混凝土裂縫的成因和控制研究

劉衛東　曹秀娟

摘 要：混凝土裂縫問題是工程實踐中一個普遍的現象，這一現象不僅影響建筑物的外觀，而且對建筑物的安全性構成相應的威脅，因為混凝土結構物廣泛應用于居民樓建筑，橋梁隧洞建筑，一旦產生裂縫這些危害將關系到千家萬戶的安全。因而混凝土裂縫現象備受關注，作者針對這一現象對混凝土裂縫進行了細致的分門別類，并對混凝土裂縫的成因和控制進行了詳細地分析和研究。

關鍵詞：混凝土裂縫；成因；控制策略

混凝土是一種非均質脆性材料，混凝土顧名思義是一種混合物，混凝土的原料十分豐富，基本原料包括：砂石骨料水泥、水、及其他外加材料，由于工人在施工過程中操作不當外加混凝土自身受環境氣候等原因發生變形或化學反應等，混凝土經常出現很多裂縫，這些混凝土裂縫對建筑安全有很大的危害性。即使混凝土容易產生裂縫并對建筑物安全構成威脅但由于混凝土在價格、承載能力、施工、可裝飾性等方面具有其他材料無法替代的優越性，使其目前階段必然廣泛應用于建筑工程，因此為了建筑的安全性弄清楚混凝土裂縫的成因并制定相應的防御措施是十分重要的。

1 混凝土裂縫的分類

在日常建筑施工中，混凝土裂縫有著不同的分類，通常可以按成因、形狀、時間、危害程度、可見度等幾種類型進行分類。

1.1 按裂縫的成因劃分

按照混合凝土裂縫的成因分類，可將其分成結構性裂縫和非結構性裂縫兩種類型，其中結構性裂縫是由各種外荷載引起的裂縫，而非結構性裂縫是由于變性變化引起的裂縫。

1.2 按形狀劃分

混凝土裂縫按其裂縫的形狀可分為縱向裂縫和橫向裂縫。其中縱向裂縫是指那些平行于結構地面的裂縫，而橫向裂縫是指那些垂直于結構地面的裂縫。

1.3 按時間劃分

混合凝土按照裂縫形成時間的早晚可以劃分為早期裂縫和后期裂縫。早期裂縫是指在施工過程中由于未按照嚴格的操作規則操作而出現的裂縫。后期裂縫是指在使用過程中受各種外在因素而出現的裂縫，其中有些后期裂縫可能是對早期裂縫的擴大。

1.4 按危害程度劃分

混合凝土裂縫按照其對建筑物造成的危害程度可分為有害裂縫和無害裂縫。有害裂縫是指那些比較寬和深的裂縫，這類裂縫對建筑的承載能力和實用性有一定的危害。相對而言無害裂縫是指那些比較小的裂縫，這些裂縫對建筑的承載能力沒有影響。

1.5 按可見度劃分

混合凝土裂縫按照裂縫的可見度可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指那些在混凝土中分布的雜亂無章，找不到一定規律和原則的裂縫，這些裂縫是用肉眼看不見的裂縫，它們的寬度一般都低于0.1毫米。相應的宏觀裂縫是指那些用肉眼看得見的裂縫，這些裂縫的寬度一般不小于0.1毫米，它們一般是由于微觀裂縫擴展而來的。

2 混凝土裂縫的成因分析

混凝土裂縫產生的原因有很多，有材料自身的原因，也有外部原因，現將其歸納為以下幾方面。

2.1 溫度差引起的裂縫

溫度對混凝土裂縫的影響其實就是熱脹冷縮的原理，當溫度升高時，混凝土結構內部由于不能自由膨脹而產生了溫度內應壓力；當溫度降低時，混凝土內部結構由于收縮而產生溫度內拉應力，又由于混凝土的抗拉強度很低，容易被強大溫差所引起的溫度應力所破壞，從而產生溫度裂縫。

2.2 外荷載作用引起的裂縫

混凝土結構物隨時隨刻都承受著承載力，其中有靜力荷載以及動力荷載，當混凝土結構內部所受的拉應力超過其抗拉強度時，結構物就會出現混凝土裂縫。

2.3 結構基礎不均引起的裂縫

結構物地基是很多土混合而成的，其每一處的土質都有可能不同，不同的土質吸水能力也是不同的，這是因為土壤對水的滲透系數是由土壤的性質決定的，如果在施工過程中對不同的土質處理不當就會引起吸水程度不同從而使地基產生不均勻的沉降，這就會使混凝土產生裂縫，由于地基沉降幅度較大所以這種裂縫一般都會較大，較深，而且地基沉降是沿著不同的地質沉降的，因此界限分明，裂縫分布也就有一定的規則性，比較有規律。

2.4 混凝土干縮引起的裂縫

由于對混凝土的養護不當，在風吹日曬下，水泥混凝土表面水分蒸發得很快，而水分蒸發時，混凝土結構內部體積將會迅速收縮。但由于內部溫度變化小、收縮小，從而使其表面的收縮變形與內部的收縮變形不一致，從而產生拉應力，引起水泥混凝土表面的裂縫。

3 混凝土裂縫的控制策略

3.1 預防方面

預防混凝土裂縫的產生是在混凝土裂縫產生之前采取有效措施進行預防，預防措施主要是通過設計、材料、施工等方面的綜合措施，將裂縫控制在無害和最小范圍內。例如混凝土施工時務必嚴格把握水泥用量，水泥的用量既不能過多也不能太少，在保證可以施工條件下，減少其他混合物摻雜在水泥中，這樣可以減少或防止干縮裂縫和塑性裂縫的產生。

3.2 治理方面

如果在施工時沒有做好完全的預防手段，致使裂縫已經產生了，那么應及時請專業人員進行現場勘查，測量裂縫的長度、深度和寬度，并及時分析裂縫產生的原因和類型。如果確定裂縫為有害裂縫，應及時采取有效的措施。常見的措施有：

（1）壓力注漿法。也就是常說的稱注法，壓力注漿法適用于寬度低于0.5毫米的裂縫，顧名思義就是通過施加壓力，將灌漿材料注入到混凝土內部，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而對裂縫進行粘合。

（2）碳纖維粘貼法。碳纖維粘貼法適用于裂縫寬度大于0.5毫米以上的部位，這種方法是用結構膠將碳纖維粘貼在裂縫處進行縫補，進而提高結構承載力。

（3）混凝土修復法。混凝土修復法顧名思義用混凝土自身修補裂縫也就是先將損壞的混凝土從水泥或建筑物中清除出去，然后在空缺處置入新的完好無損的混凝土。這種方法適用于嚴重損壞的混凝土，當混凝土裂縫過分寬大時可采用這種方法進行最后的補救。

4 結束語

混凝土裂縫現象是一個長久且普遍存在在工程界的現象，解決混凝土裂縫難題是一項技術挑戰，近年來這一問題非但沒有緩解反而更加嚴重，因為當前混凝土在社會上得到了大力推廣應用，并且近幾年混凝土的結構形式日趨大型化和復雜化不再是過去簡單的小型結構。而混凝土裂縫對建筑的安全性又有著很大的威脅，為此必須制定相應的措施應對這一問題，這就不僅需要工程建設人員在施工過程中嚴格按照施工程序進行施工，并在施工方面采取有效的預防措施，更需要科研人員盡快地研制出能避免裂縫產生的高效材料，從而徹底解決掉裂縫問題。

參考文獻

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作者簡介：劉衛東（1963，3-），男，山東省莒縣，碩士研究生，大連海洋大學應用技術學院，副教授，研究方向：建筑工程管理。