混凝土裂縫的缺陷分析及防治、處理措施

文/王學超 中鐵建工集團東非有限公司南方管理部 北京 100071

混凝土裂縫的缺陷分析及防治、處理措施

文/王學超 中鐵建工集團東非有限公司南方管理部 北京 100071

在建筑工程施工中混凝土裂縫的產生是一項質量通病，因此對混凝土裂縫的缺陷分析、防治措施以及產生后的修補處理是建筑生產過程中較為普遍的現象，應引起足夠的重視。

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在建筑工程施工中，混凝土裂縫的產生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，它的進一步發展延伸會導致內部鋼筋等產生腐蝕，降低鋼筋混凝土結構的承載力、抗滲性能、耐久使用年限，甚至會影響人民的生命及財產安全。

1、混凝土裂縫的成因及種類

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現出一些非均質的特性。

混凝土裂縫產生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有在外載力作用下引起的裂縫；有養護環境不當和化學作用引起的裂縫等等。

混凝土中常見的裂縫主要有以下這些：

①干縮裂縫；②塑性收縮裂縫；③沉降裂縫；④溫度裂縫；⑤化學反應引起的裂縫。

2、混凝土中常見裂縫的形成原因及預防措施

2.1 干縮裂縫及預防措施

2.1.1 干縮裂縫的形成原因

干縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

2.1.2 干縮裂縫的主要預防措施：

①選用收縮量較小的水泥。

②嚴格控制好水灰比，同時摻加合適的減水劑。

③嚴格控制混凝土配合比。

④加強混凝土的早期養護。

⑤在混凝土結構中設置合適的伸縮縫。

2.2 塑性收縮裂縫的形成原因及預防措施

2.2.1 塑性收縮裂縫的形成原因

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。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。

2.2.2 塑性收縮裂縫的主要預防措施：

①選用干縮值較小早期強度較高的水泥。

②嚴格控制水灰比，減少水泥及水的用量。

③澆筑前，將基層和模板澆水均勻濕透。

④及時最好表面養護。

⑤高溫天氣要設置遮陽設施。

2.3 沉陷裂縫的形成原因及預防措施

2.3.1 沉陷裂縫的形成原因

沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致混凝土結構產生裂縫。

2.3.2 沉陷裂縫的主要預防措施：

①夯實和加固地基。

②保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固。

③防止地基被水浸泡。

④控制好模板拆除時間及先后次序。

2.4 溫度裂縫的形成原因及預防措施

2.4.1 溫度裂縫的形成原因

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆筑后,由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發，導致內部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內外的較大溫差，較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產生裂縫，這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。

2.4.2 溫度裂縫的主要預防措施：

①盡量選用低熱或中熱水泥。

②減少水泥用量（一般低于450kg/m3）。

③降低水灰比（一般低于0.6）。

④摻加高效減水劑等來減少水泥用量。

⑤改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。

⑥高溫天氣澆筑要搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升。

⑦大體積混凝土要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑。

2.5 化學反應引起的裂縫的形成原因及預防措施

2.5.1 化學反應引起的裂縫的形成原因

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。混凝土拌和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。這種裂縫一般出現中混凝土結構使用期間，一旦出現很難補救，因此應在施工中采取有效措施進行預防。

2.5.2 化學反應引起的裂縫的主要預防措施：

①選用堿活性小的砂石骨料。

②選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。

③選用合適的摻和料抑制堿骨料反應。

3、混凝土裂縫的處理措施

混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法：表面修補法，灌漿、嵌縫封堵法，混凝土置換法，電化學防護法以及仿生自愈合法。

3.1 表面修補法（表面覆蓋法）

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，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。

3.2 灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法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。適用于裂縫寬度為0.2mm～0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。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。

嵌縫法是沿裂縫鑿槽，該法適合于修補較寬裂縫大于0.5mm，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。

3.3 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方法，此方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。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。

3.4 電化學防護法

主要有陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法，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。

3.5 仿生自愈合法

仿生自愈合法是在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分如含黏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。

結語：

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

雖然目前學術界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以減少的。