。此法適合于補強構件內特長箍筋及彎起筋不足，抗剪達不到要求的情況。具體方法是：用扁鋼或圓鋼制成垂直或斜形的鋼箍，兩端留有螺紋，套入鋼板后用螺母擰緊。

2）粘貼加固法。將鋼板或型鋼用改性環氧樹脂粘結劑粘結到構件混凝土裂縫部位表面，使鋼板(或型鋼）與混凝土連接成整體共同工作。粘結前，鋼材表面進行噴砂處理，混凝土表面刷凈干燥，粘結層厚度為3 mm左右。

3）構件的三面或四面加做圍套法。在構件的剛度、強度或剪力不足且相差較大的情況下，采用構件的三面或四面加大，做鋼筋混凝土圍套加固較為適宜。

4）梁的單面加大截面法。單面加大截面法分兩種，即上面加高或下面加厚。梁的上面加高適用于梁的支座抗彎強度不足的加固，所加混凝土靠焊在原梁上部箍筋上的附加箍筋與原混凝土連接成整體，上部荷載靠附加縱筋承受。梁的下部加厚，適用于梁跨中抗彎不足加固，當梁截面強度與要求相差不大時，可將梁下加厚80 mm～100 mm，配置新的縱筋與原鋼筋焊接，做法同三面圍套。當梁的截面下部增加100 mm以上時，按計算配置縱筋和箍筋。

5 結束語

總之，混凝土的裂縫問題，是一個普遍存在的問題，而裂縫的解決也是一個較為棘手的問題，混凝土裂縫的產生若不加以預防采取措施解決，不僅影響到結構的美觀，也可能影響到結構的正常使用與耐久性，甚至會影響結構的安全，危及人民的財產及生命安全。混凝土的裂縫問題也是施工中需要解決的重中之重的問題，直接關系到建筑工程質量的好壞，往往會引起的投訴、糾紛、以及索賠要求等。

［1］建筑工程裂縫防治指南[S].中國建筑工業出版社,2005．

［2］張劍.淺談大體積混凝土裂縫控制[J].建筑與工程,2008(9)：134-135.